问答题 已知α1=(1,4,0,2)T,α2=(2,7,1,3)T,α3=(0,1,-1,a)T,β=(3,10,6,4)T,试讨论当a,b为

问答题 β不能由α1,α2,α3线性表示;
【正确答案】利用β,α1,α2,α3构造非齐次线性方程组
1,α2,α3)x=β, x=(x1,x2,x3)T
将该非齐次线性方程组的增广矩阵初等行变换有
当b≠2时,非齐次线性方程组(α1,α2,α3)x=β无解.此时,β不能由α1,α2,α3线性表示.
【答案解析】
问答题 β可由α1,α2,α3线性表示,并求出表达式.
【正确答案】当b=2,且a≠1时,系数矩阵的秩与增广矩阵的秩相等,均等于3,非齐次线性方程组有唯一解.此时,β可由α1,α2,α3线性表示,且表达式唯一.对应的增广矩阵化为得到唯一解:x=(x1,x2,x3)T=(-1,2,0)T,即β=-α1+2α2
当b=2,a=1时,系数矩阵的秩与增广矩阵的秩相等,均等于2.此时,非齐次线性方程有无穷多解,其增广矩阵可化为
[*]
得到对应齐次线性方程组的基础解系η=(-2,1,1)T,对应非齐次线性方程组的一个特解x0=(-1,2,0)T,则
x=(x1,x2,x3)T=(-1,2,0)T+k(-2,1,1)T
其中k为任意常数.此时,β可由α1,α2,α3线性表示,且表达式不唯一.
β=-(2k+1)α1+(k+2)α2+kα3
【答案解析】