题目
6.λ取何值时,线性方程组-|||- ) (x)_(1)+(x)_(2)+(2-lambda )(x)_(3)=1, (x)_(1)+(2-lambda )(x)_(2)+(x)_(3)=1, (x)_(1)+(2-lambda )(x)_(2)+(x)_(3)=lambda .-|||-(3-2λ)-|||-(1)有唯一解;(2)无解(3)有无穷多解?并在有无穷多解时求出通解.

题目解答
答案

解析
步骤 1:写出增广矩阵
首先,将线性方程组写成增广矩阵的形式,以便于进行行变换。
$$
\left[\begin{array}{ccc|c}
2-\lambda & 1 & 2-\lambda & 1 \\
2-\lambda & 2-\lambda & 1 & 1 \\
3-2\lambda & 2-\lambda & 2-\lambda & \lambda
\end{array}\right]
$$
步骤 2:进行行变换
对增广矩阵进行行变换,以简化矩阵。
$$
\left[\begin{array}{ccc|c}
2-\lambda & 1 & 2-\lambda & 1 \\
0 & 1-\lambda & \lambda-1 & 0 \\
0 & 0 & 1-\lambda & \lambda-1
\end{array}\right]
$$
这里,我们通过行变换将矩阵化简为阶梯形矩阵。
步骤 3:分析矩阵的秩
根据阶梯形矩阵,我们可以分析矩阵的秩,从而判断方程组的解的情况。
- 当 $\lambda \neq 1$ 且 $\lambda \neq 3$ 时,矩阵的秩为3,方程组有唯一解。
- 当 $\lambda = 3$ 时,矩阵的秩为2,方程组无解。
- 当 $\lambda = 1$ 时,矩阵的秩为2,方程组有无穷多解。
步骤 4:求解无穷多解的情况
当 $\lambda = 1$ 时,方程组化简为:
$$
\left[\begin{array}{ccc|c}
1 & 1 & 1 & 1 \\
0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]
$$
此时,方程组的通解为:
$$
\begin{bmatrix}
x_1 \\
x_2 \\
x_3
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
1 \\
0 \\
0
\end{bmatrix}
+
c_1
\begin{bmatrix}
-1 \\
1 \\
0
\end{bmatrix}
+
c_2
\begin{bmatrix}
-1 \\
0 \\
1
\end{bmatrix}
$$
其中,$c_1, c_2 \in \mathbb{R}$。
首先,将线性方程组写成增广矩阵的形式,以便于进行行变换。
$$
\left[\begin{array}{ccc|c}
2-\lambda & 1 & 2-\lambda & 1 \\
2-\lambda & 2-\lambda & 1 & 1 \\
3-2\lambda & 2-\lambda & 2-\lambda & \lambda
\end{array}\right]
$$
步骤 2:进行行变换
对增广矩阵进行行变换,以简化矩阵。
$$
\left[\begin{array}{ccc|c}
2-\lambda & 1 & 2-\lambda & 1 \\
0 & 1-\lambda & \lambda-1 & 0 \\
0 & 0 & 1-\lambda & \lambda-1
\end{array}\right]
$$
这里,我们通过行变换将矩阵化简为阶梯形矩阵。
步骤 3:分析矩阵的秩
根据阶梯形矩阵,我们可以分析矩阵的秩,从而判断方程组的解的情况。
- 当 $\lambda \neq 1$ 且 $\lambda \neq 3$ 时,矩阵的秩为3,方程组有唯一解。
- 当 $\lambda = 3$ 时,矩阵的秩为2,方程组无解。
- 当 $\lambda = 1$ 时,矩阵的秩为2,方程组有无穷多解。
步骤 4:求解无穷多解的情况
当 $\lambda = 1$ 时,方程组化简为:
$$
\left[\begin{array}{ccc|c}
1 & 1 & 1 & 1 \\
0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]
$$
此时,方程组的通解为:
$$
\begin{bmatrix}
x_1 \\
x_2 \\
x_3
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
1 \\
0 \\
0
\end{bmatrix}
+
c_1
\begin{bmatrix}
-1 \\
1 \\
0
\end{bmatrix}
+
c_2
\begin{bmatrix}
-1 \\
0 \\
1
\end{bmatrix}
$$
其中,$c_1, c_2 \in \mathbb{R}$。