题目
当齐次线性方程组所含方程的个数小于未知量个数时,此方程组必有无穷多个解●)A. 正确B. 错误
当齐次线性方程组所含方程的个数小于未知量个数时,此方程组必有无穷多个解●)
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
考查要点:本题主要考查齐次线性方程组解的结构及其解的存在性定理。
解题核心思路:
齐次线性方程组必有零解,当方程个数(矩阵行数)小于未知数个数(矩阵列数)时,系数矩阵的秩必然小于未知数个数,从而方程组存在非零解,进而导致解空间维数大于零,即必有无穷多解。
破题关键点:
- 齐次方程组的解空间性质:解空间的维数等于未知数个数减去系数矩阵的秩。
- 秩的限制:方程个数小于未知数个数时,秩必然小于未知数个数,因此解空间维数至少为1,对应无穷多解。
齐次线性方程组的一般形式为 $A\mathbf{x} = \mathbf{0}$,其中 $A$ 是 $m \times n$ 矩阵($m$ 个方程,$n$ 个未知数)。根据线性代数基本定理:
- 解的存在性:齐次方程组至少存在零解。
- 非零解的条件:当系数矩阵的秩 $r = \text{rank}(A) < n$ 时,方程组存在非零解。
- 无穷多解的条件:若 $r < n$,解空间的维数为 $n - r \geq 1$,因此解空间是无限维的,对应无穷多解。
题目中给出 $m < n$,此时 $r \leq m < n$,必然满足 $r < n$。因此方程组必有非零解,即必有无穷多解。结论正确。