已知非齐次线性方程组 有三个线性无关的解。 (Ⅰ)证明方程组系数矩阵A的秩r(A)=2; (Ⅱ)求a,b的值及方程组的通解。

admin2018-04-08  35

问题 已知非齐次线性方程组

有三个线性无关的解。
(Ⅰ)证明方程组系数矩阵A的秩r(A)=2;
(Ⅱ)求a,b的值及方程组的通解。

选项

答案(Ⅰ)设α1,α2,α3是方程组Ax=β的三个线性无关的解,其中 [*] 则α1-α2,α1-α3是对应齐次线性方程组Ax=0的解,且线性无关(否则,易推出α1,α2,α3线性相关,矛盾)。所以n-r(A)≥2,即4-r(A)≥2=>r(A)≤2。又矩阵A中有一个二阶子式[*]=-1≠0,所以r(A)≥2。因此r(A)=2。 (Ⅱ)因为 [*] 又r(A)=2,则 [*] 对原方程组的增广矩阵[*]施行初等行变换, [*] 故原方程组与方程组 [*] 同解。 取x3,x4为自由变量,则 [*] 故所求通解为 [*] k1,k2为任意常数。

解析
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