题目
齐次线性方程组Ax=0有非零解的充要条件是()。A. 系数矩阵A的任意两个列向量线性相关B. 系数矩阵A的任意两个行向量线性相关C. 系数矩阵A中至少有一个列向量是其余列向量的线性组合D. 系数矩阵A中任一列列向量是其余列向量的线性组合
齐次线性方程组Ax=0有非零解的充要条件是()。
A. 系数矩阵A的任意两个列向量线性相关
B. 系数矩阵A的任意两个行向量线性相关
C. 系数矩阵A中至少有一个列向量是其余列向量的线性组合
D. 系数矩阵A中任一列列向量是其余列向量的线性组合
题目解答
答案
C. 系数矩阵A中至少有一个列向量是其余列向量的线性组合
解析
步骤 1:齐次线性方程组的定义
齐次线性方程组是指形如 \(A\mathbf{x} = \mathbf{0}\) 的方程组,其中 \(A\) 是系数矩阵,\(\mathbf{x}\) 是未知向量,\(\mathbf{0}\) 是零向量。齐次线性方程组总是有零解,即 \(\mathbf{x} = \mathbf{0}\) 是一个解。
步骤 2:非零解的条件
齐次线性方程组有非零解的充要条件是系数矩阵 \(A\) 的秩小于未知数的个数,即 \(rank(A) < n\),其中 \(n\) 是未知数的个数。这意味着 \(A\) 的列向量组线性相关,即至少有一个列向量可以表示为其他列向量的线性组合。
步骤 3:选项分析
A. 系数矩阵A的任意两个列向量线性相关:这并不是齐次线性方程组有非零解的充要条件,因为可能只有部分列向量线性相关。
B. 系数矩阵A的任意两个行向量线性相关:这与列向量的线性相关性无关,不是齐次线性方程组有非零解的充要条件。
C. 系数矩阵A中至少有一个列向量是其余列向量的线性组合:这是齐次线性方程组有非零解的充要条件,因为这意味着 \(A\) 的列向量组线性相关。
D. 系数矩阵A中任一列列向量是其余列向量的线性组合:这过于严格,不是齐次线性方程组有非零解的充要条件。
齐次线性方程组是指形如 \(A\mathbf{x} = \mathbf{0}\) 的方程组,其中 \(A\) 是系数矩阵,\(\mathbf{x}\) 是未知向量,\(\mathbf{0}\) 是零向量。齐次线性方程组总是有零解,即 \(\mathbf{x} = \mathbf{0}\) 是一个解。
步骤 2:非零解的条件
齐次线性方程组有非零解的充要条件是系数矩阵 \(A\) 的秩小于未知数的个数,即 \(rank(A) < n\),其中 \(n\) 是未知数的个数。这意味着 \(A\) 的列向量组线性相关,即至少有一个列向量可以表示为其他列向量的线性组合。
步骤 3:选项分析
A. 系数矩阵A的任意两个列向量线性相关:这并不是齐次线性方程组有非零解的充要条件,因为可能只有部分列向量线性相关。
B. 系数矩阵A的任意两个行向量线性相关:这与列向量的线性相关性无关,不是齐次线性方程组有非零解的充要条件。
C. 系数矩阵A中至少有一个列向量是其余列向量的线性组合:这是齐次线性方程组有非零解的充要条件,因为这意味着 \(A\) 的列向量组线性相关。
D. 系数矩阵A中任一列列向量是其余列向量的线性组合:这过于严格,不是齐次线性方程组有非零解的充要条件。