题目
当方程组,只有零解。
当
方程组
,只有零解。

题目解答
答案
∵方程组
,只有零解
∴系数矩阵
可逆,
∴其行列式不等于零
即
∵



∴
故,答案选
解析
考查要点:本题主要考查齐次线性方程组解的判定条件,即系数矩阵的行列式是否为零。当行列式不等于零时,方程组仅有零解;反之则存在非零解。
解题核心思路:
- 构造系数矩阵,将方程组中的未知数系数提取出来。
- 计算行列式,通过展开或化简得到行列式的表达式。
- 分析行列式不等于零的条件,确定参数$k$的取值范围。
破题关键点:
- 行列式非零是方程组仅有零解的充要条件。
- 正确展开3阶行列式,避免计算错误。
步骤1:构造系数矩阵
方程组对应的系数矩阵为:
$\begin{pmatrix}k & 0 & 1 \\2 & k & 1 \\k & -2 & 1\end{pmatrix}$
步骤2:计算行列式
按第一行展开行列式:
$\begin{aligned}D &= k \cdot \begin{vmatrix} k & 1 \\ -2 & 1 \end{vmatrix} - 0 \cdot \begin{vmatrix} 2 & 1 \\ k & 1 \end{vmatrix} + 1 \cdot \begin{vmatrix} 2 & k \\ k & -2 \end{vmatrix} \\
&= k \cdot (k \cdot 1 - (-2) \cdot 1) + 1 \cdot (2 \cdot (-2) - k \cdot k) \\
&= k(k + 2) + (-4 - k^2) \\
&= k^2 + 2k - 4 - k^2 \\
&= 2k - 4
\end{aligned}$
步骤3:分析行列式不等于零的条件
要求$D \neq 0$,即:
$2k - 4 \neq 0 \quad \Rightarrow \quad k \neq 2$