当方程组AX=O和AX=b有无穷多解时,如何表示它们的解集?
时间: 2023-09-13 10:05:25 浏览: 194
### 回答1:
当方程组 $AX=O$ 和 $AX=b$ 有无穷多解时,它们的解集可以表示为 $X=X_0+X_n$,其中 $X_0$ 是 $AX=O$ 的一个特解,$X_n$ 是 $AX=O$ 的通解,即 $AX_n=O$,$X_n$ 的维数等于 $AX=O$ 的解空间的维数。因此,$AX=b$ 的解集可以表示为 $X=X_0+X_n$,其中 $X_0$ 是 $AX=b$ 的一个特解,$X_n$ 是 $AX=O$ 的通解。
### 回答2:
当方程组$AX=O$有无穷多解时,表示这个方程组有多个解向量。解集可以表示为:$X=\begin{bmatrix} x_1 \\ x_2 \\ \vdots \\ x_n \end{bmatrix} = k\begin{bmatrix} v_1 \\ v_2 \\ \vdots \\ v_n \end{bmatrix}$,其中,$k$为任意常数,$v_1, v_2, \ldots, v_n$为非零向量,且$AV=O$,即向量$v$满足该方程。
当方程组$AX=b$有无穷多解时,表示这个方程组有多个解向量。解集可以表示为:$X=\begin{bmatrix} x_1 \\ x_2 \\ \vdots \\ x_n \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} x_{p} \\ x_{p+1} \\ \vdots \\ x_n \end{bmatrix} + k_1\begin{bmatrix} v_1 \\ v_2 \\ \vdots \\ v_n \end{bmatrix}$,其中,$k_1$为任意常数,$x_p$为一个特解,$v_1, v_2, \ldots, v_n$为非零向量,且$AV=O$,即向量$v$满足该方程。这里的$k_1\begin{bmatrix} v_1 \\ v_2 \\ \vdots \\ v_n \end{bmatrix}$表示方程的自由变量。
综上所述,当方程组$AX=O$和$AX=b$有无穷多解时,分别用向量组的线性组合形式表示它们的解集。其中,$k$为任意常数,$v_1, v_2, \ldots, v_n$为非零向量。对于方程$AX=b$,$k_1$为任意常数,$x_p$为一个特解,$v_1, v_2, \ldots, v_n$为非零向量。
### 回答3:
当方程组AX=O有无穷多解时,表示矩阵A为奇异矩阵,即A的行向量不是线性无关的,且解集包含所有满足AX=O的向量x。
当方程组AX=b有无穷多解时,表示矩阵A的行向量组的秩小于列数,且解集包含所有满足AX=b的向量x。解集可通过特解加上齐次方程的通解得到。
具体的表示方法为:
对于方程组AX=O,解集可以用线性方程组的参数形式表示:x=k_1*x_1+k_2*x_2+...+k_n*x_n,其中k_1、k_2、...、k_n为任意常数,x_1、x_2、...、x_n为方程组的基础解系。
对于方程组AX=b,可以先求出方程组的一个特解x_0,再加上方程组AX=O的通解,即可表示方程组AX=b的解集。
总之,当方程组有无穷多解时,解集可以通过参数形式表示,常数为自由变量,基础解系为方程组的解的基础。
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