问答题
设α1,α2,…,αn是n个n维向量,且已知
α1x1+α2x2+…+αnxn=0 (Ⅰ)
只有零解.
问方程组
(α1+α2)x1+(α2+α3)x2+…+(αn-1+αn)xn-1+(αn+α1)xn=0 (Ⅱ)
何时只有零解?说明理由;何时有非零解?有非零解时,求出其通解.
【正确答案】α1x1+α2x2+…+αnxn=0只有零解[*]r(α1,α2,…,αn)=n[*]α1,α2,…,αn线性无关.
(α1+α2,α2+α3,…,αn-1+αn,αn+α1)=[α1,α2,…,αn]
[*]
记成B=AC,其中r(A)=r(α1,α2,…,αn)=n.
[*]
①当n=2k+1时,|C|=2≠0,r(B)=r(A)=n,方程组(Ⅱ)只有零解.
②当n=2k时,|C|=0,C中有n-1阶子式Cn-1,n-1=1≠0,因r(A)=n,故r(B)=r(C)=n-1.方程组(Ⅱ)有非零解,其基础解系由一个非零解组成。
因(α1+α2)-(α2+α3)+(α3+α4)-…+(α2k-1+α2k)-(α2k+α1)=0,
方程组(Ⅱ)有通解k[1,-1,1,-1,….1,-1]T,其中k是任意常数.
或因A可逆ACX=BX=0和CX=0同解,
其中,[*]
r(B)=r(C)=2k-1,BX=0有通解.
[1,-1,1,-1,…,-1],k是任意常数.
【答案解析】