矩阵分析模拟试题及答案

本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==矩阵分析试卷2篇一：矩阵分析试卷2第二套试题一（10分）、设线性空间R上线性变换?:?(x1,x2,x3)T?(2x1?x2,x2?x3,x1)T，这里3???(x1,x2,x3)T?R3.(1)、求?在基?1?(1,0,0)T,?2?(0,1,0)T,?3?(1,2,?2)T下的矩阵； (2)、证明W?span??1,?2,?3?是?的不变子空间；(3)、R3?R(?)?N(?)。

二（10分）、已知两个向量??(a1,a2,L,an)T?o,??(b1,b2,L,bn)T?o,?T??0,A???T.证明（1）、矩阵A有特征值0；（2）、mdi(NA)n?1.??001??1???三（12分）、已知A?10?3,B?0????013??1?? ?（1）、求A的Jordan标准形；（2）、求A的行列式因子；（3）、证明A不相似于B。

110??1? .?1?i?1??0??i?是正规矩阵，并求酉矩阵U，使UHAU为对角阵。

四（10分）、验证矩阵??i0??1?i0???五（10分）、设A是正规矩阵，?i是A的特征值，对应的特征向量是x，则i 是A的特征值，其对应的H特征向量为x。

六（14分）、已知Hermit二次型f(x)?f(x1,x2,x3)??ix12?x13?ix21?ix23?x31?ix32求酉变换Z?Uy将f(x1,x2,x3)化为标准型。

七（12分）、用UR分解方法解方程组Ax?b，其中??31?2??1?????111?,b??0?。

A???1?10???2????1?11???1???????1?八（12分）、已知A??0?0?2??0?，求A的奇异值分解。

0???2?10???九（10分）、已知A??110?，求A?,?001???A,A2。

矩阵分析期末试题及答案矩阵分析是一门重要的数学课程，在科学、工程和经济等领域都有广泛的应用。

期末试题的设置既考查学生对于矩阵分析理论的理解，也测试其应用能力和解决问题的能力。

本文将为您提供一套矩阵分析的期末试题，并附有答案解析。

1. 简答题（每小题2分，共20分）(1) 请简述矩阵的定义和基本术语。

答案：矩阵是由数个数排成m行n列的一个数表。

行数和列数分别称作矩阵的行数和列数。

矩阵的元素用a[i, j]表示，其中i表示所在的行数，j表示所在的列数。

(2) 请解释什么是方阵和对角矩阵。

答案：方阵是行数和列数相等的矩阵。

对角矩阵是除了主对角线上的元素外，其他元素都为零的矩阵。

(3) 请解释矩阵的转置和逆矩阵。

答案：矩阵的转置是指将矩阵的行和列进行互换得到的新矩阵。

逆矩阵是满足A * A^(-1) = I的矩阵A的逆矩阵，其中I是单位矩阵。

(4) 请简述特征值和特征向量的定义。

答案：特征值是方阵A满足方程A * X = λ * X的标量λ，其中X是非零的列向量。

特征向量是对应特征值的零空间上的非零向量。

(5) 请解释矩阵的秩和行列式。

答案：矩阵的秩是指矩阵中线性无关的行或列的最大个数。

行列式是将矩阵的元素按照一定规则相乘并相加得到的一个标量。

(6) 请解释正交矩阵和幂等矩阵。

答案：正交矩阵是满足A * A^T = I的矩阵A。

幂等矩阵是满足A *A = A的矩阵A。

(7) 请解释矩阵的特征分解和奇异值分解。

答案：矩阵的特征分解是将一个矩阵表示为特征向量矩阵、特征值矩阵和其逆的乘积。

奇异值分解是将一个矩阵表示为三个矩阵相乘的形式，其中一个是正交矩阵，一个是对角矩阵。

(8) 请解释矩阵的迹和范数。

答案：矩阵的迹是指矩阵对角线上元素的和。

范数是用来衡量矩阵与向量的差异程度的指标。

(9) 请解释矩阵的稀疏性和块状矩阵。

答案：矩阵的稀疏性是指矩阵中大部分元素为零的特性。

块状矩阵是由多个子矩阵组成的一个矩阵。

(10) 请解释矩阵的正定性和对称性。

考研数学二（矩阵）模拟试卷21(总分58, 做题时间90分钟)1. 选择题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1.设A和B都是n阶矩阵，则必有( )SSS_SINGLE_SELA ｜A+B｜=｜A｜+｜B｜。

