问答题 设α1,α2,α3,α4为四维列向量组,其中α1,α2,α3线性无关,α412+2α3. 已知方程组
12,α23,-α1+αα23)x=a4有无穷多解.
(Ⅰ)求常数a的值;
(Ⅱ)对(Ⅰ)中求得的a值,计算方程组的通解.
【正确答案】(Ⅰ)由于所给方程组
12,α23,-α1+αα23)x=α4
即[*]
于是,由α1,α2,α3线性无关,即(α1,α2,α3)是可逆矩阵得所给方程组的同解方程组
[*] (1)
对式(1)的增广矩阵
[*]
施行初等行变换:
[*] (2)
所以,当所给方程组有无穷多解时,r(A)=r(A)<3(其中,A是式(1)的系数矩阵),于是由式(2)知a-2=0,即a=2.
(Ⅱ)当a=2时,式(1),即所给方程组与方程组
[*] (3)
同解,它对应的导出组通解为C(1,-1,1)T,且式(3)有特解(1,2,0)T.所以,式(3),即所给方程组的通解为
x=C(1,-1,1)T+(1,2,0)T(C是任意常数).
【答案解析】本题获解的关键是,根据α1,α2,α3线性无关,将所给的方程组化简为同解方程组(1).