如何理解n元線性方程組Ax b,無解的充要條件為R(A) R(A,b)

時間 2021-06-04 04:53:17

1樓:「已登出」

對係數矩陣以及增廣矩陣進行初等行變換,化為階梯矩陣,我們知道階梯矩陣中非零行的個數等於原矩陣的秩,如果係數矩陣的秩小於增廣矩陣的秩,這就意味著線性方程組出現了左邊未知數的係數全為0而方程右邊的常數項非零,從而出現矛盾,所以線性方程組無解。

2樓:三川啦啦啦

為了方便說明,我都換成具體數字吧。假設方程組:

x+2y=1

2x+4y=3

則係數矩陣為:

A=1 2

2 4

常數向量為:b=1

3我們將增廣矩陣(A,b)化為階梯矩陣後的結果是:

1 2 1

0 0 1

我們看最後一行,它的意思是:

0*x+0*y=1

這是顯然辦不到的,故無解。

那麼考慮一般的矩陣,在條件rank(A)0 0 ... 0 b其中b不為0(至於無窮解,那就是b=0的情況)Αx=b

假設r=rank(A) < n,那麼A是乙個n維線性空間V到其r維子空間Ω上的對映,有

Α(V)=Ω

因為x∈Ω,

那麼Ax也包含在Ω,

也就是b包含在Ω。

但是我們知道b是乙個含在維數大於r的子空間的向量(因為rank (A,b)>r),矛盾。

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