设四元非齐次线性方程组的系数矩阵的秩为3,已知ξ1,ξ2,ξ3是它的三个解向量,则该方程组的通解为( 

2025-03-13 19:00:32
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回答1:

因为ξ1,ξ2,ξ3为非齐次线性方程组的三个解向量,而且非齐次线性方程组的系数矩阵的秩为3。

根据定义,非齐次线性方程组的表达式为:Ax=b。

所以将ξ1,ξ2,ξ3代入Ax=b得到,Aξ1=b,Aξ2=b,Aξ3=b等式两边成立。因为非齐次线性方程组的系数矩阵的秩为3,根据解的结构知,Ax=b的基础解析只有一个。

又因为非齐次线性方程组的通解=齐次线性方程组的通解+非齐次线性方程组的一个特解。

而齐次线性方程组的表达式为:Ax=0,同时Ax=0的基础解析也只有一个。

所以 令α1,α2,α3为Ax=0可能有的基础解析,即可令为Aα1=A(ξ1-ξ2)=b-b=0;

Aα2=A(ξ1-ξ3)=b-b=0;Aα3=A(ξ2-ξ3)=b-b=0.

所以 α1=ξ1-ξ2;α2=ξ1-ξ3;α3=ξ2-ξ3三个中的一个均可作为Ax=0的基础解析,所以齐次线性方程组的通解为k1(ξ1-ξ2)或者k1(ξ1-ξ3)或者k1(ξ2-ξ3)。

由Aξ1=b,Aξ2=b,Aξ3=b知,ξ1,ξ2,ξ3其中一个均可作为非齐次线性方程组的一个特解。

所以最后知道非齐次线性方程组的通解为k1(ξ1-ξ2)+ξ3。

扩展资料:

非齐次线性方程组Ax=b的求解步骤:

对增广矩阵B施行初等行变换化为行阶梯形。若R(A)

若R(A)=R(B),则进一步将B化为行最简形。

设R(A)=R(B)=r;把行最简形中r个非零行的非0首元所对应的未知数用其余n-r个未知数(自由未知数)表示,并令自由未知数分别等于c1,c2,……c n-r,即可写出含n-r个参数的通解。

参考资料来源:百度百科-非齐次线性方程组

参考资料来源:百度百科-齐次线性方程组

回答2:

①选项A.由于四元非齐次线性方程组的系数矩阵的秩为3,因此其导出组的基础解系所含解向量的个数为4-3=1
而ξ1,ξ2,ξ3是它的三个解向量,
从而ξ12、ξ23、ξ13导出组的基础解系
∴该方程组的通解为k1(ξ12)+ξ3,故A正确
②选项B.由于ξ13不是非齐次的解,故B错误;
③选项C和D.由于非齐次导出组的基础解系只含有一个解向量,而C和D两个选项意味着导出组的基础解系含有两个解向量
故C和D错误
故选:A.