设矩阵,且。
- (1) 证明方程组的解均为的解;
- (2) 若两个方程组不同解,求。
的解均满足 。
。
先求 的通解。对增广矩阵先作 、;将第二行除以 ,再作 ,最后将第三行除以 、第一行加第二行,得到
令 ,全部解为 ,。代入 的三行,分别得到
故对任意 都有 ,包含关系得证。
第一问说明两个解集非空且 。它们有公共特解 ,各自是齐次解空间的平移。,所以 维数为 。在已有包含关系下,二者同解当且仅当维数相同,即 。
对 作 、,再作 ,得
当 时,三个主元非零,,两方程组同解;当 时,, 维数为 ,严格大于 ,故不同解。因此 。
此时 满足 ,却不满足第一问的 ,也可直接确认解集不同。