2002-11四川大学高等代数考研试题
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四川大学2009年攻读硕士学位研究生入学考试题一、解答下列各题.1.(5分)设)(x f 是数域F 上次数为2008的多项式,证明:20092不可能是)(x f 的根.F 为有理数域该命题成立如题:设)(x f 是有理数域Q 上一个m 次多项式(0≥m ),n 是大于m 的正整数,证明:n2不可能是)(x f 的根.证明:反证法:假设n2是)(x f 的根,有)2()2(--n nx x 对于2-nx ,存在素数2=p110,,,-n a a a p Λ、p 不能整除n a 、2p 不能整除0a由艾森斯坦判别法,有2-nx 在有理数域不可约,则有)()2(x f x n -则n x f ≥∂))((与题设矛盾,故假设不成立,即n 2不可能是)(x f 的根.2.(10分)用代数基本定理证明,实数域R 上的任意不可约多项式只能是一次多项式或满足042<-ac b 的二次多项式:c bx ax ++2.证明:由代数基本定理,任意多项式在复数域都可以分解为一次多项式的乘积 则令多项式为)())(()(21n a x a x a x k x f ---=Λ (C a i ∈,R k ∈且0≠k ) 当R a i ∈时,则i a x -是实数域R 上的一次不可约多项式当R a i ∉时,有i a 也是)(x f 的根,有i i i i i i a a x a a x a x a x ++-=--)())((2i i i i a a x a a x ++-)(2满足042<-ac b由)(i i a a +-,R a a i i ∈,则i i i i a a x a a x ++-)(2是实数域R 上的二次不可约多项式故实数域R 上的任意不可约多项式只能是一次多项式或满足042<-ac b 的二次多项式:c bx ax ++2.3.(5分)设A 是数域F 上的n 阶方阵.要求不用Hamilton-Caylay 定理,证明:存在F 上的多项式)(x f 使得O A f =)(. 证明:取A 的特征多项式A E g -=λλ)(设)(λB 为A E -λ的伴随矩阵,有E g E A E A E B )())((λλλλ=-=- 由)(λB 的元素是A E -λ各个代数余子式,则1))((-≤∂n B λ 有11201)(---+++=n n n B B B B Λλλλ令n n n a a g +++=-Λ11)(λλλ,得E a E a E E g n n n +++=-Λ11)(λλλ ①A B A B B A B B A B B B A E B n n n n n n 1211220110)()()())((-------++-+-+=-λλλλλλΛ ②比较①、②,有⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-=-=-=-=----E a A B Ea A B B E a A B B E a A B B EB n n n n n 11212121010ΛΛΛ,得⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-=-=-=-=---------Ea A B A a A B A B A a A B A B A a A B A B A A B n n n n n n n n n nn n n 11221221122110110ΛΛΛ左边和右边全部相加,有O E g =)(λ,即0)(=λg 任取)()()(x g x q x f =,则有O A f =)(4.(10分)设1α、2α、3α是多项式123)(3++=x x x f 的全部根.求下式的值 ))()((212331223221ααααααααα+++解:由根与系数的关系得0321=++ααα、32323121=++αααααα、31321-=ααα)31)(31)(31())()((323222121212331223221ααααααααααααααα---=+++]1)()([91)1)(1)(1(271333231333233313231333231333231321-+++++--=---=αααααααααααααααααα)(91)(9124328333231333233313231ααααααααα++-++-=① )(91)111(243124328333231333231αααααα++-++-=)(91243124328333231333231333233313231αααααααααααα++-++-= ② 由①、②得,0333233313231=++αααααα,则原式)(9124328333231ααα++-=由13))((3)(3213231213213321333231-=+++++-++=++αααααααααααααααααα得原式24355=二、解答下列各题.1(10分)叙述并证明线性方程组的克莱默(Cramer )法则.2(5分)设F ,K 都是数域且K F ⊆,设β=AX 是数域F 上的线性方程组. 证明:β=AX 在F 上有解当且仅当β=AX 在K 上有解. 证明:令A 为n m ⨯矩阵 必要性:令X 为β=AX 在F 上的解,有n F X ∈,由K F ⊆,得nK X ∈X 也为β=AX 在K 上的解充分性:β=AX 在K 上有解, 有)()(A r A r =由A ,)(F M A n m ⨯∈,则在F 上,也有)()(A r A r =,故β=AX 在F 上有解3.设⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=142412222A (1)(5分)在任意数域F 上,A 能否相似于一个对角阵?说明理由. (2)(5分)求A 的极小多项式.(3)(5分)设AX X X f ')(=,其中)',,(321x x x X =是列向量.求)(X f 的一个标准型.解:(1))6()3(1424122222+-=+---+--=-λλλλλλA EA 的特征值为3,3,6-当3=λ时,000002214424422213-=----=-A E基础解系由2)3(=--A E r n 个线性无关的向量构成)'1,1,4(-、)'1,1,0(当6-=λ时,0009904525424522286--→-------=--A E 基础解系由1)6(=---A E r n 个向量构成)'2,2,1(- 故A 对应3个线性无关的特征向量,A 可对角化取⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=211211104P ,则有)6,3,3(1-=-diag AP P 由)(,3Q M C A ∈、又Q ∈-6,3,则A 在有理数域可以对角化由任何数域都包含有理数域,故在任意数域F 上,A 都能相似于一个对角阵(2)A 的特征多项式为O E A E A A f =+-=)6()3()(2由O E A E A =+-)6)(3(,有A 的极小多项式为)6)(3()(+-=λλλm(3)把P 的列向量单位化,得⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=32212313221231310234C ,C 为正交矩阵 令CY X =,有232221633''')(y y y ACY C Y AX X X f -+===4.(10分)证明:在任意数域F 上矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=111001012A 与⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=110011001B 都不相似. 