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什么是系数矩阵什么是增广矩阵

2025-12-30 20:00:07

问题描述:

什么是系数矩阵什么是增广矩阵,蹲一个热心人,求不嫌弃我笨!

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2025-12-30 20:00:07

什么是系数矩阵什么是增广矩阵】在线性代数中,系数矩阵和增广矩阵是解线性方程组时常用的两个概念。它们虽然都与线性方程组有关,但在结构和用途上有所不同。以下是对这两个概念的总结与对比。

一、系数矩阵

定义:

系数矩阵是由线性方程组中所有未知数的系数构成的矩阵,不包括方程右边的常数项。

特点:

- 仅由变量的系数组成。

- 行数等于方程个数,列数等于未知数个数。

- 用于描述方程组的结构,是求解方程组的基础。

示例:

对于方程组:

$$

\begin{cases}

2x + 3y = 5 \\

4x - y = 1

\end{cases}

$$

其系数矩阵为:

$$

A = \begin{bmatrix}

2 & 3 \\

4 & -1

\end{bmatrix}

$$

二、增广矩阵

定义:

增广矩阵是在系数矩阵的基础上,将每个方程右边的常数项也包含进去所形成的矩阵。

特点:

- 包含系数和常数项。

- 行数等于方程个数,列数等于未知数个数加一(常数项)。

- 用于通过行变换(如高斯消元法)来求解方程组。

示例:

对于同样的方程组:

$$

\begin{cases}

2x + 3y = 5 \\

4x - y = 1

\end{cases}

$$

其增广矩阵为:

$$

Ab] = \begin{bmatrix}

2 & 3 &

& 5 \\

4 & -1 &

& 1

\end{bmatrix}

$$

三、总结对比

特征 系数矩阵 增广矩阵
定义 仅由变量的系数构成 系数加上常数项构成
结构 m×n 矩阵(m为方程数,n为未知数) m×(n+1) 矩阵
是否包含常数项
用途 描述方程组的结构 用于求解方程组(如高斯消元)
示例 $\begin{bmatrix} 2 & 3 \\ 4 & -1 \end{bmatrix}$ $\begin{bmatrix} 2 & 3 & & 5 \\ 4 & -1 & & 1 \end{bmatrix}$

四、结语

系数矩阵和增广矩阵是线性代数中非常重要的工具,它们分别从不同角度反映了线性方程组的信息。理解两者的区别和联系,有助于更高效地进行方程组的求解与分析。

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