Теорема 4.2.4. Загальний розв’язок лінійної однорідної системи представляється у вигляді лінійної комбінації п -лінійно незалежних розв’язків.
Доведення. Як випливає з властивості 3, лінійна комбінація розв’язків також буде розв’язком. Покажемо, що цей розв’язок загальний, тобто завдяки вибору коефіцієнтів можна розв’язати будь-яку задачу Коші або в координатній формі: .
Оскільки розв’язки лінійно незалежні, то визначник Вронського відмінний від нуля. Отже, система алгебраїчних рівнянь
має єдиний розв’язок . Тоді лінійна комбінація
є розв’язком поставленої задачі Коші. Теорема доведена.
Властивість 1. Максимальне число незалежних розв’язків дорівнює кількості рівнянь.
Це випливає з теореми про загальний розв’язок системи однорідних рівнянь, тому що будь-який інший розв’язок може бути представлений у вигляді лінійної комбінації лінійно незалежних розв’язків.
Визначення. Матриця, складена з будь-яких -лінійно незалежних розв’язків, називається фундаментальною матрицею розв’язків системи.
|
|
Якщо лінійно незалежними розв’язками будуть
, , …, , то матриця
буде фундаментальною матрицею розв’язків. Як випливає з попередньої теореми загальний розв’язок може бути представлений у вигляді , де - довільні сталі. Якщо ввести вектор , то загальний розв’язок можна записати у вигляді .