题目
设A是m×n矩阵,Ax=0是非齐次线性方程组Ax=b所对应的齐次线性方程组,则下列结论正确的是( )A. 若Ax=0仅有零解,则Ax=b有唯一解.B. 若Ax=0有非零解,则Ax=b有无穷多个解.C. 若Ax=b有无穷多个解,则Ax=0仅有零解.D. 若Ax=b有无穷多个解,则Ax=0有非零解.
设A是m×n矩阵,Ax=0是非齐次线性方程组Ax=b所对应的齐次线性方程组,则下列结论正确的是( )
A. 若Ax=0仅有零解,则Ax=b有唯一解.
B. 若Ax=0有非零解,则Ax=b有无穷多个解.
C. 若Ax=b有无穷多个解,则Ax=0仅有零解.
D. 若Ax=b有无穷多个解,则Ax=0有非零解.
题目解答
答案
D. 若Ax=b有无穷多个解,则Ax=0有非零解.
解析
步骤 1:理解齐次线性方程组和非齐次线性方程组的解的关系
齐次线性方程组Ax=0的解集是向量空间中的一个子空间,而非齐次线性方程组Ax=b的解集是向量空间中的一个仿射子空间。如果非齐次线性方程组Ax=b有解,那么它的解集可以表示为一个特解加上齐次线性方程组Ax=0的解集。
步骤 2:分析选项A
若Ax=0仅有零解,即齐次线性方程组Ax=0的解空间是零空间,那么非齐次线性方程组Ax=b的解集是单点集,即有唯一解。但这个结论仅在非齐次线性方程组Ax=b有解的情况下成立,因此选项A不正确。
步骤 3:分析选项B
若Ax=0有非零解,即齐次线性方程组Ax=0的解空间不是零空间,那么非齐次线性方程组Ax=b的解集是无限集,即有无穷多个解。但这个结论仅在非齐次线性方程组Ax=b有解的情况下成立,因此选项B不正确。
步骤 4:分析选项C
若Ax=b有无穷多个解,那么非齐次线性方程组Ax=b的解集是无限集,即齐次线性方程组Ax=0的解空间不是零空间,因此Ax=0有非零解。因此选项C不正确。
步骤 5:分析选项D
若Ax=b有无穷多个解,那么非齐次线性方程组Ax=b的解集是无限集,即齐次线性方程组Ax=0的解空间不是零空间,因此Ax=0有非零解。因此选项D正确。
齐次线性方程组Ax=0的解集是向量空间中的一个子空间,而非齐次线性方程组Ax=b的解集是向量空间中的一个仿射子空间。如果非齐次线性方程组Ax=b有解,那么它的解集可以表示为一个特解加上齐次线性方程组Ax=0的解集。
步骤 2:分析选项A
若Ax=0仅有零解,即齐次线性方程组Ax=0的解空间是零空间,那么非齐次线性方程组Ax=b的解集是单点集,即有唯一解。但这个结论仅在非齐次线性方程组Ax=b有解的情况下成立,因此选项A不正确。
步骤 3:分析选项B
若Ax=0有非零解,即齐次线性方程组Ax=0的解空间不是零空间,那么非齐次线性方程组Ax=b的解集是无限集,即有无穷多个解。但这个结论仅在非齐次线性方程组Ax=b有解的情况下成立,因此选项B不正确。
步骤 4:分析选项C
若Ax=b有无穷多个解,那么非齐次线性方程组Ax=b的解集是无限集,即齐次线性方程组Ax=0的解空间不是零空间,因此Ax=0有非零解。因此选项C不正确。
步骤 5:分析选项D
若Ax=b有无穷多个解,那么非齐次线性方程组Ax=b的解集是无限集,即齐次线性方程组Ax=0的解空间不是零空间,因此Ax=0有非零解。因此选项D正确。