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m*n矩阵A的秩为r,为什么n元齐次线性方程组Ax=0的无关解向量个数=n-r.但是,r不是向量组的极大无关向量么

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/13 07:30:39
m*n矩阵A的秩为r,为什么n元齐次线性方程组Ax=0的无关解向量个数=n-r.但是,r不是向量组的极大无关向量么
观念上是这样:
A中的向量是条件,有r个有效条件.
x是解向量,本来有n个维度,被条件限制住r个维度.
所以剩下n-r个维度.
再问: 我不理解的地方是,r不是已经是向量组的极大无关解了,也就是说无关解的个数是r,但是为什么又说AX=0的无关解向量个数=n-r 我感觉我哪儿理解出错了,但是又不知道是哪儿
再答: r不是"解"! 而是极大无关"条件". 以实例来看: A = [ 1 2 3 ] [ 2 4 6 ] [ 3 6 9 ] x= [ x1 ] [ x2 ] [ x3 ] 展开是 x1 + 2 x2 + 3 x3 =0; 2 x1 + 4 x2 + 6 x3 =0; 3 x1 + 6 x2 + 9 x3 =0 条件似乎有三条, 但r=1, 只有一条有效. 解空间有3-r=2个维度, 就是有两个极大无关解.
再问: 是不是这样理解,r说的是关于A的秩,是关于A的无关向量解。求的是关于x的无关向量解的个数
再答: Note1: 方程式中, 整个A都是在描写对未知向量x的限制条件. 所谓Ax=0的无关解向量个数=n-r, 是说 dim{ x | Ax=o } = n-r. { x | Ax=o }称为原方程式的解空间(solution space). Note2 : A是一个固定的矩阵, 没有所谓"A的无关行向量解"这种说法. Note3: 若拿A的row(横向量)当基础, 可以展出另一个向量空间, 称为A的row space. 这个空间的维度是r, 也就是其中可以取出r个极大无关向量. 但这个row space与方程式的解空间是两回事.