证明:3)1(11101012-=----=-λλλλλA E 有A 的特征值为1,1,1 1=λ时,00000001101101111-=---=-A E基础解系有2)(=--A E r n 个线性无关的向量构成 ①3)1(11011001-=-----=-λλλλλB E 有B 的特征值为1,1,1 1=λ时,01000100--=-B E 基础解系有1)(=--B E r n 个向量构成 ②由①、②,得在任意数域F 上矩阵A 与B 都不相似5.(5分)设A 是n 阶实对称矩阵.证明:A 是正定矩阵的充分必要条件是,对任意整数k ,k A 也是正定的.证明:必要性:令A 的特征值为i λ(n i ,,2,1Λ=),则k A 的特征值为k i λ A 是正定矩阵,0>i λ,则0>ki λ,有k A 为正定矩阵充分性:k A 的特征值为k i λ,有0>ki λ,由k 的任意性,有0>i λ,故A 是正定矩阵三、(15分)设)(F M n 是数域F 上的全体n 阶方阵组成的集合.对任意可逆矩阵)(F M A n ∈,定义集合})({1X XA A F M X n A =∈=T -. 设A A F M A n V T =≠∈0):(I,即V 是所有可能的A T 的交集(A 可逆).求V dim 和V 的一个基.解: 取)(F M n 的一个基nn E E E Λ,,1211,令n n ij a A ⨯=)(、n n ij x X ⨯=)( 有nn nn E a E a E a A +++=Λ12121111由X XA A =-1,有AX XA =,则X E XE ij ij =有行第列第i 111j 21⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡==⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=j j j ijnii i ij x x x X E x x x XE ΛM 得0=ij x (j i ≠)且nn x x x ===Λ2211,故kE X =为数量矩阵 有)(E L A =T ,则V 由数量矩阵和全体对角元素为零的矩阵构成令V B ∈,有∑=+=nj i ij ij E k kE B 1,(j i ≠),有1dim 2+-=n n VE 与全体ij E (j i ≠)构成V 的一个基.四、设)(12F M r +是数域F 上的全体12+r 阶方阵组成的集合.设⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=O E O E O O O OM r r 2是分块矩阵,其中r E 是r 阶单位阵.设}')({12O MX M X F M X B r =+∈=+,其中'X 表示X 的转置矩阵.进一步B X ∈,设∑∞==0!1k kXX k e .已知:)(12F M e r X+∈.1.(15分)求B dim 和B 的一个基.2.(15分)证明:对任意B X ∈都有行列式1)det(=Xe3.(10分)设列向量空间12+r F上的一个双线性函数),(--在它的基)'0,,0,1(1Λ=ε,)'0,,1,0(2Λ=ε,……,)'1,,0,0(12Λ=+r ε下的度量矩阵为上述M .证明:对任意B X ∈和列向量12,+∈r Fβα都有),(),(βαβα=XX e e .1.解:令⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=333231232221131211X X X X X X X X x X (12X 、13X 为r 维行向量,21X 、31X 为r 维列向量,22X 、23X 、32X 、33X 为r 阶方阵)有⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=232221333231131211222X X X X X X X X x MX ,有⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡='''2'''2''2)'(233313223212213111X X X X X X X X x MX 由O MX M X =+',又M 为对称矩阵,有O MX MX =+)'(则O X X X X X X X X X X XX X X X X x =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++++++++2323223321133322323231121321123111'''2'''22'2'4,有011=x 自由变量有12X 、13X 、22X 、23X 、32X 且23X 、32X 为反对称矩阵有r r r r r r r r r B +=-+-+++=2222222dim2.证明:根据矩阵指数的性质,有)()det(X tr X e e =)'()()'()()()()(3322332233223322X X tr X tr X tr X tr X tr X X tr X tr e e e e e ++++====由O X X =+3322',有10)'(3322==+e e X X tr ,则1)det(=X e注:关于)()det(X tr X e e =的证明由存在可逆矩阵P ,使得⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=-n XP P λλλ******211O有121******-⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=P P X k n kk k λλλO11020100******!1***!1***!1!121--∞=∞=∞=∞=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=∑∑∑∑P e e e P P k k k P X k n k nk kk k k k kλλλλλλOO有)(2121)det(X tr Xe e e e e e n n ===+++λλλλλλΛΛ3.证明:五、(20分)证明:在数域F 上的任意n 元多项式都是线性多项式(即:一次齐次多项式)的幂的线性组合.证明:由任何一个m 次n 元多项式f 都可以唯一的表示成∑==mi i f f 0,其中i f 是n 元i 次齐次多项式由i f 是i 次齐次多项式,那么n x x x ,,,21Λ有ii n C k 1-+=种组合方式令⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=+++=--k i n i i i n k i i i b b b x x x x x b x x b x b f M ΛΛ212111211211),,,(取k 个一次齐次多项式k g g g ,,,21Λ,它们的i 次方为ik i i g g g ,,,21Λ令ij g 的k 个系数为kj j j a a a ,,,21Λ(k j ,,2,1Λ=)⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=+++=--kj j j i n i i i n kj i j i j i j a a a x x x x x a x x a x a g M ΛΛ212111211211),,,( 得到系数方程⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡k k kk k k k k b b b y y y a a a a a aa a a M MΛM MM ΛΛ2121212222111211 只要k g g g ,,,21Λ选取得当,则此方程有解则有∑==+++=kl i ll i kki ii g y g y g y g y f 12211Λ,故∑∑===m i kl il l g y f 01,即证.。
