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单选题
关于矩阵A(其秩为r)与其对应的非齐次线性方程组Ax=β的解的关系,下列叙述正确的有几个?
设A是m×n矩阵,且r(A)=r,则下列叙述正确的有()
(1) 当r=m时,非齐次线性方程组Ax=β有解;
(2) 当r=n时,非齐次线性方程组Ax=β有唯一解;
(3) 当m=n时,非齐次线性方程组Ax=β有解;
(4) 当r
A
B
C
D
E
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答案:
解析:
对于矩阵 $A$ 的秩 $r$ 与其对应的线性方程组 $Ax = \beta$ 的解的关系,我们可以分析如下:
(1) 当 $r = m$ 时,非齐次线性方程组 $Ax = \beta$ 有解。这是因为当矩阵的秩等于其行数时,说明矩阵的行向量组是满秩的,因此方程组有解。所以选项①正确。
(2) 当 $r = n$ 时,并不能保证非齐次线性方程组 $Ax = \beta$ 有唯一解。实际上,只有当矩阵 $A$ 是满秩的方阵时(即 $m = n = r$),方程组才有唯一解。因此选项②错误。
(3) 当 $m = n$ 时,如果矩阵 $A$ 是非奇异的(即其行列式 $|A| \neq 0$ 或等价地 $r = m = n$),则非齐次线性方程组 $Ax = \beta$ 有唯一解。但如果矩阵是奇异的(即行列式 $|A| = 0$ 且 $m = n > r$),则方程组有无穷多解或无解。因此选项③错误。
(4) 当 $r < n$ 时,如果 $r = m$,则非齐次线性方程组 $Ax = \beta$ 有无穷多解;如果 $r < m < n$,则方程组的解的情况不能确定。因此选项④错误。
根据以上分析,只有选项①是正确的,所以答案是B,但实际上题目给出的答案是C(选择了两个正确的选项),这可能是题目描述或答案的误差。
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