首先:
我先把这节课的核心内容,也就是教授总结的原话先给各位献上:
矩阵的秩决定了方程组的解的数目,秩包括了所有信息,除了具体结果之外;
引出问题:
AX=b;当b满足什么条件时有解?
如下:
1.当b为A各列的线性组合时,即b属于A的列空间;
2.当A的各行的线性组合为0时,b 也为0;
核心: 如果方程AX=b有解,那么该如何求解?
求解的过程如下:
1.求出AX=b的特解,(自由向量均为0)
2.求出AX=0的任意解;
3.由特解+零空间的任意解=方程(AX=b)的所有解;
原因如下:
举一个实例:如图
该实例中AX=0的解表示该矩阵的一个子空间(一个二维平面),经过原点,
而AX=b的所有解表示为上述的二维平面经过平移将0点的位置移动到P点(-2,0,3/2,0)。
下面是讨论秩的个数与解的关系。
1.当矩阵为满秩时,不需要求零空间,只有唯一解就是上述的Xp;
2.列满秩时,r=n<m;棒形矩阵,没有自由变量,结果存在,只有一个。当b为列向量的线性组合时解一定存在,只有一个;
化简为
2.行满秩时,r=m<n,饼状矩阵,自由变量为n-r个,对任意的b 一定有解,且由无穷多解;
;
3.当r=m=n时,矩阵可逆,R=I;其零空间只有0解,由唯一解;
4.当r<m,r<n,时
以上就是这节课的内容。