用消元法解齐次方程组

更新时间:2026-01-10 06:31:21
最佳答案

消元法是解齐次线性方程组的一种有效方法,以下是具体步骤:

1. 列出方程组:首先,将齐次方程组写为增广矩阵的形式。

2. 化简增广矩阵:通过行变换,将增广矩阵化简为行最简形矩阵。

3. 确定自由变量:在行最简形矩阵中,找到基础变量和非基础变量。非基础变量对应的列是自由变量。

4. 解自由变量:令自由变量为任意常数,例如$k_1, k_2, ..., k_n$,解出这些自由变量。

5. 求解非基础变量:根据基础变量和非基础变量的关系,解出非基础变量。

6. 写出通解:将基础变量和非基础变量的解合并,写出方程组的通解。

举例说明:

假设有如下齐次方程组:

\[
\begin{cases}
x + 2y + 3z = 0 \\
2x + 4y + 6z = 0 \\
3x + 6y + 9z = 0
\end{cases}
\]

对应的增广矩阵为:

\[
\begin{bmatrix}
1 & 2 & 3 & | & 0 \\
2 & 4 & 6 & | & 0 \\
3 & 6 & 9 & | & 0
\end{bmatrix}
\]

化简增广矩阵,通过行变换:

\[
\begin{bmatrix}
1 & 2 & 3 & | & 0 \\
0 & 0 & 0 & | & 0 \\
0 & 0 & 0 & | & 0
\end{bmatrix}
\]

由于第二行和第三行全为0,说明$y$和$z$是自由变量,$x$是非基础变量。

令$y = k_1$,$z = k_2$,则:

\[
x = -2y - 3z = -2k_1 - 3k_2
\]

因此,方程组的通解为:

\[
\begin{bmatrix}
x \\
y \\
z
\end{bmatrix}
=
k_1\begin{bmatrix}
-2 \\
1 \\
0
\end{bmatrix}
+
k_2\begin{bmatrix}
-3 \\
0 \\
1
\end{bmatrix}
\]

其中$k_1, k_2$为任意常数。

【考研刷题通】——您的考研刷题好帮手!包含政治、英语、数学等全部考研科目刷题,助您高效备考,轻松应对考研挑战!快来体验吧!

相关推荐

CopyRight © 2020-2025 考研攻略网 -考研各个学科复习攻略资料分享平台.网站地图 All rights reserved.

桂ICP备2022010597号-11 站务邮箱:newmikke@163.com

页面耗时0.0489秒, 内存占用1.55 MB, 访问数据库11次