(04年)设有向量α1=(1,2,0)T,α2=(1,a+2,-3a)T,α3=(-1,-b-2,a+2b)T,β=(1,3,-3)T.试讨论当a、b为何值时, (1)β不能由α1,α2,α3线性表示; (2)β可由α1,α2,α3惟一地线

admin2021-01-25  29

问题 (04年)设有向量α1=(1,2,0)T,α2=(1,a+2,-3a)T,α3=(-1,-b-2,a+2b)T,β=(1,3,-3)T.试讨论当a、b为何值时,
    (1)β不能由α1,α2,α3线性表示;
    (2)β可由α1,α2,α3惟一地线性表示,并求出表示式;
    (3)β可由α1,α2,α3线性表示,但表示式不惟一,并求出表示式.

选项

答案设有一组数χ1,χ2,χ3使得 χ1α1+χ2α2+χ3α3=β (*) 对方程组(*)的增广矩阵施行初等行变换: [*] (1)当a=0,b为任意常数时,有 [*] 可知r(A)≠r([*]),故方程组(*)无解,β不能由α1,α2,α3线性表示. (2)当a≠0,且a≠b时,r(A)=r([*])=3,方程组(*)有唯一解:χ1=1-[*],χ2=[*],χ3=0.故此时β可由α1,α2,α3唯一地线性表示为:β=[*] (3)当a=b≠0时,对[*]施行初等行变换: [*] 可知r(A)=r([*])=2,故方程组(*)有无穷多解,通解为:χ1=1-[*],χ2=[*]+C,χ3=C其中C为任意常数.故此时β可由α1,α2,α3线性表示,但表示式不唯一,其表示式为β=[*]+Cα3,其中C为任意常数.

解析
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