题目
6.λ取何值时,线性方程组-|||- ) (x)_(1)+(x)_(2)+(2-lambda )(x)_(3)=1, (x)_(1)+(2-lambda )(x)_(2)+(x)_(3)=1, (x)_(1)+(2-lambda )(x)_(2)+(x)_(3)=lambda .-|||-(3-2λ)-|||-(1)有唯一解;(2)无解(3)有无穷多解?并在有无穷多解时求出通解.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查线性方程组解的情况判断,涉及行列式法、秩的判定以及通解的求解方法。
解题核心思路:
- 行列式法:当系数矩阵行列式非零时,方程组有唯一解;
- 秩判定法:当行列式为零时,通过比较系数矩阵与增广矩阵的秩判断无解或无穷解;
- 通解结构:无穷解时,通过基础解系与特解组合表达。
破题关键点:
- 计算系数矩阵行列式,确定临界值$\lambda=1$和$\lambda=3$;
- 分析$\lambda=3$时增广矩阵秩大于系数矩阵秩,判定无解;
- 分析$\lambda=1$时方程组退化为单一方程,构造通解。
步骤1:构造系数矩阵与行列式
系数矩阵:
$A = \begin{bmatrix}2-\lambda & 1 & 2-\lambda \\1 & 2-\lambda & 1 \\1 & 2-\lambda & 3-2\lambda\end{bmatrix}$
计算行列式:
$|A| = -2(\lambda-1)^2(\lambda-3)$
结论:当$\lambda \neq 1$且$\lambda \neq 3$时,$|A| \neq 0$,方程组有唯一解。
步骤2:分析$\lambda=3$时方程组
系数矩阵秩为2,增广矩阵出现矛盾方程$0=2$,秩为3,故无解。
步骤3:分析$\lambda=1$时方程组
方程组退化为$x_1 + x_2 + x_3 = 1$,秩为1,解空间二维。通解形式为:
$\begin{bmatrix}x_1 \\ x_2 \\ x_3\end{bmatrix}
= \begin{bmatrix}1 \\ 0 \\ 0\end{bmatrix}
+ c_1 \begin{bmatrix}1 \\ 1 \\ 0\end{bmatrix}
+ c_2 \begin{bmatrix}1 \\ 0 \\ 1\end{bmatrix}$