1-1 齐次线性方程组解的结构:验证其解集是一个向量空间;非齐次线性方 程组有解的充分必要条件;非齐次线性方程组在有解的前提下:如何求解、其解 集与对应的齐次线性方程组解集之间的关系;
时间: 2024-05-26 14:14:43 浏览: 200
1. 解集是一个向量空间:
对于齐次线性方程组 $Ax=0$,它的解向量构成一个向量空间,记作 $V$,满足以下性质:
(1)加法封闭性:若 $x,y\in V$,则 $x+y\in V$。
(2)数乘封闭性:若 $x\in V$,$\lambda\in\mathbb{R}$,则 $\lambda x\in V$。
(3)加法交换律:若 $x,y\in V$,则 $x+y=y+x$。
(4)加法结合律:若 $x,y,z\in V$,则 $(x+y)+z=x+(y+z)$。
(5)加法有单位元:存在 $0\in V$,使得对于任意 $x\in V$,有 $x+0=x$。
(6)加法有逆元:对于任意 $x\in V$,存在 $-x\in V$,使得 $x+(-x)=0$。
2. 非齐次线性方程组有解的充分必要条件:
对于非齐次线性方程组 $Ax=b$,它有解的充分必要条件是 $b$ 可以表示为 $A$ 的列向量的线性组合,即 $b\in$ $A$ 的列向量生成的向量空间 $W$。
3. 非齐次线性方程组在有解的前提下:如何求解、其解集与对应的齐次线性方程组解集之间的关系:
(1)求特解:找到一个特解 $x_0$,使得 $Ax_0=b$。
(2)求齐次线性方程组的通解:解齐次线性方程组 $Ax=0$,得到它的通解 $x_h$。
(3)求非齐次线性方程组的解集:非齐次线性方程组的解集为 $x_0+x_h$,其中 $x_0$ 是特解,$x_h$ 是齐次线性方程组的通解。
(4)解集的性质:
① 解集是一个向量空间;
② 解集中的任意两个解的差是齐次线性方程组的解;
③ 解集中的任意两个解的和是非齐次线性方程组的解。
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