大一线性代数求通解问题,求详解,希望有详细步骤和说明
2015-03-03 · 知道合伙人教育行家
(4)写出线性方程组的增广矩阵,用初等行变换来解
1 1 0 -3 -1 2
1 -1 2 -1 0 1
4 -2 6 3 -4 8
2 4 -2 4 -7 9 第2行减去第1行,第3行减去第1行×4,第4行减去第1行×2
~
1 1 0 -3 -1 2
0 -2 2 2 1 -1
0 -6 6 15 0 0
0 2 -2 10 -5 5 第3行减去第2行×3,第4行加上第2行
~
1 1 0 -3 -1 2
0 -2 2 2 1 -1
0 0 0 9 -3 3
0 0 0 12 -4 4 第2行除以-2,第3行除以9
~
1 1 0 -3 -1 2
0 1 -1 -1 -1/2 1/2
0 0 0 1 -1/3 1/3
0 0 0 12 -4 4 第1行减去第2行,第4行减去第3行×12
~
1 0 1 -2 -1/2 3/2
0 1 -1 -1 -1/2 1/2
0 0 0 1 -1/3 1/3
0 0 0 0 0 0 第1行加上第3行×2,第2行加上第3行
~
1 0 1 0 -7/6 13/6
0 1 -1 0 -5/6 5/6
0 0 0 1 -1/3 1/3
0 0 0 0 0 0
显然在这里系数矩阵和增广矩阵的秩都为3,
故方程组有解,向量个数等于未知数个数减去秩,即5-3=2
在这里自由变量为x3和x5
x3=1,x5=0时,得到x1=-1,x2=1,x4=0
故向量为(-1,1,1,0,0)^T
而x3=0,x5=1时,得到x1=7/6,x2=5/6,x4=1/3
故向量为(7/6,5/6,0,1/3,1)^T 即(7,5,0,2,6)^T
所以齐次方程的解为:k1(-1,1,1,0,0)^T+k2(7,5,0,2,6)^T
而(x1,x2,x3,x4,x5)^T=(13/6,5/6,0,1/3,0)^T时,满足非齐次方程组,
故为方程的特解
所以方程组的通解为
(13/6,5/6,0,1/3,0)^T+k1(-1,1,1,0,0)^T+k2(7,5,0,2,6)^T (K1,K2为任意常数)
希望能帮到你, 望采纳. 祝学习进步