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13100208832#18.06-linalg-notes#08-求解Ax=b-可解性和解的结构1
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2022-07-25
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1、Overview(概述) 3、m*n 的矩阵 A 的秩与解的关系 4、小结
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# 08-求解 Ax=b 可解性和解的结构
## 1、Overview(概述)
上一节我们首先讨论了矩阵,然后学习到了从矩阵引出的空间的概念,并且学习了 Ax=0 的求解过程。这一节中我们将进一步来探讨,给出求解 Ax=b 的一般求解方法以及可解条件。并总结上一节中提到的 “秩” 对不同形式方程的解的影响。
## 2、Ax=b 的解
### 2.1、可解性
这节我们要介绍如何来解 Ax=b ,但是这个方程并不一定有解。我们通过一个例子来说明下这个问题:
【例1】
![](../images/08/LA_8_1.png)
这里的 A 有一个特点,就是 1, 2 两行之和等于第三行。根据之前学到的技巧([02-矩阵消元](https://github.com/apachecn/math/blob/master/02-%E7%9F%A9%E9%98%B5%E6%B6%88%E5%85%83/02-%E7%9F%A9%E9%98%B5%E6%B6%88%E5%85%83.md) 的增广消元法),列增广矩阵后消元,由于之前写过比较详细的消元步骤这里我们就不再赘述了。直接得到:
![](../images/08/LA_8_2.jpg)
再看这个条件:![](../images/08/LA_8_3.png) ,它反映了一种线性组合特点,即 b 向量的第三个分量是前两个分量之和。反过来看 A 矩阵本身特点,发现 A 矩阵第三行也是前两行的和。记得之前我们说过, Ax=b 有解的条件是 b 在 A 的列空间中。这个例子再一次印证了这个条件。
我们从本题中得到一个启示: Ax=b 有解的条件:
* 列空间角度:当且仅当 b 属于 A 的列空间时成立。
* 线性组合角度: b 必须是 A 各列的线性组合。
* A 矩阵本身变换角度:如果 A 的各行线性组合得到零行(如【例1】),那么对 b 取相同运算方式,必将得到自然数 0.
### 2.2、完整解方程过程
接下来我们通过通解,特解,并借此求解方程 Ax=b 。
我们接着 【例1】开始聊。设 ![](../images/08/LA_8_4.png) 满足可解条件,我们
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小明斗
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