设 A 为 m times n 矩阵,对线性方程组 Ax = b,下列结论正确的是( )。A. 若 R(A) = R(A, b) B. 若 R(A) C. 若 R(A) D. 若 R(A) = R(A, b)
A. 若 $R(A) = R(A, b) < n$,则方程组有无穷多解
B. 若 $R(A) < m$,则线性方程组有无穷多解
C. 若 $R(A) < n$,则线性方程组有无穷多解
D. 若 $R(A) = R(A, b) < m$,则方程组必有无穷多解
题目解答
答案
解析
本题考查线性方程组解的判定定理,解题的关键在于理解系数矩阵的秩 $R(A)$、增广矩阵的秩 $R(A,b)$ 以及未知数个数 $n$ 之间的关系对线性方程组解的影响。
选项A
根据线性方程组解的判定定理:对于线性方程组 $Ax = b$,当 $R(A) = R(A,b)$ 时,方程组有解;当 $R(A) = R(A,b)=n$ 时,方程组有唯一解;当 $R(A) = R(A,b) < n$ 时,方程组有无穷多解。
在选项A中,已知 $R(A) = R(A, b) < n$,满足有无穷多解的条件,所以该选项正确。
选项B
仅知道 $R(A) < m$,其中 $m$ 是矩阵 $A$ 的行数,也就是方程的个数。但我们并不知道 $R(A)$ 与 $R(A,b)$ 的关系,也不知道 $R(A)$ 与未知数个数 $n$ 的关系。
例如,当 $R(A) < R(A,b)$ 时,方程组无解,所以不能得出方程组有无穷多解的结论,该选项错误。
选项C
仅 $R(A) < n$ 不能确定方程组有解。因为不知道 $R(A)$ 与 $R(A,b)$ 是否相等,若 $R(A) < R(A,b)$,则方程组无解,所以不能得出方程组有无穷多解的结论,该选项错误。
选项D
虽然 $R(A) = R(A, b) < m$,但我们关注的是 $R(A)$ 与未知数个数 $n$ 的关系。当 $R(A) = R(A, b) < n$ 时方程组有无穷多解,而这里只知道 $R(A) = R(A, b) < m$,无法确定 $R(A)$ 与 $n$ 的大小关系,也就不能确定方程组有无穷多解,该选项错误。