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克莱姆法则及其推论

创作时间:
作者:
@小白创作中心

克莱姆法则及其推论

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/JohnWeii/article/details/130974727

克莱姆法则(由线性方程组的系数确定方程组解的表达式)是线性代数中一个关于求解线性方程组的定理,它适用于变量和方程数目相等的线性方程组。如果将行列式系数理解为矩阵,那么仅对方阵有效。

一、相关概念储备

1.齐次和非其次线性方程组

首先是线性方程组的概念,线性方程组的本质是一组向量对另一个向量的线性表示。如果把这一组向量视为一个基,那么求解一个线性方程组,就是找出被表示向量在一组基上的坐标。即形如Ax=b的表示,就是线性方程组。

继而是齐次的概念,齐次线性方程组的常数项全部为零,非齐次方程组的常数项不全为零。形如Ax=0,就是齐次的;而Ax=b 且b≠0,就是非齐次的。

如果用多项式来理解,则可以看下面的行列式:

其中A为系数矩阵,X为未知数组成的向量,β为常数向量。如果β为0,则是其次线性的,如果β不为0,则为非其次线性的。

二、克莱姆法则定义及其推论

1.法则内容

n元非齐次线性方程组中:

系数构成的行列式称为该方程组的系数行列式D,即:

若线性方程组的系数矩阵可逆(非奇异),即系数行列式 D≠0,则线性方程组有唯一解,其解为:

Dj是把D中第j列元素对应地换成常数项而其余各列保持不变所得到的行列式。如:

2.法则使用前提

(1)系数行列式D不能等于0:如果

=0,即方阵不满秩,则有多个解;则行列式系数参数矩阵可以理解为不是方阵,有多个解。

(2)线性方程组: X的最高次幂为1,即多元一次

3.法则产生的推论

推论1:n元齐次线性方程组有唯一零解的充要条件是系数行列式不等于零系数矩阵可逆。(矩阵可逆=矩阵非奇异=矩阵对应的行列式不为0=满秩=行列向量线性无关)。

如果系数行列式不等于0,则 系数矩阵可逆,又因为是其次方程,所以常数向量β为0,那么D1...Dn行列式均为0,因此方程有唯一0解。

推论2:n元齐次线性方程组有非零解的充要条件是系数行列式等于零

实际推论2可以从上面推论1得来。

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