题目
1 1 λ {x1 1-|||-(8)已知线性方程组 1 λ 1 x2 = 0 有两个不同的解,则 __-|||-λ 1 1 x3 J -1-|||-(A) neq 1 且 neq -2 (B) lambda =1 或 -2 (C) lambda =1 (D) lambda =-2

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,涉及行列式的计算、矩阵秩的分析以及增广矩阵的应用。
解题核心思路:
- 行列式为零:当线性方程组有无穷多解或无解时,系数矩阵的行列式必为零,因此需先求出行列式并令其等于零,得到可能的$\lambda$值。
- 解的存在性:当行列式为零时,需进一步判断方程组是否有解。此时需比较系数矩阵和增广矩阵的秩,若秩相等则有解,否则无解。
- 关键结论:通过计算发现,当$\lambda=-2$时,方程组有无穷解;而$\lambda=1$时方程组无解,因此正确答案为$\lambda=-2$。
步骤1:计算系数矩阵的行列式
系数矩阵为:
$A = \begin{pmatrix}1 & 1 & \lambda \\1 & \lambda & 1 \\\lambda & 1 & 1\end{pmatrix}$
通过行变换化简行列式:
- 第二行减去第一行,第三行减去$\lambda$倍第一行,得到:
$\begin{pmatrix}1 & 1 & \lambda \\0 & \lambda-1 & 1-\lambda \\0 & 1-\lambda & 1-\lambda^2\end{pmatrix}$ - 第三行加上第二行,进一步化简为:
$\begin{pmatrix}1 & 1 & \lambda \\0 & \lambda-1 & 1-\lambda \\0 & 0 & 2-\lambda^2-\lambda\end{pmatrix}$ - 行列式为对角线元素乘积:
$\det(A) = (\lambda-1)(2-\lambda^2-\lambda) = -(\lambda-1)^2(\lambda+2)$
步骤2:分析行列式为零的条件
令$\det(A)=0$,解得:
$\lambda = 1 \quad \text{或} \quad \lambda = -2$
步骤3:判断方程组是否有解
-
当$\lambda=1$时:
系数矩阵秩为1,增广矩阵秩为3,矛盾,方程组无解。 -
当$\lambda=-2$时:
系数矩阵秩为2,增广矩阵秩也为2,方程组有无穷解。