题目
非齐次线性方程组AX=B的增广矩阵经初等行变换化为AX=B,则方程组的一般解为A.AX=B(AX=B是自由未知量)B.AX=B(AX=B是自由未知量)C.AX=B(AX=B是自由未知量)
非齐次线性方程组的增广矩阵经初等行变换化为
,则方程组的一般解为
A.(
是自由未知量)
B.(
是自由未知量)
C.(
是自由未知量)
题目解答
答案
由矩阵得,非齐次线性方程组
的同解方程组为
所以方程组的一般解为(
是自由未知量)
故选A
解析
步骤 1:化简增广矩阵
将增广矩阵化简为行最简形矩阵,以便于求解方程组。增广矩阵为:
$$
\left[\begin{array}{cccc|c}
1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\
0 & 1 & 2 & 3 & 4 \\
0 & 0 & 0 & 1 & 2 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]
$$
步骤 2:确定自由未知量
观察行最简形矩阵,可以看到第3列和第4列没有主元,因此和是自由未知量。
步骤 3:求解方程组
从行最简形矩阵中,可以得到方程组:
$$
\begin{cases}
x_1 + 2x_2 + 3x_3 + 4x_4 = 5 \\
x_2 + 2x_3 + 3x_4 = 4 \\
x_4 = 2
\end{cases}
$$
将$x_4 = 2$代入第二个方程,得到$x_2 + 2x_3 + 6 = 4$,即$x_2 + 2x_3 = -2$。
将$x_4 = 2$和$x_2 + 2x_3 = -2$代入第一个方程,得到$x_1 + 2x_2 + 3x_3 + 8 = 5$,即$x_1 + 2x_2 + 3x_3 = -3$。
因此,方程组的一般解为:
$$
\begin{cases}
x_1 = -3 - 2x_2 - 3x_3 \\
x_2 = -2 - 2x_3 \\
x_3 = x_3 \\
x_4 = 2
\end{cases}
$$
将增广矩阵化简为行最简形矩阵,以便于求解方程组。增广矩阵为:
$$
\left[\begin{array}{cccc|c}
1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\
0 & 1 & 2 & 3 & 4 \\
0 & 0 & 0 & 1 & 2 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]
$$
步骤 2:确定自由未知量
观察行最简形矩阵,可以看到第3列和第4列没有主元,因此和是自由未知量。
步骤 3:求解方程组
从行最简形矩阵中,可以得到方程组:
$$
\begin{cases}
x_1 + 2x_2 + 3x_3 + 4x_4 = 5 \\
x_2 + 2x_3 + 3x_4 = 4 \\
x_4 = 2
\end{cases}
$$
将$x_4 = 2$代入第二个方程,得到$x_2 + 2x_3 + 6 = 4$,即$x_2 + 2x_3 = -2$。
将$x_4 = 2$和$x_2 + 2x_3 = -2$代入第一个方程,得到$x_1 + 2x_2 + 3x_3 + 8 = 5$,即$x_1 + 2x_2 + 3x_3 = -3$。
因此,方程组的一般解为:
$$
\begin{cases}
x_1 = -3 - 2x_2 - 3x_3 \\
x_2 = -2 - 2x_3 \\
x_3 = x_3 \\
x_4 = 2
\end{cases}
$$