解答题
设矩阵A=(α1,α2,α3),其中α1,α2,α3是4维列向量,已知非齐次线性方程组Ax=b的通解为
x=k(1,-2,3)T+(1,2,-1)T,k为任意常数.
问答题
10.试求α1,α2,α3的一个极大线性无关组,并把向量b用此极大线性无关组线性表示;
【正确答案】由题设条件可知ξ=(1,-2,3)
T是对应的齐次线性方程组Ax=0的一个基础解系,所以r(A)=3-1=2;η=(1,2,-1)
T为非齐次线性方程组Ax=b的一个特解.于是有

【答案解析】本题是抽象型非齐次线性方程组的典型情形.只要从题设条件求得对应齐次线性方程组Ax=0的一个基础解系与非齐次线性方程组Ax=b的一个特解即可.其中一个关键问题仍是确定系数矩阵A的秩,由此可知基础解系中包含线性无关解向量个数.
问答题
11.令矩阵B=(α1,α2,α3,b+α3),证明方程组Bx=α1-α2有无穷多组解,并求其通解.
【正确答案】因

故r(α
1,α
2,α
3,b+α
3)=r(α
1,α
2,α
3,b+α
3,α
1-α
2)=2<4,即非齐次方程组Bx=α
1-α
2有无穷多组解.
因

故η
*=(1,-1,0,0)
T为Bx=α
1-α
2的一个特解.又

由于r(α
2,α
3)=2,所以

【答案解析】