设η*为非齐次线性方程组Ax=b的一个特解,ξ1,ξ2,…,ξn-r是其导出组Ax=0的一个基础解系,证明:η*,η*+ξ1,η*+ξ2,…,η*+ξn-r是Ax=b的n-r+1个线性无关的解向量.

admin2018-10-22  22

问题 设η*为非齐次线性方程组Ax=b的一个特解,ξ1,ξ2,…,ξn-r是其导出组Ax=0的一个基础解系,证明:η*,η*+ξ1,η*+ξ2,…,η*+ξn-r是Ax=b的n-r+1个线性无关的解向量.

选项

答案由A(η*+ξ1)=Aη*+Aξ1=b+0=b的解. 故η*+ξ1是Ax=b的解. 设存在任意实数k0,k1,…,kn-r,使得k0η*+k1*+ξ1)+…+kn-r*+ξn-r)=0. (1) 整理得 (k0+k1+…+kn-r*+k1ξ11+k2ξ2+…+kn-rn-r1 (2) (2)式两端左乘A,由Aξi=0,i=1,2,…,n-r,得(k0+k1+…+kn-r)Aη*=(k0+k1+…+kn-r)b=0. 因b≠0,则k0+k1+…+kn-r=0. (3) 把(3)式代入(2)式得k1ξ1+k2ξ2…+kn-rξn-r=0. (4) 因ξ1,ξ2,…,ξn-r是Ax=0的基础解系,则ξ1,ξ2,…,ξn-r线性无关,故k1=k2=…kn-r=0. (5) 把(5)式代入(3)式得k0=0. 从而(1)式成立时,k0,k1,…,kn-r,必须全为零. 故η*,η*+ξ1,η*+ξ2,…,η*+ξn-r线性无关. 因此η*,η*+ξ1,η*+ξ2,…,η*+ξn-r是Ax=b的n-r+1个线性无关的解向量.

解析
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