2014年10月04184自学考试线性代数试卷及问题详解
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全国2014年4月高等教育自学考试线性代数(经管类)试题课程代码:04184请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。
说明:在本卷中,A T 表示矩阵A 的转置矩阵,A *表示矩阵A 的伴随矩阵,E 表示 单位矩阵,|A |表示方阵A 的行列式,r(A )表示矩阵A 的秩。
选择题部分注意事项:1.答题前,考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。
2.每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
不能答在试题卷上。
一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10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,请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。
错涂、多涂或未涂均无分。
(C )1.设行列式11122122a a a a =3,删行列式111211212221a 2a 5a a 2a 5a ++=A .-15B .-6C .6D .15(A )2.设A ,B 为4阶非零矩阵,且AB=0,若r(A )=3,则r(B)= A .1 B .2 C .3D .4(B )3.设向量组1α=(1,0,0)T ,2α=(0,1,0)T ,则下列向量中可由1α,2α线性表出的是 A .(0,-1,2)T B .(-1,2,0)T C .(-1,0,2)TD .(1,2,-1)T(D )4.设A 为3阶矩阵,且r(A )=2,若1α,2α为齐次线性方程组Ax=0的两个不同的解。
k 为任意常数,则方程组Ax=0的通解为 A .k 1α B .k 2α C .12k2α+α D .12k2α-α 12000Ax Ax αα=⇒=-≠注:有两个不同解有非零解;这里只有一定成立(C )5.二次型f(x 1,x 2,x 3)=x 12+2x 22+x 32-2x 1x 2+4x 1x 3-2x 2x 3的矩阵是非选择题部分注意事项:用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上,不能答在试题卷上。
2015年4月高等教育自学考试全国统一命题考试线性代数(经管类)试题答案及评分参考(课程代码 04184)一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分类,共10分)1.C2.A3.D4.C5.B二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)6. 97.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--2315 8.⎪⎪⎭⎫⎝⎛--031111 9. 3 10. -2 11. 0 12. 2 13.()()T T 1,1,1311,1,131---或14. -1 15.a >1三、计算题(本大题共7小题,每小题9分,共63分)16.解 D=40200320115011315111141111121131------=- (5分) =74402032115=-- (9分) 17.解 由于21=A ,所以A 可逆,于是1*-=A A A (3分) 故11*12212)2(---+=+A A A A A (6分) =2923232112111=⎪⎭⎫ ⎝⎛==+----A A A A (9分) 18.解 由B AX X +=,化为()B X A E =-, (4分)而⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-201101011A E 可逆,且()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=--110123120311A E (7分) 故⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=11021335021111012312031X (9分) 19.解 由于()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----→00007510171101751075103121,,,4321αααα (5分) 所以向量组的秩为2,21,αα是一个极大线性无关组,并且有214213717,511αααααα-=+-= (9分)注:极大线性无关组不唯一。
20. 解 方程组的系数行列式 D=()()()b c a c a b c c b b a a ---=222111因为a,b,c 两两互不相同,所以0≠D ,故方程有唯一解。
2014年10月高等教育自学考试《线性代数(经管类)》试题课程代码:04184一、单项选择题1.设3阶行列式2111232221131211=a a a a a a ,若元素ij a 的代数余子式为ij A (3,2,1,=j i ),则=++333231A A A ( D )A .-1B .0C .1D .22.设A 为3阶矩阵,将A 的第3行乘以21-得到单位矩阵E ,则=A ( A ) A .-2 B .21- C .21 D .2 3.设向量组321,,ααα的秩为2,则321,,ααα中( C )A .必有一个零向量B .任意两个向量都线性无关C .存在一个向量可由其余向量线性表出D. 每个向量可由其余向量线性表出4.设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=466353331A ,则下列向量中是A 的属于特征值-2的特征向量为( B ) A .⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-011 B .⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-101 C .⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛201 D .⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2115.二次型212322213214),,(x x x x x x x x f +++=的正惯性指数为( C )A .0B .1C .2D .3二、填空题6.设1312)(--=x x f ,则方程0)(=x f 的根是 5 。
7.设矩阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0210A ,则=A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--0210。
8.设A 为3阶矩阵,21-=A ,则行列式=-1)2(A 41-。
9.设矩阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=4321B ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2001P ,若矩阵A 满足B PA =,则=A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛22/321。
10.设向量T )4,1(1-=α,T )2,1(2=α,T )2,4(3=α,则3α由1α,2α线性表出的表示式为2133ααα+-=。
11.设向量组T )1,1,3(1=α,T )0,1,4(2=α,T k ),0,1(3=α线性相关,则数=k -1 。
线性代数---2014年10月1.
