题目
33)齐次线性方程组 }x_(1)+3x_(3)+4x_(4)-5x_(5)=0x_(2)-2x_(3)-3x_(4)+x_(5)=0的解空间的维数是()A. 2B. 3C. 4D. 5
33)齐次线性方程组 $\begin{cases}x_{1}+3x_{3}+4x_{4}-5x_{5}=0\\x_{2}-2x_{3}-3x_{4}+x_{5}=0\end{cases}$的解空间的维数是()
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
题目解答
答案
B. 3
解析
考查要点:本题主要考查齐次线性方程组解空间的维数计算,涉及系数矩阵的秩与解空间维数的关系。
解题核心思路:
解空间的维数等于未知数的个数减去系数矩阵的秩。因此,关键步骤是:
- 确定系数矩阵的秩;
- 用未知数总数减去秩得到解空间的维数。
破题关键点:
- 系数矩阵的秩:通过观察矩阵的行阶梯形,判断非零行的数量。
- 公式应用:直接套用公式 解空间维数 = n - r(n为未知数个数,r为秩)。
步骤1:写出系数矩阵
方程组对应的系数矩阵为:
$A = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 3 & 4 & -5 \\ 0 & 1 & -2 & -3 & 1 \end{pmatrix}$
步骤2:确定矩阵的秩
矩阵已经是行阶梯形,有2个非零行,因此秩 $r(A) = 2$。
步骤3:计算解空间的维数
未知数个数 $n = 5$,代入公式:
$\text{解空间维数} = n - r(A) = 5 - 2 = 3.$