解非齐次线性方程组
⎩⎨⎧x1−x2−x3+x4x1−x2+x3−3x4x1−x2−2x3+3x4=0,=1,=−21.
解
对增广矩阵 A 作初等行变换,即
A=111−1−1−1−11−21−3301−21→100−100−12−11−4201−21→100−100−1−1212−40−211→100−100−1−101200−210.
可知 r(A)=r(A)=2 , 故方程组有解,我们有
{x1−x2−x3+x4−x3+2x4=0,=−21.
由于 n−r(A)=2 , 所以取自由未知量 x2,x4 , 得到
{x1=x2+x4+21x3=2x4+21
取 x2=x4=0 , 得 x1=x3=21 , 即得原方程组的一个特解 γ0=(21,0,21,0) .
对应的齐次方程组为
{x1=x2+x4x3=2x4
分别取 (x2,x4)=(1,0),(0,1) , 则有 (x1,x3)=(1,0),(1,2) , 即得对应的齐次方程组的基础解系为
η1=(1,1,0,0),η2=(1,0,2,1).
于是所求的非齐次方程组的通解为
(x1,x2,x3,x4)=γ0+k1η1+k2η2=(21,0,21,0)+k1(1,1,0,0)+k2(1,0,2,1).
这里 k1,k2 为任意常数.