08 MIT线性代数-求解Ax=b:可解性与结构Complete Solution of Ax=b

1. 可解的条件 Solvability conditions on b

检验Ax =b 是否可解的方法是对增广矩阵进行行消元。如果矩阵A 的行被完全消去的话,则对应的b的分量也要得0

两条关于b的限制条件(等价)

  1. if a comb. of rows of A gives zero row, then same comb. of enties of b must give 0

  2. Ax=b solvable when b is in C(A)

2. 通解 Complete solution

to find complete soln's to Ax=b 我们首先检验方程是否可解,然后找到一个特解。将特解和矩阵零空间的向量相加即为方程的通解

2.1. 特解 A particular solution

Ax =b特解的方法是将自由变量均赋值为0,求解其主变量

xparticular : set all free variables to zero, x2=x4=0

solve Ax=b for pivot variables

x3=3/2,x1=-2

特解为x p=

2.2. 零空间进行线性组合 Combined with nullspace

Ax =b的通解为: Xc = Xp + Xn

特解 particualr 基础解系special solutions 矩阵的零空间N(A )是R 4空间中的二维子空间,方程的解Ax =b 构成了穿过x p点并和矩阵零空间平行的"平面"。但该"平面"并不是R4空间的子空间

3. 秩 Rank

矩阵的秩等于矩阵的主元数。如果mxn矩阵的秩为r,则必有r<=m且r<=n

满秩(full rank):

1. 列满秩full column rank means:r=n no free variables

零空间N(A )之内只有零向量。方程无解或者有唯一解xp unique solution if it exists (0 or 1 solution)

2. 行满秩full row rank means:r=m <n

Can solve Ax=b for every b left with n-r = n-m free variables

3. 满秩 r=m=n,

矩阵可逆。零空间只有零向量,无论b 取何值,方程Ax =b都有唯一解

1 solution to Ax=b

4. summary:

the rank tells you everything about the number of solutions

相关推荐
java1234_小锋4 分钟前
PyTorch2 Python深度学习 - transform预处理转换模块
开发语言·python·深度学习·pytorch2
景彡先生5 小时前
Python Selenium详解:从入门到实战,Web自动化的“瑞士军刀”
前端·python·selenium
珺毅同学7 小时前
YOLO输出COCO指标及YOLOv12报错
python·深度学习·yolo
彩云回9 小时前
多维尺度分析法(MDS)
人工智能·机器学习·1024程序员节
FL16238631299 小时前
智慧交通红绿灯检测数据集VOC+YOLO格式1215张3类别
深度学习·yolo·机器学习
2401_841495649 小时前
Windows 系统中ffmpeg安装问题的彻底解决
windows·python·ffmpeg·bug·语音识别·下载·安装步骤
waysolong9010 小时前
MCP服务构建、使用
python
胜天半月子10 小时前
Python自动化测试 | 快速认识并了解pytest的基本使用
服务器·python·pytest
小小测试开发10 小时前
Python Web3库入门:从零开始与以太坊区块链交互
python·web3·区块链
独行soc10 小时前
2025年渗透测试面试题总结-224(题目+回答)
网络·python·安全·web安全·adb·渗透测试·安全狮