A、-2m
B、-m
C、m
D、2m
正确答案:A
解析:
2.设A为3阶矩阵,将A的第3行乘以1/2得到单位矩阵E,则︱A︱=
A、-2
B、-1/2
C、1/2
D、2
正确答案:D
解析:
3.
A、必有一个零向量
B、任意两个向量都线性无关
C、存在一个向量可由其余向量线性表出
D、每个向量均可由其余向量线性表出
正确答案:C
解析:
4.
A、图中A
B、图中B
C、图中C
D、图中D
正确答案:B
5.
A、1
B、2
C、3
D、4
正确答案:D 解析:
6.
正确答案:5
7.
正确答案:
8.
正确答案:-1/4
9.
正确答案:
正确答案:(5,-3,8)ˆT
11.
正确答案:-1
12.
正确答案:1
13.设3阶矩阵A满足|3E+2A|=0,则A必有一个特征值为_____。
正确答案:-3/2
14.设2阶实对称矩阵A的特征值分别为-1和1,则Aˆ2=_____。
正确答案:E
15.
正确答案:0<t<1
16.
正确答案:
17.
正确答案:
18.
正确答案:
19.
正确答案:
20.
正确答案:
21.
正确答案:
22.
正确答案:
23.设A,B,A-B均为n阶正交矩阵,证明(A-B)ˆ-1=Aˆ-1-Bˆ-1。
正确答案:。
西华大学自学考试省考课程习题集课程名称:《线性代数》课程代码:04184专业名称: 工商企业管理专业代码: Y020202第一部分习题一、选择题3二、填空题8三、计算题11四、证明题15第二部分标准答案一、选择题16二、填空题16三、计算题16四、证明题319、关于初等矩阵下列结论成立的是()A,都是可逆阵 B.所对应的行列式的值为1 C.相乘仍为初等矩阵D.相加仍为初等矩阵\ 2、10、设2阶矩阵A=「),则人=()第一部分习题 一、选择题1、若〃阶方阵A 的秩为r,则结论(A. IAWOB. IAI=OC. 2、下列结论正确的是()A.若 AB=0,则 A=0 或 B=0. C.两个同阶对角矩阵是可交换的. 3、下列结论错误的是()A. n+1个n 维向量一定线性相关. C. n 个n 维列向量/。
D. n n4,/>/?B. D. B. )成立。
D. r< n若 AB=AC,则 B 二C AB 二 BA n 个n+1维向量一定线性相关一,%线性相关,则同%…= 0 若同%…%| =。
则。
a x a 2 a ya\a2 %4、若 A b? b 3=m ,则2bl 2b 2 2b3=( )G 5 c 33cj 3c2 3c35、设 A, B, C 均为 n 阶方阵,AB=BA, AC=CA,则 ABC=( )6、二次型/(占,々/3)= *:+工;+4事工2-2々工的秩为( )A 、0 B. 1C 、2D 、37、若A 、B 为,邛介方阵,下列说法正确的是()A 、若A,B 都是可逆的,则A+B 是可逆的 B 、若A, B 都是可逆的,则A8是可逆的C 、若A+B 是可逆的,则A-B 是可逆的D 、若A+B 是可逆的,则A, B 都是可逆的A. 6mB. -6mC. 2333m D. -2333/n[3 4J4 一2、f-4 31 (-4 2 ] ( 4 一3、Ax B% C、I D、1-3 1 )U -1J 13 -1J 1-2 1 J11、设片,外是非齐次线性方程组AX = A的两个解,则下列向量中仍为方程组4X = 77解的是()A、月+旦B、4-色C,汽& D、吟也12、向量组囚,。
20XX 年4月高等教育自学考试全国统一命题考试04184 线性代数(经管类)试卷一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的,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D 1=2211b a b a ,D 2=2221113232a b a a b a --,则D 2= 【 】A.-D 1B.D 1C.2D 1D.3D 12、若A=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1x 1021,B =⎪⎪⎭⎫⎝⎛y 24202,且2A =B ,则 【 】A.x=1,y=2B.x=2,y=1C.x=1,y=1D.x=2,y=23、已知A 是3阶可逆矩阵,则下列矩阵中与A 等价的是 【 】A.⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000000001B.⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000010001C.⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛100000001D.⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛1000100014、设2阶实对称矩阵A 的全部特征值味1,-1,-1,则齐次线性方程组(E +A )x =0的基础 解系所含解向量的个数为 【 】 A.0 B.1 C.2 D.35、矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛--3113有一个特征值为 【 】 A.-3 B.-2 C.1 D.2二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
6、设A 为3阶矩阵,且A =3,则13-A = .7、设A =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛5312,则A *= .8、已知A =⎪⎪⎭⎫⎝⎛1201,B =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-211111,若矩阵X 满足AX =B ,则X = . 9、若向量组=1α(1,2,1)T ,=2α(k-1,4,2)T 线性相关,则数k= .10、若齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-+=+-=++030202321321321x x x x x x ax x x 有非零解,则数a = .11、设向量=1α(1,-2,2)T ,=2α(2,0,-1)T ,则内积(21,αα)= . 12、向量空间V ={x=(x 1,x 2,0)T |x 1,x 2R ∈}的维数为 .13、与向量(1,0,1)T 和(1,1,0)T 均正交的一个单位向量为 . 