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数学
题目

设非齐次线性方程组 ) (x)_(1)+2(x)_(3)+(x)_(4)=2 (x)_(1)+(x)_(2)+(x)_(3)+4(x)_(4)=a (x)_(1)-(x)_(2)+3(x)_(3)-2(x)_(4)=1 .取何值时方程组无解? 有无穷多解?并在有解时,求出其全部解。

设非齐次线性方程组

讨论 取何值时方程组无解? 有无穷多解?

并在有解时,求出其全部解。

题目解答

答案

首先,我们将给定的非齐次线性方程组写为增广矩阵的形式:

接下来,我们对这个增广矩阵进行行变换,以将其化为行最简形矩阵。

首先,我们用第一行减去第二行和第三行,得到:

然后,我们用第二行加上第三行,得到:

此时,我们观察最后一行,发现其全为0,但常数项不为0(即),这意味着方程组无解。

当 时,最后一行变为,这意味着方程组有无穷多解。

当  时,我们可以通过回代法求出方程组的解。由于最后一行全为0,我们可以忽略它,只考虑前两行。我们有:

我们可以选择 和作为自由变量,并令 ,则:

 

因此,方程组的通解为:

其中 和为任意实数。

综上所述,当 时,方程组有无穷多解;当  时,方程组无解。

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