第一章
1.用消元法解下列线性方程组:
(1)???
??=++=++=++.
5432,9753,432321
321321x x x x x x x x x
解 由原方程组得同解方程组
12323234,23,x x x x x ++=??
+=?
得方程组的解为13232,
2 3.
x x x x =-??
=-+?令3x c =,得方程组的通解为
c x c x c x =+-=-=321,32,2,其中c 为任意常数. 2.用初等行变换将下列矩阵化成行阶梯形矩阵和行最简形矩阵:
(2)????
? ??--324423211123.
解 1102
232111232551232041050124442300000000r r ?
?- ?-???? ? ? ? ?
-??→--??→- ? ? ? ? ?- ????? ?
??
?
,得 行阶梯形:????? ?
?---0000510402321(不唯一);行最简形:????
???
? ?
?
-
-00004525
10212
01 3.用初等行变换解下列线性方程组:
(1)??
?
??=+-=+-=++.3,1142,53332321321x x x x x x x x
解 2100313357214110109011320019r B ?
? ??? ?
? ?=-??→- ? ? ?- ??? ? ??
?M M M M M M , 得方程组的解为
9
20
,97,32321=-==x x x .
(2)???
??=+++=+++=++-.
2222,2562,
1344321
43214321x x x x x x x x x x x x
解 114311143121652032101222200001r B --???? ? ?
=??
→-- ? ? ? ?????
M M M M M M , 得方程组无解.
第二章
1.(2)
2
2
x y x y .
解 原式()xy y x =-.
(2)01000
020
00010
n n
-L L L
L L L L L L
. 2.解 原式1
100
020
(1)
001
n n n +=-=-L
L M M M L
!)1(1n n +-
3.(2)1111 2222 3333 4444
-
--
---
.
解原式
1111
0444
192 0066
0008
==.
(5)
1
2
1111
100
100
100
n
a
a
a
L
L
L
M M M L M
L
,其中0,1,2,,
i
a i n
≠=L.
解原式
1
11
2
1
2
1
1000
100
100
100
i
i
n
i i
r r
a
i n
n
a
a
a
a
=
-
≤≤
-
==
∑L
L
L
M M M L M
L
∑∏
==
-
n
i
n
i
i
i
a
a
11
)
1
1(
4.利用行列式展开定理,计算下列行列式:
(1)1214 0121 1013 0131
-
.
解原式
0201
201001
012132
1213217 101313
131131
0131
--
==-=-==-
-
-
.
(3)
1
2
3
1
0001 0000 0000 0000 1000
n
n
a
a
a
a
a
-
L
L
L
M M M M M
L
L
.
解 原式1221
31
1
00010000000(1)
0000000
n n n n a a a a a a a +--=-+L L L L L M M M M M M M L
L
231
1(1)
121
0000
(1)
(1)00n n n n a a a a a a ++--=--+L L L M M M L
23112n n a a a a a a -=-+L L 2311(1)n n a a a a a -=-L .
7.设2
14211253133
5
111
D =
-,试求14243444A +A +A +A 和11121314M +M M M ++.
解 14243444A +A +A +A 0=;
11121314111213141
1111125+31335
1
1
1
M M M M A A A A --++=-+-=
- 010*******
213465
242242284214262
620620
6
1
20
---=
=-=-=-=--. 8.利用克拉默法则解下列线性方程组:
(1)12341234
123412345,242,2352,32110.
x x x x x x x x x x x x x x x x +++=??+-+=-??---=-??+++=?
解 经计算,得1234142,142,284,426,142D D D D D =-=-=-=-=,所以方程组的解为1,3,2,14321-====x x x x .
9.试问λ取何值时,齐次线性方程组1231231
23230,
3470,20
x x x x x x x x x λ-+=??
-+=??-++=?有非零解.
解 方程组有非零解,则0D =.又
213
3
475(3)1
2
D λλ
-=-=-+-, 所以3-=λ.
第三章
2.设矩阵112123111,122211031A B ???? ? ?
=-=-- ? ? ? ?--????
.
(1)计算2A B +; (2)若X 满足32A X B +=,求X .
解 (1)3472100411A B ??
?+= ? ???
; (2)11023577695X B A -?? ?
=-=-- ? ?--??
.
3.设有3阶方阵1
112223
3
3a c d A a c d a c d ?? ?= ? ???
,1
112
2233
3b c d B b c d b c d ?? ?= ? ???
,
且
1A =,2=B ,求2A B +. 解 11
1122
2233
33
2332233233a b c d A B a b c d a b c d ++=++
1
11111
2
222
223
3
3
3
3
3
9(2)9(2)45a c d b c d a c d b c d A B a c d b c d --=+--=+=--. 4(5)1
020020100
1000310
03?? ??? ? ?-- ? ? ? ??? ?
??.
解 原式3E =.
(6)()11121311
2
312
2223213
23
333a a a x x x x a a a x a a a x ???? ??? ??? ???????
.
解 原式222
111222333121213132323222a x a x a x a x x a x x a x x =+++++.
5.已知矩阵103021001A ?? ?= ? ???,100021301B ?? ?= ? ???
.求: (1)AB 与BA ; (2)))((B A B A -+与2
2
B A -.
解 (1)1003343301AB ??
?= ?
?
??
,1030433010BA ?? ?= ? ???; (2)906()()600609A B A B -?? ?+-=- ? ?-??,22006300600A B ??
?-=- ?
?-??
.
8.已知矩阵()12
3α=,11123β??=
???
,令βαT
A =,求n A ,其中n 为正整数. 解 1
11()
()()3()n
T
T n T n T n T A αβαββααβαβ---=== 1111232321
33312n -??
?
? ?== ?
? ?
??
?
?
????
?
?
??
??-------11
1121132
33323323233n n n n n n n n n .
9.若A 为n 阶对称矩阵,P 为n 阶矩阵,证明T
P AP 为对称矩阵. 证 因为()()
T A A
T
T
T
T
T T
T P AP P A P P AP ===,所以T P AP 为对称矩阵.
10.(2)100210331A ?? ?
= ? ???
.
解 10A =≠,又*100210331A ?? ?=- ? ?
-??,所以1
*1A A A -==????
? ??--133012001. 14.设n 阶方阵A 满足2
3A A O -=,证明2A E -可逆,并求()1
2A E --.
证 由2
3A A O -=,得(2)()2A E A E E --=,即
(2)
2
A E
A E E --=, 所以2A E -可逆,且()
1
2A E --=2
E A -.
16.已知A 为三阶方阵,且2A =-,求:(3)*
1
12
A A --
. (3)*
1111115
222
A A A A A A -----
=-=-,有 原式13551()22A A
-=-
=-=16125
. 20.利用分块矩阵求下列矩阵的逆矩阵:
(1)130120005??
?- ? ???
.
解 将矩阵进行如下分块:
1
213
0120005A O A O A ??
?
-??
?== ? ???
???
M M L L L L M , 则1
1
11
2A O A O
A ---??=
???
.又()1
11
1122313155,51211555A A ----??- ?????==== ? ? ?-?? ??? ???
,所以 1A -=???????
?
?
?-510
00515105352.
21.设矩阵11000
10000120021A ??
?
?= ?
?
??,利用分块矩阵计算4
A .
解 将矩阵进行如下分块:
121100010
0(,)00120021A diag A A ??
? ?
?==
? ? ??
