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相容的非齐次线性方程组 Ax=b 的解集结构是什么?

如果 x₀ 是一个特解,那么所有解都具有 x₀+z 的形式,其中 z 是 A 的核中的任意向量(即 Az=0)。解集是核的一个仿射平移,不一定经过原点。

适用条件

  • 方程组 Ax=b 是相容的。
  • x₀ 是满足 Ax₀=b 的一个特定解。

理解与推导

  1. 找到方程 Ax=b 的一个特解 x₀。
  2. 识别 A 的核,它由所有满足 Az=0 的向量 z 组成。
  3. 将通解表示为特解与核中任意向量之和:x=xx = x₀ + z。
  4. 认识到如果 b≠0b \ne 0,该集合形成一个偏离原点的仿射子空间。

例子

脚本指出:“如果 x₀ 是一个解,所有解都具有 x₀+z 的形式,其中 Az=0。非齐次解集是核的仿射平移,不一定经过原点。”

容易误解的地方

  • 认为解集总是经过原点。
  • 认为核本身是非齐次方程组的解集。
  • 混淆特解与通解。

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