兩個線性方程組有公共解的充要條件?
充要條件是r(A)=r(B)=r(A;B)(A,B上下放置)??梢赞D化成方程組理解一下,r(A;B)=r(A)就說明以A為系數矩陣的方程組和以(A;B)為系數矩陣的方程組的約束條件數量一致,說明AX=0和BX=0兩個方程組等價。即同解。這是充分性。必要性也一樣可以通過方程組理解。
數值方法
在實際運算中,當矩陣的維數較高時,計算行列式是非常困難的。也就是說,計算行列式的計算復雜度隨維數的增長非??欤瑢τ谝粋€的矩陣,用初等的方法計算其行列式,需要的計算時間是(n的階乘)。
因此,克萊姆法則在實際計算中并未被采用。其意義僅僅在于出現在教材上,用以說明好的數值方法的重要性。
經典的求解線性方程組的方法一般分為兩類:直接法和迭代法。前者例如高斯消元法, LU分解等,后者的例子包括共軛梯度法等。這些方法的計算復雜度在可以接受的范圍內,因此被廣泛采用。
例如,高斯消元法的復雜度為.一般來說,直接法對于階數比較低的方程組(少于20000至30000個未知數)比較有效;而后者對于比較大的方程組更有效。
在實際計算中,幾十萬甚至幾百萬個未知數的方程組并不少見。在這些情況下,迭代法有無可比擬的優勢。另外,使用迭代法可以根據不同的精度要求選擇終止時間,因此比較靈活。
在問題特別大的時候,計算機內存可能無法容納被操作的矩陣,這給直接法帶來很大的挑戰。而對于迭代法,則可以將矩陣的某一部分讀入內存進行操作,然后再操作另外部分。