怎样解齐次线性方程组?

怎样解齐次线性方程组?,第1张

可以把齐次方程组的系数矩阵看成是向量组。
求向量组的极大无关组的一般步骤:
1 把向量组作为矩阵的列向量构成一个矩阵;
2 用初等行变换将该矩阵化为阶梯阵;
3主元所在列对应的原向量组即为极大无关组。
求齐次线性方程组通解要先求基础解系,步骤:
a 写出齐次方程组的系数矩阵A;
b 将A通过初等行变换化为阶梯阵;
c 把阶梯阵中非主元列对应的变量作为自由元(n – r 个);
d令自由元中一个为 1 ,其余为 0 ,求得 n – r 个解向量,即为一个基础解系。
齐次线性方程组AX= 0:
若X1,X2… ,Xn-r为基础解系,则X=k1 X1+ k2 X2 +…+kn-rXn-r,即为AX= 0的全部解(或称方程组的通解)。

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)。

齐次线性方程组的求解步骤:

1、对系数矩阵A进行初等行变换,将其化为行阶梯形矩阵;

2、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:

3、继续将系数矩阵A化为行最简形矩阵,并写出同解方程组;

4、选取合适的自由未知量,并取相应的基本向量组,代入同解方程组,得到原方程组的基础解系,进而写出通解。

扩展资料:

齐次线性方程组的性质:

1、齐次线性方程组的两个解的和仍是齐次线性方程组的一组解。

2、齐次线性方程组的解的k倍仍然是齐次线性方程组的解。

3、齐次线性方程组的系数矩阵秩r(A)=n,方程组有唯一零解。齐次线性方程组的系数矩阵秩r(A)<n,方程组有无数多解。

4、n元齐次线性方程组有非零解的充要条件是其系数行列式为零。等价地,方程组有唯一的零解的充要条件是系数矩阵不为零。(克莱姆法则)

两个齐次方程组 AX=0 与 BX=0 同解
<=> 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

具体如下:

齐次线性方程组,常数项全部为零的线性方程组,性质:

1齐次线性方程组的两个解的和仍是齐次线性方程组的一组解。

2齐次线性方程组的解的k倍仍然是齐次线性方程组的解。

3齐次线性方程组的系数矩阵秩r(A)=n,方程组有唯一零解。齐次线性方程组的系数矩阵秩r(A)<n,方程组有无数多解。

4 n元齐次线性方程组有非零解的充要条件是其系数行列式为零。

知识拓展:

齐次线性方程组只有零解和有非零解的意思是什么意思:

齐次线性方程组只有零说明只有唯一解且唯一解为零(因为零解必为其次线性方程组的解),即A的秩r(A)=未知数的个数n A为列满秩矩阵。

齐次线性方程组有非零解:即有无穷多解A的秩,小于未知数的个数n。

如果f(x)=P(x),Pn(x)为n阶多项式。

若0不是特征值,在令特解y=x^kQm(x)e^λx中,k=0,λ=0;因为Qm(x)与Pn(x)为同次的多项式,所以Qm(x)设法要根据Pn(x)的情况而定。

比如如果Pn(x)=a(a为常数),则设Qm(x)=A(A为另一个未知常数);如果Pn(x)=x,则设Qm(x)=ax+b;如果Pn(x)=x^2,则设Qm(x)=ax^2+bx+c。

若0是特征方程的单根,在令特解y=x^kQm(x)e^λx中,k=1,λ=0,即y=xQm(x)。

若0是特征方程的重根,在令特解y=x^kQm(x)e^λx中,k=2,λ=0,即y=x^2Qm(x)。

类比线性代数方程:

a1 x1 + a2 x2 + … + an xn = c

是非齐次的,因为未知数 xi 的次数是 1,但常数项是 0 次的。

a1 x1 + a2 x2 + … + an xn = 0

就只有 1 次项,所以称为齐次的。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/yw/12696787.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-05-27
下一篇 2023-05-27

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存