4线性代数之线性方程组(知识总结)

1、齐次线性方程组

①当时,方程组有唯一零解。

②当,方程组有非零解,个线性无关的解。

通解求解:

先把增广矩阵化成行阶梯矩阵,确定自由变量,分别对自由变量去,求出其它变量的值。

例:

先化成行阶梯矩阵

取自由未知量得到

2、非其次线性方程组

①若,则方程组无解。

②若,则方程组有唯一解。

③若,则方程组有无穷多解。

通解求解:

先求出齐次方程组的通解,在求出一个特解,非齐次线性方程组 的通解为特解 +齐次方程组的通解

例子:

秩为2,齐次通解为 特解(令自由系数为零)为

解为

2.1、求一个矩阵P使得PA=B

考虑,将按列分块为

则有

此时

2.2、对于无解方程的最佳近似解

如果无解 那么一定有一个解,是原方程的最佳近似解

证明一定有解:

证明是最佳近似解:

化简得到

3、方程组的公共解

例如对两个齐次线性方程组 的公共解 是满足方程组

3.1、如何求解公共解

①把第一个的通解带入第二个方程,得到k的关系,得到公共解

例题:

两个基础解系是和

带入方程组得到

得到公共解

②

由上式子可得到可得

得到公共解

③也可以直接使用组合方程求四个方程的通解就是他们的公共解

4、同解方程组

若两个方程组 有完全相同的解,则称他们为同解方程组。

于是,他们的解向量组是等价的,即可以互相表示。

4.1、如何证明两个方程组是同解方程组?

①两个方程组的系数矩阵秩相同

②其中一个的解全是另一个方程组的解

4.2、证明四秩相同

由同解可得:

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