太原理工大学矩阵论试题A

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(密封线外不要写姓名、学号、班级、密封线内不准答题,违者按零分计)

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考试方式:闭卷

太原理工大学 矩阵分析 试卷(A)

适用专业:2013级硕士研究生 考试日期:2014.1.13 时间:120 分钟 共 8页

一、本题共10小题,每小题3分,满分30分.

1-5题为填空题:

1.已知n阶矩阵2014AE,则A的最小多项式()m .

2. 如果ijAa为n阶可逆矩阵,则0tAed .

3.已知矩阵100010A ,则A的全体减号{1}A .

4.在3R中,如果1V是过原点的平面,2V是平面上过原点的直线L,那么

12dim()VV .

5.已知1234A,则A的全部奇异值为 .

题 号 一 二 三 四 总 分

得 分

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6-10题为单项选择题:

6.下列矩阵中不是正规矩阵的是( ).

(A) HAA (B)1TAA

(C)HAA (D)HAA

7.如果AA2,则下列多项式中不是A的化零多项式的是( ).

(A)A的特征多项式 (B)A的最小多项式

(C)A的第一个不变因子1()d (D)2()f

8.下列矩阵范数中不是算子范数的是( ).

(A) 1A (B)2A

(C) A (D)FA

9.已知12,VV都是线性空间V的子空间,则下列集合不是V的子空间的是( ).

(A) 12VV (B) 12VV

(C) 12VV (D)12VV

10.矩阵A与对角矩阵相似的充分必要条件是( ).

(A)A的初等因子都是一次的 (B) A的若当标准型中只有一个若当块

(C)A的最小多项式是一次的 (D) A的行列式因子都是一次的

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二、本题共2小题,满分24分.

11. (12分)

(1)已知|,0,(1,1,,1)}nnTVXXRX,证明V是nnR的一个线性子空间,并求V的维数及当2n时V的一个基.

(2) 在线性空间{|,(0)0}nVffRxf上定义运算10,()()fgfxgxdx,证明,fg是内积. 当3n时,求,,abc使232123(),(),()fxxfxxaxfxxbxcx在此内积意义下两两正交.

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12. (12分)

(1)证明T是nR上的线性变换当且仅当存在nnAR使得对任意的nxR有TxAx,并且满足TxAx的A是唯一的.

(2)当3n时,对任意的3123(,,)TxxxxR,定义线性变换122331()(,,)TTxxxxxxx, 求33AR使得对任意的3123(,,)TxxxxR,有TxA,并求T在基123(1,1,1),(1,1,0),(1,0,0)TTT下的矩阵A.

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三、本题共2小题, 满分26分.

13. (10分)

(1)

设20312102810A,证明A的特征值都是实数,并在实轴上找出三个互不相交的集合,使得每个集合内有且仅有A的一个特征值.

(2) 设A为n阶方阵,证明2FAA当且仅当存在n维列向量,使得TA.

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14. (16分)设100020100A.

(1)求A的加号逆A

(2)求使得线性方程组Ax无解的全体向量123bbb,并求矛盾线性方程组Ax的极小范数最小二乘解(即最佳逼近解).

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四、本题共2小题,满分20分.

15. (10分) 已知110220103A.

(1) 求A的Smith标准型)(A.

(2) 求A的Jordan标准型J.

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16. (10分)已知1111A.

(1) 分别用三种不同的方法求Ate.

(2) 求解微分方程组1122121212(0)(0)0dxxxdtdxxxdtxx.