
書記が数学やるだけ#711 零空間,方程式の解
方程式の解について零空間を中心に考えてみる。
問題

説明
零空間は核ともいい,線型代数学の基本定理を構成する。

正方行列でない一般の行列について,一般逆行列を用いた正規方程式により解が求められる。以前に簡単な計算例を示した:

解答
斉次方程式AX=0の解は以下で表される。

非斉次方程式AX=0の解は,特殊解を用いて求めることができる。この辺は微分方程式とも密接な関係がある。

零空間の次元について,これは次元定理そのものである。
また,斉次方程式に対し,列空間と零空間の包含関係を示す。

後退代入は,上三角行列からなる方程式を解くアルゴリズムである。なお,下三角行列に対しては前進消去を用いることができる。

以下に具体例を示す。

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