?M M L L L
L L M M ,
则4
4
41
2
(,)A diag A A =.又441
2144140,014041A A ????
== ? ?????
,所以
4140001000041400
04041A ??
?
?
= ? ?
??
. 22.设矩阵25
01
30000210
0122A ?? ?
?
= ?
?
??,利用分块矩阵计算2012A .
解 将矩阵进行如下分块:
12250
01300(,)002100122A diag A A ??
? ?
?==
? ? ??
?
M M L L L
L L M M ,
则121(8)8A A A =?=?-=-,所以2012
2012
20128A
A
==.
24.(2)122212221??
?
- ? ?-??
.
解 ()12
210099912210021221201001099922100122100199
9r A E ?
? ???
? ?
?=-??→- ? ? ?- ??? ?-
??
?
M M M M M M ,
所以A 可逆,且11229992129
992219
9
9A -?? ? ? ?=- ? ? ?- ???
. 25.利用矩阵的初等行变换解下列矩阵方程:
(1)12313032410272101078X --???? ? ?-= ? ? ? ?-????
.
解 ()12313010064532410270102122101078001333r E X --???? ? ?
-??
→= ? ? ? ?-????
M M M M M M ,
所以645212333X ??
?= ? ???
. 26.(2)213244251721182--?? ?
- ? ?-??
.
解 21324213244251700151()22118200000r A R A ----???? ? ?
=-??
→-?= ? ? ? ?-????. 29.设A 是43?矩阵,且A 的秩为2,而101111123B ??
?
=- ? ?---??
,求()R AB .
解 20B =≠,则()()2R AB R A ==.
33.试问λ取何值时,下列非齐次线性方程组无解、有唯一解、有无穷多解.
(1)12312312
3(1)1,
(1),(1) 1.
x x x x x x x x x λλλλλ+++=??
+++=??+++=--?
解 方程组的系数行列式
2111111(3)1
1
1A λλλλλ
+=
+=++.
当0A ≠,即0≠λ且3-≠λ时,方程组有唯一解.
当0=λ时,
()111111111110000111110000r B A β???? ? ?
==??→ ? ? ? ?-????
M M M M M M .
因为()1()2R A R B =≠=,所以方程组无解.
当3-=λ时,
()211111221213033511220000r B A β--???? ? ?
==--??→-- ? ? ? ?-????
M M M M M M .
因为()()23R A R B ==<,所以方程组有无穷多解.
第四章
2.求解下列向量方程:
(1)βα=+X 3,其中T
T
(1,0,1),(1,1,1)αβ==-.
解 11
()(0,1,2)33T X βα=
-=-. 4.(3)??????? ??-=21011α,?
??
???
? ??---=42112α ,32310α?? ?
?= ? ???. 解 ()12311
211201
3013,,121001240000r ααα--????
?
?-
? ?=??→
? ?-
? ?-????
. 因为()123,,3R ααα=,所以该向量组线性无关.
(4)????
??
? ??=??????? ??--=???
???? ??--=??????? ??=1100,0121,3021,03214321αααα.
解 12341110111022200301(,,,)30110010030100
00r αααα--????
? ?--
? ?
=??→ ? ?- ? ?????
. 因为1234(,,,)34R αααα=<,所以该向量组线性相关. 7.若向量组321,,βββ由向量组321,,ααα线性表示为
112321233
123,,.
βαααβαααβααα=-+??
=+-??=-++? 试将向量组321,,ααα由向量组321,,βββ表示.
解 由112321233123,,βαααβαααβααα
=-+??
=+-??=-++?解得11222331311,
2211,2211.22αββαββαββ?=+??
?=+???
=+??
11.求下列各向量组的秩及其一个极大无关组,并把其余向量用该极大无关组线性表示.
(1)???
?
? ??=????? ??=????? ??=131,020,011321ααα.
解 123101100(,,)123010001001r ααα????
? ?
=??
→ ? ? ? ?????
, 所以3),,(321=αααR ,本身为一个极大无关组;
(2)????
??
? ??-=??????? ??---=??????? ??---=??????? ??=22
02,7431,6514,31214321αααα.
解 123411210141299
2
13054
01(,,,)991542
0003
67200
00r αααα??
-- ?-??
?
?
--
?
?-=??→ ?
?-- ?
?
-- ??? ??
?
, 所以2),,,(4321=ααααR ,21,αα为一个极大无关组,且
21395911ααα+-
=,2149
4
92ααα--=. (3)123410321301,,,,217542146αααα???????? ? ? ? ?- ? ? ? ?==== ? ? ? ? ? ? ? ?????????51120α??
?- ?= ? ???. 解 123451
3
2
1103011
30110
1101(,,,,)21752000114
2146000000r ααααα-????
?
?
---
? ?
=??→
? ?
?
?
????
,
所以3),,,,(54321=αααααR ,421,,ααα为一个极大无关组,且
2133ααα+=,4215αααα+--=.
14.设A 为n m ?矩阵,证明:O A =当且仅当0)(=A R .
证 必要性显然,下证充分性:()0R A A O =?=.
设α为A 的任一列向量,则()()0R R A α≤=,所以()00R αα=?=.由α的任意
性知O A =.
19. (2)1234123412
40,20,30.x x x x x x x x x x x +-+=??
-+-=??++=?
解 由11002111131121011231010000r A ??
?-?? ? ? ?=--??→- ? ? ? ??? ? ???
,得132341,23.2x x x x x ?=-????=-??
令3420,01x x ??????=
? ? ?
????
??,得方程组的一个基础解系1(1,3,2,0)T ξ=-,T
)1,0,1,0(2-=ξ,通解为2211ξξc c X +=,其中21,c c 为任意常数.
20.(2)1234512345
2345123451,3235, 2262,54337.
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ++++=-??+++-=-??+++=??+++-=-?
解 方程组的增广矩阵
()1
111
11321135012262543317B A β-?? ?-- ?== ?
?--??M M M M 1
011530
12262000000000000r ----??
?
?
??→
?
?
??
M M M M ,
因为()()25R A R B ==<,所以方程组有无穷多解,且
13452
34553,
226 2.x x x x x x x x =++-??
=---+? 令314253,,x c x c x c ===,得通解为
123(3,2,0,0,0)(1,2,1,0,0)(1,2,0,1,0)(5,6,0,0,1)T T T T X c c c =-+-+-+-
其中123,,c c c 为任意常数.
第五章
1. (5)???
?
?
??----020212
022. 解 A 的特征多项式
220
2
12(2)(1)(4)0
2
A E λ
λλλλλλ
---=---=-+----, 所以A 的特征值为21-=λ,12=λ,43=λ.
当21-=λ时,解特征方程组(2)0A E X +=.由
11042022320110220002r A E ?
? ??? ? ?
+=?------?→ ? ? ? ??? ?
??
,
得13231,2.
x x x x ?
=???=?令32x =,得属于特征值21-=λ的线性无关的特征向量为1(1,2,2)T ξ=,全部特征向量为111,0k k ξ≠.
当12=λ时,解特征方程组()0A E X -=.由
101120120201
2021000r A E ??
?? ?
? ?-=??→ ? ? ?
---- ??
-???
, 得1323,
1.2
x x x x =-???=-??令32x =,
得属于特征值12=λ的线性无关的特征向量为2(2,1,2)T ξ=--,全部特征向量为222,0k k ξ≠.