且f(x)在有理数域上不可约。
第一章多项式1 (清华2 000— 20分)试求7次多项式f(X ),使f(M 1能被(X -1)4整除,而f(X )-1能被(X 1)4整除。
2、 (南航 2001 — 20 分)(1) 设 x —2px+2 I x +3x +px+q ,求 p,q 之值。
(2) 设f(x) , g(x), h(x) € R[x],而满足以下等式2(x +1)h(x)+(x -1) f(x)+ (x -2) g(x)=02(x +1)h(x)+(x+1) f(x)+ (x+2) g(x)=02 2证明:x +1 I f(x) , x +1 I g(x)3、 (北邮2002 —12分)证明:x d - 1 I x "- 1的充分必要条件是d I n (这里里记号 d I n 表示正整数d 整除正整数n )。
4、 、(北邮 2003 —15分)设在数域 P 上的多项式 g 1(x), g 2(x) , g 3(x) , f(x),已知 g 1(x) I f(x),g 2(x) I f(x) , g 3(x) I f(x),试问下列命题是否成立,并说明理由:(〔)如果 g 1(x) ,g 2(x) , g 3(x)两两互素,则一定有 g 1(x) , g 2(x) , g 3(x) I f(X )(2)如果g1(x) , g 2(x) , g 3(x)互素,则一定有 g 1(x)g 2(x)g 3(x)I f(X )5、 (北师大2003—25分)一个大于1的整数若和其因子只有1和本身,则称之为素数。
证明P 是素数当且仅当任取正整数a ,b 若p I ab 则p I a 或p I b 。
6、 (大连理工2003 —12分)证明:次数>0且首项系数为1的多项式f(x)是某一不可约多项式的方幕主充分必要条件是,对任意的多项式g(x) , h(x),由f(x) I g(x) h(x)可以推出f(x) I g(x),或者对某一正整数 m , f(x) I h m(x)。
川大数学考研真题答案(一)解析1. 解析题目要求川大数学考研真题一直以来都是备受关注的,本文将针对其中一道数学考研题目进行解析和答案讲解。
细致深入的解析每一个步骤是本文的主要目标,以便于读者更好地理解解题过程和方法。
2. 题目分析题目:已知函数 f(x) 在区间 [0,1] 上连续,下列说法是否正确?(1)若 f(x) 在 (0,1) 内可导,且 f'(x)>0,则 f(x) 在 (0,1) 内严格单调增加。
(2)若 f(x) 在 (0,1) 内可导,且 f''(x)>0,则 f(x) 在 (0,1) 内严格单调增加。
3. 解答过程(1)一阶导数与函数单调性的关系首先,根据函数 f(x) 在 (0,1) 内可导,且 f'(x)>0,我们来判断 f(x) 在 (0,1) 内是否严格单调增加。
根据导函数定义可知,若 f'(x)>0,那么 f(x) 在 (0,1) 内是单调增加的。
因此,对于说法(1),我们可以得出结论:正确。
(2)二阶导数与函数单调性的关系接下来,我们对于说法(2),也就是若 f(x) 在 (0,1) 内可导,且f''(x)>0,判断 f(x) 在 (0,1) 内是否严格单调增加。
由于 f''(x)>0,根据函数的二阶导数与函数单调性之间的关系,我们可以得出结论:f(x) 在 (0,1) 内是严格单调增加的。
因此,对于说法(2),我们也可以得出结论:正确。
4. 结论综上所述,根据题目给出的信息,我们得出以下结论:(1)若 f(x) 在 (0,1) 内可导,且 f'(x)>0,则 f(x) 在 (0,1) 内严格单调增加。
该说法为正确。
(2)若 f(x) 在 (0,1) 内可导,且 f''(x)>0,则 f(x) 在 (0,1) 内严格单调增加。
第一章 多项式1、(清华2000—20分)试求7次多项式()f x ,使()1f x +能被4(1)X -整除,而()1f x -能被4(1)X +整除。
2、(南航2001—20分)(1)设x 2-2px+2∣x 4+3x 2+px+q ,求p,q 之值。
(2)设f(x),g(x),h(x)∈R[x],而满足以下等式 (x 2+1)h(x)+(x -1) f(x)+ (x -2) g(x)=0 (x 2+1)h(x)+(x+1) f(x)+ (x+2) g(x)=0 证明:x 2+1∣f(x),x 2+1∣g(x) 3、(北邮2002—12分)证明:x d -1∣x n -1的充分必要条件是d ∣n (这里里记号d ∣n 表示正整数d 整除正整数n )。
4、、(北邮2003—15分)设在数域P 上的多项式g 1(x),g 2(x ),g 3(x ),f(x),已知g 1(x)∣f(x),g 2(x)∣f(x), g 3(x)∣f(x),试问下列命题是否成立,并说明理由:(1)如果g 1(x),g 2(x), g 3(x)两两互素,则一定有g 1(x),g 2(x),g 3(x)∣f(x) (2)如果g 1(x),g 2(x), g 3(x)互素,则一定有g 1(x)g 2(x)g 3(x)∣f(x) 5、(北师大2003—25分)一个大于1的整数若和其因子只有1和本身,则称之为素数。
证明P 是素数当且仅当任取正整数a ,b 若p ∣ab 则p ∣a 或p ∣b 。
6、(大连理工2003—12分)证明:次数>0且首项系数为1的多项式f(x)是某一不可约多项式的方幂主充分必要条件是,对任意的多项式g(x),h(x) ,由f(x)∣g(x) h(x)可以推出f(x)∣g(x),或者对某一正整数m ,f(x)∣h m (x)。
7、(厦门2004—16分)设f(x),g(x)是有理数域上的多项式,且f(x)在有理数域上不可约。
高等代数第四版考研题库高等代数作为数学学科中的核心课程之一,其考研题库的构建对于学生掌握和深化理论知识至关重要。
以下是针对高等代数第四版教材的考研题库内容概要:一、线性代数基础1. 向量空间的定义及其性质2. 基和维数的概念3. 线性变换及其矩阵表示4. 特征值和特征向量5. 内积空间和正交性二、行列式1. 行列式的定义和性质2. 行列式的展开定理3. 克莱姆法则及其应用4. 行列式与线性变换的关系三、矩阵理论1. 矩阵的运算和性质2. 逆矩阵和伴随矩阵3. 矩阵的秩和零空间4. 矩阵分解方法(如LU分解、QR分解)四、线性方程组1. 线性方程组的解的存在性与唯一性2. 高斯消元法和高斯-约当消元法3. 线性方程组的几何解释五、特征值问题1. 特征值和特征向量的求解方法2. 特征多项式及其应用3. 矩阵的对角化问题六、二次型1. 二次型的定义和性质2. 正定二次型和半正定二次型3. 配方法和正交变换七、线性空间和线性变换1. 线性空间的公理化定义2. 线性变换的映射性质3. 线性变换的不变子空间八、欧几里得空间1. 欧几里得空间的定义和性质2. 正交投影和最小二乘法3. 傅里叶级数和傅里叶变换九、张量分析1. 张量的概念和性质2. 张量的运算规则3. 张量在物理和工程中的应用十、群论基础1. 群的定义和性质2. 子群和陪集3. 群的表示理论结语高等代数的考研题库不仅涵盖了基础理论,也包括了实际应用和高级概念。
通过系统地学习和练习这些题目,学生可以更好地准备研究生入学考试,并为未来的学术和职业生涯打下坚实的数学基础。
希望这份题库能够成为学生们学习高等代数的有力助手。
