線性代數導論13 第一階段總結

2021-07-01 20:41:15 字數 930 閱讀 8667

第十三課時:第一階段總結

應該說第一階段複習,本講主要以一些精要例子來增強對概念的理解,還有一些重要的真命題。

題1:已知ax和x,如下

1)求行向量的生成空間的維數

由已知可得a是3×3的矩陣,a的零空間的維數是2,可從通解中看到,所以行空間的維數是3-2=1

2)矩陣a是怎樣的

由x為(2 0 0)可得,a的第乙個列向量的兩倍是(2 4 2),得a的第一列為(1 2 1),然後,乙個矩陣的零空間包含(0 0 1),這說明矩陣的最後一列均為0,最後由零空間向量(1 1 0)可得a第二列為(-1 -2 -1)。

3)向量b滿足什麼條件時,ax=b有解

很明顯向量b在列空間時有解,所以實際上是在求列空間。

題2:如果方陣a的零空間只包含零向量,那它的轉置矩陣的零空間也只包含零向量。(由行空間的維數和列空間的維數相等可推出)

題3:如下矩陣b,在沒做乘法之前完成以下問題:

1)b的零空間的基是什麼?

左邊是可逆矩陣,如果c是可逆矩陣的話,那麼零空間n(cd)=n(d),零空間不會因為c而改變。那麼b的零空間可有由右側矩陣得出。

2)求解bx=(1 0 1)的通解,只要得到特解和零空間就可得到通解=xp+xn

因為b的第一列和b(1 0 1)是一樣的,所以可以得到乙個特解(1 0 0 0),加上(1)得到的零空間即可。

題4:如果矩陣a,b的四個基本子空間都一樣,那麼是否有a=cb,c是常數。否,如果a和b都是由4×4的線性無關的列向量組成。那麼a,b都是滿秩,四個基本子空間都一樣。

題5: 如果交換乙個矩陣中的兩行,行空間和零空間不變,列空間和左零空間改變。

題6:為什麼向量v=(1 2 3)不能同時為乙個矩陣的行向量和零空間的乙個向量,即v為什麼不能同時存在於行空間和零空間。

行空間和零空間的交集只有零向量。實際上,零空間與行空間正交。

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