Чтобы найти размерность пространства решений системы линейных уравнений, нужно выполнить несколько шагов. Рассмотрим общий алгоритм:
- Записать систему уравнений в матричной форме:
- Представьте систему уравнений в виде матрицы коэффициентов и матрицы свободных членов.
- Если у вас есть система уравнений, например:
То матрица коэффициентов будет выглядеть как:
А матрица свободных членов как:
- Привести матрицу к ступенчатому виду:
- Используйте элементарные преобразования строк (перестановка строк, умножение строки на ненулевое число, сложение строк) для приведения матрицы к ступенчатому виду.
- В нашем примере матрица уже имеет ступенчатый вид, поскольку вторая строка является кратной первой.
- Найти ранг матрицы:
- Ранг матрицы — это количество ненулевых строк в ступенчатом виде.
- В нашем примере ранг равен 1, так как только одна строка является линейно независимой.
- Определить количество переменных:
- Посчитайте количество переменных в системе уравнений.
- В нашем примере у нас две переменные: x и y.
- Вычислить размерность пространства решений:
- Размерность пространства решений равна количеству переменных минус ранг матрицы.
- В нашем примере это будет 2 (количество переменных) - 1 (ранг) = 1.
Таким образом, размерность пространства решений данной системы уравнений равна 1.