【正确答案】证 由于r(A)=r,故n元齐次线性方程组Ax=0的基础解系含n-r个解向量.因而Ax=0的任何n-r个线性无关的解向量都可作为Ax=0的基础解系.
因A(η2-η1)=Aη2-Aη1=b-b=0,故η2-η1为Ax=0的解,同理可知η3-η1,…,ηn-r+1-η1也都是Ax=0的解.
设有一组数k1,k2,…,kn-r,使得
k1(η2-η1)+k2(η3-η1)+…+kn-r(ηn-r+1-η1)=0
即 -(k1+k2+…+kn-r)η1+k1η2+k2η3+…+kn-rηn-r+1=0
由于η1,η2,…,ηn-r+1线性无关,得k1=k2=…=kn-r=0,所以,向量组η2-η1,η3-η1,…,ηn-r+1-η1线性无关,从而该向量组可作为方程组Ax=0的基础解系.
【答案解析】在本题的条件下,读者试证明非齐次线性方程组Ax=b的通解为x=λ1η1+λ2η2+…+λn-r+1ηn-r+1,其中λ1,λ2,…,λn-r+1为满足λ1+λ2+…+λn-r+1=1的任意常数.