设A为m×n矩阵,证明AX=Em有解的充要条件是R(A)=m 50
问题1首先正推为什么R(Em)=m所以m>=R(A|Em)>=m,这边是为什么?用的什么定理?问题2反过来推是因为RA等于行满秩,所以任一m维列向量都可由A的列向量组线性...
问题1首先正推 为什么R(Em) = m 所以 m>=R(A|Em)>=m ,这边是为什么?用的什么定理?问题2 反过来推 是因为RA等于行满秩,所以任一m维列向量都可由A的列向量组线性表示,特别地有: Em的列向量都可由A的列向量组线性表示,这边在做题写证明的时候要怎么写谢谢
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做矩阵的列分块,令
X=(x1,x2,…,xm)
Em=(e1,e2,…,em)
则AX=Em转化为
A(x1,x2,…,xm)=(e1,e2,…,em)
所以问题等价于线性方程组
Ax1=e1,Ax2=e2,…,Axm=em
有解的充要条件。
而这每个线性方程组有解的充要条件就是
R(A)=m。
扩展资料:
对有解方程组求解,并决定解的结构。这几个问题均得到完满解决:所给方程组有解,则秩(A)=秩(增广矩阵);若秩(A)=秩=r,则r=n时,有唯一解;r<n时,有无穷多解;可用消元法求解。
当非齐次线性方程组有解时,解唯一的充要条件是对应的齐次线性方程组只有零解;解无穷多的充要条件是对应齐次线性方程组有非零解。但反之当非齐次线性方程组的导出组仅有零解和有非零解时,不一定原方程组有唯一解或无穷解,事实上,此时方程组不一定有 ,即不一定有解。
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充分性:当r(A)=m时,则A是行满秩的,A多添任一列向量组成的增光矩阵还是行满秩的,即有r(A ei)=m,其中ei是单位阵的第i列,于是方程Ax=ei有解bi,令X=【b1 b2 ...bm】,则AX=E.
必要性:若AX=E有解,则m=r(Em)=r(AX)
必要性:若AX=E有解,则m=r(Em)=r(AX)
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证明: 必要性:
因为AX=Em有解
所以Em的列向量组可由A的列向量组线性表示
所以 m = r(Em) = Em的列秩 <= A的列秩 = r(A)
即 r(A) >= m
而 A 只有m行, 所以 r(A)<=m
故 r(A)=m.
充分性:
因为 r(A)=m
所以A的列秩 = m
所以任一m维列向量都可由A的列向量组线性表示
特别地有: Em的列向量都可由A的列向量组线性表示
故存在矩阵X, 满足 Em = AX.
即 AX=Em 有解 #
因为AX=Em有解
所以Em的列向量组可由A的列向量组线性表示
所以 m = r(Em) = Em的列秩 <= A的列秩 = r(A)
即 r(A) >= m
而 A 只有m行, 所以 r(A)<=m
故 r(A)=m.
充分性:
因为 r(A)=m
所以A的列秩 = m
所以任一m维列向量都可由A的列向量组线性表示
特别地有: Em的列向量都可由A的列向量组线性表示
故存在矩阵X, 满足 Em = AX.
即 AX=Em 有解 #
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