2002川大高等代数及答案四川大学2002年攻读硕士学位研究生入学考试题一、(本题满分24分,每小题8分) 解答下列各题.51. 证明多项式f (x ) =x -5x +1在有理数域Q 上不可约.证明:由s a n =1、r a 0=1,又(s , r ) =1r有的可能值为±1,带入验证有f (1) =-3、f (-1) =5s故f (x ) 不含有理根,则f (x ) 只能分解为二次多项式和三次多项式的乘积232232有f (x ) =(x +a 1x +1)(x +b 1x +c 1x +1) 或f (x ) =(x +a 2x -1)(x +b 2x +c 2x -1)⎧a 1+b 1=0⎧a 2+b 2=0⎪a b +c +1=0⎪a b +c -1=0⎪111⎪222 得方程⎨a 1c 1+b 1+1=0和⎨a 2c 2-b 2-1=0,两方程无解⎪⎪⎪⎩a 1+c 1+5=0⎪⎩a 2+c 2-5=05故f (x ) =x -5x +1在有理数域Q 上不可约22. 设A 为n 阶方阵且A +A =2E . 其中E 为n 阶单位矩阵. 证明:r (A -E ) +r (A +2E ) =n ,其中r (A ) 表示矩阵A 的秩.证明:r (A -E ) +r (A +2E ) =r (E -A ) +r (A +2E ) ≥r [(E -A ) +(A +2E )]=r (3E ) =n 即r (A -E ) +r (A +2E ) ≥n ①2由A +A =2E ,得(A -E )(A +2E ) =O有A +2E 的列向量全部是方程(A -E ) X =θ的解,有r (A +2E ) ≤n -r (A -E ) 即r (A -E ) +r (A +2E ) ≤n ②由①、②,得r (A -E ) +r (A +2E ) =n23. 设n 维线性空间V 上的线性变换T满足:T=T. 证明:T+E可逆,其中E为恒等变换.证明:取V 的一组基ε1, ε2, , εn令T在这组基下的矩阵为T ,有T+E在这组基下的矩阵为T +E2由T =T ,得T 的特征值为1、0,有T +E 的特征值为2、1,则T +E ≠0故T +E 可逆,则T+E可逆⎡-13-10⎤2002A 二(本题满分12分)设A =⎢,求. ⎥2116⎣⎦λ+1310=(λ-1)(λ-2) =0 ,有A 的特征值为1、2 解:λE -A =-21λ-1410=当λ=1时,有E -A =-21-00基础解系有n -r (E -A ) =1个向量构成,α1=(5, -7)’151010=当λ=2时,有2E -A =-21-00基础解系有n -r (2E -A ) =1个向量构成,α2=(2, -3)’-12002-1=P -1A 2002P =Λ2002 令可逆矩阵P =(α1, α2) ,有P AP =Λ,有(P AP )2002A 有200352132⎡15-7⋅2⎡⎤⎡⎤⎡⎤=P Λ2002P -1=⎢=⎢⎥⎢⎥2002⎥⎢2002-7-32-7-5-21+21⋅2⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣10-5⋅22003⎤⎥-14+15⋅22002⎦三、(本题满分12分)设V 是数域F 上的三维线性空间. 证明:不存在V 的线性变换T使⎡01-2⎤⎡110⎤⎢-12-2⎥B =⎢011⎥A =得T在V 的两组基下的矩阵分别为:⎢⎥和⎢⎥⎢⎢⎣001⎥⎦⎣001⎥⎦证明:反证法,设存在这样的矩阵A 、B .由A 、B 为同一线性变换T在V 的两组基下的矩阵,则有A ≅Bλ-1022=(λ-1) 3,有A 的特征值为1、1、1 λ-11-121-12000 0λE -A =1λ-2当λ=1时,有E -A =1-12=00000故特征值1对应n -r (E -A ) =2个线性无关的特征值向量①λ-1λE -B =0-10-1=(λ-1) 3,有B 的特征值为1、1、1 λ-0-10-1 0λ-1当λ=1时,有E -B =0000故特征值1对应n -r (E -B ) =1个特征向量②由①、②与A ≅B 矛盾,则假设矛盾故不存在V 的线性变换T使得T在V 的两组基下的矩阵分别A 、B4443四(本题满分12分) 设α, β, γ是三次方程x +3x -1=0的根,求α+β+γ的值.4444解:令x 1=α、x 2=β、x 3=γ,x 1+x 2+x 3的首项为x 1,有x 14322x 20121x 300010-00-00-0→σ14-0σ2σ3σ4=σ141-00-00-0→σ13-1σ2σ3σ4=σ12σ2σσσσ=σ→σσσσ=σ1σ3→2-22-00-00-012342-11-11-00-0123422444422有x 1+x 2+x 3=σ1+a σ1σ2+b σ2+c σ1σ3取x 1=1、x 2=1、x 3=0,有σ1=2,σ2=1,σ3=0 有4a +b =-14 ①取x 1=1、x 2=2、x 3=0,有σ1=3,σ2=2,σ3=0 有18a +4b =-64 ②取x x ,有σ121=2=x 3=11=C 3=3,σ2=C 3=3,有9a +3b +c =-26 ③由①、②、③,得a =-4、b =2、c =4有x 4444221+x 2+x 3=σ1-4σ1σ2+2σ2+4σ1σ3由方程x 3+3x -1=0根与系数的关系得,σ1=0、得α4+β4+γ4 =18五、(本题满分16分)利用正交变换将实二次型f (x 1, x 2, x 3) =x 1x 2+x 1x 3+x 2x 3化为标准形. 并写出相应的正交变换和标准形. ⎡⎢011⎤⎢22⎥解:二次型矩阵为A =⎢1⎢201⎥2⎥⎢11⎥⎢⎣220⎥⎥⎦σC 33=3=1σ2=3、σ3=1λλE -A =-121-2-1212λ-1λ-12111-=-λ-222-λ001211-=(λ+) 2(λ-1)221λ+2-11A 的特征值为-、-、122111--22211-E -A =000当λ=-时,有22000-1n -r (-E -A ) =2个线性无关的向量构成,α1=(1, -1, 0)’ 、α2=(1, 0, -1)’ 基础解系由21当λ=1时,有-E -A =-121-212121-111-2213-=024001-123-4 0-基础解系由n -r (E -A ) =1个向量构成,α3=(1, 1, 1)’ 把α1、α2、α3正交化β1=α1=(1, -1, 0)’ β2=α2-(α2, β1) 111β1=α2-β1=(, , -1)’(β1, β1) 222(α3, β1) (α3, β2)β3=α3-β1-β2=α3=(1, 1, 1)’(β1, β1) (β2, β2)γ1=β12β3β6113=(1, -1, 0)’ 、γ2=2=(, , -1)’ 、γ3==(1, 1, 1)’ β12β2222β3312122f (x , x , x ) =-y -y +y C =(γ, γ, γ) 令正交矩阵123123 123,有X =CY ,即有22-1六、(本题满分12分,每小题6分)设A 、B 是n 阶实正交矩阵,t 为矩阵A B 的特征根-1的重数. 证明:(1)det(AB ) =1的充要条件是t 为偶数. (2)A +B 的秩r (A +B ) =n -t .证明:(1)由A 、B 是n 阶实正交矩阵,有AB (AB )’ =ABB ‘ A ‘ =E ,则AB 为实正交矩阵-1-1由AA ‘ =E ,得A =A ‘ ,即A B =A ‘ B由A 与A ‘ 对应相同的特征值,则AB 与A ‘ B 对应相同的特征值-1有det(AB ) =det(A ‘ B ) =det(A B )实正交矩阵的特征值只能是1和-1 故det(AB ) =1n -t⋅(-1) t =(-1) t ,则有det(AB ) =1的充要条件是t 为偶数-1-1(2)由A 可逆,有r (A +B ) =r [A (A +B )]=r (E +A B ) =n -t七、(本题满分12分)设α1, α2, , αm 为欧氏空间V 的一组线性无关向量,而β1, β2, , βm 和γ1, γ2, , γm 为V 的两组正交向量组. 假设对每个1≤i ≤m ,βi 和γi 均可以由α1, α2, , αi 线性表出. 证明:存在m 个实数a 1, a 2, , a m 使得βi =a i γi 1≤i ≤m .