问答题 已知线性方程组
【正确答案】[解法一] 因为方程组(Ⅰ)、(Ⅱ)有非零公共解,即把(Ⅰ)(Ⅱ)联立所得方程组(Ⅲ)有非零解,对系数矩阵作初等行变换,有
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方程组(Ⅲ)有非零解[*]r(A)<4[*]a=-1.
求出η=(2,6,2,1)T是(Ⅲ)的基础解系,所以(Ⅰ)与(Ⅱ)的所有公共解是kη,k为任意常数.
[解法二] 对(Ⅰ)的系数矩阵作初等行变换,得
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所以方程组(Ⅰ)的基础解系是
η1=(-1,2,1,0)T,η2=(4,2,0,1)T
那么,(Ⅰ)的通解是
k1η1+k2η2=(-k1+4k2,2k1+2k2,k1,k2)T
将其代入(Ⅱ),有
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因为(Ⅰ),(Ⅱ)有非零公共解,故k1,k2必不全为0.
因此
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从而
a=-1,且k1=2k2
那么
k1η1+k2η2=k(2,6,2,1)T
即(Ⅰ)与(Ⅱ)的公共解是k(2,6,2,1)T
【答案解析】[评注] 如果已知条件为(Ⅰ)给基础解系;(Ⅱ)给方程组.可如解法二那样求解.如果(Ⅱ)和(Ⅱ)都给基础解系,你怎样求公共解呢?