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线性代数(四)

线性代数
2023-09-11 14:19:29 时间


克拉默法则

在这里插入图片描述

齐次线性方程组

A m × n X = 0 A_{m×n}X=0 Am×nX=0

齐次线性方程组的解

齐次线性方程组的解是使A的列向量组合为0的线性组合系数。

基础解系

在这里插入图片描述
则称向量组 ξ 1 , ξ 2 , . . . , ξ n − r \xi_1,\xi_2,...,\xi_{n-r} ξ1,ξ2,...,ξnr是AX=0的基础解系。
条件2等价于“r(A)=r”,即线性无关解向量的个数为n-r,满足r(A)+线性无关解的个数=n(未知量个数)。

解的性质

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有解的条件

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基础解系向量个数与r(A)的关系

若A是m×n矩阵,r(A)=r<n,则齐次线性方程组AX=0存在基础解系,且基础解系有n-r个线性无关解向量组成,故“基础解系向量个数+r(A)=n(未知量个数)”

通解

ξ 1 , ξ 2 , . . . , ξ n − r \xi_1,\xi_2,...,\xi_{n-r} ξ1,ξ2,...,ξnr是AX=0的基础解系,则
k 1 ξ 1 + k 2 ξ 2 + . . . + k n − r ξ n − r k_1\xi_1+k_2\xi_2+...+k_{n-r}\xi_{n-r} k1ξ1+k2ξ2+...+knrξnr
是AX=0的通解,其中 k 1 , k 2 , . . . k n − r k_1,k_2,...k_{n-r} k1,k2,...knr是任意常数。

非齐次线性方程组

A m × n x = b , ( b ≠ 0 ) A_{m×n}x=b ,(b\ne0) Am×nx=b,(b=0)

非齐次线性方程组的解

非齐次线性方程组的解是b可由A的列向量线性表出的表出系数。

解的性质

η 1 , η 2 \eta_1,\eta_2 η1,η2是AX=b的两个解, ξ \xi ξ是对应齐次方程组AX=0的解,则
A ( η 1 − η 2 ) = 0 , A ( η 1 + k ξ ) = b A(\eta_1-\eta_2)=0,A(\eta_1+k\xi)=b A(η1η2)=0,A(η1+kξ)=b

AX=b有解的条件

在这里插入图片描述

通解

若AX=b有特接 η \eta η,对应的齐次线性方程组AX=0有基础解系 ξ 1 , ξ 2 , . . . , ξ n − r \xi_1,\xi_2,...,\xi_{n-r} ξ1,ξ2,...,ξnr则AX=b的通解为
k 1 ξ 1 + k 2 ξ 2 + . . . + k n − r ξ n − r + η k_1\xi_1+k_2\xi_2+...+k_{n-r}\xi_{n-r}+\eta k1ξ1+k2ξ2+...+knrξnr+η
其中 k 1 , k 2 , . . . k n − r k_1,k_2,...k_{n-r} k1,k2,...knr是任意常数。