【答案解析】[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

方程组(Ⅲ)有非零解

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.
[解法二] 对(Ⅰ)的系数矩阵作初等行变换,得

所以方程组(Ⅰ)的基础解系是η
1=(-1,2,1,0)
T,η
2=(4,2,0,1)
T.
那么,(Ⅰ)的通解是k
1η
1+k
2η
2=(-k
1+4k
2,2k
1+2k
2,k
1,k
2)
T.将其代入(Ⅱ),有

整理为

因为(Ⅰ),(Ⅱ)有非零公共解,故k
1,k
2必不全为0.
因此