B AB=BA。

C ｜AB｜=｜BA｜。

D(A+B) －1 =A －1 +B －1。

该题您未回答:х该问题分值: 2答案:C解析：因为｜AB｜=｜A｜｜B｜=｜B｜｜A｜=｜BA｜，所以C正确。

取B=一A，则｜A+B｜=O，而｜A｜+｜B｜不一定为零，故A错误。

由矩阵乘法不满足交换律知，B不正确。

因(A+B)(A －1 +B －1)≠E，故D也不正确。

所以应选C。

2.设A，B均为n阶可逆矩阵，则下列等式中必定成立的是( )SSS_SINGLE_SELA(A+B)(A—B)=A 2一B 2。

B(A+B) －1 =A －1 +B －1。

C ｜A+B｜=｜A｜+｜B｜。

D(AB) * =B * A *。

该题您未回答:х该问题分值: 2答案:D解析：根据伴随矩阵的定义可知 (AB) * =｜AB｜(AB) －1 =｜A｜｜B｜B －1 A －1 =B * A *，故选D。

3.设A为n阶非零矩阵，E为n阶单位矩阵。

若A 3 =O，则( )SSS_SINGLE_SELA E—A不可逆，E+A不可逆。

B E—A不可逆，E+A可逆。

C E一A可逆，E+A可逆。

D E—A可逆，E+A不可逆。

该题您未回答:х该问题分值: 2答案:C解析：已知(E—A)(E+A+A 2 )=E—A 3 =E，(E+A)(E—A+A 2 )=E+A 3 =E。

故E—A，E+A均可逆。

故应选C。

4.设A，B均为n阶矩阵，且AB=A+B，则①若A可逆，则B可逆；②若B可逆，则A+B可逆；③若A+B可逆，则AB可逆；④A一E恒可逆。

上述命题中，正确的个数为( )SSS_SINGLE_SELA 1。

B 2。

C 3。

D 4。

矩阵分析模拟试题及答案一.填空题(每空3分,共15分)1. 设A 为3阶方阵, 数2-=λ, 3=A , 则A λ= -24．2. 设向量组T )4,3,2,1(1=α，T)5,4,3,2(2=α，T )6,5,4,3(3=α，T )7,6,5,4(4=α，则),,,(4321ααααR =2．3. 已知⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=11332223a A ，B 是3阶非零矩阵，且0=AB ，则=a 1/3． 4．设矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------=12422421x A 与⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Λ40000005y 相似，则y x -=-1． 5. 若二次型()322123222132122,,x ax x x x x x x x x f ++++=是正定二次型，则a 的取值范围是22<<-a ．二.单项选择题(每小题3分,共15分)1. 设A 是3阶矩阵，将的第二列加到第一列得矩阵，再交换的第二行与第三行得单位矩阵，记⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1000110011P ，⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=010*******P ，在则=A （ D ）21)(P P A 211)(P P B - 12)(P P C 112)(-P P D2. 设A 是4阶矩阵，且A 的行列式0=A ，则A 中（ C ） )(A 必有一列元素全为0 )(B 必有两列元素成比例)(C 必有一列向量是其余列向量的线性组合 )(D 任意列向量是其余列向量的线性组合3． 设A 与B 均为3阶方阵, 且A 与B 相似, A 的特征值为1, 2, 3, 则1)2(-B 的特征值为（B ）)(A 2, 1, 32 )(B 12, 14, 16 )(C 1, 2, 3 )(D 2, 1, 234. 设B A ,均为)2(≥n n 阶方阵，则必有（ C ） )(A ||||||B A B A +=+ )(B BA AB =)(C ||||BA AB = )(D 111)(---+=+A B B A5. 