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设四元线性齐次方程组①为,又已知某线性齐次方程组②的通解为。
  1. (1) 求线性方程组①的基础解系;
  2. (2) 判断线性方程组①和②是否有非零公共解;
  3. (3) 若有,求出所有的非零公共解;若没有,说明理由。

答案

第 1 问

第 2 问

有非零公共解。

第 3 问

解析

第 1 问

由方程组①得 、,而 自由。令 、,则通解为 。

因此一组基础解系为 。

第 2 问

方程组②的任一解可写为

。

代入方程组①的两个方程,均化为 。该条件允许非零参数,例如 、,所以两个方程组有非零公共解。

第 3 问

由第二问的公共解条件 ,令 ,则公共解为 。

排除零解后,全部非零公共解为 ,其中 。