问答题
设m×n矩阵A的秩为r<n,γ0为非齐次线性方程组AX=B的一个解,而η1,η2,…,ηn-r为其导出组AX=O的一个基础解系.求证:γ0,γ0+η1,γ0+η2,…,γ0+ηn-r为方程组AX=B的n-r+1个线性无关的解.
【正确答案】先证γ0,γ0+η1,γ0+η2,…,γ0+ηn-r为方程组AX=B的解,再证明这些解线性无关.
因为γ0是非齐次线性方程组AX=B的解,η1,η2,…,ηn-r为其导出组AX=O的一个基础解系,所以γ0,γ0+η1,γ0+η2,…,γ0+ηn-r是AX=B的解.
下面来证明γ0,γ0+η1,γ0+η2,…,γ0+ηn-r是线性无关的,
设有数k0,k1,k2,…,kn-r使:
k0γ0+k1(γ0+η1)+…+kn-r(ηn-r+γ0)=0
k1η1+k2η2+…+kn-rηn-r+(k0+k1+…+kn-r)γ0=0
当k0+k1+…+kn-r≠0时,γ0可表为η1,η2,…,ηn-r的线性组合,则γ0是AX=0的解,与γ0是非齐次线性方程组AX=B的解相矛盾,因此必有k0+k1+…+kn-r=0,从而k1η1+k2η2+…+kn-rηn-r=0,而η1,η2,…,ηn-r为AX=0的基础解系,
所以k1=k2=…=kn-r=0,再由k0+k1+…+kn-r=0,可得k0=0,故γ0,γ0+η1,γ0+η2,…,γ0+ηn-r为方程组AX=B的n-r+1个线性无关的解.
【答案解析】