要得到一个线性方程组的基础解系,可以按照以下步骤进行:
1. 将方程组写成增广矩阵形式:
将线性方程组写成增广矩阵的形式。增广矩阵是由系数矩阵和常数项组成的矩阵。
2. 进行行简化操作:
对增广矩阵进行行简化操作(高斯消元法),直到矩阵变为行阶梯形矩阵。这一步的目的是为了将方程组简化为一个更易处理的形式。
3. 确定自由变量:
在行阶梯形矩阵中,找到所有不为零的行,并确定这些行中的主元(即每列中第一个非零元素)。主元所在的列对应的变量为基本变量,而其他列对应的变量为自由变量。
4. 解出基本变量:
从行阶梯形矩阵中解出基本变量的值。
5. 构造基础解系:
对于每个自由变量,设其为一个参数(通常用t表示)。
令每个自由变量等于参数,解出对应的方程组,得到一组解。
将这些解向量线性组合,得到所有可能的解向量。
基础解系中的解向量是线性无关的,并且它们可以表示方程组所有可能的解。
以下是一个具体的例子:
假设我们有一个线性方程组:
[ begin{cases