题目
已知beta_1,beta_2是AX=b的两个不同解,a_1,a_2是AX=0的基础解系,k_1,k_2为任意常数,则AX=b的通解为().A. k_1a_1+k_2(a_1+a_2)+(beta_1-beta_2)/(2).B. k_1a_1+k_2(a_1-a_2)+(beta_1+beta_2)/(2).C. k_1a_1+k_2(beta_1+beta_2)+(beta_1-beta_2)/(2).D. k_1a_1+k_2(beta_1+beta_2)+(beta_1+beta_2)/(2).
已知$\beta_1,\beta_2$是$AX=b$的两个不同解,$a_1,a_2$是$AX=0$的基础解系,$k_1,k_2$为任意常数,则$AX=b$的通解为().
A. $k_1a_1+k_2(a_1+a_2)+\frac{\beta_1-\beta_2}{2}$.
B. $k_1a_1+k_2(a_1-a_2)+\frac{\beta_1+\beta_2}{2}$.
C. $k_1a_1+k_2(\beta_1+\beta_2)+\frac{\beta_1-\beta_2}{2}$.
D. $k_1a_1+k_2(\beta_1+\beta_2)+\frac{\beta_1+\beta_2}{2}$.
题目解答
答案
B. $k_1a_1+k_2(a_1-a_2)+\frac{\beta_1+\beta_2}{2}$.
解析
步骤 1:理解非齐次线性方程组的通解结构
非齐次线性方程组 $AX=b$ 的通解由两部分组成:齐次方程 $AX=0$ 的通解加上非齐次方程的一个特解。齐次方程的通解由其基础解系线性组合而成,非齐次方程的特解可以是任意一个解。
步骤 2:分析给定的选项
- **A**:$k_1a_1+k_2(a_1+a_2)+\frac{\beta_1-\beta_2}{2}$
- $a_1, a_1+a_2$ 线性相关,不能构成基础解系,且特解为 $\frac{\beta_1-\beta_2}{2}$,不是非齐次方程的解。
- **B**:$k_1a_1+k_2(a_1-a_2)+\frac{\beta_1+\beta_2}{2}$
- $a_1, a_1-a_2$ 线性无关,可以构成基础解系,且特解为 $\frac{\beta_1+\beta_2}{2}$,是非齐次方程的解。
- **C**:$k_1a_1+k_2(\beta_1+\beta_2)+\frac{\beta_1-\beta_2}{2}$
- 包含非齐次解 $\beta_1+\beta_2$,无法构成齐次解系。
- **D**:$k_1a_1+k_2(\beta_1+\beta_2)+\frac{\beta_1+\beta_2}{2}$
- 包含非齐次解 $\beta_1+\beta_2$,无法构成齐次解系。
步骤 3:选择正确的选项
根据以上分析,只有选项 **B** 符合非齐次线性方程组通解的结构。
非齐次线性方程组 $AX=b$ 的通解由两部分组成:齐次方程 $AX=0$ 的通解加上非齐次方程的一个特解。齐次方程的通解由其基础解系线性组合而成,非齐次方程的特解可以是任意一个解。
步骤 2:分析给定的选项
- **A**:$k_1a_1+k_2(a_1+a_2)+\frac{\beta_1-\beta_2}{2}$
- $a_1, a_1+a_2$ 线性相关,不能构成基础解系,且特解为 $\frac{\beta_1-\beta_2}{2}$,不是非齐次方程的解。
- **B**:$k_1a_1+k_2(a_1-a_2)+\frac{\beta_1+\beta_2}{2}$
- $a_1, a_1-a_2$ 线性无关,可以构成基础解系,且特解为 $\frac{\beta_1+\beta_2}{2}$,是非齐次方程的解。
- **C**:$k_1a_1+k_2(\beta_1+\beta_2)+\frac{\beta_1-\beta_2}{2}$
- 包含非齐次解 $\beta_1+\beta_2$,无法构成齐次解系。
- **D**:$k_1a_1+k_2(\beta_1+\beta_2)+\frac{\beta_1+\beta_2}{2}$
- 包含非齐次解 $\beta_1+\beta_2$,无法构成齐次解系。
步骤 3:选择正确的选项
根据以上分析,只有选项 **B** 符合非齐次线性方程组通解的结构。