证明:令W =L (α1, α2, , αm ) ⊆V取W 两组标准正交基ε1, ε2, , εm 、e 1, e 2, , e m有(ε1, ε2, , εm ) =(β1, β2, , βm ) Λ1、(e 1, e 2, , e m ) =(γ1, γ2, , γm ) Λ2 则Λ1、Λ2为对角矩阵,有Λ1、Λ2为对角矩阵-1-11(ε1, ε2, , εm ) =(e 1, e 2, , e m ) A ,有(β1, β2, , βm ) =(γ1, γ2, , γm ) Λ2A Λ-1 ①则A 为正交矩阵由βi 和γi 均可以由α1, α2, , αi 线性表出,有(β1, β2, , βm ) =(α1, α2, , αm ) B 、(γ1, γ2, , γm ) =(α1, α2, , αm ) C-1则B 、C 为上三角矩阵,有C B 为上三角矩阵有(β1, β2, , βm ) =(γ1, γ2, , γm ) C B ②-1-1-1-1由①、②,得Λ2A Λ1=C B ,则A =Λ2C B Λ1有A 为上三角矩阵,则A 为上三角矩阵③-1-1-1-1-1-1由A ‘ =A =(Λ2C B Λ1)’ =Λ1’ B ‘ (C )’ (Λ2)’ ,有A 为下三角矩阵④-1由③、④,得A 为对角矩阵,则A 为对角矩阵-1有(β1, β2, , βm ) =(γ1, γ2, , γm ) Λ2A Λ1=(γ1, γ2, , γm ) Λ-1令Λ=diag (a 1, a 2, , a m ) ,即证βi =a i γi 1≤i ≤m。
各大学高等代数考研真题高等代数是数学中的一门重要学科,它在各个领域都有广泛的应用。
对于数学专业的学生来说,高等代数是一个重要的考试科目。
而对于那些准备考研的学生来说,高等代数更是必考的科目之一。
在考研中,高等代数的考试题目往往涉及到各个领域的知识,考察学生对于高等代数的理解和应用能力。
下面我们就来看一些高等代数考研真题。
首先,我们来看一道典型的高等代数考研题目。
题目如下:设V是数域K上的n维线性空间,f是V到V的线性变换。
如果对于任意的v∈V,存在非零多项式g(t),使得g(f)(v)=0,则f一定有特征值。
对于这道题目,我们需要运用到高等代数中的一些基本概念和定理。
首先,我们需要知道什么是特征值和特征多项式。
特征值是指线性变换在某个向量上的作用结果与该向量平行的现象,而特征多项式则是用来求解特征值的一种方法。
在这道题目中,我们需要运用到特征多项式的性质,通过特征多项式来证明f一定有特征值。
接下来,我们来看一道关于线性空间的题目。
题目如下:设V是数域K上的线性空间,f是V到V的线性变换。
如果对于任意的v∈V,存在正整数m,使得f^m(v)=0,则f一定有特征值。
这道题目考察了线性变换的零化幂的概念。
零化幂是指对于线性变换f,存在一个正整数m,使得f^m(v)=0。
而这道题目要求我们证明,如果对于任意的v∈V,存在正整数m,使得f^m(v)=0,则f一定有特征值。
这个题目的证明过程比较复杂,需要运用到线性变换的一些性质和定理,以及线性空间的相关知识。
最后,我们来看一道关于矩阵的题目。
题目如下:设A是n阶方阵,如果存在非零矩阵B,使得AB=0,则A一定不可逆。
这道题目考察了矩阵的可逆性和零子式的概念。
可逆矩阵是指存在逆矩阵的矩阵,而零子式是指矩阵中的某个子矩阵的行列式为0。
这道题目要求我们证明,如果存在非零矩阵B,使得AB=0,则A一定不可逆。
证明过程中,我们需要运用到矩阵的一些性质和定理,以及矩阵的相关知识。
《高等代数》试题库一、选择题1.在[]F x 里能整除任意多项式的多项式是( )。
A .零多项式B .零次多项式C .本原多项式D .不可约多项式2.设()1g x x =+是6242()44f x x k x kx x =-++-的一个因式,则=k ( )。
A .1 B .2 C .3 D .43.以下命题不正确的是 ( )。
A . 若()|(),()|()f x g x f x g x 则;B .集合{|,}F a bi a b Q =+∈是数域;C .若((),'())1,()f x f x f x =则没有重因式;D .设()'()1p x f x k -是的重因式,则()()p x f x k 是的重因式4.整系数多项式()f x 在Z 不可约是()f x 在Q 上不可约的( ) 条件。
A . 充分 B . 充分必要 C .必要 D .既不充分也不必要5.下列对于多项式的结论不正确的是( )。
A .如果)()(,)()(x f x g x g x f ,那么)()(x g x f =B .如果)()(,)()(x h x f x g x f ,那么))()(()(x h x g x f ±C .如果)()(x g x f ,那么][)(x F x h ∈∀,有)()()(x h x g x fD .如果)()(,)()(x h x g x g x f ,那么)()(x h x f6. 对于“命题甲:将(1)n >级行列式D 的主对角线上元素反号, 则行列式变为D -;命题乙:对换行列式中两行的位置, 则行列式反号”有( ) 。
A .甲成立, 乙不成立;B . 甲不成立, 乙成立;C .甲, 乙均成立;D .甲, 乙均不成立7.下面论述中, 错误的是( ) 。
A . 奇数次实系数多项式必有实根;B . 代数基本定理适用于复数域;C .任一数域包含Q ;D . 在[]P x 中, ()()()()()()f x g x f x h x g x h x =⇒=8.设ij D a =,ij A 为ij a 的代数余子式, 则112111222212.....................n n n n nn A A A A A A A A A =( ) 。
第一章 多项式1、(清华2000—20分)试求7次多项式()f x ,使()1f x +能被4(1)X -整除,而()1f x -能被4(1)X +整除。
2、(南航2001—20分)(1)设x 2-2px+2∣x 4+3x 2+px+q ,求p,q 之值。
(2)设f(x),g(x),h(x)∈R[x],而满足以下等式(x 2+1)h(x)+(x -1) f(x)+ (x -2) g(x)=0(x 2+1)h(x)+(x+1) f(x)+ (x+2) g(x)=0证明:x 2+1∣f(x),x 2+1∣g(x)3、(北邮2002—12分)证明:x d -1∣x n-1的充分必要条件是d ∣n (这里里记号d ∣n 表示正整数d 整除正整数n )。
4、、(北邮2003—15分)设在数域P 上的多项式g 1(x),g 2(x),g 3(x),f(x),已知g 1(x)∣f(x),g 2(x)∣f(x), g 3(x)∣f(x),试问下列命题是否成立,并说明理由:(1)如果g 1(x),g 2(x), g 3(x)两两互素,则一定有g 1(x),g 2(x),g 3(x)∣f(x) (2)如果g 1(x),g 2(x), g 3(x)互素,则一定有g 1(x)g 2(x)g 3(x)∣f(x) 5、(北师大2003—25分)一个大于1的整数若和其因子只有1和本身,则称之为素数。
证明P 是素数当且仅当任取正整数a ,b 若p ∣ab 则p ∣a 或p ∣b 。
6、(大连理工2003—12分)证明:次数>0且首项系数为1的多项式f(x)是某一不可约多项式的方幂主充分必要条件是,对任意的多项式g(x),h(x) ,由f(x)∣g(x) h(x)可以推出f(x)∣g(x),或者对某一正整数m ,f(x)∣h m(x)。
7、(厦门2004—16分)设f(x),g(x)是有理数域上的多项式,且f(x)在有理数域上不可约。
第一章 多项式1、(清华2000—20分)试求7次多项式()f x ,使()1f x +能被4(1)X -整除,而()1f x -能被4(1)X +整除。
