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设齐次线性方程组的系数矩阵的秩为r≠0。证明:(Ⅰ)的任意n-r个线性无关的解向量都是它的一个基础解系。

问答题
2022-02-24 03:39
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正确答案

由方程组(Ⅰ)的系数矩阵的秩为r≠0知,方程组(Ⅰ)的基础解系包含(n-r)个解向量。
设向量组(Ⅱ):η()1,η()2,…,η()n-r为方程组(Ⅰ)的一个基础解系,且向量组(Ⅲ):α()1,α()2,…,α()n-r为方程组(Ⅰ)的任意n-r个线性无关的解向量。则(Ⅲ)可由(Ⅱ)线性表出。
由于方程组(Ⅰ)的基础解系只含有n-r个解向量,故任意(n-r+1)个解向量必线性相关。
因为α()1,α()2,…,α()n-r,η()i(i=1,2,…,n-r)线性相关且α()1,α()2,…,α()n-r线性无关,所以η()i可由α()1,α()2,…,α()n-r线性表示。即向量组(Ⅲ)和(Ⅱ)等价,所以方程组(Ⅰ)的任一解可以由(Ⅲ)线性表示。而α()1,α()2,…,α()n-r线性无关,故(Ⅲ)是(Ⅰ)的一个基础解系。

试题解析

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