已知线性方程组,完成下列各问:
- (1) 求参数满足什么条件时方程组有解;
- (2) 求参数满足什么条件时方程组无解;
- (3) 方程组有解时,用其导出组的基础解系表示通解。
有解的充要条件为,而可取任意实数。
无解的充要条件为,而可取任意实数。
当时,;当时,,其中参数均为任意实数。
以第一式消去其余三式中的 。分别作 、、,再消元,可得到两个相容条件
第二个条件要求且只要求 ;此时对任意实数 ,第一个等式总可通过取 满足。因此方程组有解的充要条件为 , 任意。
由第一问的消元结果,必有 。因此当且仅当 时,增广矩阵出现矛盾行,方程组无解;这一结论与 的取值无关。
由第一问,在有解条件 下,消元后的基本关系为
若 ,则 。令 ,得
相应导出组的基础解系为 。
若 ,则 都是自由未知量。令 ,得
相应导出组的基础解系为 。