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1、線性方程組的解法注意:考試以非齊次線性方程組的無窮多解為主要考查點(diǎn),但是同學(xué)們學(xué)得時(shí)候要系統(tǒng),要全面,要完整。下面是解線性方程組各種情況的標(biāo)準(zhǔn)格式,請同學(xué)們以此為準(zhǔn),進(jìn)行練習(xí)。一、齊次線性方程組的解法定理 齊次線性方程組一定有解:(1) 若齊次線性方程組,則只有零解;(2) 齊次線性方程組有非零解的充要條件是.(注:當(dāng)時(shí),齊次線性方程組有非零解的充要條件是它的系數(shù)行列式.)注:1、基礎(chǔ)解系不唯一,但是它們所含解向量的個(gè)數(shù)相同,且基礎(chǔ)解系所含解向量的個(gè)數(shù)等于. 2、非齊次線性方程組的同解方程組的導(dǎo)出方程組(簡稱“導(dǎo)出組”)為齊次線性方程組所對應(yīng)的同解方程組。由上面的定理可知,若是系數(shù)矩陣的行數(shù)(
2、也即方程的個(gè)數(shù)),是未知量的個(gè)數(shù),則有:(1)當(dāng)時(shí),此時(shí)齊次線性方程組一定有非零解,即齊次方程組中未知量的個(gè)數(shù)大于方程的個(gè)數(shù)就一定有非零解;(2)當(dāng)時(shí),齊次線性方程組有非零解的充要條件是它的系數(shù)行列式;(3)當(dāng)且時(shí),此時(shí)系數(shù)矩陣的行列式,故齊次線性方程組只有零解;(4)當(dāng)時(shí),此時(shí),故存在齊次線性方程組的同解方程組,使“”.例 解線性方程組 解法一:將系數(shù)矩陣A化為階梯形矩陣 顯然有,則方程組僅有零解,即.解法二:由于方程組的個(gè)數(shù)等于未知量的個(gè)數(shù)(即)(注意:方程組的個(gè)數(shù)不等于未知量的個(gè)數(shù)(即),不可以用行列式的方法來判斷),從而可計(jì)算系數(shù)矩陣A的行列式:,知方程組僅有零解,即.例 解線性方程組
3、解:將系數(shù)矩陣A化為簡化階梯形矩陣 可得,則方程組有無窮多解,其同解方程組為 (其中,為自由未知量)令,得;令,得;令,得,于是得到原方程組的一個(gè)基礎(chǔ)解系為,.所以,原方程組的通解為(,).例3 求齊次線性方程組的一個(gè)基礎(chǔ)解系,并以該基礎(chǔ)解系表示方程組的全部解. 解:將系數(shù)矩陣化成簡化階梯形矩陣 可得,則方程組有無窮多解,其同解方程組為(其中,為自由未知量)令,得;令,得,于是得到原方程組的一個(gè)基礎(chǔ)解系為,所以,原方程組的通解為(其中,為任意實(shí)數(shù)).二、非齊次線性方程組的解法 唯一解: 線性方程組有唯一解例 解線性方程組解: 可見,則方程組有唯一解,所以方程組的解為 無解:線性方程組無解(或若階梯形方程組出現(xiàn),則原方程組無解)例 解線性方程組解:,可見,所以原方程組無解. 無窮多解:線性方程組有無窮多解例 解線性方程組解:可見,則方程組有無窮多解,其同解方程組為 (其中,為自由未知量)令得原方程組的一個(gè)特解.又原方程組的導(dǎo)出組的同解方程組為(其中,為自由未知量)令,得;令,得,于是得到導(dǎo)出組的一個(gè)基礎(chǔ)解系為,。所以,原方程組的通解為(,).例 求線性方程組 的全部解.解: 可見,所以方程組有無窮多解,其同解方程組為 (其中為自由未知量) 令,可得原方程組的一個(gè)特解.又原方程組的導(dǎo)出組的同解方程組為(其中為自由未
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