由这两个性质,可以得到AX?b的解的结构定理:
定理 设A是m?n矩阵,且r(A,b)?r(A)?r,则方程组AX?b的通解为
X??*?k1?1?k2?2???kn?r?n?r
其中?为AX?b的任一个解(称为特解),?1,?2,?,?n?r为导出组AX?0的一个基础解系.
* 2.求非齐次线性方程组的通解的方法
对非齐次线性方程组AX?b,由消元法求出其一般解,再把一般解改写为向量形
式,就得到方程组的通解.
?x3?x4?0?x1?x2?x2?2x3?2x4?1? 例2 当参数a,b为何值时,线性方程组?
??x2?(a?3)x3?2x4?b??x3?ax4??1?3x1?2x2有唯一解?有无穷多解?无解?在有无穷多解时,求出通解.
解:对方程组的增广矩阵施行初等行变换,把它化成阶梯形矩阵:
?1?0(A,b)???0??3?12行?4行2行??-1??1行?0???0??00??12行?3行??1221?1行??-3??4行?0???0?1a?3?2b??21a?1??00?1?1?1??1221?0a?10b?1??00a?10?111??1221?0a?10b?1???1?2a?3?1?1110
当a?1时,r(A,b)?r(A)?4,有唯一解; 当a?1,b?1时,r(A,b)?3,r(A)?2,无解; 当a?1,b??1时,r(A,b)?r(A)?2,有无穷多解.
?x1??1?x3?x4?x?1?2x?2x?234此时,方程组的一般解为 ?
x?x3?3?x4?x4?令x3?k1,x4?k2为任意常数,故一般解为向量形式,得方程组通解为
??1??1??1????????1???2???2?X????k1???k2??
010???????0??0??1???????