线代第一至四章习题及答案.doc

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1、第三讲线性方程组例11设A是m×n矩阵,r(A)=r.则方程组AX=b(A)在r=m时有解.(B)在m=n时有唯一解..(C)在r

2、b)的条件..(D)缺r(A)=r(A

3、b)的条件.(A)m=r(A)£r(A

4、b)£m,则m=r(A)=r(A

5、b)=m.例14的一个基础解系为(A)(0,-1,0,2)T.(B)(0,-1,0,2)T,(0,1/2,0,1)T.(C)(1,0,-1,0)T,(-2,0,2,0)T.(D

6、)(0,-1,0,2)T,(1,0,-1,0)T.例13当A=()时,(0,1,-1)和(1,0,2)构成齐次方程组AX=0的基础解系.(92)(A).(B).(C)(D).例15已知(1,a,2)T,(-1,4,b)T构成次线性方程组的一个基础解系,求a,b,s,t.方法一:把两个解(1,a,2)T和(-1,4,b)T代入方程得解出abst212-1-4-28方法二:s=2,n=3,则r(A)=1于是S=2,t=-1例AX=0和BX=0都是n元方程组,判断下列断言的正确性.(1)AX=0和BX=0同解Þr(A)=r(B).(

7、2)r(A)=r(B)ÞAX=0和BX=0同解.(3)AX=0的解都是BX=0的解Þr(A)£r(B).(4)AX=0的解都是BX=0的解Þr(A)³r(B).(5)r(A)³r(B)ÞAX=0的解都是BX=0的解.AX=0的解都是BX=0的解ÞJAÌJBÞ.r(JA)£r(JB)即n-r(A)£n-r(B).推论如果AB=0,n为A的列数(B的行数),则r(A)+r(B)£n.证记B=(b1,b2,¼,bs),则AB=(Ab1,Ab2,¼,Abs),于是AB=0ÛAbi=0,i=1,2,¼,s,即每个bi都是齐次方程组AX=

8、0的解.即b1,b2,¼,bs是J的部分组。则r(B)=r(b1,b2,¼,bs)£r(J)=n-r(A),即r(A)+r(B)£n.例1求此齐次方程组的一个基础解系和通解.①A=②取定自由未知量写出同解方程组③对自由未知量赋值(轮流地取值1),得基础解系④写出通解:任意2007考题已知方程组和x1+2x2+x3=a-1有公共解,求a和全部公共解.有公共解联立方程组有解当a=1时,,有公共解当a=2时,,有公共解当a≠1,2时,,无公共解当a=1时,联立方程组是齐次方程组,有非零解,基础解系:通解(即公共解的一般形式):,任意

9、a=2时,唯一解:求出解为:(0,1,-1)T例16线性方程组的通解可以表示为(A)(1,-1,0,0)T+c(0,1,-1,0)T,c任意.(B)(0,1,1,1)T+c1(0,-2,2,0)T+c2(0,1,-1,0)T,c1,c2任意.(C)(1,-2,1,0)T+c1(-1,2,1,1)T+c2(0,1,-1,0)T,c1,c2任意.(D)(1,-1,0,0)T+c1(1,-2,1,0)T+c2(0,1,-1,0)T,c1,c2任意.例12设x1,x2是非齐次方程组AX=b的两个不同的解,h1,h2为它的导出组AX=0

10、的一个基础解系,则它的通解为()(A)k1h1+k2h2+(x1-x2)/2.(B)k1h1+k2(h1-h2)+(x1+x2)/2.(C)k1h1+k2(x1-x2)+(x1-x2)/2.(D)k1h1+k2(x1-x2)+(x1+x2)/2.2009年考题,①求满足Aa2=a1和A2a3=a1的所有向量a2和a3.②证明:在满足①的情况下,任意一对a2和a3与a1放在一起线性无关①即求AX=a1和A2X=a1的通解解AX=a1:同解方程组:令求得特解AX=0的同解方程组:基础解系由构成的一般形式为,c任意A2X=a1:同解

11、方程组求出特解A2X=0的同解方程组基础解系的一般形式:,任意例4线性方程组的增广矩阵为,又已知(1,-1,1,-1)T是它的一个解.(1)用导出组的基础解系表示通解.(2)写出满足x2=x3的全部解.(04四)以(1,-1,1,-1)T代入,得a=b(1)已有了特解,只用再求AX=0的基础解系①当时得AX=0的同解方程组求出基础解系:和通解为,任意①当时得AX=0的同解方程组求出基础解系:通解为,任意(1)从原方程中找出满足的解①时:即,得通解:②当时即得唯一解:例29已知线性方程组有3个线性无关的解.①证明此方程组的系数矩

12、阵A的秩为2.②求a,b的值和方程组的通解.①显然设是此方程组的3个线性无关的解,则是AX=0的两个线性无关的解,于是即得②由得,求出得同解方程组令,得一特解AX=0的同解方程组为求出基础解系,通解为,任意例6已知x1=(0,1,0)T和x2=(-3,2,2)T都是方程组的解

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