设A是m×n阶矩阵,且非齐次线性方程组AX=b满足r(A)=r(
【正确答案】正确答案:因为r(A)=r<n,所以齐次线性方程组AX=0的基础解系含有n-r个线性无关的解向量,设为ξ 1 ,ξ 2 ,…,ξ n-r . 设η 0 为方程组AX=b的一个特解, 令β 00 ,β 110 ,β 220 …,β n-rn-r0 ,显然β 0 ,β 1 ,β 2 ,…,β n-r ,为方程组AX=b的一组解. 令k 0 β 0 +k 1 β 1 +…+k n-r β n-r =0,即 (k 0 +k 1 +…+k n-r0 +k 1 ξ 1 +k 2 ξ 2 +…+k n-r ξ n-r =0, 上式两边左乘A得(k 0 +k 1 +…+k n-r )b=0, 因为b为非零列向量,所以k 0 +k 1 +…+k n-r =0,于是 k 1 ξ 1 +k 2 ξ 2 +…+k n-r ξ n-r =0, 注意到ξ 1 ,ξ 2 ,…,ξ n-r ,线性无关,所以k 1 =k 2 =…=k n-r 0, 故β 0 ,β 1 ,β 2 ,…,β n-r 性无关,即方程组AX=b存在由n=r+1个线性无关的解向量构成的向量组.设β 1 ,β 2 ,…,β n-r+2 为方程组AX=b的一组线性无关解, 令γ 12 -β 1 ,γ 23 -β 1 ,…,γ n-r+1n-r+2 -β 1 ,根据定义,易证γ 1 ,γ 2 ,…,γ n-r+1 线性无关,又γ 1 ,γ 2 ,…,γ n-r+1 为齐次线性方程组AX=0的一组解,即方程组AX=0含有n-r+1个线性无关的解,矛盾,所以AX=b的任意n-r+2个解向量都是线性相关的,所以AX=b的线性无关的解向量的个数最多为n-r+1个.
【答案解析】