当43=λ时,解特征方程组(4)0A E X -=.由
2201022320120240400r A E ????
? ?
-=??→ ? ? ? ???------?
--?,
得13232,2.
x x x x =??=-?令31x =,得属于特征值43=λ的线性无关的特征向量为3(2,2,1)T
ξ=-,全部特征向量为333,0k k ξ≠.
(6)----?? ??
???100111302.
解 A 的特征多项式
2100
1()(11123
2)A E λ
λλλλλ
-------=+--=
,
所以A 的特征值为2,132,1=-=λλ.
当12,1-=λ时,解特征方程组()0A E X +=.由
101000000101303000r A E -???? ? ?
+=??→ ? ? ? ????
--?,
得13.x x =令2310,01x x ??????
=
? ? ?????
??,得属于特征值12,1-=λ的线性无关的特征向量为12(0,1,0),(1,0,1)T T ξξ==,全部特征向量为112212,,k k k k ξξ+不全为0.
当23=λ时,解特征方程组(2)0A E X -=.由
100300113101
33000002r A E ??
?? ?
? ?-=??→ ? ? ?
???
??
----, 得1230,
1.3x x x =???=-??
令33x =,得属于特征值23=λ的线性无关的特征向量为3(0,1,3)T ξ=-,
全部特征向量为333,0k k ξ≠.
5.已知3阶矩阵A 的特征值为3,2,1,求A A A 7523+-及A 的伴随矩阵*
A 的特征值.
解 令3
2
5()7x x x x ?-+=,则A A A 752
3+-的特征值为
(1)3,(2)2,(3)3???===.
又1236A =??=,则*
A 特征值为
666
6,3,2123
===. 9.已知????? ??----=533242
111A ,???
?
?
??=20002000λ
B ,且A 与B 相似,求常数λ. 解 显然B 的特征值为,2,2λ.A 与B 相似,则A 的特征值为,2,2λ.由
14522λ++=++,
解得6=λ.
10.已知矩阵A x =?? ?????20000101与矩阵B y =-?? ?
?
?
??20000001相似,求常数x 与y .
解 A 与B 相似,则202(1)1x y x y ++=++-?=-. (1) 又2A =-,由A B =,得22(1)1y y -=??-?=,代入(1)式,得0x =. 所以1,0==y x .
11.设矩阵????
?
??---=12012001a A .问a 为何值时,矩阵A 可相似对角化.
解 显然A 的特征值为1,231,1λλ==-.对1,21λ=,
A 可相似对角化()321R A E ?-=-=.
由2002001000000200r a A E a ???? ? ?
-=??→ ? ? ? -??-?
-??,得0=a .
13.(2)???
?
? ??---1324121019106127.
解 A 的特征多项式
13
2(1)7126112610
19100
191012
24
131
4
3(1)21c c A E λ
λλλλ
λλλλ
λ-----==
=----------+--,
则A 的特征值为1,231,1λλ==-.
当1,21λ=时,解方程组()0A E X -=.由
6126102010122412121000000r A E -??-??
? ?
-=??→ ? ? ? ??-??
-?,
得()1R A E -=,所以A 与对角矩阵相似,且1232x x x =-.令2310,01x x ??????
=
? ? ?????
??,得属于特征值1,21λ=的线性无关的特征向量为12(2,1,0),(1,0,1)T T
p p ==-.
当31λ=-时,解方程组()0A E X +=.由
812610181012241411025016000r A E ?
?- ??? ?
?
?+=??→- ? ? ? ??? ?
---? ??,
得13231,25.6x x x x ?
=????=??
令36x =,得属于特征值3
1λ=-的线性无关的特征向量为3(3,5,6)T p =. 令123213105016(,,)P p p p -??
?= ? ???=,则1
P AP -=Λ????
? ??-=100010001.
(3)????
? ??----163053064
.
解 A 的特征多项式
24603
503
(1)(2)6
1A E λ
λλ
λλλ--------==--+,
则A 的特征值为1,231,2λλ==-.
当1,21λ=时,解方程组()0A E X -=.由
360360312000000600r A E ????
? ?
-=??→ ? ? ?--- ?-????
,
得()1R A E -=,所以A 与对角矩阵相似,且122x x =-.令2310,01x x ??????
=
? ? ?????
??,得属于特征值1,21λ=的线性无关的特征向量为12(2,1,0),(0,0,1)T T
p p =-=.
当32λ=-时,解方程组(2)0A E X +=.由
6603310301201000631r A E ???? ? ?
+=??→- ? ? ?--- ?-????
,
得1323,.
x x x x =-??
=?令31x =,得属于特征值31λ=-的线性无关的特征向量为3(1,1,1)T
p =-.
令12320110101,1(,)P p p p --?? =?= ? ???
,则1
P AP -=Λ
15.设3阶方阵A 有特征值9,1,0321=-==λλλ,对应特征向量依次为
T T T )2,1,1(,)0,1,1(,)1,1,1(321=-=--=ξξξ,
求A .
解 A 有3个不同的特征值,则A 能相似对角化.令123111()111102,,P ξξξ--??
?
==- ? ???
,
则
1019P AP -??
?
=Λ=- ? ???
,
有1
A P P -=Λ.又122213306112P ---?? ?=- ? ???,所以????
? ??=633312321A
21.试求一个正交矩阵Q ,使AQ Q 1
-为对角阵:
(1)???
?
? ??----=02021
2022A . 解 A 的特征多项式
(2)(1)(4)A E λλλλ-=-+--,
则A 的特征值为1232,1,4λλλ=-==.
属于特征值12λ=-的线性无关的特征向量为1(1,2,2)T
α=;单位化,得
1122(,,)333
T β=.
属于特征值21λ=的线性无关的特征向量为2(2,1,2)T
α=-;单位化,得
2212(,,)333
T β=-.
属于特征值34λ=的线性无关的特征向量为3(2,2,1)T
α=-;单位化,得
3221(,,)333
T β=-.
令正交矩阵12312
21(,,)2123221Q βββ?? ?
==- ? ?-?
?,则 ???
?
? ??-==-4000100021AQ Q AQ Q T .
(3)????
? ??----=542452222
A .
解 A 的特征多项式
2(1)(10)A E λλλ-=--,
则A 的特征值为1,231,10λλ==.
属于特征值1,21λ=的线性无关的特征向量为12(2,1,0),(2,0,1)T T
αα=-=;正交化,
得121
(2,1,0),(2,4,5)5
T
T ββ=-=
;单位化,得
12(,T T
γγ==. 属于特征值310λ=的线性无关的特征向量为3(1,2,2)T
α=--;单位化,得
31
22(,,)333
T γ=--.
令正交矩阵123132(,,)3203Q γγγ??- ? ? ?
==-
? ? ? ???
,则 ???
?
? ??==-10000100011AQ Q AQ Q T
22.设3阶实对称矩阵A 的特征值为6、3、3,与特征值6对应的特征向量为T
)1,1,1(1=ξ,求与特征值3对应的特征向量.
解 设123(,,)T
X x x x =为属于特征值3的特向量,有1[,]0X ξ=,即
0321=++x x x ,
其基础解系为T
)0,1,1(2-=ξ
T )1,0,1(3-=ξ.所以属于特征值3的特征向量为
3322ξξk k +,2k 、3k 不全为0.
第五章(B )
二、计算题:
1.设???
?
