线性代数第18讲.ppt

1、第十八讲 线性方程组的可解性线性方程组的概念线性方程组的可解性齐次线性方程组的非零解小结一、线性方程组的概念由若干个线性方程联立而成的数学式子称为线性方程组，其一般形式是方程组也可以用矩阵和向量表示A称为系数矩阵，Ab称为增广矩阵。二、线性方程组的可解性解向量的概念解向量的概念设有齐次线性方程组设有齐次线性方程组若记若记（1）三、齐次线性方程组解的性质则上述方程组（则上述方程组（1）可写成向量方程）可写成向量方程若若为方程为方程 的的解，则解，则解向量的概念解向量的概念设有齐次线性方程组设有齐次线性方程组若记若记（1）三、齐次线性方程组解的性质称为方程组称为方程组(1)的的解向量解向量，它也就

2、是向量方程，它也就是向量方程(2)的解的解齐次线性方程组解的性质齐次线性方程组解的性质（1 1）若）若 为为 的解，则的解，则 也是也是 的解的解.证明证明（2 2）若）若 为为 的解，的解，为实数，则为实数，则 也是也是 的解的解证明证明由以上两个性质可知，方程组的全体解向量由以上两个性质可知，方程组的全体解向量所组成的集合，对于加法和数乘运算是封闭的，所组成的集合，对于加法和数乘运算是封闭的，因此构成一个向量空间，称此向量空间为齐次线因此构成一个向量空间，称此向量空间为齐次线性方程组性方程组 的的解空间解空间证毕证毕.基础解系的定义基础解系的定义四、基础解系及其求法线性方程组基础解系的求法

3、线性方程组基础解系的求法设齐次线性方程组的系数矩阵为设齐次线性方程组的系数矩阵为 ，并不妨，并不妨设设 的前的前 个列向量线性无关个列向量线性无关 于是于是 可化为可化为现对现对 取下列取下列 组数：组数：依次得依次得从而求得原方程组的从而求得原方程组的 个解：个解：下面证明下面证明 是齐次线性方程组解空是齐次线性方程组解空间的一个基间的一个基由于由于 个个 维向量维向量线性无关，线性无关，所以所以 个个 维向量维向量 亦线性无关亦线性无关.由于由于 是是 的解的解 故故 也是也是 的的解解.所以所以 是齐次线性方程组解空间的一个基是齐次线性方程组解空间的一个基.说明说明解空间的基不是唯一的解

4、空间的基不是唯一的解空间的基又称为方程组的解空间的基又称为方程组的基础解系基础解系若若 是是 的基础解系，则的基础解系，则其其通解通解为为 定理定理1 1例例1 1 求齐次线性方程组求齐次线性方程组的基础解系与通解的基础解系与通解.解解对系数矩阵对系数矩阵 作初等行变换，变为行最简矩作初等行变换，变为行最简矩阵，有阵，有例例2 2 解线性方程组解线性方程组解解对系数矩阵施对系数矩阵施行初等行变换行初等行变换即方程组有无穷多解，即方程组有无穷多解，其基础解系中有三个线性无关的解向量其基础解系中有三个线性无关的解向量.所以原方程组的一个基础解系为所以原方程组的一个基础解系为故原方程组的通解为故原方程组的通解为例例3 3证证证明证明非齐次线性方程组解的性质非齐次线性方程组解的性质五、非齐次线性方程组解的性质证明证明证毕证毕