Исследование систем линейных уравнений
Рассмотрим систему m линейных уравнений c n неизвестными (1). Для неё
- основная матрица;
- расширенная матрица.
Так как ранг матрицы равен максимальному числу её линейно
независимых строк (по теореме о ранге матрицы), то, можно сделать следующий вывод.
Если строки расширенной матрицы 
, а значит и уравнения системы (1), линейно независимы, то ранг r матрицы равен числу её уравнений: r = m, если линейно зависимы, то r < m.
Следующие теоремы дают ответы на два важных вопроса:
1) В каком случае система (1) совместна?
2) Если система (1) совместна, то сколько решений она будет иметь?
Теорема Кронекера-Капелли.Система линейных уравнений совместна тогда и только тогда, когда ранг основной матрицы системы равен рангу расширенной матрицы этой системы.
Для совместной системы число r = r (А) = r ( ) называется рангом системы.
Теорема о числе решений.Пусть ранг совместной системы линейных уравнений равен r, а число неизвестных в системе равно n. Если r = n, то система имеет единственное решение; если r < n, то система имеет бесконечное множество решений.
Результаты исследования системы (1) можно представить в виде схемы (рис. 2).
Рис. 2 Исследование систем линейных уравнений
Пусть r < n, тогда r переменных х1, х2, …,хr называются основными или базисными, если определитель матрицы из коэффициентов при них (т.е. базисный минор) отличен от нуля. Остальные n - r переменных называются свободными.
Решение системы (1), в котором все n – r неосновных переменных равны нулю, называется базисным.