? ??--=10000
1010A ,AP P B 1-=,其中P 为三阶可逆矩阵,求220042A B -. 解 2
4100010,001A A E -?? ?=-= ? ???
.又
P A P B 200412004-=14501()P A P -=E EP P ==-1,
所以2004
2230022030001B
A E A ??
?-=-= ? ?-??
. 3. 设矩阵????
?
?
?-----=12
2212
221
A . (1)求A 的特征值;
(2)利用(1)中结果求1
-+A E 的特征值,其中E 为三阶单位矩阵. 解 (1)A 的特征多项式2
(1)(5)A E λλλ-=--+,得A 的特征值为
1,231,5λλ==-.
(2)令1()1g x x
=+
,得1
-+A E 的特征值为 1,234(1)2,(5)5
g g μμ===-=
.
线性代数课后习题答案 习题一 1.2.3(答案略) 4. (1) ∵ (127435689)415τ=+= (奇数) ∴ (127485639)τ为偶数 故所求为127485639 (2) ∵(397281564)25119τ=+++= (奇数) ∴所求为397281564 5.(1)∵(532416)421106τ=++++= (偶数) ∴项前的符号位()6 11-=+ (正号) (2)∵325326114465112632445365a a a a a a a a a a a a = (162435)415τ=+= ∴ 项前的符号位5(1)1-=- (负号) 6. (1) (2341)(1)12n n τ-?L L 原式=(1)(1)!n n -=- (2)()((1)(2)21) 1(1)(2)21n n n n n n τ--??---??L L 原式=(1)(2) 2 (1) !n n n --=- (3)原式=((1)21) 12(1)1(1) n n n n n a a a τ-?--L L (1) 2 12(1)1(1)n n n n n a a a --=-L 7.8(答案略) 9. ∵162019(42)0D x =?-?+?--?= ∴7x = 10. (1)从第2列开始,以后各列加到第一列的对应元素之上,得 []11(1)1110 01(1)1110 (1)1 1 (1)1 1 1 x x n x x x n x x x n x x n x x +-+--==+-+--L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L []1(1)(1)n x n x -=+-- (2)按第一列展开: 11100000 (1)(1)0 0n n n n n y x y D x x y x y x y -++=?+-=+-L L L L L L L L
习题1.2: 1 .写出四阶行列式中 11121314212223243132333441 42 43 44 a a a a a a a a a a a a a a a a 含有因子1123a a 的项 解:由行列式的定义可知,第三行只能从32a 、34a 中选,第四行只能从42a 、44a 中选,所以所有的组合只有() () 13241τ-11233244a a a a 或() () 13421τ-11233442a a a a ,即含有因子1123a a 的项 为11233244a a a a 和11233442a a a a 2. 用行列式的定义证明111213141521 22232425 31 3241425152 000000000 a a a a a a a a a a a a a a a a =0 证明:第五行只有取51a 、52a 整个因式才能有可能不为0,同理,第四行取41a 、42a ,第三行取31a 、32a ,由于每一列只能取一个,则在第三第四第五行中,必有一行只能取0.以第五行为参考,含有51a 的因式必含有0,同理,含有52a 的因式也必含有0。故所有因式都为0.原命题得证.。 3.求下列行列式的值: (1)01000020;0001000 n n -L L M M M O M L L (2)00100200100000 n n -L L M O M O M L L ; 解:(1)0100 0020 0001 000 n n -L L M M M O M L L =()()23411n τ-L 123n ????L =()1 1!n n --
线性代数课后习题答案-复旦大学出版社-熊维玲
第一章 3.如果排列n x x x 2 1是奇排列,则排列1 1 x x x n n 的奇偶 性如何? 解:排列 1 1x x x n n 可以通过对排列 n x x x 21经过 (1)(1)(2)212 n n n n L 次邻换得到,每一次邻换都 改变排列的奇偶性,故当2)1( n n 为偶数时,排列 1 1x x x n n 为奇排列,当2)1( n n 为奇数时,排列1 1 x x x n n 为 偶排列。 4. 写出4阶行列式的展开式中含元素13 a 且带负 号的项. 解:含元素13a 的乘积项共有13223144 (1)t a a a a ,13223441 (1)t a a a a , 13213244 (1)t a a a a ,13213442 (1)t a a a a ,13243241 (1)t a a a a ,13243142 (1)t a a a a 六项, 各项列标排列的逆序数分别为(3214)3t , (3241)4t , (3124)2 t , (3142)3 t , (3421)5t ,(3412)4 t , 故所求为13223144 1a a a a , 132134421a a a a , 13243241 1a a a a 。 5.按照行列式的定义,求行列式 n n 0 000100200100 的
值. 解:根据行列式的定义,非零的乘积项只有 1,12,21,1(1)t n n n nn a a a a L , 其中(1)(2) [(1)(2)21]2 n n t n n n L ,故行列式的值等于: (1)(2) 2 (1) ! n n n 6. 根据行列式定义,分别写出行列式x x x x x 1 11 1231112 1 2 的 展开式中含4 x 的项和含3 x 的项. 解:展开式含4 x 的乘积项为 4 11223344 (1)(1)22t a a a a x x x x x 含3 x 的乘积项为13 12213344 (1)(1)1t a a a a x x x x 8. 利用行列式的性质计算下列行列式: 解 : (1) 41 131123421 1234 1111 1 1 1 1 410234123410121 10310 ()341234120121 2412341230321 r r r r r r r r r r r
第一章 行列式 1. 利用对角线法则计算下列三阶行列式: (1)3811411 02---; 解 3 811411 02--- =2?(-4)?3+0?(-1)?(-1)+1?1?8 -0?1?3-2?(-1)?8-1?(-4)?(-1) =-24+8+16-4=-4. (2)b a c a c b c b a ; 解 b a c a c b c b a =acb +bac +cba -bbb -aaa -ccc =3abc -a 3-b 3-c 3. (3)2221 11c b a c b a ; 解 2 221 11c b a c b a =bc 2+ca 2+ab 2-ac 2-ba 2-cb 2 =(a -b )(b -c )(c -a ).
