设向量组,α1=(a,2,10)T,α2=(一2,1,5)T,α2=(一1,1,4)T,β=(1,b,c)T.试问a,b,c满足什么条件时: (Ⅰ)β可由α1,α2,α3线性表出,且表示唯一? (Ⅱ)β不能由α1,α2,α3线性表出?

admin2021-01-25  20

问题 设向量组,α1=(a,2,10)T,α2=(一2,1,5)T,α2=(一1,1,4)T,β=(1,b,c)T.试问a,b,c满足什么条件时:
    (Ⅰ)β可由α1,α2,α3线性表出,且表示唯一?
    (Ⅱ)β不能由α1,α2,α3线性表出?
    (Ⅲ)β可由α1,α2,α3线性表出,但表示不唯一?并求出一般表达式。

选项

答案设方程组α1x12x23x3=β。 (*) 对方程组的增广矩阵作初等行变换,化成阶梯形矩阵,有 [*] (Ⅰ)当a≠一4时,r(α1,α2,α3)=r(α1,α2,α3,β)=3。方程组(*)有唯一解,即β可由α1,α2,α3线性表出,且表示唯一。 (Ⅱ)当a=一4,但c一3b+1≠0时,r(α1,α2,α3)一2≠r(α1,α2,α3,β)=3,方程组(*)无解,β不可由α1,α2,α3线性表出。 (Ⅲ)当a=一4,且c一3b+1=0时,r(α1,α2,α3)=r(α1,α2,α3,β)=2,方程组(*)有无穷多解,此时有 (α1,α2,α3┇β)→[*], 得对应齐次方程组的基础解系为:ξ1=(1,一2,0)T(取自由未知量x1=1,回代得x2=一2,x3=0),非齐次方程的一个特解是η=[0,一(b+1),(2b+1)]T,故通解为 [*],其中k是任意常数。 故有β=kα1一(2k+b+1)α2+(2b+1)α3

解析
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