14、矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛3221的两个特征值之积为 . 15、若实二次型f(x1,x2,x3)=2123222212x x x a ax x +++正定,则数a 的取值范围是 .三、计算题(本大题共7小题,每小题9分,共63分)16、计算行列式D =5111141111311112的值.17、设2阶矩阵A 的行列式21=A ,求行列式*12)2(A A +-的值.18、设矩阵A =⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---101111010,B =⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--301521,矩阵X 满足X =AX +B ,求X .19、求向量组T T T T )10,1,3(,)6,3,1(,)1,5,2(,)1,2,1(4321-=--===αααα的秩和一个极大线性无关组,并将向量组中的其余向量由该极大线性无关组线性表出.20、利用克拉默法则解线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++232212322123221333c x c cx x b x b bx x a x a ax x ,其中c b a ,,两两互不相同.21、已知矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1111311a a A 与⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=b B 00010000相似,求数b a ,的值.22、用正交变换化二次型212121455),(x x x x x x f ++=为标准型,并写出所作的正交变换.四、证明题(本题7分)23、设A ,B 均为n 阶矩阵,且A =B +E ,B 2=B ,证明A 可逆.20XX 年4月高等教育自学考试全国统一命题考试线性代数(经管类)试题答案及评分参考(课程代码 04184)一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分类,共10分)1.C2.A3.D4.C5.B 二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)6. 97.⎪⎪⎭⎫⎝⎛--23158.⎪⎪⎭⎫⎝⎛--031111 9. 3 10. -2 11. 0 12. 2 13.()()T T 1,1,1311,1,131---或14. -1 15.a >1 三、计算题(本大题共7小题,每小题9分,共63分)16.解 D=40200320115011315111141111121131------=- (5分) =74402032115=-- (9分) 17.解 由于21=A ,所以A 可逆,于是1*-=A A A (3分) 故11*12212)2(---+=+A A A A A (6分) =2923232112111=⎪⎭⎫⎝⎛==+----A A A A (9分)18.解 由B AX X +=,化为()B X A E =-, (4分)而⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-201101011A E 可逆,且()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=--110123120311A E (7分)故⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=11021335021111012312031X (9分)19.解 由于()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----→00007510171101751075103121,,,4321αααα (5分) 所以向量组的秩为2,21,αα是一个极大线性无关组,并且有214213717,511αααααα-=+-= (9分)注:极大线性无关组不唯一。
全国2010年10月自学考试线性代数(经管类)试题课程代码:04184说明:在本卷中,A T 表示矩阵A 的转置矩阵,A *表示矩阵A 的伴随矩阵,E 是单位矩阵,|A|表示方阵A 的行列式,r(A)表示矩A 的秩.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A 为3阶矩阵,|A|=1,则|-2A T |=( )A.-8B.-2C.2D.82.设矩阵A=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11,B=(1,1),则AB=( ) A.0B.(1,-1)C. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11D. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--1111 3.设A 为n 阶对称矩阵,B 为n 阶反对称矩阵,则下列矩阵中为反对称矩阵的是( )A.AB-BAB.AB+BAC.ABD.BA4.设矩阵A 的伴随矩阵A *=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛4321,则A -1= ( ) A.21- ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--1234 B. 21- ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--4321 C. 21- ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛4321 D. 21-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1324 5.下列矩阵中不是..初等矩阵的是( )A.⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000010101B. ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛001010100C. ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛100030001D. ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛102010001 6.设A,B 均为n 阶可逆矩阵,则必有( )A.A+B 可逆B.AB 可逆C.A-B 可逆D.AB+BA 可逆7.设向量组α1=(1,2), α2=(0,2),β=(4,2),则 ( )A. α1, α2,β线性无关B. β不能由α1, α2线性表示C. β可由α1, α2线性表示,但表示法不惟一D. β可由α1, α2线性表示,且表示法惟一8.设A 为3阶实对称矩阵,A 的全部特征值为0,1,1,则齐次线性方程组(E-A)x=0的基础解系所含解向量的个数为( )A.0B.1C.2D.39.设齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++λ=--=+-0x x x 0x x x 0x x x 2321321321有非零解,则λ为( )A.-1B.0C.1D.2 10.设二次型f(x)=x T Ax 正定,则下列结论中正确的是( )A.对任意n 维列向量x,x T Ax 都大于零B.f 的标准形的系数都大于或等于零C.A 的特征值都大于零D.A 的所有子式都大于零 二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。
2014年10月高等教育自学考试全国统一命题考试04184线性代数(经管类)试卷本试卷共8页,满分100分,考试时间150分钟。
说明:本试卷中,T A 表示矩阵A 的转置矩阵,*A 表示矩阵A 的伴随矩阵,E 是单位矩阵,A 表示方阵A 的行列式,()A r 表示矩阵A 的秩。
一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10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。
错选、多选或未选均无分。
1.设3阶行列式111232221131211a a a a a a =2,若元素ij a 的代数余子公式为ij A (i,j=1,2,3),则=++333231A A A 【 】 A.1- B.0 C.1 D.2 2.设A 为3阶矩阵,将A 的第3行乘以21-得到单位矩阵E , 则A =【 】 A.2- B.21-C.21D.2 3.设向量组321,,ααα的秩为2,则321,,ααα中 【 】 A.必有一个零向量B. B.任意两个向量都线性无关C.存在一个向量可由其余向量线性表出D.每个向量均可由其余向量线性表出4.设3阶矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=466353331A ,则下列向量中是A 的属于特征值2-的特征向量为 【 】A.⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-011B.⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-101C.⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛201D.⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛2115.二次型212322213214),,(x x x x x x x x f +++=的正惯性指数为 【 】A.0B.1C.2D.3 二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。
错误、不填均无分、 6.设1312)(--=x x f ,则方程0)(=x f 的根是7.设矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛=0210A ,则*A = 8.设A 为3阶矩阵,21-=A ,则行列式1)2(-A = 9.设矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛=4321B ,⎪⎪⎭⎫⎝⎛=2001P ,若矩阵A 满足B PA =,则A = 10.设向量T )4,1(1-=α,T)2,1(2=α,T )2,4(3=α,则3α由21,αα线性表出的表示式为11.设向量组TT T k ),0,1(,)0,1,4(,)1,1,3(321===ααα线性相关,则数=k 12.3元齐次线性方程组⎩⎨⎧=-=+003221x x x x 的基础解系中所含解向量的个数为13.设3阶矩阵A 满足023=+A E ,则A 必有一个特征值为 14.设2阶实对称矩阵A 的特征值分别为1-和1,则=2A 15.设二次型212221212),(x tx x tx x x f ++=正定, 则实数t 的取值围是三、计算题(本大题共7小题,每小题9分,共63分)16.计算4阶行列式3100131001310013=D 的值。
17.已知矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=0001001011223a a aa a a A ,求1-A 。
18.设矩阵⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=110011111A ,且矩阵X 满足X A E AX +=+3,求X 。
19.设向量T T T T k k k k )1,1,1,1(,)1,,1,1(,)1,1,2,1(,)1,1,1,1(2321+=++===βααα,试确定当k 取何值时β能由321,,ααα线性表出,并写出表示式。
20.求线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+++=++=+++1332122043214324321x x x x x x x x x x x 的通解(要求用其一个特解和导出组的基础解系表示)。
21.设矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=11131111x A 与对角矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=200020001B 相似,求数x 与可逆矩阵P ,使得B AP P =-1。