(4)y x y x x y x y y x y x +++. 解 y x y x x y x y y x y x +++ =x (x +y )y +yx (x +y )+(x +y )yx -y 3-(x +y )3-x 3 =3xy (x +y )-y 3-3x 2 y -x 3-y 3-x 3 =-2(x 3+y 3). 2. 按自然数从小到大为标准次序, 求下列各排列的逆序数: (1)1 2 3 4; 解 逆序数为0 (2)4 1 3 2; 解 逆序数为4: 41, 43, 42, 32. (3)3 4 2 1; 解 逆序数为5: 3 2, 3 1, 4 2, 4 1, 2 1. (4)2 4 1 3; 解 逆序数为3: 2 1, 4 1, 4 3. (5)1 3 ? ? ? (2n -1) 2 4 ? ? ? (2n ); 解 逆序数为2) 1(-n n : 3 2 (1个) 5 2, 5 4(2个) 7 2, 7 4, 7 6(3个)
线性代数课后习题答案全)习题详解 第一章 行列式 1.利用对角线法则计算下列三阶行列式: (1)381141102---; (2)b a c a c b c b a ; (3)222111c b a c b a ; (4)y x y x x y x y y x y x +++. 解 (1)=---3 811411 02811)1()1(03)4(2??+-?-?+?-?)1()4(18)1(2310-?-?-?-?-??- =416824-++-=4- (2)=b a c a c b c b a cc c aaa bbb cba bac acb ---++3333c b a abc ---= (3)=2 221 11c b a c b a 222222cb ba ac ab ca bc ---++))()((a c c b b a ---= (4)y x y x x y x y y x y x +++yx y x y x yx y y x x )()()(+++++=333)(x y x y -+-- 33322333)(3x y x x y y x y y x xy ------+= )(233y x +-=
2.按自然数从小到大为标准次序,求下列各排列的逆序数: (1)1 2 3 4; (2)4 1 3 2; (3)3 4 2 1; (4)2 4 1 3; (5)1 3 … )12(-n 2 4 … )2(n ; (6)1 3 … )12(-n )2(n )22(-n … 2. 解(1)逆序数为0 (2)逆序数为4:4 1,4 3,4 2,3 2 (3)逆序数为5:3 2,3 1,4 2,4 1,2 1 (4)逆序数为3:2 1,4 1,4 3 (5)逆序数为 2 ) 1(-n n : 3 2 1个 5 2,5 4 2个 7 2,7 4,7 6 3个 ……………… … )12(-n 2,)12(-n 4,)12(-n 6,…,)12(-n )22(-n )1(-n 个 (6)逆序数为)1(-n n 3 2 1个 5 2,5 4 2个 ……………… … )12(-n 2,)12(-n 4,)12(-n 6,…,)12(-n )22(-n )1(-n 个 4 2 1个 6 2,6 4 2个 ……………… … )2(n 2,)2(n 4,)2(n 6,…,)2(n )22(-n )1(-n 个 3.写出四阶行列式中含有因子2311a a 的项.
第一章 行列式 §1 行列式的概念 1. 填空 (1) 排列6427531的逆序数为 ,该排列为 排列。 (2) i = ,j = 时, 排列1274i 56j 9为偶排列。 (3) n 阶行列式由 项的代数和组成,其中每一项为行列式中位于不同行不同列的 n 个元素的乘积,若将每一项的各元素所在行标按自然顺序排列,那么列标构 成一个n 元排列。若该排列为奇排列,则该项的符号为 号;若为偶排列,该项的符号为 号。 (4) 在6阶行列式中, 含152332445166a a a a a a 的项的符号为 ,含 324314516625a a a a a a 的项的符号为 。 2. 用行列式的定义计算下列行列式的值 (1) 11 222332 33 000 a a a a a 解: 该行列式的3!项展开式中,有 项不为零,它们分别为 ,所以行列式的值为 。 (2) 12,121,21,11,12 ,100000 0n n n n n n n n n n n n nn a a a a a a a a a a ------L L M M M M L L 解:该行列式展开式中唯一不可能为0的项是 ,而它的逆序数是 ,故行列式值为 。 3. 证明:在全部n 元排列中,奇排列数与偶排列数相等。 证明:n 元排列共有!n 个,设其中奇排列数有1n 个,偶排列数为2n 个。对于任意奇排 列,交换其任意两个元的位置,就变成偶排列,故一个奇排列与许多偶排列对应,所以有1n 2n ,同理得2n 1n ,所以1n 2n 。
4. 若一个n 阶行列式中等于0的元素个数比n n -2 多,则此行列式为0,为什么? 5. n 阶行列式中,若负项的个数为偶数,则n 至少为多少? (提示:利用3题的结果) 6. 利用对角线法则计算下列三阶行列式 (1)2 011 411 8 3 --- (2)2 2 2 1 11a b c a b c
第一部分 专项同步练习 第一章 行列式 一、单项选择题 1.下列排列是5阶偶排列的是 ( ). (A) 24315 (B) 14325 (C) 41523 (D)24351 2.如果n 阶排列n j j j 21的逆序数是k , 则排列12j j j n 的逆序数是( ). (A)k (B)k n - (C) k n -2 ! (D)k n n --2)1( 3. n 阶行列式的展开式中含1211a a 的项共有( )项. (A) 0 (B)2-n (C) )!2(-n (D) )!1(-n 4. =0 00100100 1001 000( ). (A) 0 (B)1- (C) 1 (D) 2 5. =0 00110000 0100 100( ). (A) 0 (B)1- (C) 1 (D) 2 6.在函数1 3232 111 12)(x x x x x f ----= 中3x 项的系数是( ). (A) 0 (B)1- (C) 1 (D) 2
7. 若2 1 33 32 31 232221 131211==a a a a a a a a a D ,则=---=32 3133 31 2221232112 111311122222 2a a a a a a a a a a a a D ( ). (A) 4 (B) 4- (C) 2 (D) 2- 8.若 a a a a a =22 2112 11,则 =21 11 2212ka a ka a ( ). (A)ka (B)ka - (C)a k 2 (D)a k 2- 9. 已知4阶行列式中第1行元依次是3,1,0,4-, 第3行元的余子式依次为 x ,1,5,2-, 则=x ( ). (A) 0 (B)3- (C) 3 (D) 2 10. 若5 7341111 1 326 3 478 ----= D ,则D 中第一行元的代数余子式的和为( ). (A)1- (B)2- (C)3- (D)0 11. 若2 23 5 001 01 11 10 403 --= D ,则D 中第四行元的余子式的和为( ). (A)1- (B)2- (C)3- (D)0 12. k 等于下列选项中哪个值时,齐次线性方程组??? ??=++=++=++0 00321 321321x x kx x kx x kx x x 有非零解. ( ) (A)1- (B)2- (C)3- (D)0 二、填空题
线性代数课后题详解 第一章 行列式 1.利用对角线法则计算下列三阶行列式: 相信自己加油 (1) 3811411 02 ---; (2)b a c a c b c b a (3) 2 2 2 111 c b a c b a ; (4) y x y x x y x y y x y x +++. 解 注意看过程解答(1)=---3 81141 1 2811)1()1(03)4(2??+-?-?+?-? )1()4(18)1(2310-?-?-?-?-??- =416824-++- =4- (2) =b a c a c b c b a cc c aaa bbb cba bac acb ---++ 3333c b a abc ---= (3) =2 2 2 1 11c b a c b a 222222cb ba ac ab ca bc ---++ ))()((a c c b b a ---= (4) y x y x x y x y y x y x +++ yx y x y x yx y y x x )()()(+++++=333)(x y x y -+-- 33322333)(3x y x x y y x y y x xy ------+= )(233y x +-= 2.按自然数从小到大为标准次序,求下列各排列的逆序数:耐心成就大业 (1)1 2 3 4; (2)4 1 3 2; (3)3 4 2 1; (4)2 4 1 3; (5)1 3 … )12(-n 2 4 … )2(n ; (6)1 3 … )12(-n )2(n )22(-n … 2. 解(1)逆序数为0
(2)逆序数为4:4 1,4 3,4 2,3 2 (3)逆序数为5:3 2,3 1,4 2,4 1,2 1 (4)逆序数为3:2 1,4 1,4 3 (5)逆序数为2 ) 1(-n n : 3 2 1个 5 2,5 4 2个 7 2,7 4,7 6 3个 ……………… … )12(-n 2,)12(-n 4,)12(-n 6,…,)12(-n )22(-n )1(-n 个 (6)逆序数为)1(-n n 3 2 1个 5 2,5 4 2个 ……………… … )12(-n 2,)12(-n 4,)12(-n 6,…,)12(-n )22(-n )1(-n 个 4 2 1个 6 2,6 4 2个 ……………… … )2(n 2,)2(n 4,)2(n 6,…,)2(n )22(-n )1(-n 个 3.写出四阶行列式中含有因子 2311a a 的项. 解 由定义知,四阶行列式的一般项为 43214321)1(p p p p t a a a a -,其中t 为4321p p p p 的逆序数.由于3,121==p p 已固定, 4321p p p p 只能形如13□□,即1324或1342.对应的t 分别为 10100=+++或22000=+++ ∴44322311a a a a -和42342311a a a a 为所求. 4.计算下列各行列式: 多练习方能成大财 (1)?? ??????? ???711 00251020214214; (2)????? ? ??? ???-26 0523******** 12; (3)???? ??????---ef cf bf de cd bd ae ac ab ; (4)?? ??? ???????---d c b a 100 110011001 解 (1) 7110025102021421434327c c c c --0 1001423102 02110214--- =34)1(14 3102211014+-?---
