代数中的应用)
在代数中,线性方程组思想方法对于一些问题具有一定的帮助,就比如说矩阵的求逆。
111
例如
已知
D
2
1
1
求
D1
。
120
(方法提要:不妨将矩阵求逆转换成线性方程组求解的问题)
解析令所要求的可逆矩阵D11,2,3,
9
f根据DD1可知而它满足D;
1
0
0
即可分解成几个线性方程组
D1
0
,D2
1
,D3
0
的形式,
0
0
1
运用线性方程组求解方法分别解得
综上解得
1
1
1
2
2
2
1
14
,
2
14
,
3
14
;
54
14
34
42(几何应用)
111
2
2
2
D1
14
14
14
54
14
34
例要使得平面上三点1x1y1,2x2y2,3x3y3在同一条直线上,则需满足
什么条件?
分析∵三点位于平面上同一条直线上(不妨令直线为axbyc0,abc不全为零)
故三点坐标满足齐次线性方程组
ax1by1c0ax2by2c0ax3by3c0
从而有以Y为未知量的方程组
x1Yy10
x2
Yy2
0
x3
Yy3
0
存在非零解aYbZc;
由线性方程组解的判定方法可知:
10
f齐次线性方程组有非零解
秩
x1x2
x3
y1y2
1
1
3
(
为未知量的个数);
y31
∴平面上三点i
xiyi
(
i
1
23
)在
秩
x1x2
x3
y1y2
1
1
3
条件下共线。
y31
结合上述例子可知,看似抽象的几何问题可以运用线性方程组理论来解决。因此,
具体操作时,像有关平面直线或空间平面中位置关系的问题,不妨尝试从线性方程组
的角度来思考,往往更为简单明了。
43(解决实际问题)
例下表反映了三种不同化肥A、B、C中所含各元素的量kg:
氮钾磷
A7028
B640610
C70145
若当前总混合量为23kg且含钾30kg、磷149kg问:化肥A、B、C各需多少kg
解析设需A、B、C各abckg;
根据题意可用线性方程组表示为
其系数行列式
abc238a10b5z1492a06b14z30
111
2311
810
5
275
0;1
149
10
581,5
20614
300614
1231
1123
28149527,381014981;
23014
20630
可以解得该方程组的唯一的解为
a13,b25c315;
所以,A需要3kg,B需要5kg,C需要15kg。
11
f除此之外,实际生活中还存在很多类似的例子,往往也可以结合线性方程组求解问题的相关理论来进行处理。
小结关于线性方程组的求解问题始终贯穿于整个线性代数,无论从它的判定,还是
求解方法来说,都具有非常重要的意义。关于它的方法以上则总结了一些较为典型的方法供参考,每个r