M n階矩陣A的秩為r,則AX b有解的充分條件是r m,但是定理中,非齊次線性方程組有解是r

時間 2021-06-30 20:38:49

1樓:嗷嗷

乙個是充分條件,乙個是充要條件:

先說r=m這個充分條件:

AX=b寫開:

矩陣的行秩等於列秩,r=m就是說有m個線性無關的列向量,即c1,c2,..cn中有m個線性無關,而這個b又是m維的,m個線性無關的向量可以作為一組基,這組基可以表示m維空間中任意乙個向量,就像二維空間中:

不過就是習慣性的寫成座標形式(3,2),其實代表的是乙個沿x方向三個單位長度加沿y方向兩個單位長度的向量。

總的來說就是m維空間中,最多用m個m維向量就可以表示其餘所有m維向量,所以當r=m時,一定存在X=(x1,x2..xn)(x1,x2..xn可以理解為c1,c2,..

cn這組基下的座標,x1對應c1方向長度,x2對應c2方向長度..),使得x1*c1+x2*c2+..xn*cn=b

但這個條件不是必要的:

再來看這個充要條件:r(A)=r(A,b),其實就是A的r在加入向量b之後並未發生改變,就是b的加入沒有增加原來A的空間維數,拿上面三維舉例就是b也只有x,y方向分量,沒有z方向分量(當然A中的基不一定是x,y方向,這裡假設就是x,y方向)當然有解了。

總之充要條件說的是b落在A中基向量生成的空間中則有解,充分條件是A中基向量可以表示任意,與b向量維數相同的向量,不需要b滿足什麼條件。

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