线性代数课后题详解 第一章 行列式 1.利用对角线法则计算下列三阶行列式: (1) ; 21-1 2 解:;5)1(1222 1-12=-?-?= (2) ;1 1 12 2 ++-x x x x 解: ; 1)1)(1(11 1232222--=-++-=++-x x x x x x x x x x (3) ;22b a b a 解: ;222 2ba ab b a b a -= (4) ;5 984131 11 解: ;59415318119318415115 984131 11=??-??-??-??+??+??= (5) ;0 00 00d c b a 解: ;00000000000000 00=??-??-??-??+??+??=d c b a d b c a d c b a (6) .132213321 解: .183211322133332221111 322133 21=??-??-??-??+??+??=
2.求下列排列的逆序数: (1)34215; 解:3在首位,前面没有比它大的数,逆序数为0;4的前面没有比它大的数,逆序数为0;2的前面有2个比它大的数,逆序数为2;1的前面有3个比它大的数,逆序数为3;5的前面没有比它大的数,逆序数为0.因此排列的逆序数为5. (2)4312; 解:4在首位,前面没有比它大的数,逆序数为0;3的前面有1个比它大的数,逆序数为1;1的前面有2个比它大的数,逆序数为2;2的前面有2个比它大的数,逆序数为2.因此排列的逆序数为5. (3)n(n-1)…21; 解:1的前面有n-1个比它大的数,逆序数为n-1;2的前面有n-2个比它大的数,逆序数为n-2;…;n-1的前面有1个比它大的数,逆序数为1;n 的前面没有比它大的数,逆序数为0.因此排列的逆序数为n(n-1)/2. (4)13…(2n-1)(2n) …42. 解:1的前面没有比它大的数,逆序数为0;3的前面没有比它大的数,逆序数为0;…;2n-1的前面没有比它大的数,逆序数为0;2的前面有2n-2个比它大的数,逆序数为2n-2;4的前面有2n-4个比它大的数,逆序数为2n-4;…;2n 的前面有2n-2n 个比它大的数,逆序数为2n-2n.因此排列的逆序数为n(n-1). 3.写出四阶行列式中含有因子2311a a 的项. 解 由定义知,四阶行列式的一般项为 43214321)1(p p p p t a a a a -,其中t 为4321p p p p 的逆序数.由于3,121==p p 已固定,4321p p p p 只能形如13□□, 即1324或1342.对应的t 分别为 10100=+++或22000=+++ ∴44322311a a a a -和42342311a a a a 为所求. 4.计算下列各行列式: (1) 71100 251020214214 ; 解: 7110025102 021 4214343 27c c c c --0 1 14 23102021 10214 ---= 34)1(14 3 10 2211014 +-?--- =- 14 3 10 2211014 --3 2 1 132c c c c ++- 14 17172 1099 -= 0. (2) ;0111101111011 110 解: 0111101111011 1104342c c c c --0 1 1 1 1 10110111000--=14)1(1 11 101 1 1+-?-- =-1 1 1 101 01 1-- 12c c +-1 2 1111 001-=- 1 2 11-=-3.
第一章 行列式 1 利用对角线法则计算下列三阶行列式 (1)3811 411 02--- 解 3 811411 02--- 2(4)30(1)(1)118 0 132(1)8 1( 4) (1) 248164 4 (2)b a c a c b c b a 解 b a c a c b c b a acb bac cba bbb aaa ccc 3abc a 3b 3c 3 (3)2 221 11c b a c b a
解 2 221 11c b a c b a bc 2ca 2ab 2ac 2ba 2cb 2 (a b )(b c )(c a ) (4)y x y x x y x y y x y x +++ 解 y x y x x y x y y x y x +++ x (x y )y yx (x y )(x y )yx y 3(x y )3x 3 3xy (x y )y 33x 2 y x 3y 3x 3 2(x 3 y 3) 2 按自然数从小到大为标准次序 求下列各排列的逆 序数 (1)1 2 3 4 解 逆序数为0 (2)4 1 3 2 解 逆序数为4 41 43 42 32 (3)3 4 2 1
解逆序数为5 3 2 3 1 4 2 4 1, 2 1 (4)2 4 1 3 解逆序数为3 2 1 4 1 4 3 (5)1 3 (2n1) 2 4 (2n) 解逆序数为 2)1 ( n n 3 2 (1个) 5 2 5 4(2个) 7 2 7 4 7 6(3个) (2n1)2(2n1)4(2n1)6 (2n1)(2n2) (n1个) (6)1 3 (2n1) (2n) (2n2) 2 解逆序数为n(n1) 3 2(1个) 5 2 5 4 (2个) (2n1)2(2n1)4(2n1)6
线性代数习题一 说明:本卷中,A -1表示方阵A 的逆矩阵,r (A )表示矩阵A 的秩,||α||表示向量α的长度,αT 表示向量α的转置,E 表示单位矩阵,|A |表示方阵A 的行列式. 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.设行列式11 121321 222331 3233a a a a a a a a a =2,则1112 13 31323321312232 2333 333a a a a a a a a a a a a ------=( ) A .-6 B .-3 C .3 D .6 2.设矩阵A ,X 为同阶方阵,且A 可逆,若A (X -E )=E ,则矩阵X =( ) A .E +A -1 B .E -A C .E +A D . E -A -1 3.设矩阵A ,B 均为可逆方阵,则以下结论正确的是( ) A .?? ???A B 可逆,且其逆为-1-1 ?? ???A B B .?? ??? A B 不可逆 C .?? ? ??A B 可逆,且其逆为-1-1?? ??? B A D .?? ???A B 可逆,且其逆为-1-1?? ?? ? A B 4.设α1,α2,…,αk 是n 维列向量,则α1,α2,…,αk 线性无关的充分必要条件是 ( ) A .向量组α1,α2,…,αk 中任意两个向量线性无关 B .存在一组不全为0的数l 1,l 2,…,l k ,使得l 1α1+l 2α2+…+l k αk ≠0 C .向量组α1,α2,…,αk 中存在一个向量不能由其余向量线性表示 D .向量组α1,α2,…,αk 中任意一个向量都不能由其余向量线性表示 5.已知向量2(1,2,2,1),32(1,4,3,0),T T +=---+=--αβαβ则+αβ=( ) A .(0,-2,-1,1)T B .(-2,0,-1,1)T C .(1,-1,-2,0)T D .(2,-6,-5,-1)T 6.实数向量空间V ={(x , y , z )|3x +2y +5z =0}的维数是( )
第四章 向量组的线性相关性 1. 设v 1=(1, 1, 0)T , v 2=(0, 1, 1)T , v 3=(3, 4, 0)T , 求v 1-v 2及3v 1+2v 2-v 3. 解 v 1-v 2=(1, 1, 0)T -(0, 1, 1)T =(1-0, 1-1, 0-1)T =(1, 0, -1)T . 3v 1+2v 2-v 3=3(1, 1, 0)T +2(0, 1, 1)T -(3, 4, 0)T =(3?1+2?0-3, 3?1+2?1-4, 3?0+2?1-0)T =(0, 1, 2)T . 2. 设3(a 1-a )+2(a 2+a )=5(a 3+a ), 求a , 其中a 1=(2, 5, 1, 3)T , a 2=(10, 1, 5, 10)T , a 3=(4, 1, -1, 1)T . 解 由3(a 1-a )+2(a 2+a )=5(a 3+a )整理得 )523(6 1 321a a a a -+= ])1 ,1 ,1 ,4(5)10 ,5 ,1 ,10(2)3 ,1 ,5 ,2(3[61 T T T --+= =(1, 2, 3, 4)T . 3. 已知向量组 A : a 1=(0, 1, 2, 3)T , a 2=(3, 0, 1, 2)T , a 3=(2, 3, 0, 1)T ; B : b 1=(2, 1, 1, 2)T , b 2=(0, -2, 1, 1)T , b 3=(4, 4, 1, 3)T , 证明B 组能由A 组线性表示, 但A 组不能由B 组线性表示. 证明 由 ????? ??-=3121 23111012421301 402230) ,(B A ??? ? ? ??-------971820751610402230 421301 ~r ???? ? ? ?------531400251552000751610 421301 ~r ??? ? ? ? ?-----000000531400751610 421301 ~r 知R (A )=R (A , B )=3, 所以B 组能由A 组线性表示.
