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* 9.2 线性方程组解的情况判定 用消元法解线性方程组得知,线性方程组解的情况有三种:无穷多解、唯一解和无解.归纳求解过程,实际上就是对方程组(9.1.1)的增广矩阵 9.2 线性方程组解的情况判定 返回 1/28 下一页 下一页 上一页 上一页 返回 2/28 上一页 上一页 下一页 下一页 进行初等行变换,将其化成如下形式的阶梯形矩阵: 9.2 线性方程组解的情况判定 返回 3/28 上一页 上一页 下一页 下一页 ,(9.2.1) 9.2 线性方程组解的情况判定 其中 ,或 .(9.2.2) 返回 4/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 由定理9.1可知,阶梯形矩阵(9.2.1)和(9.2.2)所表示的方程组与方程组(9.1.1)是同解方程组,于是由矩阵(9.2.1)和(9.2.2)可得方程组(9.1.1)的解的结论: 1.当 时,阶梯形矩阵(9.2.1)和(9.2.2)所表示的方程组中的第 个方程 “ ”是一个矛盾方程,因此,方程组(9.1.1)无解. 返回 5/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 2.当 时,方程组(9.1.1)有解.并且解有两种情况: (1)如果 ,则阶梯形矩阵(9.2.1)表示的方程组为 , , . 返回 6/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 用回代的方法,自下而上依次求出, , , 的值.因此,方程组(9.1.1)有唯一解. (2)如果 ,则阶梯形矩阵(9.2.1)表示的方程组为 , , . 返回 7/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 将后 个未知量项移至等号的右端,得 , , , 其中 , , 为自由未知量.因此,方程组(9.1.1)有无穷多解. 返回 8/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 定理9.2(线性方程组有解判别定理) 线性方程组(9.1.1)有解的充分必要条件是其系数矩阵与增广矩阵的秩相等.即 . 推论1 线性方程组(9.1.1)有唯一解的充分必要条件是 . 返回 9/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 推论2 线性方程组(9.1.1)有无穷多解的充分必要条件是 . 推论3 齐次线性方程组(9.1.2)只有零解的充分必要条件是 . 推论4 齐次线性方程组(9.1.2)有非零的充分必要条件是 . 返回 10/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 特别地,当齐次线性方程组(9.1.2)中,方程个数少于未知量个数 时,必有 .这时方程(9.1.2)一定有非零解. 返回 11/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 例1 判别下列方程组是否有解?若有解,是有唯一解还是有无穷多解? (1) , , , ; 返回 12/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 (2) , , , ; (3) , , , . 返回 13/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 解 (1)用初等行变换将增广矩阵化成阶梯形矩阵,即 返回 14/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 因为 , ,两者不等,所以方程组无解. . 返回 15/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 (2)用初等行变换将增广矩阵化成阶梯形矩阵,即 因为 ,所以方程组有无穷多解. 返回 16/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 (3)用初等行变换将增广矩阵化成阶梯形矩阵,即 因为 ,所以方程组有唯一解. . 返回 17/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 例2 判别下列齐次方程组是否有非零解? , , , . 返回 18/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 解 用初等行变换将系数矩阵化成阶梯形矩阵,即 返回 19/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 因为 ,所以齐次方程组只有零解. . 返回 20/28 上一页 上一页 下一页 下一页 9.2 线性方程组解的情况判定 *
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