[2005年] 已知三阶矩阵A的第l行是[a,b,c],a,b,c不全为零,矩阵B=(k为常数),且AB=O.求线性方程组AX=0的通解.

admin2019-05-10  35

问题 [2005年]  已知三阶矩阵A的第l行是[a,b,c],a,b,c不全为零,矩阵B=(k为常数),且AB=O.求线性方程组AX=0的通解.

选项

答案为求AX=0的通解,需求其基础解系,为此需求出秩(A),这就必然要对k进行讨论,确定基础解系所含解向量的个数后,可从B的列向量中求出基础解系. 由题设AB=O可得出两种思路:一是秩(A)+秩(B)≤n;另一是B的列向量都是AX=0的解向量,据此可得到下列解法: (1)如k≠9,则秩(B)=2,因而由秩(A)+秩(B)≤3得到秩(A)≤1.显然秩(A)≥1,故秩(A)=1,于是AX=0的一个基础解系含n一秩(A)=3—1=2个解向量.由AB=0知α1=[1,2,3]T,α2=[3,6,k]T为AX=0的两个线性无关的解向量,于是其通解为k1α1+k2α2=k1[1,2,3]T+k2[3,6,k]T,k1,k2为任意两个常数. (2)如k=9,则秩(B)=1,于是秩(A)≤3一秩(B)=2.因而秩(A)=1或秩(A)=2. 当秩(A)=1时,则A的第2,3两行均与第1行成比例,故AX=0的等价方程组为ax1+bx2+cx3=0,不妨设c≠0,则 [*] 其一个基础解系含2个解向量,即β1=[1,0,-a/c]T,β2=[0,1,一b/c]T.为方便计,不妨取为β1=[c,0,一a]T,β2=[0,c,一b]T,其通解为l1β1+l2β2,l1,l2为任意常数. 当秩(A)=2时,则AX=0的一个基础解系只含n一秩(A)=3—2=1个解向量.此解向量γ可取B中任意一个列向量,不妨令γ=[1,2,3]T,则其通解为tγ,其中t为任意常数.

解析
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