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方程AX=b的解的讨论(特解、通解、零空间向量等概念)及其MATLAB实现

求矩阵形式线代方程组,讨论AX=b的解是最基本的一项内容。

AX=b的解 = 特解 + 矩阵零空间向量

特解:AX=b的自由变量都=0时x的解。

矩阵零空间向量:AX=0时x的解空间。矩阵零空间向量又牵扯到了零空间的概念,就不赘述了。我们可以简单记为:

X = X* + X_{0}

零空间向量:

关于可解性:

通解、特解:

对上述例子,写了个简单的MATLAB程序,用以求AX=b的解。更全面的代码,可以参考文末的参考文献。

    A = [ 1 2 2 2;

        2 4 6 8;

        3 6 8 10];

    b = [1;

         5;

         6];

    format rat;

    syms n1 n2;

    X0 = A\b %零空间向量,即AX=0时X的解

    C = null(A,'r');

    X = C(:,1)*n1 + C(:,2)*n2 + X0  %X通解

参考文献/资料:

高东杰. 求线性方程组AX=b通解的Matlab实现程序[J]. 信息系统工程, 2014(8):122-123.

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