举例线性方程组的零空间
时间: 2023-09-11 08:05:06 浏览: 205
### 回答1:
好的,线性方程组的零空间是指所有解向量构成的向量空间。举例如下:
考虑线性方程组
2x + 4y - 6z = 0
x + 2y - 3z = 0
它的系数矩阵为
[2 4 -6]
[1 2 -3]
对应的增广矩阵为
[2 4 -6 0]
[1 2 -3 0]
对该矩阵进行行变换,得到行阶梯形矩阵
[1 2 -3 0]
[0 0 0 0]
可以看出,该线性方程组的解向量集合为
{(x, y, z) | x = -2y + 3z}
也即零空间为
{(-2t, t, s) | t, s ∈ R}
这是一个三维向量空间,其中的向量可以表示为常数倍的基向量 (-2, 1, 0) 和 (0, 0, 1) 的线性组合。
### 回答2:
零空间是指线性方程组的解空间中所有满足方程组中所有方程都为0的向量组成的集合。换句话说,零空间是所有能够使线性方程组变为零向量的解的集合。
举个例子来说明零空间。考虑如下的线性方程组:
x + y + z = 0
2x - y + 2z = 0
我们可以将这个方程组写成增广矩阵的形式:
[1 1 1 | 0]
[2 -1 2 | 0]
然后进行行变换,得到简化行阶梯形矩阵:
[1 1 1 | 0]
[0 -3 0 | 0]
从简化行阶梯形矩阵中,我们可以看出z是自由变量,而x和y都可以表示为z的函数。因此,任意满足z = t(其中t为实数)的三元组(x, y, z)都是此线性方程组的解。
换句话说,零空间就是由所有满足x + y + z = 0和2x - y + 2z = 0的向量(x, y, z)组成的集合。具体可表示为:
{(t, -3t, t) | t为实数}
所以,这个线性方程组的零空间是一个由无穷多个向量组成的集合,这些向量满足x + y + z = 0和2x - y + 2z = 0。
### 回答3:
线性方程组的零空间是指其所有解的集合。我们以一个简单的二元线性方程组为例来说明零空间。
考虑方程组:
2x + 3y = 0
4x + 6y = 0
为了求得该方程组的零空间,我们可以首先将其转化为增广矩阵的形式:
[2 3 0]
[4 6 0]
然后对增广矩阵进行初等行变换,将其化为行最简形:
[2 3 0]
[0 0 0]
行最简形对应的线性系统是:
2x + 3y = 0
0 = 0
显然,右侧的0=0是一个恒等式,不对x和y的取值施加任何限制。但我们可以看出,x和y的系数都为0,这表示x和y可以取任意值。因此,该线性方程组的零空间可以表示为一个参数向量[x, y],其中x和y可以取任意实数值。
综上所述,这个线性方程组的零空间是一个无穷大的集合,其中的向量[x, y]满足2x + 3y = 0。
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