题目
设 A 是 m times n 矩阵,方程组 Ax = 0 仅有零解的充要条件是 R(A)()A. 小于mB. 小于nC. 等于mD. 等于n
设 $A$ 是 $m \times n$ 矩阵,方程组 $Ax = 0$ 仅有零解的充要条件是 $R(A)$()
A. 小于m
B. 小于n
C. 等于m
D. 等于n
题目解答
答案
D. 等于n
解析
考查要点:本题主要考查齐次线性方程组解的理论,特别是解的唯一性与系数矩阵秩之间的关系。
解题核心思路:
齐次方程组 $Ax=0$ 的解空间维数由 系数矩阵的秩 和 未知数个数 决定。当 秩等于未知数个数 时,解空间维数为0,即仅有零解。
破题关键点:
- 秩与解的关系:若 $R(A) = n$,则方程组仅有零解;若 $R(A) < n$,则存在非零解。
- 选项辨析:注意区分矩阵行数 $m$ 和列数 $n$ 的影响,正确选项需直接关联未知数个数 $n$。
齐次线性方程组 $Ax=0$ 的解的性质如下:
- 解空间维数公式:解空间的维数为 $n - R(A)$,其中 $n$ 是未知数个数。
- 唯一解条件:当且仅当 $n - R(A) = 0$ 时,方程组仅有零解,即 $R(A) = n$。
选项分析:
- A. 小于m:与未知数个数无关,无法保证唯一解。
- B. 小于n:此时 $n - R(A) > 0$,存在非零解。
- C. 等于m:若 $m < n$,则 $R(A) = m < n$,仍存在非零解。
- D. 等于n:满足 $n - R(A) = 0$,方程组仅有零解。