线性代数中,两个齐次方程同解的条件
方程组 A x = 0 Ax=0Ax=0 和 B x = 0 Bx=0Bx=0 同解的充要条件为两矩阵的行向量组等价,即可以互相表示。齐次线性方程组的全部解构成的集合中包括零解、且对线性运算是封闭的。该几何的最大无关组称为该方程组的基础解系,可用该基础解系表达该方程组的全部解,即通解。
基础解系的特点:一般存在且不唯一;可通过初等行变换求解基础解系;基础解系的意义在于可使用有限个解表达无穷解。
齐次线性方程组解的性质
1、齐次线性方程组有非零解的充要条件是r(A)<n。即系数矩阵A的秩小于未知量的个数。推论:齐次线性方程组仅有零解的充要条件是r(A)=n。
2、若x是齐次线性方程组的一个解,则kx也是它的解,其中k是任意常数。
3、若x1,x2是齐次线性方程组的两个解,则x1+x2也是它的解。
4、对齐次线性方程组,若r(A)=r<n,则存在基础解系,且基础解系所含向量的个数为n-r,即其解空间的维数为n-r。
两个齐次线性方程组的系数矩阵行等价,即 AX=0与BX=0同解,所以可以有相同的极大无关组,也就是有相同的基础解系。
Ax=0的基础解系所含向量个数是n-r(A),Bx=0的基础解系所含向量个数是n-r(B),所以 n-r(A)=n-r(B),从而 r(A)=r(B)。
简化后的方程中所有非零项的指数相等,也叫所含各项关于未知数的次数。其方程左端是含未知数的项,右端等于零。通常齐次方程是求解问题的过渡形式,化为齐次方程后便于求解。
扩展资料:
对齐次线性方程组的系数矩阵施行初等行变换化为阶梯型矩阵后,不全为零的行数r(即矩阵的秩)小于等于m(矩阵的行数),若m<n,则一定n>r,则其对应的阶梯型n-r个自由变元,这个n-r个自由变元可取任意取值,从而原方程组有非零解(无穷多个解)。
若r(A)=r=n(未知量的个数),则原方程组仅有零解,即x=0,求解结束;若r(A)=r<n(未知量的个数),则原方程组有非零解,进行以下步骤:继续将系数矩阵A化为行最简形矩阵,并写出同解方程组。
<=> 两个方程组的系数矩阵A与B的行向量组等价
<=> 存在可逆矩阵P, 满足 PA=B
常用必要条件: 齐次线性方程组同解, 则 系数矩阵的秩相同
为什么是行向量组等价 能详细点吗 谢谢
考虑联立方程组 [A;B]X=0
由AX=0 与 BX=0 同解
则AX=0 与 [A;B]X=0 同解
[A;B]X=0 中B所在行可由A所在行经初等行变换化为0
(即B所在行对应的方程是"多余"方程)
即B的行向量可由A的行向量线性表示
同理,A的行向量也可由B的行向量线性表示
故A与B的行向量组等价.
反之亦然.
AX=0,
CX=0
由二者具有相同的解,
故两个齐次方程同解的条件二者的系数矩阵(A)与(C)化为的阶梯形矩阵完全相同.
非齐次:
AX=B
CX=D
由二者具有相同的解,
故两个非齐次方程同解的条件二者的增广矩阵(AIB)与(CID)化为的阶梯形矩阵完全相同.
线性代数-线性方程组有解的条件