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简答题

已知矩阵A是一个5×4矩阵,其秩r(A)=2。非齐次线性方程组Ax=b有三个解向量α1、α2和α3。已知α12=(4,6,-8,4)T,α3=(1,2,-1,1)T,(0,1,-3,0)T是Ax=0的一个解。求Ax=b的通解。

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答案:

解析:

题目已知矩阵A是5×4矩阵,其秩为2。同时已知非齐次线性方程组Ax=b的三个解向量α~1~、α~2~和α~3~。并且已知向量$(0,1,-3,0)^T$是Ax=0的一个解。要求Ax=b的通解,首先需要找到Ax=0的基础解系,即求解空间中的其他解向量。由于解空间为二维空间,已知一个解向量$(0,1,-3,0)^T$,所以需要找到另一个与之线性无关的解向量。通过观察可知,$\alpha_1+\alpha_2-2\alpha_3$是Ax=0的一个解,且与之线性无关。因此,通解可以表示为这两个解向量的线性组合。最终得到通解公式为$\frac{x_1}{3}\alpha_1+\frac{x_2}{3}\alpha_2+\frac{x_3}{3}\alpha_3+\frac{x_4}{6}(0,1,-3,0)^T$。

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