设 3 阶矩阵、满足,则( )。
- A只有零解
- B与均只有零解
- C上述两个方程组没有公共非零解
- D与有公共非零解正确答案
D
(1)先证明 。由 得 。若 ,则 ,由乘积的秩不超过各因子的秩,得 ,于是 均可逆, 也可逆,与其秩为 矛盾。因此 。
(2)由此得到
设 分别为两个齐次方程组 的解空间,则各自维数至少为 。利用子空间维数公式,
因此两个方程组必有公共非零解,D 正确。等价地,将两组方程上下联立,系数矩阵的秩不超过 ,故有非零解。
(3)用反例排除其余项。取
此时 ,满足题设。 的秩为 ,其齐次方程有非零解,排除 A; 的秩均为 ,排除 B; 是 的公共非零解,排除 C。