2、(南航2001—20分)(1)设x 2-2px+2∣x 4+3x 2+px+q ,求p,q 之值。
(2)设f(x),g(x),h(x)∈R[x],而满足以下等式(x 2+1)h(x)+(x -1) f(x)+ (x -2) g(x)=0(x 2+1)h(x)+(x+1) f(x)+ (x+2) g(x)=0证明:x 2+1∣f(x),x 2+1∣g(x)3、(北邮2002—12分)证明:x d -1∣x n-1的充分必要条件是d ∣n (这里里记号d ∣n 表示正整数d 整除正整数n )。
4、、(北邮2003—15分)设在数域P 上的多项式g 1(x),g 2(x),g 3(x),f(x),已知g 1(x)∣f(x),g 2(x)∣f(x), g 3(x)∣f(x),试问下列命题是否成立,并说明理由:(1)如果g 1(x),g 2(x), g 3(x)两两互素,则一定有g 1(x),g 2(x),g 3(x)∣f(x) (2)如果g 1(x),g 2(x), g 3(x)互素,则一定有g 1(x)g 2(x)g 3(x)∣f(x) 5、(北师大2003—25分)一个大于1的整数若和其因子只有1和本身,则称之为素数。
证明P 是素数当且仅当任取正整数a ,b 若p ∣ab 则p ∣a 或p ∣b 。
6、(大连理工2003—12分)证明:次数>0且首项系数为1的多项式f(x)是某一不可约多项式的方幂主充分必要条件是,对任意的多项式g(x),h(x) ,由f(x)∣g(x) h(x)可以推出f(x)∣g(x),或者对某一正整数m ,f(x)∣h m(x)。
7、(厦门2004—16分)设f(x),g(x)是有理数域上的多项式,且f(x)在有理数域上不可约。
《高等代数》试题库一、选择题1.在F[x]里能整除任意多项式的多项式是()。
A.零多项式B.零次多项式C.本原多项式D.不可约多项式2.设g(x)=x+1是f(x)=x-k x+4kx+x-4的一个因式,则k=()。
6242A.1B.2C.3D.43.以下命题不正确的是()。
A.若f(x)|g(x),则f(x)|g(x);B.集合F={a+bi|a,b∈Q}是数域;C.若(f(x),f'(x))=1,则f(x)没有重因式;D.设p(x)是f'(x)的k-1重因式,则p(x)是f(x)的k重因式4.整系数多项式f(x)在Z不可约是f(x)在Q上不可约的( )条件。
A.充分B.充分必要C.必要D.既不充分也不必要5.下列对于多项式的结论不正确的是()。
A.如果f(x)g(x),g(x)f(x),那么f(x)=g(x)B.如果f(x)g(x),f(x)h(x),那么f(x)(g(x)±h(x))C.如果f(x)g(x),那么∀h(x)∈F[x],有f(x)g(x)h(x)D.如果f(x)g(x),g(x)h(x),那么f(x)h(x)6.对于“命题甲:将n(>1)级行列式D的主对角线上元素反号,则行列式变为-D;命题乙:对换行列式中两行的位置,则行列式反号”有( )。
A.甲成立,乙不成立;B.甲不成立,乙成立;C.甲,乙均成立;D.甲,乙均不成立7.下面论述中,错误的是( )。
A.奇数次实系数多项式必有实根;B.代数基本定理适用于复数域;C.任一数域包含Q;D.在P[x]中,f(x)g(x)=f(x)h(x)⇒g(x)=h(x)A 11 A 12 ... A 1n A21...An1 A22...An2 .........A2n...Ann8.设D=aij ,Aij为aij的代数余子式,则=( )。
A.DB.-DC.D/D.(-1)n D49.行列式31-250a 中,元素a 的代数余子式是()。
四川大学2011年攻读硕士学位研究生入学考试题一、(本题满分20分)1. (5分)设V 是数域F 上的线性空间,V s ∈ααα,,,21Λ.令}{1F k k W i si i i ∈=∑=α.证明:W是V 的子空间(称为由s ααα,,,21Λ生成的子空间). 证明:取W ∈βα,且∑==si i i k 1αα,∑==si i i k 1ββ∑∑∑===+=+=+s i i i i si i i si i i k k k 111)(βαβαβα,则W ∈+βα ①∑∑====si i i s i i i k k k k k 11)(ααα,则W k ∈α ②由①、②,得W 是V 的子空间2. (15分)设)(2F M 是数域F 上的2阶方阵组成的线性空间,设V 是由如下的4个矩阵生成的)(2F M 的子空间:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=02411A ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡=30152A ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=41233A ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=54924A , (1)求V dim 并写出V 的一个基.(2)设映射f :F f →为:)()(A tr A f =,其中)(A tr 表示矩阵A 的迹. 求f ker dim 并写出f ker 的一个基.解:(1)取)(2F M 的一个基11E 、12E 、21E 、22E ,V F M →)(2在这个基下对应的矩阵是B有),,,(),,,(432122211211A A A A B E E E E =,则⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----=5430410292142351B⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----→⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---→⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----00003618005430235154300510011021023515430410292142351则3dim =V ,故V 的一个基为1A 、2A 、3A(2)取矩阵C ,使得0)(=C f ,根据题意,有02211=+c c 由332211A x A x A x C ++=,有方程048321=++-x x x此方程的基础解系由2个线性无关的向量构成,即)'1,0,7(、)'8,7,0(- ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-==413264)'1,0,7)(,,(3211A A A C ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-=1182311)'8,7,0)(,,(3212A A A C 则有2ker dim =f ,故f ker 的一个基为1C 、2C 二、(本题满分20分)设F ,K 都是数域且K F ⊆.1.(5分)设s ααα,,,21Λ是F 上的n 维列向量.证明:s ααα,,,21Λ在F 上线性相关当且仅当s ααα,,,21Λ在K 上线性相关.证明:取s ααα,,,21Λ的极大无关组为F r ∈γγγ,,,21Λ 必要性:s ααα,,,21Λ在F 上线性相关,则方程i r X αγγγ=),,,(21Λ有解(s i ,,2,1Λ=)有K X ∈,则方程i r X αγγγ=),,,(21Λ在K 上有解 故s ααα,,,21Λ在K 上线性相关 充分性:s ααα,,,21Λ在K 上线性相关,则方程i r X αγγγ=),,,(21Λ在K 上有解在K 上有),,,,(),,,(2121i r r r r αγγγγγγΛΛ=由F i r ∈αγγγ,,,,21Λ,则在F 上也有),,,,(),,,(2121i r r r r αγγγγγγΛΛ= 故方程i r X αγγγ=),,,(21Λ在F 上有解 故s ααα,,,21Λ在F 上线性相关2.