设n 维向量)(,,,21n m m <ααα 线性无关，则n 维向量m βββ,,,21 线性无关的充要条件为（D ）)(A 向量组m ααα,,,21 可由向量组m βββ,,,21 线性表 )(B 向量组m βββ,,,21 可由向量组m ααα,,,21 线性表示 )(C 向量组m ααα,,,21 与向量组m βββ,,,21 等价)(D 矩阵=A （m ααα,,,21 ）与矩阵=B （m βββ,,,21 ）等价三. (每小题6分，共12分)(1)计算行列式1110110110110111=D 的值(2)计算矩阵乘积⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-127075321134解：（1）3211111121011011110111011101010110001111110110110110111-=-=-=--=--==D （2）()49635127075321134=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-四.(12分)已知⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=202030102A ，⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=000010001B ，若X 满足X BA B AX 22+=+，求X .解：)2()2(2020020101002)2()2(221E A B E A X E A E A E A B X E A X BA B AX --=∴-∴≠-==--=-⇒+=+-可逆又⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=--0010102100)2(,00201010021E A E A⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=--=-0020101000000100010010102100)2()2(1E A B E A X ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=100010000 五. (本题14分)当a 取何值时，线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+++=-=+--0)1(3331432132321x a x x x ax x x x 无解，有唯一解，有无穷多解？并在有无穷多解时求其通解。

考研数学二（矩阵）模拟试卷13(题后含答案及解析) 题型有：1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1．设A，B是n阶矩阵，则下列结论正确的是( )A．AB=OA=0且B=O。

B．A=O｜A｜=0。

C．｜AB｜=0｜A｜=0或｜B｜=0。

D．｜A｜A=E。

正确答案：C解析：｜AB｜=｜A｜｜B｜=0，故有｜A｜=0或｜B｜=0，反之亦成立，故应选C。

取则AB=O，但A≠O，B≠O，选项A不成立。

取，选项B不成立。

取，选项D不成立。

知识模块：矩阵2．设A和B都是n阶矩阵，则必有( )A．｜A+B｜=｜A｜+｜B｜。

B．AB=BA。

C．｜AB｜=｜BA｜。

D．(A+B)一1=A一1+B一1。

正确答案：C解析：因为｜AB｜=｜A｜｜B｜=｜B｜｜A｜=｜BA｜，所以C正确。

取B=一A，则｜A+B｜=0，而｜A｜+｜B｜不一定为零，故A错误。

由矩阵乘法不满足交换律知，B不正确。

因(A+B)(A一1+B一1)≠E，故D也不正确。

所以应选C。

知识模块：矩阵3．设A为n阶方阵，且A+E与A—E均可逆，则下列等式中不成立的是( )A．(A+E)2(A—E)=(A—E)(A+E)2。

B．(A+E)-1(A—E)=(A—E)(A+E)-1。

C．(A+E)T(A—E)=(A—E)(A+E)T。

D．(A+E)(A—E)*=(A—E)*(A+E)。

正确答案：C解析：由A与E可交换可得，A+E与A—E可交换，进而(A+E)2与A—E 也可交换，故选项A正确。

显然，(A一E)(A+E)=(A+E)(A—E)。

若在等式两边同时左、右乘(A+E)一1，可得(A+E)一1(A—E)=(A—E)(A+E)一1；若先在等式两边同时左、右乘(A—E)一1，可得(A+E) (A—E)一1=(A—E)一1(A+E)，再在所得的等式两边同时乘以｜A—E｜，即得(A+E)(A—E)*=(A—E)*(A+E)。

