【正确答案】[解] (1)对方程组(Ⅰ)的系数矩阵作初等行变换,有

由于n-r(A)=4-2=2,基础解系由2个线性无关的解向量所构成,取x
3,x
4为自由变量,所以β
1=(5,-3,1,0)
T,β
2=(-3,2,0,1)
T是方程组(Ⅰ)的基础解系.
(2)设η是方程组(Ⅰ)与(Ⅱ)的非零公共解,则
η=k
1β
1+k
2β
2=l
1α
1+l
2α
2,其中k
1,k
2与l
1,l
2均不全为零的常数,那么k
1β
1+k
2β
2-l
1α
1-l
2α
2=0.
由此得齐次方程组(Ⅲ)

有非零解.对系数矩阵作初等行变换,有

当且仅当a+1=0时,r(Ⅲ)<4,方程组有非零解.
此时,(Ⅲ)的同解方程组是

于是
