线性代数问题求解

图中这道题如何求解?麻烦写一下过程我一直没解出来


参考图中知识点,将矩阵表达如下


对应第一问,要无解,可知组合矩阵第一行和第二行肯定非线性,其秩至少是2,单独看矩阵A,第二三行肯定无法线性表示第一行,所以矩阵A的秩也是最少为2,有图一条件,则组合矩阵的秩必须是3
a-1不能为0,a不为1即答案(可自行验证)

第二问
唯一解就是秩都是3,不用解释这个简单,就是
a-1≠0
a≠0

第三问
就是矩阵A和组合矩阵的秩小于3,前面已经分析至少是2,只能是最后一行全0
a=1

追问

无解不是增广矩阵秩不等于系数矩阵吗?你的行变换的矩阵和我化的一样,但是增广矩阵秩和系数矩阵秩始终一样

你给出的1,2问a都不等于1?

2,3问我都知道,主要第1问增广矩阵秩和系数矩阵不等时a没有满足条件的值

追答

第一问说错了,应该是a=0

第一问最开始笔误,打错字。

追问

a=0,增广矩阵等于系数矩阵等于3

追答

系数矩阵秩小于增广矩阵秩,按前面分析你也知道应该是系数矩阵秩为2,增广为3,
首先看系数矩阵秩为2,只能是第二三行线性相关,a=0

追问

怎么无解?

口误:a=0时,增广矩阵秩=系数矩阵秩=2,怎么无解?

追答

这就是你长期只盯着增广矩阵看的结果,你单独化简增广矩阵和系数矩阵看看,把两个矩阵单独放一边,就会发现自己弄错的地方,如果3分钟还不能发现问题再追问

追问

其实我写的就是你说的答案,但是我被室友带懵了我自己的怀疑

追答

a是0时
增广矩阵第一行不谈
第二行最后两个元素是-1和1
第三行第三个元素是-1
三行都线性无关

追问

好吧~_~

a=0时,增广矩阵秩3,系数矩阵秩2,行变换时r2减r3,r2交换r3

追答

yes

追问

这么简单问题被我室友带偏,结果我自己还怀疑自己答案错的,一直苦思冥想😂

追答

不考虑证明问题,线性代数和矩阵论确实都是最简单的

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2019-01-21
A的秩等于n-1,则其伴随矩阵的秩等于1,此时A的行列式等于0,所以A乘以A的伴随矩阵就等于A的行列式乘以E,从而等于0,所以r(A)+r(A的伴随)小于等于n至于为什么两个乘积等于0的矩阵的秩的和小于等于n,要从线性方程组的解空间的角度来考虑,AB=0,则B的列向量即为AX=0的解,其线性无关的解的个数必然小于等于AX=0的解空间中基础解系的个数,从而n-r(A)大于等于r(B),故r(A)+r(B)小于等于n
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