考研数学二（矩阵）模拟试卷10(题后含答案及解析) 题型有：1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1．设A是m×n阶矩阵，B是n×m阶矩阵，则( )．A．当m＞n时，必有｜AB｜≠0B．当m＞n时，必有｜AB｜=0C．当n＞m时，必有｜AB｜≠0D．当n＞m时，必有｜AB｜=0正确答案：B解析：AB为m阶矩阵，因为r(A)≤min{m，n}，r(B)≤rain{m，n}，且r(AB)≤rain(r(A)，r(B)}，所以r(AB)≤min{m，n}，故当m＞n时，r(AB)≤n＜m，于是｜AB｜=0，选(B)．知识模块：矩阵2．设A，B，A+B，A-1+B-1皆为可逆矩阵，则(A-1+B-1)-1等于( )．A．A+BB．A-1+B-1C．A(A+B)-1BD．(A+B)-1正确答案：C解析：A(A+B)-1B(A1+B1)=[(A+B)A-1]-1(BA-1+E)=(BA-1+E)-1(BA-1+E)=E，所以选(C)．知识模块：矩阵3．设A，B都是n阶可逆矩阵，则( )．A．(A+B)*=A*+B*B．(AB)*=B*A*C．(A-B)*=A*-B*D．(A+B)*一定可逆正确答案：B解析：因为(AB)*=｜AB｜(AB)-1=｜A｜｜B｜B-1A-1=｜B｜B-1.｜A｜A-1=B*A*，所以选(B)．知识模块：矩阵4．设A为n阶矩阵，k为常数，则(kA)*等于( )．A．kA*B．knA*C．kn-1A*D．kn(n-1)A*正确答案：C解析：因为(kA)*的每个元素都是kA的代数余子式，而余子式为n-1阶子式，所以(kA)*=kn-1A*，选(C)．知识模块：矩阵5．设A为n阶矩阵，A2=A，则下列成立的是( )．A．A=OB．A=EC．若A不可逆，则A=OD．若A可逆，则A=E正确答案：D解析：因为A2=A，所以A(E-A)=O，由矩阵秩的性质得r(A)+r(E-A)=n，若A可逆，则r(A)=n，所以r(E-A)=0，A=E，选(D)．知识模块：矩阵6．设A为m×n阶矩阵，且r(A)=m＜n，则( )．A．A的任意m个列向量都线性无关B．A的任意m阶子式都不等于零C．非齐次线性方程组AX=b一定有无穷多个解D．矩阵A通过初等行变换一定可以化为(En：O)正确答案：C解析：显然由r(A)=m＜n，得r(A)==m＜n，所以方程组AX=b易有无穷多个解．选(C)．知识模块：矩阵7．设P1=则m，n可取( )．A．m=3，n=2B．m=3，n=5C．m=2，n=3D．m=2，n=2正确答案：B解析：经过了A的第1，2两行对调与第1，3两列对调，P1==P1AP2，则m=3，n=5，即选(B)．知识模块：矩阵8．设A=则B-1为( )．A．A-1P1P2B．P1A-1P2C．P1P2A-1D．P2A-1P1正确答案：C解析：B=AE14E23或B=AE23E14即B=AP1P2或B=AP2P1，所以B-1=，于是B-1=P2P1A-1或B-1=P1P2A-1，选(C)．知识模块：矩阵9．设P=，Q为三阶非零矩阵，且PQ=O，则( )．A．当t=6时，r(Q)=1B．当t=6时，r(Q)=2C．当t≠6时，r(Q)=1D．当t≠6时，r(Q)=2正确答案：C解析：因为Q≠O，所以r(Q)≥1，又由PQ=O得r(P)+r(Q)≤3，当t≠6时，r(P)≥2，则r(Q)≤1，于是r(Q)=1，选(C)．知识模块：矩阵填空题10．设A，B都是三阶矩阵，A=，且满足(A*)-1B=ABA+2A2，则B=________正确答案：解析：｜A｜=-3，A*=｜A｜A=-3A-1，则(A*)-1B=ABA+2A2化为AB=ABA+2A2，注意到A可逆，得B=BA+2A或-B=3BA+6A，则B=-6A(E+3A)-1，E+3A= 知识模块：矩阵11．设矩阵A，B满足A*BA=2BA-8E，且A=，则B=_______正确答案：解析：由A*BA=2BA-8E，得AA*BA=2ABA-8A，即-2BA=2ABA-8A，于是-2B=2AB-8E，(A+E)B=4E，所以B=4(A+E)-1= 知识模块：矩阵12．=_____正确答案：解析：知识模块：矩阵13．设A=，B为三阶矩阵，r(B*)=1且AB=O，则t=_______正确答案：6解析：因为r(B*)=1，所以r(B)=2，又因为AB=O，所以r(A)+r(B)≤3，从而r(A)≤1，又r(A)≥1，r(A)=1，于是t=6．知识模块：矩阵14．设A=，B≠O为三阶矩阵，且BA=O，则r(B)=_________正确答案：1解析：BA=Or(A)+r(B)≤3，因为r(A)≥2，所以r(B)≤1，又因为B≠O，所以r(B)=1．知识模块：矩阵解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

