24:设n阶矩阵a满足a2a
e为n阶单位矩阵,证明。
r(a)r(ae)n
证明。因为a(ae)a2aaa0
由矩阵的秩的性质8知,r(a)r(ae)n又r(ae)r(ea)
可知。r(a)r(ae)r(a)r(ea)r(aea)r(e)n由此r(a)r(ae)n
25:证明(1)当r(a)n时|a|0
故有。aa*||a|e||a|0|a*|0所以r(a*)n
2)当r(a)n1时。
由矩阵秩的定义a中至少有一个n1阶子式不为零,也即a*中至少有一个元素不为零,故r(a*)1。
另一方面,因r(a)n1有|a|0
由。aa*|a|e0
由矩阵的秩的性质8,r(a)ra*n
把r(a)n1代入上式得r(a*)1。
综合两方面有r(a*)1
3)当r(a)n2时由矩阵的秩的定义知。
a的所有n1阶子式即a*
的任一元素均为零,故a*o
从而r(a*)0
29:证明。
三直线相交于一点的充分必要条件为方程组。
111a1xb1yc10
即。a2xb2yc2a2xb2yc20axbycaxbyc0333333axbyc有唯一解。
上述方程组可写为xaybc
因此三直线相交于一点的充分必要条件为c能由ab唯一线性表示。
而c能由ab唯一线性表示的充分必要条件为向量组ab线性无关。
且向量组ab
c线性相关。
30解由ba1a2a3a4知(1111)t是方程axb的一个解。
由a12a2
a3得a12a2a30
知(1210)t是ax0的一个解。由a2a3a4线性无关,a1,a2,a3,线a性相关,知3ra2,a3,a4ra1,a2,a3,a44故r(a)3
因此(1210)t是方程ax0的一个基础解系。
方程axb的通解为。
xc(1210)t(1111)tcr
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