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高數線性代數。為什么“列滿秩”只有零解?想知道根據是什么

導讀當我們談論“列滿秩”與零解的關系時,關鍵在于秩的定義。若一個線性方程組的列秩(A)等于其列數n,即RA=n,這意味著線性組合的所有列線性無關。在這種情況下,若對應的行向量組RS=0(即秩-秩=0),那么唯一的可能就是所有行向量都對應于零向量,從而導致該方程組只有零解,即AX=0的唯一解是X=0。對于常數項全為零的線性方程組,當方程組的行數m小于列數n(即未知數多于方程),則存在非零解,因為這允許至少一個自由變量。反之,當行數等于列數,且方程個數不足以獨立確定所有未知數,方程組將只有零解,這是矩陣秩的性質決定的。

當我們談論“列滿秩”與零解的關系時,關鍵在于秩的定義。若一個線性方程組的列秩(A)等于其列數n,即RA=n,這意味著線性組合的所有列線性無關。在這種情況下,若對應的行向量組RS=0(即秩-秩=0),那么唯一的可能就是所有行向量都對應于零向量,從而導致該方程組只有零解,即AX=0的唯一解是X=0。

對于常數項全為零的線性方程組,當方程組的行數m小于列數n(即未知數多于方程),則存在非零解,因為這允許至少一個自由變量。反之,當行數等于列數,且方程個數不足以獨立確定所有未知數,方程組將只有零解,這是矩陣秩的性質決定的。

進一步理解,齊次線性方程組的性質還包括:任意兩個解的和仍然是解;一個解的k倍也是解;系數矩陣秩為n時,只有唯一零解;秩小于n時,則存在無限多個解。特別地,n元齊次方程組有非零解的條件是其行列式為零,而系數矩陣非零則保證了唯一的零解(即克萊姆法則)。

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