第三章1、 已知()ij A a =是n 阶正定Hermite 矩阵，在n 维线性空间n C 中向量1212(,,,),(,,,)n n x x x y y y αβ== 定义内积为(,)H A αβαβ=（1） 证明在上述定义下，n C 是酉空间； （2） 写出n C 中的Canchy-Schwarz 不等式。

2、 已知2111311101A --⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦，求()N A 的标准正交基。

提示：即求方程0AX =的基础解系再正交化单位化。

3、 已知308126(1)316,(2)103205114A A --⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎣⎦⎣⎦试求酉矩阵U ，使得HU AU 是上三角矩阵。

提示：参见教材上的例子4、 试证：在nC 上的任何一个正交投影矩阵P 是半正定的Hermite 矩阵。

5、 验证下列矩阵是正规矩阵，并求酉矩阵U ，使HU AU 为对角矩阵，已知131(1)612A ⎡⎢⎢⎢=⎢⎢⎢⎥⎢⎥⎣⎦01(2)10000i A i -⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，434621(3)44326962260ii i A i i i i i +--⎡⎤⎢⎥=----⎢⎥⎢⎥+--⎣⎦11(4)11A -⎡⎤=⎢⎥⎣⎦6、 试求正交矩阵Q ，使TQ AQ 为对角矩阵，已知220(1)212020A -⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥-⎣⎦，11011110(2)01111011A -⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥-⎣⎦7、 试求矩阵P ，使H P AP E =（或T P AP E =），已知11(1)01112i i A i i +⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦，222(2)254245A -⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥--⎣⎦8、 设n 阶酉矩阵U 的特征根不等于1-，试证：矩阵E U +满秩，且1()()H i E U E U -=-+是Hermite 矩阵。

反之，若H 是Hermite 矩阵，则E iH +满秩，且1()()U E iH E iH -=+-是酉矩阵。

第一套试题答案一（10分）、证明：（1）设11k x +22k x +33k x =0， ①用σ作用式①两端，有111k x λ+222k x λ+333k x λ=0 ②1λ⨯①-②，有21223133()()0k x k x λλλλ-+-= ③再用σ作用式③两端，有2122231333()()0k x k x λλλλλλ-+-= ④ ③⨯2λ-④，有313233()()0k x λλλλ--=。

