关于线性代数的一道题

2025-04-28 10:05:31
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回答1:

r-----------
没有多大技巧,对增广矩阵进行初等变换,得
1 -3 -10 -9
0 1 3 4
0 0 a-10 0
0 0 0 b+25

分析系数矩阵A的秩与增广矩阵(A,b)的秩。
A是4×3矩阵,秩不超过3,(A,b)是4×4矩阵,秩不超过4。
从初等变换的结果来看,A与(A,b)的前两行都非零,所以它们的秩都大于等于2。
另外,A的秩≤(A,b)的秩≤A的秩 + 1。
所以,A与(A,b)的秩有这样几种情况:
I:都是2;
II:都是3;
III:A的秩是2,(A,b)的秩是3;
IV:A的秩是3,(A,b)的秩是4。
(1)方程组无解,则A的秩<(A,b)的秩,对应上述的III与IV。III对应a-10=0且b+25≠0,IV对应a-10≠0且b+25≠0,总之就是:a任意,b≠-25。

(2)方程组有唯一解,则A的秩=(A,b)的秩=3,对应上述的II,此时a-10≠0,b+25=0。所以,a≠10,b=-25。解得x3=0,x2=4,x1=3。
(3)方程组有无穷多解,则A的秩=(A,b)的秩<3,所以就是:A的秩=(A,b)的秩=2,此时a-10=0,b+25=0。
此时,继续初等变换,化为
1 0 -1 3
0 1 3 4
0 0 0 0
0 0 0 0
解是x=
3+c
4-3*c
c