题目
5.设10×15矩阵的秩为8,则AX=0的解向量组的秩为____.
5.设10×15矩阵的秩为8,则AX=0的解向量组的秩为____.
题目解答
答案
要确定齐次线性方程组 $AX = 0$ 的解向量组的秩,我们需要使用线性代数中的一个基本定理,即秩-零度定理(或称为维数定理)。该定理指出,对于一个 $m \times n$ 矩阵 $A$,其秩 $r(A)$ 与齐次线性方程组 $AX = 0$ 的解空间的维数(即解向量组的秩)之和等于 $n$。数学上,可以表示为:
\[
r(A) + \text{解向量组的秩} = n
\]
在本题中,矩阵 $A$ 是一个 $10 \times 15$ 矩阵,所以 $n = 15$。已知矩阵 $A$ 的秩 $r(A) = 8$。设 $AX = 0$ 的解向量组的秩为 $k$,根据秩-零度定理,我们有:
\[
8 + k = 15
\]
解这个方程,得到:
\[
k = 15 - 8 = 7
\]
因此,$AX = 0$ 的解向量组的秩为 $\boxed{7}$。
解析
步骤 1:应用秩-零度定理
根据秩-零度定理,对于一个 $m \times n$ 矩阵 $A$,其秩 $r(A)$ 与齐次线性方程组 $AX = 0$ 的解空间的维数(即解向量组的秩)之和等于 $n$。数学上,可以表示为: \[ r(A) + \text{解向量组的秩} = n \]
步骤 2:代入已知条件
在本题中,矩阵 $A$ 是一个 $10 \times 15$ 矩阵,所以 $n = 15$。已知矩阵 $A$ 的秩 $r(A) = 8$。设 $AX = 0$ 的解向量组的秩为 $k$,根据秩-零度定理,我们有: \[ 8 + k = 15 \]
步骤 3:求解方程
解这个方程,得到: \[ k = 15 - 8 = 7 \]
根据秩-零度定理,对于一个 $m \times n$ 矩阵 $A$,其秩 $r(A)$ 与齐次线性方程组 $AX = 0$ 的解空间的维数(即解向量组的秩)之和等于 $n$。数学上,可以表示为: \[ r(A) + \text{解向量组的秩} = n \]
步骤 2:代入已知条件
在本题中,矩阵 $A$ 是一个 $10 \times 15$ 矩阵,所以 $n = 15$。已知矩阵 $A$ 的秩 $r(A) = 8$。设 $AX = 0$ 的解向量组的秩为 $k$,根据秩-零度定理,我们有: \[ 8 + k = 15 \]
步骤 3:求解方程
解这个方程,得到: \[ k = 15 - 8 = 7 \]