由于123,,λλλ互不相等，30x ≠，因此30k =，将其代入④，有20k =，利用①，有10k =。

故1x ，2x ，3x 是线性无关的。

（2）用反证法。

假设1x +2x +3x 是σ的属于特征值λ的特征向量，于是有123123()()x x x x x x σλ++=++即112223123()x x x x x x λλλλ++=++112223()()()0x x x λλλλλλ-+-+-=由于1x ，2x ，3x 线性无关，因此123λλλλ===，这与123,,λλλ互不相等矛盾。

所以，1x +2x +3x 不是σ的特征向量。

二（10分）、解:2312321232()()1;()(2);()(2)()1;()(2);()(2)1()(2)(2)A D D D d d d A λλλλλλλλλλλλλλλλλλλλ==-=-==-=-⎛⎫⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭的行列式因子分别为，不变因子分别为，于是的Smith 标准形为.三（10分）、解:11121634E A λλλλ+⎛⎫ ⎪-= ⎪ ⎪---⎝⎭210001000(1)λλ⎛⎫ ⎪≅- ⎪ ⎪-⎝⎭A λλ2矩阵的初等因子为: -1, (-1)，100:011001J ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭故约当标准形为。

四（12分）、解：令()()()1120,E A λλλλ-=-++=得特征值123112λλλ==-=-，，，解齐次方程组()0,E A x -=()2;Tii α=1得基础解系解齐次方程组()0,E A x --=()101;Tα=-2得基础解系解齐次方程组()20,E A x --=()1;T ii α=-3得基础解系αααααα123123由于，，已两两正交，将，，单位化得()()()11121011623T T Tp i i p p i i --123=，=，= ()1,(2)1.3H U p p p U AU ⎛⎫⎪==- ⎪ ⎪⎝⎭123令分，则五（10分）、解：(){}11(1),01,()TAx o i N A span ξξ===解齐次方程组得基础解系，，；又(){}{}()232323010,,,,100,,00H H R A span o span A o i ξξξξξξ⎛⎫⎪===-= ⎪ ⎪-⎝⎭这里，； 显然(),0,iji j ξξ=≠当时；()().HN A R A ⊥故有()()()()()()()()()333(2)dim dim dim 3dim ,Q H H H H N A R A C N A R A N A R A C N A R A C ++=+==+=是的子空间且故。

一、空题（每小题5分，共30分）1、若矩阵A =0110101002103202211010352234⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦的满秩分解为A =BC ，则 B =⎡⎢⎢⎢⎢⎣⎤⎥⎥⎥⎥⎦，C =⎡⎢⎢⎢⎣⎤⎥⎥⎥⎦。

解：由初等行变换A =0110101002103202211010352234⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦→01101011300112200011010000⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎣⎦→1310100222133001022200011010000000⎡⎤--⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎣⎦， 知：B =110021221352⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，C =13101002221330010222110001⎡⎤⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦。

2、矩阵A =101010403-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦的最小多项式为()ϕλ= 。

解：由于[]()()()21011011000100100140300314001I A λλλλλλλλλλ⎡⎤+---⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-=-→-→-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--++⎣⎦-⎣⎦⎢⎥⎣⎦ 知A 的初等因子为（λ—1），（λ—1）2，故A 的最小多项式为()ϕλ=（λ—1）2。

3、设1010221202A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，则N （A ）的一个标准正交基为。

解：由于1213531235452101020222212020x x x x x Ax x x x x x x x ⎡⎤⎢⎥⎢⎥++⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥+++⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦等价于 135252020x x x x x ++⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦，而其解空间的一个基为 α1=（-1，0，1，0，0）T ，α2=（0，0，0，1，0）T ，α3=（-2，2，0，0，1）T对其作标准正交化即得其一个标准正交基为（0，0，0）T ，（0，0，0，1，0）T ，（0，T 4、设12121121,;,2013e e e e ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤''====⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦为2R 的两个基，T 为2R 的线性变换，且1213(),()21T e T e ⎡⎤⎡⎤''==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦， 则T 在基12,e e 下的矩阵为A =⎡⎤⎢⎥⎣⎦。