第一章 行列式 习题1.1 1. 证明:(1)首先证明)3(Q 是数域。 因为)3(Q Q ?,所以)3(Q 中至少含有两个复数。 任给两个复数)3(3,32211Q b a b a ∈++,我们有 3 )()3()3)(3(3)()()3()3(3)()()3()3(2121212122112121221121212211b a a b b b a a b a b a b b a a b a b a b b a a b a b a +++=++-+-=+-++++=+++。 因为Q 是数域,所以有理数的和、差、积仍然为有理数,所以 ) 3(3)()3()3)(3()3(3)()()3()3()3(3)()()3()3(2121212122112121221121212211Q b a a b b b a a b a b a Q b b a a b a b a Q b b a a b a b a ∈+++=++∈-+-=+-+∈+++=+++。 如果0322≠+b a ,则必有22,b a 不同时为零,从而0322≠-b a 。 又因为有理数的和、差、积、商仍为有理数,所以 )3(33) (3)3() 3)(3()3)(3(3 32 2 22212122222121222222112211Q b a b a a b b a b b a a b a b a b a b a b a b a ∈--+--= -+-+= ++。 综上所述,我们有)3(Q 是数域。 (2)类似可证明)(p Q 是数域,这儿p 是一个素数。 (3)下面证明:若q p ,为互异素数,则)()(q Q p Q ?。 (反证法)如果)()(q Q p Q ?,则q b a p Q b a +=? ∈?,,从而有 q ab qb a p p 2)()(222++==。 由于上式左端是有理数,而q 是无理数,所以必有02=q ab 。 所以有0=a 或0=b 。 如果0=a ,则2 qb p =,这与q p ,是互异素数矛盾。 如果0=b ,则有 a p =,从而有“有理数=无理数”成立,此为矛盾。 所以假设不成立,从而有)()(q Q p Q ?。
第一章 行列式 1、 利用对角线法则计算下列三阶行列式: (1)3 81141102---; 解 3 81141102--- =2?(-4)?3+0?(-1)?(-1)+1?1?8 -0?1?3-2?(-1)?8-1?(-4)?(-1) =-24+8+16-4=-4、
(2)b a c a c b c b a ; 解 b a c a c b c b a =acb +bac +cba -bbb -aaa -ccc =3abc -a 3-b 3-c 3、 (3)2 22111c b a c b a ; 解 2 22111c b a c b a =bc 2+ca 2+ab 2-ac 2-ba 2-cb 2 =(a -b )(b -c )(c -a )、 (4)y x y x x y x y y x y x +++、 解 y x y x x y x y y x y x +++ =x (x +y )y +yx (x +y )+(x +y )yx -y 3-(x +y )3-x 3 =3xy (x +y )-y 3-3x 2 y -x 3-y 3-x 3 =-2(x 3+y 3)、 2、 按自然数从小到大为标准次序, 求下列各排列的逆序数: (1)1 2 3 4;
解逆序数为0 (2)4 1 3 2; 解逆序数为4:41, 43, 42, 32、(3)3 4 2 1; 解逆序数为5: 3 2, 3 1, 4 2, 4 1, 2 1、(4)2 4 1 3; 解逆序数为3: 2 1, 4 1, 4 3、 (5)1 3 ??? (2n-1) 2 4 ??? (2n); 解逆序数为 2)1 (- n n : 3 2 (1个) 5 2, 5 4(2个) 7 2, 7 4, 7 6(3个) ?????? (2n-1)2, (2n-1)4, (2n-1)6,???, (2n-1)(2n-2) (n-1个) (6)1 3 ???(2n-1) (2n) (2n-2) ??? 2、 解逆序数为n(n-1) : 3 2(1个) 5 2, 5 4 (2个) ?????? (2n-1)2, (2n-1)4, (2n-1)6,???, (2n-1)(2n-2) (n-1个) 4 2(1个) 6 2, 6 4(2个)
线性代数习题及答案 习题一 1. 求下列各排列的逆序数. (1) 341782659; (2) 987654321; (3) n (n 1)…321; (4) 13…(2n 1)(2n )(2n 2)…2. 【解】 (1) τ(341782659)=11; (2) τ(987654321)=36; (3) τ(n (n 1)…3·2·1)= 0+1+2 +…+(n 1)= (1) 2 n n -; (4) τ(13…(2n 1)(2n )(2n 2)…2)=0+1+…+(n 1)+(n 1)+(n 2)+… +1+0=n (n 1). 2. 略.见教材习题参考答案. 3. 略.见教材习题参考答案. 4. 本行列式4512 3 12123 122x x x D x x x = 的展开式中包含3x 和4 x 的项. 解: 设 123412341234 () 41234(1)i i i i i i i i i i i i D a a a a τ = -∑ ,其中1234,,,i i i i 分别为不同列中对应元素 的行下标,则4D 展开式中含3 x 项有 (2134)(4231)333(1)12(1)32(3)5x x x x x x x x x ττ-????+-????=-+-=- 4D 展开式中含4x 项有 (1234)4(1)2210x x x x x τ-????=. 5. 用定义计算下列各行列式. (1) 0200 001030000004 ; (2)1230 0020 30450001 . 【解】(1) D =(1)τ(2314) 4!=24; (2) D =12. 6. 计算下列各行列式.
