线性方程与矩阵
n个变量m个方程的线性方程组
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其中 xj 为自变量,aij 为第i个方程中自变量xj 的系数,bi为第i个方程的常数项.
当常数项不全为零时, 称该方程组为非齐次线性方程组;
当常数项全为零时, 称之为齐次线性方程组.
非齐次线性方程组
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齐次方程组
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以下三种变换统称为线性方程组的初等变换(以 Lj 表示第j个方程):
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非齐次线性方程组的解有三种可能:
1.唯一解;2.无穷多组解;3.无解(不相容)
齐次线性方程组
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至少存在一组零解:x1=x2=…=xn=0
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矩阵概念的引入 【线性方程与矩阵】
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同型矩阵与矩阵相等的概念
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矩阵的初等变换 第一种初等变换
互换的矩阵的两行(列),例如:交换第i行和第j行,记作rij
第二种初等变换
矩阵的某一行(列)中所有的元素都乘以一个不等于0的常数,例如:第i行乘以k,记作ri(k)
第三种初等变换
矩阵的某一行(列)中所有的元素都成一同一个倍数加到另一行(列)上。例如:第i行乘以k加大第j行上,记作rij(k)
初等行变换和初等列变换统称为初等变换。
如果矩阵A经过有限次初等变换变成矩阵B,就称矩阵A与矩阵B等价,记作A~B。
(1)反身性:A~A;
(2)对称性:若A~ B,则B~A;
(3)传递性:若A ~ B,B ~ A,则A ~ C。
数学中把具有上述三条性质的关系称为等价关系。
矩阵运算与解线性方程组 对线性方程组增广矩阵进行初等变换与对方
程组进行初等变换是相互对应的,因此当用
高斯消元法来求解线性方程组时可以应用矩
阵的初等变换进行.
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定义满足下面两个条件的矩阵A称为梯形矩阵:
(1)A中元素全为零的行,如果存在,全排在非零行下面;
(2)每个非零行的第一个非零元素(称为主元素)只能出现在上一行主元素的右边.
进一步,如果A为梯形矩阵,且满足下面两个条件:
(1)A的主元素为1;
(2)主元素所在的列,其余元素为零,
则称A为简化梯形矩阵.
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定理
任何一个矩阵都可以经过有限次行初等变换
化为简化梯形矩阵.
矩阵A化成的梯形矩阵的非零行数叫做矩阵
A的秩,记作 rank (A) 或 R(A).
方程组解的情况
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