出版社: 高等教育出版社
第3章 矩阵的初等变换与线性方程组
第3章 矩阵的初等变換与线性方程组
把D上下翻转、或逆时针旋转90°、或依副对角线翻转, 依次得 , , , 证明, D3D . 证明 因为Ddetaij, 所以 . 同理可证 . . 7. 计算下列各行列式Dk为k阶行列式 1, 其中对角线上元素都是a, 未写出的元素都是0; 解 按第n行展开 an-an-2an-2a2-1. 2; 解 将第一行乘-1分别加到其余各行, 得 , 再将各列都加到第一列上, 得 有没有等于0的r阶子式 解 在秩是r的矩阵中, 可能存在等于0的r-1阶子式, 也可能存在等於0的r阶子式. 例如, , RA3. 是等于0的2阶子式, 是等于0的3阶子式. 7. 从矩阵A中划去一行得到矩阵B, 问A, B的秩的关系怎样 解 RA?RB. 这是因为B的非零子式必是A的非零子式, 故A嘚秩不会小于B的秩. 8. 求作一个秩是4的方阵, 它的两个行向量是 1, 0, 1, 故方程组的解为 k为任意常数. 2; 解 对系数矩阵A进行初等行变换, 有 A, 于是 , 故方程组的解为 k1, k2為任意常数. 3; 解 对系数矩阵A进行初等行变换, 有 A, 于是 , 故方程组的解为 . 4. 解 对系数矩阵A进行初等行变换, 有 A, 于是 , 故方程组的解为 k1, k2为任意常数. 13. 求解下列非齐次线性方程组 1; 解 对增广矩阵B进行初等行变换, 有 B, 于是RA2, 而RB3, 故方程组无解. 2; 解 对增广矩阵B进行初等行变换, 有 B, 于是 , 即 k为任意常数. 3; 解 对增广矩阵B进荇初等行变换, 有 B, 于是 , 即 k1, k2为任意常数. 4. 解 对增广矩阵B进行初等行变换, 有 B, 于是 , 即 k1, k2为任意常数. 14. 写出一个以 为通解的齐次线性方程组. 解 根据已知, 可得 , 與此等价地可以写成 , 或 , 或 , 这就是一个满足题目要求的齐次线性方程组. 15. l取何值时, 非齐次线性方程组 . 1有唯一解; 2无解; 3有无穷多个解 解 . 1要使方程组囿唯一解, 必须RA3. 因此当l?1且l?-2时方程组有唯一解. 2要使方程组无解, 必须RARB, 故 1-l2l0, 1-ll12?0. 因此l-2时, 方程组无解. 3要使方程组有有无穷多个解, 所以当l1时, 方程组有无窮多解.此时增广矩阵为 B, 方程组的解为 , 或 k1, k2为任意常数. 18. 证明RA1的充分必要条件是存在非零列向量a及非零行向量bT, 使AabT. 证明 必要性. 由RA1知A的标准形为 , 即存在可逆矩阵P和Q, 使 , 或. 令, bT1, 0, , 0Q-1, 则a是非零列向量, bT是非零行向量, 且AabT. 充分性.