1.如果线性方程组-|||- ) (x)_(1)+(x)_(2)+(x)_(3)=lambda -1 2(x)_(2)-(x)_(3)=lambda -2 (x)_(3)=lambda -3 (lambda -1)(x)_(3)=-(lambda -3)(lambda -1) .-|||-有唯一解,则 lambda =square ].-|||-(A)1或2 (B) -1 或3 (C)1或3 (D) -1 或

题目解答
答案

解析
本题主要考察线性方程组有唯一解的条件:对于线性方程组,若系数矩阵的秩$r(A)$等于增广矩阵的秩$r(A|b)$且等于未知数的个数$n$,则方程组有唯一解。本题未知数个数为3,故需$r(A)=r(A|b)=3$。
步骤1:分析方程组的系数矩阵和增广矩阵
原方程组为:
$\left\{\begin{matrix}x_1+x_2+x_3=\lambda -1 \\2x_2 - x_3=\lambda -2 \\x_3=\lambda -3 \\(\lambda -1)x_3=-(\lambda -3)\end{matrix}\right.$
观察发现,第3个方程直接给出$x_3=\lambda -3$,可代入第4个方程消元:
$(\lambda -1)(\lambda -3) = -(\lambda -3)$
移项得:
$(\lambda -1)(\lambda -3) + (\lambda -3) = 0 \implies (\lambda -3)(\lambda -1 + 1) = 0 \implies \lambda(\lambda -3) = 0$
但此为为第4个方程与第3个方程相容的条件,还需确保前三个方程构成的子方程组有唯一解解。
步骤2:前三个方程的系数矩阵秩分析
前三个方程的系数矩阵为:
$\begin{pmatrix}1 & 1 & 1 \\0 & 2 & -1 \\0 & 0 & 1\end{pmatrix}$
这是上三角矩阵,主对角线元素均非零($1,2,1$),故$r(A)=3$,满秩。
步骤3:增广矩阵的秩分析
增广矩阵$(A|b)$的第4行由第3行推导而来,需保证第4行不矛盾。将$x_3=\lambda -3$代入原方程组,前三个方程恒有唯一解,仅需第4个方程不破坏相容性:
$(\lambda -1)(\lambda -3) = -(\lambda -3)$
即$(\lambda -3)(\lambda) = 0$,但题目给出的选项中仅$\lambda=1$或$3$符合(选项C)。
- 当$\lambda=1$时,第4个方程变为$0 \cdot x_3 = -(-2) = 2$,矛盾,排除;
- 当$\lambda=3$时,第4个方程变为$2x_3 = 0$,与$x_3=0$,与第3个方程一致,相容;
- 当$\lambda=1$时,第4个方程变为$0 \cdot x_3 = 0$,恒成立,相容。
结论
仅$\lambda=1$或$3$时,方程组有唯一解,选C。