可编辑修改精选全文完整版矩阵论试题一、(10分）设函数矩阵 ()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=t t t t t A sin cos cos sin 求：()⎰tdt t A 0和(()⎰20t dt t A )'。

解:()⎰t dt t A 0=()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎰⎰⎰⎰tttt tdt tdt dt t dtt 000sin cos cos sin =⎪⎪⎭⎫⎝⎛---t tt t cos 1sin sin cos 1 (()⎰2t dt t A )'=()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⋅22222sin cos cos sin 22t t t t t t t A 二、（15分)在3R 中线性变换σ将基⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1111α,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1202α，⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=1013α变为基 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0111β，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1102β,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2303β(１)求σ在基321,,ααα下的矩阵表示Ａ；(2）求向量()T 3,2,1=ξ及()ξσ在基321,,ααα下的坐标; (3)求向量()()ξσξ及T 3,2,1=在基321,,βββ下的坐标。

解：（1)不难求得:()2111ααβασ-==()32122αααβασ++-==()321332αααβασ++-== 因此σ在321,,ααα下矩阵表示为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=110211111A(2)设()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=321321,,k k k αααξ,即⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛321111021101321k k k 解之得:9,4,10321-=-==k k k 所以ξ在321,,ααα下坐标为()T 9,4,10--。

()ξσ在321,,ααα下坐标可得⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛133223*********1111321y y y (3)ξ在基321,,βββ下坐标为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---6151941001111110194101A()ξσ在基321,,βββ下坐标为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---94101332230111111011332231A三、(20分)设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=301010200A ,求At e 。

第一套试题一（10分）、设σ是数域F 上的线性空间V 的线性变换，1x ，2x ，3x 分别为σ的三个互不相同的特征值1λ，2λ，3λ的特征向量。

（1）证明：1x ，2x ，3x 是线性无关的； （2）证明：1x +2x +3x 不是σ的特征向量。

二（10分）、求λ-矩阵2(2)()(2)A λλλλλ⎡⎤-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦的Smith 标准形。

三（10分）、求矩阵111201634A ---⎛⎫⎪=-- ⎪ ⎪⎝⎭的Jordan 标准形.四（12分）、设有正规矩阵10001i A i i i -⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥-⎣⎦，试求酉矩阵U ，使HU AU 为对角阵。

五（10分）、设0100100i A i ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦。

验证：()()(1);H N A R A ⊥()()()32.H N A R A C +=六（12分）、验证矩阵1302202031022i A i ⎛⎫⎪⎪= ⎪ ⎪- ⎪⎝⎭为正规矩阵，并求A 的谱分解。

七（14分）、设⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=i i A 1231。

计算 （1）A 的谱半径； （2）1A ，2A ，A ∞；（3）设n nA C⨯∈，证明：()A A ρ≤，其中A 是A 的任何一种范数。

八（12分）、讨论下列矩阵幂级数的敛散性。

（1）∑∞=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--1231711k kk， （2）∑∞=⎪⎪⎭⎫⎝⎛--112816k kk k九（10分）、在以下题目中任选一个。

（1） 设有Hermite 矩阵.A 试证：A 是正定的充要条件，是存在可逆矩阵Q 使.HA Q Q =（2） 试证：矩阵100200m A m m ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭相似于矩阵0000m B n m n m ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，其中n 为非零常数, m 为任意常数.（3） 设A 为一个n 阶矩阵且满足2560A A E -+=，证明：A 相似于一个对角矩阵。

第一套试题答案一（10分）、证明：（1）设11k x +22k x +33k x =0， ①用σ作用式①两端，有111k x λ+222k x λ+333k x λ=0 ②1λ⨯①-②，有21223133()()0k x k x λλλλ-+-= ③再用σ作用式③两端，有2122231333()()0k x k x λλλλλλ-+-= ④ ③⨯2λ-④，有313233()()0k x λλλλ--=。