单选题 A是m×n矩阵,线性方程组AX=b有唯一解的充分必要条件是______.
A.m=n且|A|≠0
B.导出组AX=0有且仅有零解
C.A的列向量组α1,α2,…,αn与α1,α2,…,αn,b等价
D.r(A)=n,且b可由A的列向量组线性表出

【正确答案】 D
【答案解析】[解析] 利用AX=b有唯一解的充分必要条件是去判别.
当m=n时,必有

因而必有解。又|A|≠0,即m=n=r(A),则AX=b必有唯一解.这也可由克拉默法则得知,但并不必要,当m≠n时,方程组也可能有唯一解.例如
,AX=b有唯一解.
C是AX-b有唯一解的必要条件,并非充分条件,即两个向量组α1,α2,…,αn与α1,α2,…,αn,b等价是方程组AX=b有解的充要条件,是有唯一解的必要条件.例如
AX=b有解,但解不唯一.
B是AX-b有唯一解的必要条件,并非充分条件.因这时不能保证r(A)=r(Ab).如AX=0有非零解,则AX=b必没有唯一解,它可能有无穷多解,亦可能无解,当AX=0只有零解时,AX=b可能有唯一解,也可能无解,并不能保证必有唯一解.例如

AX=0仅有零解,而AX=b并无解.
D秩r(A)=n表明A的列向量组线性无关,因而如AX=b有解,则解必唯一.仅r(A)=n还不能保证r(A)=,因而不能保证AX=b有解(参见B中反例),b可由A的列向量组线性表出是AX=b有解的充要条件,这两个条件结合才能保证
.因而它们才是AX=b有唯一解的充要条件,仅D入选.
[注意] B、C均是必要条件,前者不能保证r(A)=