题目
3.设A为n阶方阵,R(A)=n-1,又alpha_(1),alpha_(2)是齐次线性方程组AX=0的两个不同的解,则AX=0的通解是()A. kalpha_(1)B. kalpha_(2)C. k(alpha_(1)+alpha_(2))D. k(alpha_(1)-alpha_(2))
3.设A为n阶方阵,R(A)=n-1,又$\alpha_{1}$,$\alpha_{2}$是齐次线性方程组AX=0的两个不同的解,则AX=0的通解是()
A. $k\alpha_{1}$
B. $k\alpha_{2}$
C. $k(\alpha_{1}+\alpha_{2})$
D. $k(\alpha_{1}-\alpha_{2})$
题目解答
答案
D. $k(\alpha_{1}-\alpha_{2})$
解析
本题考查齐次线性方程组通解的求法,关键在于根据矩阵的秩确定基础解系所含向量的个数,再结合已知条件找出基础解系。
- 确定基础解系所含向量的个数:
对于齐次线性方程组$AX = 0$,其中$A$为$n$阶方阵,根据线性方程组的理论,基础解系所含向量的个数$s$等于未知数的个数$n$减去系数矩阵$A$的秩$R(A)$,即$s=n - R(A)$。
已知$R(A)=n - 1$,将其代入上式可得$s=n-(n - 1)=1$,这表明$AX = 0$的基础解系只含有一个非零解向量。 - 分析已知解向量:
已知$\alpha_{1}$,$\alpha_{2}$是齐次线性方程组$AX = 0$的两个不同的解,根据齐次线性方程组解的性质:若$\xi_1,\xi_2$是$AX = 0$的解,则$\xi_1-\xi_2$也是$AX = 0$的解。
所以$\alpha_{1}-\alpha_{2}$是$AX = 0$的解,又因为$\alpha_{1}\neq\alpha_{2}$,所以$\alpha_{1}-\alpha_{2}\neq0$,即$\alpha_{1}-\alpha_{2}$是一个非零解向量。 - 确定通解:
由于$AX = 0$的基础解系只含有一个非零解向量,而$\alpha_{1}-\alpha_{2}$是一个非零解向量,所以$\alpha_{1}-\alpha_{2}$可作为$AX = 0$的基础解系。
根据齐次线性方程组通解的定义,$AX = 0$的通解为$k(\alpha_{1}-\alpha_{2})$,其中$k$为任意常数。