高数选讲线性代数部分作业 1.已知n阶方阵满足A2+2A-3I=O,则(A+4I)-1为 . 2.设n阶方阵满足 的代数余子式,则为()。 3.已知n阶方阵 ,则A中所有元素的代数余子式之和为()。 4.设有通解k[1,-2,1,3]T+[2,1,1,4]T,其中k是任意常数,则方程组必有一个特解是() 5.设A与B是n阶方阵,齐次线性方程组=0与=0有相同的基础解系,则在下列方程组中以为基础解系的是() (A) (B) (C) (D) 6.设A、B为四阶方阵,( ) (A)1.(B)2. (C)3. (D)4 7.设n阶矩阵A与B等价,则()成立。 (A)detA=detB (B) detAdetB (C)若detA0,则必有detB0(D) detA=-detB 8.设是四维非零向量组,是的伴随矩阵,已知方程组 的基础解系为k(1,0,2,0)T,则方程组的基础解系为() (A) (B) (C) (D) 9.设A是矩阵,则下列命题正确的是:() (A)若R(A)=m,则齐次方程组Ax=0只有零解。 (B)若R(A)=n,则齐次方程组Ax=0只有零解。 (C)若m 11.四元非齐次线性方程组的通解为 x=(1,-1,0,1)T+k(2,-1,1,0)T,k为任意常数,记 则以下命题错误的是 (A) (B) (C) (D) 12.知线性方程有无穷多解,求的取值并求通解。 13.设A是阶方阵,是A的两个不同的特征值,是A的对应于的线性无关特征向量,是A的对应于的线性无关特征向量,证明线性无关。14.已知矩阵的秩为1,且是的一个特征向量,(1)求参数; (2)求可逆矩阵和对角矩阵,使得 15.设5阶实对称矩阵满足,其中是5阶单位矩阵,已知的秩为2,(1)求行列式的值;(2)判断是否为正定矩阵?证明你的结论。 (2)的特征值全为正数,所以是正定矩阵。 16.. 17. 18. 《线性代数》同济大学版 课后习题答案详解 第一章行列式 1.利用对角线法则计算下列三阶行列式: (1)381141102---; 解3 81141102--- =2?(-4)?3+0?(-1)?(-1)+1?1?8 -0?1?3-2?(-1)?8-1?(-4)?(-1) =-24+8+16-4=-4. (2)b a c a c b c b a ; 解b a c a c b c b a =acb +bac +cba -bbb -aaa -ccc =3abc -a 3-b 3-c 3. (3)2 22111c b a c b a ; 解2 22111c b a c b a =bc 2+ca 2+ab 2-ac 2-ba 2-cb 2 =(a -b )(b -c )(c -a ). (4)y x y x x y x y y x y x +++. 解 y x y x x y x y y x y x +++ =x (x +y )y +yx (x +y )+(x +y )yx -y 3-(x +y )3-x 3 =3xy (x +y )-y 3-3x 2y -x 3-y 3-x 3 =-2(x 3+y 3). 2.按自然数从小到大为标准次序,求下列各排列的逆序数: (1)1 2 3 4; 解逆序数为0 (2)4 1 3 2; 解 逆序数为4: 41, 43, 42, 32. (3)3 4 2 1; 解 逆序数为5: 3 2, 3 1, 4 2, 4 1, 2 1. (4)2 4 1 3; 解 逆序数为3: 2 1, 4 1, 4 3. (5)1 3 ??? (2n -1) 2 4 ??? (2n ); 解 逆序数为 2 ) 1(-n n : 习题1.3 1. 设11 1213 21 22233132330a a a D a a a a a a a ==≠, 据此计算下列行列式(要求写出计算过程): (1) 31 3233 21 2223111231a a a a a a a a a ; (2) 11 1312 1221232222313332 32 235235235a a a a a a a a a a a a ---. 分析 利用行列式得性质找出所求行列式与已知行列式的关系. 解 (1) 31 323321 222311 12 31 a a a a a a a a a 13 R 111213 21 222331 3233 a a a a a a a a a -=a -. (4) 方法一 11 13121221 23222231 333232 235235235a a a a a a a a a a a a ---23 5C C +111312212322313332 232323a a a a a a a a a 提取公因子 11 13122123223133 32 6a a a a a a a a a 23 C 111213 21 222331 32 33 6a a a a a a a a a -=6a -. 方法二 注意到该行列式的第二列均为2个数的和, 可用行列式的性质5将该行列式分成2个行求和, 结果与方法一相同. 2. 用行列式性质计算下列行列式(要求写出计算过程): (1) 19981999 20002001 20022003200420052006; (2) 1 11 a b c b c a c a b +++; (3) 11121321 22233132 33 x y x y x y x y x y x y x y x y x y ; (4) 10 010220 033040 04 --; (5) 111112341410204004; (6) 111011 01101101 11 ; (7) 2 11 4 1 120110299 ---; (8) 222222a b c a a b b c a b c c c a b ------. 分析 第(1)至第(4)小题可利用行列式性质求解; 第(5)至第(9)小题是采用归结化简为上 (下)三角行列式求解. 第一章 行列式 4.计算下列各行列式: (1)???? ????? ???71 10 025********* 4; (2)????????????-26 52321121314 1 2; (3)????????---ef cf bf de cd bd ae ac ab ; (4)????? ???? ???---d c b a 1 00 110011001 解 (1) 71100251020214 214 34327c c c c --0 10014 2310202110 214---=3 4)1(1431022 11014+-?---=14 31022110 14-- 3 21132c c c c ++14 171720010 99-=0 (2) 260 5232112131 412-24c c -2605032122130 412-24r r -0412032122130 412- 14r r -0 000032122130412-=0 (3)ef cf bf de cd bd ae ac ab ---=e c b e c b e c b adf ---=111111111---adfbce =abcdef 4 (4) d c b a 100 110011001---21ar r +d c b a ab 1 001 100 110 10---+=12)1)(1(+--d c a ab 1011 1--+ 2 3dc c +0 10111-+-+cd c ad a a b =23)1)(1(+--cd ad ab +-+111=1++++ad cd ab abcd 5.证明: (1)1 11222 2b b a a b ab a +=3)(b a -; (2)bz ay by ax bx az by ax bx az bz ay bx az bz ay by ax +++++++++=y x z x z y z y x b a )(3 3+; (3)0)3()2()1()3()2()1()3()2()1()3()2()1(2 2222222 2 2222222 =++++++++++++d d d d c c c c b b b b a a a a ; (4)444422221111d c b a d c b a d c b a ))()()()((d b c b d a c a b a -----=))((d c b a d c +++-?; (5)1 22 110000 0100001a x a a a a x x x n n n +-----ΛΛΛΛΛΛ ΛΛΛΛn n n n a x a x a x ++++=--11 1Λ. 证明 (1)0 0122222221 312a b a b a a b a ab a c c c c ------=左边a b a b a b a ab 22)1(22213-----=+21))((a b a a b a b +--= 右边=-=3)(b a (2)bz ay by ax z by ax bx az y bx az bz ay x a ++++++分开 按第一列 左边 bz ay by ax x by ax bx az z bx az bz ay y b +++++++ ++++++002y by ax z x bx az y z bz ay x a 分别再分 bz ay y x by ax x z bx az z y b +++z y x y x z x z y b y x z x z y z y x a 33+分别再分《线性代数》同济大学版-课后习题答案详解
线性代数课后习题答案 1.3
(完整版)线性代数课后习题答案第1——5章习题详解