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  • n元齊次線性方程組Ax=0有非零解的充分必要條件

    n元齊次線性方程組Ax=0有非零解的充分必要條件
    數(shù)學(xué)人氣:482 ℃時間:2020-02-05 15:55:13
    優(yōu)質(zhì)解答
    有非零解 ,也就是R(A)小于N.
    1.那么方程的個數(shù)要小于未知數(shù)的個數(shù)(直觀上看這個方程組是扁而長,)
    2.等價于A的列向量線性相關(guān)
    (對系數(shù)矩陣A做列分塊可得向量形式:a1x1+a2x2+~~~+anxn=0)
    3.一旦R(a)小于N成立,那么系數(shù)矩陣的行列式肯定為0(這個條件不是很完美,因為行列式求值要求N行N列,方程組不一定以這種形式出現(xiàn),最重要的就是把握系數(shù)矩陣的秩,
    非零秩小于N,
    零 秩等于N.
    一般也就這三條
    拓展的話,再加上對系數(shù)矩陣的研究,
    比如特征值 特征值的乘積為行列式的值,咱們假如他就是N行N列的系數(shù)矩陣,
    那么就有A的特征值里面必有0.
    再進一步找特殊,
    咱們假如系數(shù)矩陣的秩為1,我們又能得到系數(shù)矩陣的主對角線元素和為1.
    (跡的概念 矩陣相似那一塊提到的).
    齊次和非齊次的結(jié)合
    AX=0 解的情況是看秩 1.零解 滿秩2. 非零解 不滿秩
    那么 AX=b 解的情況也是看秩 ,只不過多了無解的情況,
    1,R(A)=R(A的增廣) 有解
    小于N,無窮多解
    等于N ,一個
    2,R(A)不等于R(A的增廣) ,(若不等,必是增廣的秩比系數(shù)的秩多1)
    R(A)+1=R(A的增廣)

    1.非齊次的通解=齊次方程的通解+非齊次的特解
    2.非齊次通解的差值,為齊次方程組的解(上面那句話的延伸,做差自己能看出來,干掉非齊次的特解)齊次方程組解的線性組合還為齊次方程組的解.
    3.齊次的解不能夠表示非齊次的解.
    比如M是AX=b的一個解
    ,N1,N2,Ns 是AX=0的基礎(chǔ)解系
    M能用N1,N2 ,Ns 表示嗎? 肯定不能,證明,假設(shè)能,M=K1N1+K2N2+,+KsNs
    兩邊同左乘A,等號左邊AM=b
    等號右邊A(K1N1+K2N2+,KsNs)=0
    0不等于b 矛盾
    解的結(jié)構(gòu),尤其是非齊次的解,
    1,先要知道齊次方程組有多少個基礎(chǔ)解系
    N-R(A)
    2,大致寫出非齊次解的模樣
    ()+k1()+k2()+,+kn()
    3,往括號里面填數(shù)字
    對于齊次要有差的思維 非齊次的差 另外還要注意非齊次解的個數(shù)問題,比如
    P,O,I 為AX=b 的三個解 R(A)=3 給你P+O=(1234)T O+3I=(2345)T
    求AX=b 的通解
    首先寫出大致模樣,齊次方程的基礎(chǔ)解系有幾個?4-R(A)=1
    故 ()+K()
    先算右邊的括號 這是齊次的基礎(chǔ)解系 直白點也就是齊次的解所給條件一個是兩個解的和
    一個是三個解的和.顯然不能直接減,個數(shù)都不對,做差那不范二嗎.先做成個數(shù)一樣的,最小公倍化 都變?yōu)?個解的和然后做差 也就是P+O 乘以3減去O+3I乘以2
    再算左邊的括號,左邊括號,要有 除的思維 和差的思維
    除 兩個解的和,除以二
    三個解的和,除以三
    差 大減小,勝出一個 解來就行

    時間緊,就寫這些了
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