对于线性方程组,讨论:
- (1) 参数取何值时方程组无解;
- (2) 参数取何值时方程组有唯一解;
- (3) 参数取何值时方程组有无穷解;
- (4) 在方程组有无穷解时,用导出组的基础解系表示全部解。
系数矩阵可写为 ,其中 为全 矩阵。因此
只有 或 时可能不唯一。
当 时,系数矩阵每行元素之和为 ,左零向量可取 。右端向量为 ,其分量和为 ,不满足相容条件,故方程组无解。
由第一问知, ,当且仅当 时系数矩阵可逆。因此此时方程组有唯一解。
当 时,三条方程均化为
此时系数矩阵与增广矩阵的秩均为 ,故有无穷多解。结合第一问中 时无解及第二问的唯一解条件,可知有无穷多解当且仅当 。
由第三问,无穷多解对应 。在 时,导出组为 。它的一个基础解系为
非齐次方程组的一个特解为 。因此全部解为