(5分)设A ,B 为F 上的n 阶方阵.证明:A ,B 在F 上相似当且仅当A ,B 在K 上相似.证明:必要性:由A ,B 在F 上相似,存在可逆矩阵)(F M P n ∈,使得B AP P =-1 又)(K M P n ∈,则A ,B 在K 上相似 充分性:由A ,B 在K 上相似,则在K 上A ,B 有相同的行列式因子)(λk D (n k ,,2,1Λ=) 由A ,)(F M B n ∈,有)(λk D 属于F则在F 上A ,B 也有相同的行列式因子)(λk D 故A ,B 在F 上相似3.(5分)设F 上的n 次多项式)(x f 在K 上有n 个根n x x x ,,,21Λ. 证明:∏≤<≤-112)(j i j i x x 属于F .证明:令0111)(a x a x a x a x f n n n n ++++=--Λ (F a a a n n ∈-01,,,Λ)由根与系数的关系,有n n x x x a +++=--Λ211、n n n x x x x x x a 121212--+++=Λ、……由∏≤<≤-112)(j i j i x x 为对称多项式,则可由01,,,a a a n n Λ-表示故∏≤<≤-112)(j i j i x x 属于F4.(5分)证明:关于数的加法和乘法K 是F 上的线性空间. 证明:取K 上的元素α、β,数a 、F b ∈ 由K F ⊆, αββα+=+,有αβ+为K 上的元素βαβαβαb b a a b a +++=++))((,βαβαb b a a +++为K 上的元素则关于数的加法和乘法K 是F 上的线性空间三、(本题满分20分)给定任意的可逆矩阵A .请说出4种求1-A 的方法(使用计算机程序的方法除外),并简要说明理由. 解:法1:通过初等变换由行变,有()()1-→A E E A M M ;由列变,有⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-1A E E A ΛΛ法2:通过伴随矩阵由E A AA =*,有⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡==-nn n n n n A A A A A A A A A A A A A ΛM MM ΛΛ21222121211111*1法3:通过H-C 定理令A 的特征多项式为0111)(a a a A E f n n n ++++=-=--λλλλλΛ如00=a ,有)()(1211a a f n n n +++=---Λλλλλ,则A 含特征值0,A 不可逆 故00≠a ,则O E a A a A a A A f n n n =++++=--0111)(Λ有E a a A a a A a A n n n 012011011----=----Λ 法4:通过A 的最小多项式令A 的最小多项式0111)(a a a m m m m ++++=--λλλλΛ 同上,有00≠a ,则O E a A a A a A A m m m m =++++=--0111)(Λ有E a a A a a A a A m m m 012011011----=----Λ 四、(本题满分20分)设1)(121++++=--x x x x f p p Λ,p 是素数.1.(10分)证明)(x f 在有理数域Q 上不可约.2.(10分)令})()({O A f C M A n =∈=M ,其中)(C M n 是全体n 阶复矩阵组成的集合.把M 中的矩阵按相似关系分类,即A ,B 属于同一类当且仅当存在可逆的复矩阵C 使得1-=CBC A .问M 中的全部矩阵可以分成几类?说明理由. 1.证明:11)(--=x x x f p ,令1+=y x ,有yy Cy y y f pk k kpp 11)1()1(0-=-+=+∑=1221111)1(p p p p p p p p pk k k p C y C y C y C y C y f ++++==+---=-∑Λ由艾森斯坦判别法,p 为素数,121,,,-p p p p C C C p Λ、p 不能整除p p C 、2p 不能整除1p C 故)1(+y f 在有理数域不可约,即)(x f 在有理数域不可约.2.证明: 由O A f =)(,又1)0(=f ,则0不是A 的特征值 由)(C M A n ∈,则A 有n 个特征值0≠i λ(n i ,,2,1Λ=) 则存在可逆矩阵P ,使得J AP P =-1J 除去排列次序外是由A 唯一确定的,则J 可能为⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡n λλλ11121OO ,⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡n λλλ11021OO ,……,⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡n λλλ00021OO 共有n 种,则M 中的全部矩阵可分为n 类五、(本题满分20分)设V 是数域F 上的n 维线性空间,)(V End 表示V 上的全体线性变换组成的线性空间.1.(10分)求)(dim V End 并写出)(V End 的一个基.2.(10分)设)(V End ∈A ,设A 的特征多项式为)(x f .证明:如果V 可以分解为非平凡的-A 不变子空间的直和,那么,)(x f 在F 上可约.问:此结论的逆命题是否成立?说明理由.1.解:设nn E E E ,,,1211Λ是n n ⨯P 的一组基,n n ⨯P 是2n 维的,可知V 的全体线性变换与n n ⨯P 同构, 故V 的全体线性变换组成的线性空间是2n 维的。
线性代数期末试题四川大学20032002−.________))((,,.2._____________,,,.1)15(.222的条件是则为同阶方阵设是为等幂矩阵的条件则为同阶等幂矩阵设的矩阵称为等幂矩阵满足条件分填空题一B AB A B A B A B A B A A A −=−++=._______,,0||,,,.3==≠X B AXC AC n C B A 则如果且阶矩阵均为设._______),6,2,4(),2,1,3(),3,1,2(.4321则该向量组线性向量组=−==ααα._____0)(,2)(,5)(,5,.5个向量有的基础解系含则齐次线性方程组秩秩阶矩阵都是设===X AB B A B A .|,,,|4,|,,,|,|,,,|4,,,,,.1)15(.211232321132121321等于()阶行列式则列式阶行且都是四维列向量若分选择题二ββαααβαααβαααββααα+==n m nm D m n C n m B n m A −−+−+).(,)(),()(,).(则三条直线设,,,.2321332123211⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=c c c b b b a a a ααα().)3,2,1,0(),3,2,1(022交于一点的充要条件是其=≠+==++i b a i c y b x a ii i i i 线性无关线性相关秩秩线性无关线性相关2132121321321321,,,,).(),(),,().(,,,)(;,,).(ααααααααααααααααD C B A =件既不充分也非必要的条充分而非必要条件必要二非充分条件充分必要条件角化的可相似对个不同特征值是有阶矩阵).(;).()(;).(().3D C B A A n A n.)().(;)(;).()32),,(.42221321半正定的不定的;半负定的负定的(是二次型D C B A x x x x x f −−=的基础解系。
