简介

线性方程组是各个方程关于未知量均为一次的方程组(例如2元1次方程组)。对线性方程组的研究,中国比欧洲至少早1500年,记载在公元初《九章算术》方程章中。

线性方程组有广泛应用,熟知的线性规划问题即讨论对解有一定约束条件的线性方程组问题。

定义xj表未知量,aij称系数,bi称常数项。

称为系数矩阵和增广矩阵。若x1=c1,x2=c2,…,xn=cn代入所给方程各式均成立,则称(c1,c2,…,cn)为一个解。若c1,c2,…,cn不全为0,则称(c1,c2,…,cn)为非零解。若常数项均为0,则称为齐次线性方程组,它总有零解(0,0,…,0)。两个方程组,若它们的未知量个数相同且解集相等,则称为同解方程组。线性方程组主要讨论的问题是:

①一个方程组何时有解。

②有解方程组解的个数。

③对有解方程组求解,并决定解的结构。这几个问题均得到完满解决:所给方程组有解,则秩(A)=秩(增广矩阵);若秩(A)=秩=r,则r=n时,有唯一解;r0的情形下,A有一个r阶子式D不等于零,设

于是方程组⑴与仅含有前r个方程的方程组同解。可将前r个方程改写为

方程组⑵的一般解公式为 x1=D1/D,x2=D2/D,…,xr=Dr/D, ⑶

式中Dj(j=1,2,…,r)是把D的第j列换成方程组⑵的右端的列所得到的一个r阶行列式,即

因而x1,x2,…,xr可由其余的未知量xr+1,xr+2,…,xn线性表出,xr+1,xr+2,…,xn称为自由未知量。

当r