1、1 页四、线性方程组(一)齐次线性方程组 1 . n 个变量 m 个方程的齐次线性方程组记则方程组( 1 - 83 )可记作其中 A 称为方程组( 1 - 8 - 3 )的系数矩阵。式( 1 - 8 - 4 )是一个向量方程,它的解称为方程组( 1 - 8 - 3 )的解向量。2 齐次线性方程组通解齐次线性方程组( 1 8-3 )的全体解向量所组成的向量组记作 S , S 的最大无关组称为齐次线性方程组( 1 -8-3 )的基础解系。定理设齐次线性方程组( 1 8-3 )的系数矩阵 A 的秩 R ( A ) = r , ,则其解集 S 的秩为 n - r ,即它的基础解系含 n - r 个线性
2、无关的解向量。其中 kl ,k 2, , k n-r,为任意实数。(二)非齐次线性方程组 1 非齐次线性方程组记2 页则式( 1 - 85 )可记作其中 b 0 , A 称为方程组( 1-8-5 )的系数矩阵。当 b 用 0 代替,式( l 8-6 )即成式(1-8-4 ) 。( l 8-4 )称为非齐次方程组所对应的齐次方程组。方程组( 1-8 - 5 )如果有解就称它是相容的 (1 8-6 ) 如果无解则称它不相容。记B 称为方程组( 1-8 - 5 )的增广矩阵。定理 非齐次线性方程组( 1 - 8 - 5 )有解的充分必要条件是它的系数矩阵和增广矩阵有相同的秩,即 R ( A ) =
3、R ( B ) 。当 R ( A ) = R ( B ) n 时方程组( 1 - 8 - 5 )有唯一解;当 R ( A ) = R ( B ) n 时方程组(1- 8 - 5 )有无限多个解。2 非齐次线性方程组的通解(三)用初等行变换解线性方程组把齐次方程组的系数矩阵化为行最简形,即可写出它的通解。把非齐次方程的增广矩阵化为阶梯形,即可知它是否有解;在有解时继续化为行最简形,即可写出它的通解(参看例 18 - 14 与例 1 - 8 -15 ) 。(四)例题 【 例 1 - 8 - 13 】已知方程组有无穷多个解,则参数 ( A ) 0 3 页( B ) 1 ( C ) 2 ( D ) 3可知当 1 , R ( A ) = 2 , 3 时 R ( A ) = 3 ,方程组有唯一解,故( B ) 与( D )不合;当 0 时 R ( B ) = 3 ,无解,故( A )不合;当 2 时 R ( A ) = R ( B ) = 2 ,有无穷多个解,故应选( C ) 。【 例 1- 8 - 14 】 求解方程组【 解】用初等行变换,把系数矩阵化为行最简形:【 例 1- 8 - 15 】 求解方程组【 解 】把增广矩阵化为行最简形:4 页