向量组及线性方程组的解

矩阵向量的运算
一个有序序列(a1, a2 , … ,  an)的实数称为有序n元组 。有两种常用的方法来表示R中的n元组 , 用行:

向量组及线性方程组的解

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或者用列:
向量组及线性方程组的解

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这两种情况都被称为向量组 。
我们设矩阵A , 使得:
向量组及线性方程组的解

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是个m×n 阶矩阵, 是以列的形式列出 a1, a2, . . . , an. (每个ai是一个m个有序数)
如果x是n维向量:
向量组及线性方程组的解

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那么A和向量组x的乘积为:
向量组及线性方程组的解

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若线性方程组的常数项为b (是向量组), 则方程组可写成为:
向量组及线性方程组的解

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引理:如x, y都是n维向量 , 则A(x+y) = Ax+Ay.
定理:假设x1是线性方程组Ax =b的任意特解 , 且对应的齐次方程组Ax =0的解 , 那么对于Ax =b每个的解是这样的:
向量组及线性方程组的解

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证明:假设也是Ax = b的一个解 , 则Ax = b , 写入 = ? 。
然后x2 = x0 +x1利用上面的引理 , 我们计算Ax0 = A(x2?x1) = Ax2?Ax1 = b?b = 0
因此x0是相关齐次方程组AX = 0的解 。
为了更好的理解线性方程组AX=B的解是一个特解加上齐次方程的一般解 , 我们做一道例题 。
向量组及线性方程组的解

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例题:求方程组的解 , 
向量组及线性方程组的解

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解:利用高斯行消元法将增广矩阵化简 , 有:
向量组及线性方程组的解

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所以用参数s,t表示解:
x1 = 4+2s?t,
x2 = 2+s+2t,
x3 = s,
x4 = t
因此线性方程组的形式可以写成:
向量组及线性方程组的解

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上面的的特解是当s=0, t=0的时候有:
向量组及线性方程组的解

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而齐次方程AX=O的解是:(解法参见齐次方程组的基解)
向量组及线性方程组的解

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通过例题再次验证了非齐次方程
【向量组及线性方程组的解】的通解= 对应的齐次方程的通解+非齐次方程的一个特解 。


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