设A为m×n矩阵,证明:非齐次线性方程组Ax=b有解的充分必要条件是对齐次线性方程幺且ATy=0的任何解向量u均有 uTb=u1b1+u2b2+…+umbm=0.

admin2020-03-10  39

问题 设A为m×n矩阵,证明:非齐次线性方程组Ax=b有解的充分必要条件是对齐次线性方程幺且ATy=0的任何解向量u均有
    uTb=u1b1+u2b2+…+umbm=0.

选项

答案必要性.把A按列分块为A=[α1,α2,…,αn],其中αj(j=1,2,…,n)都是m维列向量,由于方程组Ax=b有解,所以存在向量[k1,k2,…,kn]T使 b=k1α1+k2α2+…+knαn. 又因AT=[α1,α2,…,αn]T=[*],故满足方程组 ATy=0的任何解向量u均有αjTu=0(j=1,2,…,n).因此, uTb=bTu=k1α1Tu+k2α2Tu+…+knαnTu=0. 充分性.由于满足方程组ATy=0的任何解向量U均有uTb=bTu=0,所以u满足方程组 [*] 令r(A)=r,则,r(AT)=r.从而方程组ATy=0的基础解系含m—r个线性无关的解向量.因为满足方程组ATy=0的任何解向量u都满足方程组①,以及满足方程组①的任何解向量u必满足方程组ATy=0,所以方程组①与方程组ATy=0同解,故方程组①的解空间的维数为m一r.于是 [*]=m一(m一r)=r. 因而r(A)=r[A┆b]=r, 故非齐次线性方程组Ax=b有解.

解析
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/oAD4777K
0

最新回复(0)