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[2001年] 设α1,α2,…,αs为线性方程组AX=0的一个基础解系: β1=t1α1+t2α2, β2=t1α2+t2α3, …, βs=t1αs+t2α1,其中t1,t2为实常数.试问t1,t2满足什么关系时,β1,β2,…,βs也
[2001年] 设α1,α2,…,αs为线性方程组AX=0的一个基础解系: β1=t1α1+t2α2, β2=t1α2+t2α3, …, βs=t1αs+t2α1,其中t1,t2为实常数.试问t1,t2满足什么关系时,β1,β2,…,βs也
admin
2019-05-10
55
问题
[2001年] 设α
1
,α
2
,…,α
s
为线性方程组AX=0的一个基础解系:
β
1
=t
1
α
1
+t
2
α
2
, β
2
=t
1
α
2
+t
2
α
3
, …, β
s
=t
1
α
s
+t
2
α
1
,其中t
1
,t
2
为实常数.试问t
1
,t
2
满足什么关系时,β
1
,β
2
,…,β
s
也为AX=0的一个基础解系.
选项
答案
为证β
1
,β
2
,…,β
s
为AX=0的基础解系,需证β
1
,β
2
,…,β
s
为AX=0的解,且β
1
,β
2
,…,β
s
线性无关,s=n一秩(A).其关键是要证明β
1
,β
2
,…,β
s
线性无关. 由α
1
,α
2
,…,α
s
为AX=0的基础解系知,s=n一秩(A),因β
1
,β
2
,…,β
s
均为α
1
,α
2
,…,α
s
的线性组合,而α
1
,α
2
,…,α
s
又为AX=0的解,根据齐次方程解的性质知,β
i
(i=1,2,…,s)为AX=0的解.下面证β
1
,β
2
,…,β
s
线性无关,给出两种证法. 证一 设k
1
β
1
+k
2
β
2
+…+k
s
β
s
=0,即 (t
1
k
1
+t
2
k
s
)α
1
+(t
2
k
1
+t
1
k
2
)α
2
+(t
2
k
2
+t
1
k
3
)α
3
+…+(t
2
k
s-1
+t
1
k
s
)α
s
=0. 由于α
1
,α
2
,…,α
s
线性无关,于是得 [*]① 因方程组①的系数矩阵的行列式为 [*]=t
1
s
+(一1)
s+1
t
2
. 故当t
1
s
+(一1)
s+1
t
2
s
≠0时,方程组①只有零解k
1
=k
2
=…一k
s
=0,从而β
1
,β
2
,…,β
s
线性无关,即当S为偶数时,t
1
≠±t
2
,s为奇数,当t
1
≠一t
2
时,β
1
,β
2
,…,β
s
线性无关,从而β
1
,β
2
,…,β
s
也为AX=0的一个基础解系. 证二 由命题2.3.2.4知,当t
1
s
+(一1)
s+1
t
2
≠0时,β
1
,β
2
,…,β
s
线性无关.即得:当s为偶数,t
1
≠±t
2
;当s为奇数,t
1
≠一t
2
时,β
1
,β
2
,…,β
s
线性无关,从而β
1
,β
2
,…,β
s
,也为AX=0的一个基础解系.
解析
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考研数学二
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