解答题
18.设有向量组(Ⅰ)：α1=(1，0，2)T，α2=(1，1，3)T，α3=(1，一1，a+2)T和向量组(Ⅱ)：β1=(1，2， a+3)T，β2=(2，1，a+6)T，β3=(2，1，a+4)T．试问：当a为何值时，向量组(Ⅰ)与向量组(Ⅱ)等价？当a为何值时，向量组(Ⅰ)与(Ⅱ)不等价？
【正确答案】由于行列式|α1，α2，α3|= a+1，故当a≠一1时，秩[α1，α2，α3]=3．方程组x1α1+x2α2
+x3α3=βi(i=1，2，3)有解(且有唯一解)，所以向量组(Ⅱ)可由向景组(Ⅰ)线性表示；又由行列式|β1，β2，β3|=6≠0，同理可知向量组(Ⅰ)可由(Ⅱ)线性表示．故当a≠一1时，(Ⅰ)与(Ⅱ)等价．当a=一1时，由于秩[α1，α2，α3]≠秩[α1，α2，α3|β1]，故方程组x1α1+x2α2+x3α3=β1无解，即β1不能由向量组(Ⅰ)线性表示，所以(Ⅰ)与(Ⅱ)不等价．
若(Ⅰ)与(Ⅱ)等价，则秩(I)一秩(Ⅱ)，而秩(Ⅱ)一3，故秩(1) 一3，
|α1，α2，α3|=a+1≠0，
a≠一1；反之，若a≠一1，则(Ⅰ)和(Ⅱ)都是线性无关组，而α1，α2，α3，βi线性相关(4个3维向量必线性相关)，
βi可由α1，α2，α3线性表示(i=1．2，3)，同理知＝j可由β1，β2，β3线性表示(j=1，2，3)，故(Ⅰ)与(Ⅱ)等价，综上可知，(Ⅰ)与(Ⅱ)等价
+x3α3=βi(i=1，2，3)有解(且有唯一解)，所以向量组(Ⅱ)可由向景组(Ⅰ)线性表示；又由行列式|β1，β2，β3|=6≠0，同理可知向量组(Ⅰ)可由(Ⅱ)线性表示．故当a≠一1时，(Ⅰ)与(Ⅱ)等价．当a=一1时，由于秩[α1，α2，α3]≠秩[α1，α2，α3|β1]，故方程组x1α1+x2α2+x3α3=β1无解，即β1不能由向量组(Ⅰ)线性表示，所以(Ⅰ)与(Ⅱ)不等价．
若(Ⅰ)与(Ⅱ)等价，则秩(I)一秩(Ⅱ)，而秩(Ⅱ)一3，故秩(1) 一3，
|α1，α2，α3|=a+1≠0，a≠一1；反之，若a≠一1，则(Ⅰ)和(Ⅱ)都是线性无关组，而α1，α2，α3，βi线性相关(4个3维向量必线性相关)，βi可由α1，α2，α3线性表示(i=1．2，3)，同理知＝j可由β1，β2，β3线性表示(j=1，2，3)，故(Ⅰ)与(Ⅱ)等价，综上可知，(Ⅰ)与(Ⅱ)等价【答案解析】