为什么系数矩阵的秩必须等于增广矩阵的秩,方程才有解

为什么系数矩阵的秩必须等于增广矩阵的秩,方程才有解
2024年11月13日 22:34
有2个网友回答
网友(1):

秩是怎么来的你理解吧?阶梯化消到最简。

那么方程组求解只能进行初等行变变换,你一定知道所谓的初等行变换就是消除掉没有用的方程,也就是线性相关的行向量,留下有用的并且形式最简的方程。

okay,如果你理解到这里。非齐次线性方程组,AX=B组成的增广矩阵,经过初等行变换,也就是方程组的消除,最后增广矩阵的秩比系数矩阵大1,也就是假设最后一个方程组前面的x的系数都是0,但是增广的最后一行却有个数。
举个例子吧:0*X1+0*X2+0*X3=4 那么请问这个方程组可能存在么?不可能啊!x取什么值也不可能满足这个方程存在,所以无解。

网友(2):

举个简单的例子,二元一次方程组:
x+y=1,x+y=2,你可以明显看出来这个方程组是无解的。现在用线性代数的方法去求解,下面是该方程组的增广矩阵:
1 1 1
1 1 2
初等行变换之后变成:
1 1 1
0 0 1
系数矩阵秩为1,增广矩阵秩为2,不等,所以无解。
什么意思呢?简单来说,这里的增广矩阵和系数矩阵,差了这样的方程0x+0y=1,很明显对于任何x、y都不可能有0x+0y=1成立,所以是无解的。
那么对于n元1次方程组,增广矩阵和系数矩阵如果秩不等,假定差值为r,那么就差了r个方程:0x1+0x2+……+0xn=A(非零常数),所以对于任何x1……xn都不会让以上r个式子成立,所以方程组无解。