题目
5.填空题 若五元齐次线性方程组Ax=0的同解线性方程组为}x_(1)=-3x_(2)+2x_(4)-x_(5)x_(3)=-x_(4)+2x_(5),则 r(A)=_.
5.填空题 若五元齐次线性方程组$Ax=0$的同解线性方程组为$\begin{cases}x_{1}=-3x_{2}+2x_{4}-x_{5}\\x_{3}=-x_{4}+2x_{5}\end{cases}$,则 $r(A)=\_$.
题目解答
答案
为了确定矩阵 $ A $ 的秩 $ r(A) $,我们首先分析给定的五元齐次线性方程组 $ Ax = 0 $ 的同解线性方程组: \[ \begin{cases} x_{1} = -3x_{2} + 2x_{4} - x_{5} \\ x_{3} = -x_{4} + 2x_{5} \end{cases} \] 这个方程组表明 $ x_1 $ 和 $ x_3 $ 可以用 $ x_2, x_4, $ 和 $ x_5 $ 来表示。因此,$ x_2, x_4, $ 和 $ x_5 $ 是自由变量,而 $ x_1 $ 和 $ x_3 $ 是依赖变量。 由于有5个变量,其中2个变量可以由其他3个变量表示,这意味着解空间的维数(即 $ A $ 的零空间的维数)为3。根据秩-零度定理,对于一个 $ m \times n $ 矩阵 $ A $,有: \[ r(A) + \text{nullity}(A) = n \] 这里, $ n = 5 $(因为 $ A $ 是一个 $ m \times 5 $ 矩阵),$\text{nullity}(A) = 3$(解空间的维数)。因此,我们可以求出 $ r(A) $: \[ r(A) + 3 = 5 \] 解这个方程,我们得到: \[ r(A) = 5 - 3 = 2 \] Thus, the answer is: \[ \boxed{2} \]