数学基础【俗说矩阵】:齐次线性方程和非齐次线性方程求解-学习笔记

一、矩阵基础知识

二元一次方程的传统解法

不论是代入消元法还是加减消元法都统称 【高斯消元法】。

齐次方程组和非齐次方程组

线性方程组的解

线性方程的向量展示

向量规则

矩阵的高斯消元和初等行变行及其规则

高斯消元规则

初等行变换

矩阵经初等行变换成阶梯矩阵,相当于有目标地对方程组进行高斯消元,把方程组转换为容易求解的形式。
初等行变换的步骤:

初等行变换和高斯消元的规则和对应关系

二、用矩阵求齐次线性方程和非齐次线性方程

齐次线性方程的解总结

在齐次线性方程中,如果非零行行数和求解未知数个数相等,则方程组只有零解;

在齐次线性方程中,如果非零行行数个数小于求解未知数个数,则方程组存在非零解。

当存在非零解时候,找出主变量和自由变量,然后对自由变量正交赋值,自底向上地求出主变量的值,最终求出基础解系。

1、下图中主变量为x1和x2。自由变量为x3和x4。
2、通过给x3和x4进行正交x3=1和x4=0赋值得到基础解系中的第一个向量:
3、通过给x3和x4进行反交x3=0和x4=1赋值得到基础解系中的第二个向量:

4、通过给两个基础解系进行都乘以一个任意的常数k1、k2则得到齐次方程组的通解。

齐次线性方程通解过程总结

非齐次线性方程的解总结

系数矩阵和增广矩阵

在非其次线性方程中,如果阶梯系数矩阵中非零行行数、阶梯增广矩阵中非零行行数、求解未知数个数三者相等,则方程组只有唯一解;

在非其次线性方程中,如果系数矩阵中非零行行数、增广矩阵中非零行行数两者相等但小于求解未知数个数,则方程组有无穷解;

在非其次线性方程中,如果系数矩阵中非零行行数与增广矩阵中非零行行数两者不相等,则方程组无解;

非齐次线性方程通解

具有无穷解的非齐次线性方程组的通解结果

1、把x3提取后并替换成常数K后的展示

2、非齐次线性方程组通解=齐次方程组通解+非齐次方程组的特解
3、特解向量的求法

在阶梯增广矩阵对应的方程组中,令全体自由变量为0,就能求出特解。

非齐次线性方程总结步骤和通解步骤

1、先判断非齐次线性方程组解的情况。

2、如果是无穷解,先找到主变量和自由变量,求出对应齐次方程组的基础解系也就是通解x',然后再求出非齐次方程组的解系也就是特解n',然后通解x'和特解n'的和就是非齐次线性方程的通解。

①、齐次方程组的解系方法就是把所有结果向量都赋值为0,然后对自由变量正交和反交赋值,得到齐次方程组的通解x'。

②、非齐次方程组的解析方法就是令全体自由变量为0,自底向上求出非齐次线性方程组的特解n'。

③、将齐次方程组的通解和非齐次方程组的特解相加,就是非齐次方程组的通解。

原学习视频合集链接 《俗说矩阵》

相关推荐
每天题库6 小时前
危险货物道路运输从业资格证题库刷题重点与错题梳理
学习·安全·考试·题库·考证
m4Rk_7 小时前
【论文阅读】Agent 记忆机制(86):Skill-Pro——用 Non-Parametric PPO 将交互经验演化为可复用技能
论文阅读·人工智能·学习·开源·github
AOI小白新手上路7 小时前
从 Keil 调试视角看 51 指针,到 Cortex-M 内存映射访问寄存器 · 学习笔记
笔记·学习
Joe_Wang57 小时前
【从0到1学习JVM · 15】对象在堆里来回倒腾,究竟怎样才会进老年代?
java·jvm·学习·垃圾回收
软件开发技术深度爱好者9 小时前
中学生学习工具:多学科自学启导者(轻量版)实现
学习·ai·技术实践
Joe_Wang59 小时前
【从0到1学习JVM · 13】点进JDK源码只有一个分号?搞懂本地方法栈与JNI机制
java·jvm·学习·本地方法栈
~光~~9 小时前
【嵌入式Linux学习】GFP_NOIO / GFP_NOFS(Linux 内核 gfp 分配标志)
linux·运维·学习
坤坤子吖9 小时前
ELF加载、动态链接、GOT与PLT
linux·笔记·学习
hgfsjk9 小时前
野莓采集图片修改指南:从单张处理到批量优化
大数据·经验分享·笔记·其他
梦帮科技10 小时前
量子张量网络破局大模型:从矩阵乘积态 (MPS) 到张量列 (TT-SVD) 低秩收缩全推导
网络·数据结构·数据库·线性代数·矩阵·架构·模拟退火算法