解答题 22.[2002年] 已知四阶方阵A=[α1,α2,α3,α4],α1,α2,α3,α4均为四维列向量,其中α2,α3,α4线性无关,α1=2α2一α3.如果β=α1234,求线性方程组AX=β的通解.
【正确答案】因α2,α3,α4线性无关及α1=2α2一α3=2α2一α3+0α4,故秩(α1,α2,α3,α4)=秩(A)=3.于是AX=0的一个基础解系只包含一个解向量,将AX=0及AX=β分别写成列向量组的形式分别为
x1α1+x2α2+x3α3+x4α4=0, ①
x1α1+x2α2+x3α3+x4α4=β. ②
今已知 α1—2α231—2α23+0α4=0, ③
将式③与式①比较知,齐次方程组①的一个解向量为α=[1,一2,1,0]T
又将α1234=β与方程组②比较知,方程组②的一个特解为η=[1,1,1,1]T,故AX=β的通解为
kα+η=k[1,一2,1,0]T+[1,1,1,1,1]T (k为任意常数).
【答案解析】