【正确答案】解一 用高斯消元法求之.对系数矩阵进行初等行变换化为行阶梯形矩阵

由非零行的第1个非零元素所在的列可知x
1,x
2,x
3为独立变量,x
2,x
3为自由变量,则用自由变量表示的独立变量的等价方程组为

令x
2=1,x
3=0,代入方程组①得到解向量[x
1,x
2,x
3,x
4,x
5]=[-1,1,0,0,0]
T=α
1.
令x
2=0,x
5=1,代入方程组①得到另一解向量[x
1,x
2,x
3,x
4,x
5]
T=[-1,0,-1,0,1]
T=α
2,该方程组的一个基础解系为
α
1=[-1,1,0,0,0]
T, α
2=[-1,0,-1,0,1]
T.
解二 用简便求法求之.为此,用初等行变换将A化成含最高阶单位矩阵的矩阵,即

其中A
1已是含最高阶(三阶)单位矩阵的矩阵,而且含有2个三阶单位矩阵,第一个是在第1,2,3行,第1,3,4列;第2个是在第1,2,3行,第2,3,4列.为方便计,取第1个单位矩阵计算.除单位矩阵所在的列以外,A
1中还有两列,因而一个基础解系含有2个解向量α
1,α
2.因第1个单位矩阵在第1,3,4列,故α
1,α
2的第1,3,4个元素分别为第2列、第5列的前3个元素反号,
即
α
1=[-1,a
12,-0,-0,a
15]
T=[-1,a
12,0,0,a
15]
T,
α
2=[-1,a
22,-1,-0,a
25]
T=[-1,a
22,-1,0,a
25]
T.
而α
1与α
2中的第2、5个元素a
ij(i=1,2;j=2,5)依次组成二阶单位矩阵
