线性代数1

复习:线性方程定义 线性方程解的三种情况(给了图像证明来着?) 初等行交换三种计算方式 矩阵 矩阵解的三种情况 阶梯形式和简化阶梯形式

1.线性

1.线性方程

a1x1+a2x2+....+anxn=b x必须是一次幂 b=0 那么线性方程是均匀的 否则是不均匀的

2.线性方程组

解的情况:1.无解 2.有确定且唯一解 3.有无穷解

结合图像想象二维(两个方程):无交点 有交点 (类似于)同一条线

三维(三个方程看作三个面):

平面平行无交点 (类似于矩阵其中一行为0 0 0 0 | -2)

对于无数解:想象摊开的书其中一页立起来 三个面共线

对于无穷解的证明:假设AB是线性方程的解 那么有

2.矩阵

0)线性方程组的信息简化形式就是矩阵(省略了未知数x 只保留系数和b)

1.初等行交换的三种形式:

1.直接交换 interchange two rows 2.倍数变换再替换 multiply all entries in a row by a nonzero constant 3.用自身和其他行的倍数交换 replace one row by the sum of itself and a multiple of another row

例子:

2.行等价矩阵

经过一系列运算 可以将一个矩阵转化为另一个矩阵就是行等价矩阵(通过初等行交换可以幻化好多种)两个线性方程组的增广矩阵如果是行等价的 那么解集相同

consistent:代表这个线性系统有解 inconsistent':这个线性系统无解(上面例子依然可以证明)

3.阶梯形式和简化阶梯形式

行阶梯形式:

1.非零行必须在0行之上(含0多的在下面)2.每一行的首个非零元必须在上一行的右侧3.首个非零行所在列的下方必须是0

行阶梯形式中当首个非零元是1且这种列也叫做主元列pivot column

2)行阶梯形就可以判断线性方程组是否有解 解是否唯一

1.当出现矛盾(0000=1这种)一定无解 2.没有矛盾时 不存在自由变量时:有唯一解;存在自由变量时:有无穷解

简化阶梯形式

是在阶梯形式下多了两条规定:1.首个非零元必须是1 2.首个非零元所在的列除这个1之外全是0

阶梯 顾名思义就是想阶梯一样 图像更直观

这里黑色方框是非0数 星号是任意数字

简化阶梯形式:

主元列

通过主元列 我们可以知道主元位置的xn数值是确定了 我们称之为basic variable 而有些非主元位置的变量 他们的选取是随机的 又称为自由变量 free variable

练习

1.阶梯形式的判断(这里帮助更好的理解主元列)

解答:

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