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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


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    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。

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    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:


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    解答

    斉次方程式AX=0の解は以下で表される。

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    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。

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    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。

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    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。

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    以下に具体例を示す。

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