2 线性方程组的一般解法 一般地,个未知量,个方程组成的线性方程组可以表示为: ( 1) 其中是方程组的个未知量,是第个方程中第个未知量的系数,是第个方程的常数项
若记 , , 则按矩阵乘法和矩阵相等的定义(1)式可写成 其中矩阵称为线性方程组(1)的系数矩阵, 矩阵称为未知量矩阵,矩阵称为常数项矩阵
显然,线性方程组解的情况取决于未知量的系数和常数项
矩阵称为线性方程组(1)的增广矩阵,可以表示为 则线性方程组(1)与其增广矩阵是一一对应的
如果用常数依次代替线性方程组( 1) 中的个未知量时 ,(1)中个方程均成为恒等式,则称为 (1)的一个解
此时也称方程组(1)有解,并可表示方程组的解为矩阵形式 也称解矩阵为(1)的一个解向量,或者说是的解
那么,方程组解的情况如何
是有解还是无解
有解时是有唯一一组解还是有无穷多组解
就是我们将要解决的问题
回想第一章讲到的线性方程组的特殊情形
设,用克莱姆(Cramer)法则求解方程组,若,即方阵可逆,则线性方程组(1)有且仅有一个解 , 用克莱姆(Cramer)法则只能求解方程的个数与未知量个数相同,并且其系数行列式不为零的线性方程组,随着未知量个数的增加,计算量的增长速度大的惊人
这是该方法的不足之处
在中学,我们已经学会了用高斯(Guass)消元法解二元、三元线性方程组,归纳用高斯(Guass)消元法解线性方程组的过程,也就是对方程组进行同解变换
先给出一个定义 定义1 若线性方程组的解都是线性方程组的解;反之的解,也都是的解,则称线性方程组与是同解方程组
先举一例来回顾一下解线性方程组的消元法
解线性方程组 解 将第一个方程的倍、倍分别加到第二、第三两个方程上,得到与原方程同解的方程组 在上述方程组中,将第三个方程的1 倍、-4 倍分别加到第一、第二两个方程上,并交换第二、三两个方程的位置,得