要点

  • n个已知数,n个未知数的方程组求解
  • 行图像(Row picture)
  • 列图像(Column picture)
  • 矩阵形式(Matrix form)

例子:

2阶方程组

{2x−y=0−x+2y=3\left\{\begin{matrix} 2x-y=0\\ -x+2y=3 \end{matrix}\right.

矩阵形式

[2−1−12][xy]=[03]\begin{bmatrix} 2 & -1 \\ -1 & 2 \\ \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x \\ y \\ \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 \\ 3\\ \end{bmatrix}

即

AX=bAX=b

行图像

1

列图像

2

x[2−1]+y[−12]=[03]x \begin{bmatrix} 2 \\ -1 \\ \end{bmatrix} + y \begin{bmatrix} -1 \\ 2 \\ \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 \\ 3 \\ \end{bmatrix}

Linear Combination of Columns

3阶方程组

{2x−y=0−x+2y−z=−1−3y+4z=4\left\{\begin{matrix} 2x-y=0\\ -x+2y-z=-1\\ -3y+4z=4 \end{matrix}\right.

矩阵形式

A=[2−10−12−10−34]    b=[0−14]A=\begin{bmatrix} 2 & -1&0 \\ -1 & 2&-1 \\ 0 & -3&4 \end{bmatrix} ~~~~b=\begin{bmatrix} 0\\-1\\4\end{bmatrix}

行图像

3

列图像

x[2−10]+y[−12−3]+z[0−14]=[0−14]x \begin{bmatrix} 2 \\ -1 \\ 0 \end{bmatrix} + y \begin{bmatrix} -1 \\ 2 \\ -3 \end{bmatrix} + z \begin{bmatrix} 0 \\ -1 \\ 4 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 \\ -1 \\ 4 \end{bmatrix}

4

Solution:x=0,y=0,z=1x=0 ,y=0,z=1

若 b=[11−3]b=\begin{bmatrix} 1 \\ 1 \\ -3 \end{bmatrix} solution:x=1,y=1,z=0x=1 ,y=1,z=0

Question:Can I solve AX=bAX=b for every b?

⇔\LeftrightarrowDo the linear combination of columns fill three dimensional space?

参考

【1】https://www.bilibili.com/video/BV1ix411f7Yp/?vd_source=b1a52fdb6c7481b4e8c78d03e9a9acb0

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