设A是n阶矩阵,对于齐次线性方程组Ax=0. (Ⅰ)如A中每行元素之和均为0,且r(A)=n一1,则方程组的通解是___________; (Ⅱ)如每个n维向量都是方程组的解,则r(A)=___________; (Ⅲ)如r(A)=n一1,且代数余子式A1

admin2020-03-10  20

问题 设A是n阶矩阵,对于齐次线性方程组Ax=0.
(Ⅰ)如A中每行元素之和均为0,且r(A)=n一1,则方程组的通解是___________;
(Ⅱ)如每个n维向量都是方程组的解,则r(A)=___________;
(Ⅲ)如r(A)=n一1,且代数余子式A11≠0,则Ax=0的通解是_________,A*x=0的通解是__________,(A*)*x=0的通解是___________.

选项

答案(Ⅰ)k(1,1,…,1)T. (Ⅱ)0 (Ⅲ)k(A11,A12,…,A1n)T k1e1+k2e2+…+knen k[*]

解析 (Ⅰ)从r(A)=n一1知Ax=0的基础解系由1个解向量组成,因此任一非零解都可成为基础解系.因为每行元素之和都为0,有
ai1+ai2+…+ain=1.ai1+1.ai2+…+1.ain=0,
所以,(1,1,…,1)T满足每一个方程,是Ax=0的解,故通解是k(1,1,…,1)T
(Ⅱ)每个n维向量都是解,因而有n个线性无关的解,那么解空间的维数是n,又因解空间维数是n—r(A),故n=n—r(A),即  r(A)=0.
(Ⅲ)对Ax=0,从r(A)=n一1知基础解系由1个解向量所构成.因为AA*=|A|E=0,A*的每一列都是Ax=0的解.现已知A11≠0,故(A11,A12,…,A1n)T是Ax=0非零解,即是基础解系,所以通解是k(A11,A12,…,A1n)T
对A*x=0,从r(A)=n一1知r(A*)=1,那么A*x=0的基础解系由n—r(A*)=n一1个向量所构成,从A*A=0知A的每一列都是A*x=0的解,由于代数余子式A11≠0,知,n一1维向量
(a22,a32,…,an2)T,(a22,a33,…,an3)T,…,(a2n,a3n,…,ann)T
线性无关,那么延伸为n维向量
(a12,a22,…,an2)T,(a13,a23,…,an3)T,…,(a1n,a2n,…,ann)T
仍线性无关,即是A*x=0的基础解系,.
对(A*)*x=0,同上知r(A*)=1,已知当n≥3时,r((A*)*)=0,那么任意n个线性无关的向量都可构成基础解系.例如,取
e1=(1,0,…,0)T,e2=(0,1,…,0)T,…,en=(0,0,…,1)T,得通解k1e1+k2e2+…+knen
如n=2,对于A==A.
那么(A*)*x=0的通解是k(注:AA*=0,A11=a22≠0,r(A)=1).
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