设向量组α1=(a,0,10)T,α2=(一2,1,5)T,α3=(一1,1,4)T,β=(1,b,c)T,试问:当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不可由α1,α2,α3线性表出; (Ⅲ)β可由α1,

admin2017-12-29  31

问题 设向量组α1=(a,0,10)T,α2=(一2,1,5)T,α3=(一1,1,4)T,β=(1,b,c)T,试问:当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不可由α1,α2,α3线性表出;
(Ⅲ)β可由α1,α2,α3线性表出,但表示不唯一,求出一般表达式。

选项

答案考虑线性方程组 k1α1+k2α2+k3α3=β, (1)记其系数矩阵A=(α1,α2,α3)。对该线性方程组的增广矩阵作初等行变换,即 [*] (Ⅰ)当a≠一10时,r(A)=r(A,β)=3,此时方程组(1)有唯一解,β可由α1,α2,α3唯一地线性表出。 (Ⅱ)当a=一10,且c≠3b一1时, [*] 可知r(A)≠r(A,β),此时方程组(1)无解,β不可由α1,α2,α3线性表出。 (Ⅲ)当a=一10,且c=3b一1时, [*] 可知r(A)=r(A,β)=2,此时方程组(1)有无穷多解,其全部解为 k1=[*]k2=l,k3=b一l,其中l为任意常数。 β可由α1,α2,α3线性表出,但表示不唯一,其一般表达式为 [*]α1+lα2+(b一l)α3,其中l为任意常数。

解析
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