22.用正交变换将二次型3123222132122),,(x x x x x x x x f +++=化为标准形,写出标准形和所作的正交变换。
四、证明题(本题7分)23.设向量组321,,ααα线性相关,且其中任意两个向量都线性无关。
证明:存在全不为零....的常数321,,k k k 使得0332211=++αααk k k 。
2014年10月高等教育自学考试全国统一命题考试线性代数(经管类)试题答案及评分参考(课程代码04184)一、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)1.D2.A3.C4.B5.C二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 6. 5 7. ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--0210 8. 41-9. ⎪⎪⎭⎫⎝⎛22321 10. 2133ααα+-= 11. 1- 12. 1 13. 23-14. E15. 0<t <1三、计算题(本大题共7小题,每小题9分,共63分) 16.解3100131001310013=D =3100131000130131- ......3分5555000310013100131=--= ......9分 17.解⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛0001100100101000011000000110000001010000100100100011232223a a aaa aa a a a a a ......2分⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---→00110000100100100001010000001a a a ..........7分 从而⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=-00101010010001a a a A......9分 18.解由XA E AX +=+3,得E A X E A -=-3)( ......2分又由⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-010001110100010001110011111E A 可逆 ......5分由E A X E A -=-3)(,可得))(()(2E A A E A X E A ++-=- 两边左乘1)(--E A ,得到⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++=3311233221000100011100111111211022102E A A X ......9分19解设βααα=++332211x x x , ......2分该线性方程组的增广矩阵为⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----++→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++=-22222000100101111111111*********k k k k k k k k k k A......6分由于β能有321,,ααα线性表出,则必有3)()(==-A r A r 此时0=k ,方程组有唯一解0,1321===x x x 表示式为1αβ= ......9分20.解 方程组的增广矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-000001221011101133211221001111A ......2分 可知2)()(==-A r A r <<4,方程组有无穷多解 ......4分由同解方程组⎩⎨⎧--=++-=4324312211x x x x x x求出方程组的一个特解T)0,0,1,1(*-=η, 导出组的一个基础解系为T T )1,0,2,1(,)0,1,2,1(21-=-=ξξ ......7分从而方程组的通解为T T T c c c c )1,0,2,1()0,1,2,1()0,0,1,1(212211*-+-+-=++ξξη21,(c c 为任意常数) ......9分21.解 由条件可知矩阵A的特征值为2,1321===λλλ ......2分由0101121110=-=-----=-x xA E ,得1=x ......4分对于11=λ,由线性方程组0)(=-x A E 求得一个特征向量为 T)1,1,1(1-=α对于232==λλ,由线性方程组0)2(=-x A E 求得两个线性无关的特征向量为TT )1,1,0(,)1,0,1(32==αα令⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==111101011),,(321αααP ,则B AP P =-1 ......9分22.解二次型的矩阵⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=101020101A ......2分由0)2(11201012=-=-----=-λλλλλλA E故A的特征值为0,2321===λλλ ......4分对于221==λλ,求解齐次线性方程组0)(=-x A ,得到基础解系T)1,0,1(3-=α将其单位化,得T )21,0,21(3-=γ ......7分令⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-==2121000121210),,(321γγγP ,则P 为正交矩阵,经正交变换⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛321321y y y P x x x ,化二次型为标准形222122y y + ......9分四、证明题(本题7分)23.证 由于向量组321,,ααα线性相关,故存在不全为零的常数321,,k k k ,使得0332211=++αααk k k ......2分其中必有01≠k 。
否则,如果01=k ,则上式化为03322=+ααk k 其中32,k k 不全为零,由此推出32,αα线性相关,与向量组中任意两个向量都线性无关的条件矛盾 ......5分 类似地,可证明0,032≠≠k k ........7分。