非齐次线性方程组的解向量个数的问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/08 22:48:01
已知条件:A是3*4非零矩阵,α1,α2,α3,α4是AX=b的线性无关的解。
我的问题是 这个已知条件本身有没有问题?
理由如下:由已知条件有 1<=R(A)<=3,所以AX=0的解向量的个数n-R(A)=4-R(A)<=3;
问题出来了:在AX=b对应的齐次方程AX=0最多只有3个解向量(极大无关组数量为3)的情况下,AX=b怎么能有4个线性无关的解?
我什么地方弄错了?请详细说明,悬赏50分!!!
a1377051,我把极大无关组定义没弄清?问下:极大无关组定义中的一组向量是预先给定的吧,比如一个4维向量组α1,α2,α3,α4秩为3,但α1,α2,α3,α4,β秩可能为4?

你是错了。AX=b……①
对应的齐次组为AX=0……②
②的基础解系如果为α1.α2,α3.①的一个特解设为β.
则①的通解为X=C1α1+C2α2+C3α3+β.(C1,C2,C3为任意常数)。
现在取(C1,C2,C3)为(000),(100),(010),(001)可得②的四个解:β,α1+β,α2+β,α3+β。
请songsong_id 自己证明,这四个解是线性无关的(按定义直接证明)。有时也把①的任意(r+1)个(这里是四个)无关解叫①的基础解系。它的意思是:①的全部解都可以表示为这四个解的线性组合(可以验证:组合系数的和为1)。反过来,这四个解的任意线性组合,只要组合系数的和为1,都是①的解。(请songsong_id 自验以上结果)。

顺便说一句,这一说法通常只在数学系的线性代数课程中提到,其他专业不太熟悉是很自然的。

条件没有问题. 非齐次方程的解与对应的齐次方程的基础解系是线性无关的,也就是说非齐次方程Ax=b的解向量组成的向量组的秩=n-秩(A)+1,n是未知数个数.记得同济版线性代数课后有相关的习题.
对于本题来说,秩(A)=1时,Ax=b就可以找到四个线性无关的解.
例如,A=
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
向量b=(1,0,0,0)T,T代表转置.
秩(A)=1,Ax=b有四个线性无关的解:
(1,0,0,0)T
(1,1,0,0)T
(1,0,1,0)T
(1,0,0,1)T

简单描述 学过线代应该能看懂
4个未知数 r=3
解=齐通+非齐特
齐只有3个解向量 即a1-a2,a2-a3,a3-a4是其中一个最大的无关组
题没错 但必须知道最多也只能找到4个无关解

若有5个 则a1-a2,a2-a3,a3-a4是其中一个最大的无关组 必能表示出a4-a5
即可用a1-a2,a2-a3,a3-a4与a4表示出a5 (故找不到第5个)

结论:
非齐次线性无关的解的个数=r+1 你这题应该只能r=3了