高等代数试卷一、判断题(下列命题你认为正确的在题后括号内打“√”,错的打“×”;每小题1分,共10分)1、)(x p 若是数域F 上的不可约多项式,那么)(x p 在F 中必定没有根。
( )2、若线性方程组的系数行列式为零,由克莱姆法则知,这个线性方程组一定是无解的。
( )3、实二次型),,,(21n x x x f 正定的充要条件是它的符号差为n 。
( )4、(){}321321;3,2,1,,,x x x i R x x x x W i ===∈=是线性空间3R 的一个子空间。
( )5、数域F 上的每一个线性空间都有基和维数。
( )6、两个n 元实二次型能够用满秩线性变换互相转化的充要条件是它们有相同的正惯性指数和负惯性指数。
( )7、零变换和单位变换都是数乘变换。
( ) 8、线性变换σ的属于特征根0λ的特征向量只有有限个。
( ) 9、欧氏空间V 上的线性变换σ是对称变换的充要条件为σ关于标准正交基的矩阵为实对称矩阵。
( )10、若{}n ααα,,,21 是欧氏空间V 的标准正交基,且∑==ni i i x 1αβ,那么∑==ni ix12β。
( )二、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码写在题干后面的括号内。
答案选错或未作选择者,该题无分。
每小题1分,共10分) 1、关于多项式的最大公因式的下列命题中,错误的是( ) ①()()()()()()n n nx g x f x g x f,,=;②()()()n j i j i f f f f f j i n ,,2,1,,,1,1,,,21 =≠=⇔=; ③()()()()()()()x g x g x f x g x f ,,+=;④若()()()()()()()()1,1,=-+⇒=x g x f x g x f x g x f 。
2、设D 是一个n 阶行列式,那么( )①行列式与它的转置行列式相等; ②D 中两行互换,则行列式不变符号; ③若0=D ,则D 中必有一行全是零; ④若0=D ,则D 中必有两行成比例。
四川大学2003高等代数考研
09
川大高代
一、1.()2008()f x F f x 是数域上的次多项式,证明的根
2.用代数基本定理证明R 上的不可约多项式只有一次多项式或者满足
2240:b ac ax bx c −<++的二次多项式
3.不用hamilton-calay 定理证明对数域F 上的n 阶矩阵A ,存在F 上的多项式
()()0f x f A =使得
4.设
212322
2
1
23213312()321,())))
f x x x f x αααααααααααα=+++++,,是的三个根,求值
(((
二、1.叙述并证明线性方程组的Grammer 法则 2.F,K 是数域且
,F K A F F ββ⊆是中矩阵,是中向量,证明A x =在F 中有解当且仅当它在K 中有解
3.222214241A −
=− −−
大概数字是这样吧,具体忘了
1(X)=X AX,(X)A F f f ′()在上是否相似与对角矩阵,说明理由(2)求A 的最小多项式
(3)
求的一个标准形
4.好像是前几年的一个类似题吧,说明A 与B 在任何数域上都不相似,另一问忘记了,这些忘记的题一般都不难,掌握方法都很简单的。
呵呵 三、设1():0
{()},n A n A A M F A T X M F A XA X V T −∈≠=∈==∩
,即V 是所有可逆矩阵构造出来
的A T 的交,求dimV 和V 的一组基。
四
、
21210
20000
,{()0},(),,!00k X
r r r k r X M E B X M F X M MX X M F e k E
∞
++=
′==∈+=∀∈=
∑
X X X (1)det(e )1
(3)(,)(0,...,1,...0),1,2,..,2 1.(e ,e )(,)
i
B i r M εαβαβαβ===+=i 求的维数和一组基(2)证明设是F 上的一个双线性型,是这个双线性型在上述基下的一个度量矩阵,证明对任意的,有
五、证明数域F 上的任意一个n 元多项式都可以表示成一次齐次多项式幂的线性组合。
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四川大学2011年硕士研究生考试——高等代数
一、
1、设V 是数域上的维空间,F n (1)i V i s α∈≤≤,1i i i
i s W k k α≤≤⎧
⎫
=∈⎨
⎬⎩⎭
∑F ,证明:W 是的子空间;
V 2、设是数域上的2阶方阵组成的线性空间,V 是由如下四个矩阵生成的的子空间:,,()2M F 1A F 1420()2M F −⎛⎞=⎜
⎟⎝⎠25103A ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠3A 3214−⎛⎞
=⎜⎟
−⎝⎠
, 42945A −⎛⎞=⎜⎟−⎝⎠(1)求和V 的一个基;
()dim V (2)映射为::f V →F ()()f A tr A =(其中()tr A 是矩阵的迹),
A {}ker ()0f A V f A =∈=,求()dim ker f 并写出ker f 的一个基。
二、设数域满足
,F S ⊂F S 1、设是上n 维列向量,则()1i i s α≤≤F ()1i i s α≤≤在上线性相关的充要条件是
F (1i i s α≤≤)在S 上线性相关;
2、设,则在上相似的充要条件是在相似;
,n n
A B ×∈F
,A B F ,A B S 3、设()f x 为上的n 次多项式,F ()f x 在S 上有n 个根()1i x i n ≤≤,则
()
2
1i
j
i j n
x x ≤<≤−∈∏F ;
4、证明:S 关于数的加法、乘法是在数域上的线性空间。
F
三、设为任意可逆矩阵,列举至少四种求A 1
A −的方法。
四、设()1
21p p f x x
x x −−=++++L ,其中p 为素数
1、证明:()f x 在数域上不可约;
2、令(){}
()0n M A M f A =∈= ,其中()n M 是复数域上的阶方阵组成的集合,如下将n M 中元素分类:若存在中可逆矩阵使()n M D 1
A DBD −=,则同类,问:,A
B M 中
矩阵可以分成几类?
五、设V 是数域上的n 维线性空间,F ()End V 是上的全体线性变换组成的线性空间 V 1、求()dim End V 及()End V 的一个基; 2、设()A End V ∈且的特征多项式为A ()f x
(1)证明:如果V 可分解为非平凡的-不变子空间的直和,则A ()f x 在可约; F (2)上述命题的逆命题成立与否,说明理由。
六、设V 是维欧氏空间,内积为n (
),
1、若是V 中一个线性无关组,证明:V 中存在两两正交的使 (1i i s α≤≤)()1i i s β≤≤对任意1,有与k s ≤≤()1i i k α≤≤()1i i k β≤≤等价;
2、设,证明:(1i V i t γ∈≤≤))(1i i t γ≤≤线性无关的充要条件是()(()()1111
,,,,t t t )t γγγγγγγ⎛⎞
⎜
⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠L M L
M
L γ是正定矩阵。
七、设()2,A B M ∈ (二阶实方阵)
,0AB BA +=且2
2
A B E ==(单位矩阵),证明: 存在可逆矩阵使()
2T M ∈
1
1001T AT −⎛⎞=⎜
⎟−⎝⎠(可能是)且。
1
1001TAT −⎛⎞=⎜−⎝⎠
⎟10110T BT −⎛⎞
=⎜⎟⎝⎠
八、求矩阵X 使。
4
300031000X ⎛⎞
⎜⎟=⎜⎟⎜⎟⎝⎠。