吉林大学线性代数AB标准化作业
- 格式:pdf
- 大小:795.10 KB
- 文档页数:48
线性代数标准化作业答案第一章:行列式基础必做题:(一) 一、填空题:1、3,n (n-1);2、1222+++c b a ;3、70,-14;4、-3M ;5、1 二、选择题:1、C2、D3、D4、A5、C 三、计算题: 1、解:原式1111001)1()1(11111C 12111++++=--⋅-⋅-+--⋅-++cd ad ab abcd dc dc ba ()(展开按2、解:原式31323121)c b a ()c b a (000)c b a (0111)c b a (2cr r 2br r ba c 2c2c2b a c b 2b111)c b a (2222++=++-++-++------++----++++++++提公因子b a c ccb ac b b c b a c b a c b a r r r r四、解:))()()((0000001)(1111)()(c x b x a x c b a x cx bc ab b x a b a xc b a c b a x xcbc x b c b x c b a c b a x x f ---+++=------+++=+++=因,0)(=x f 故,,,c b a x =或)(c b a ++-。
基础必做题(二) 一、填空题:1、6,8;2、0;3、0,0;4、4;5、24 二、选择题:1、D ;2、C ;3、A ;4、A ;5、A,B,D 三、1、解:原式1)1)(1(10001011111)1(011111110111111)1(---=---=-=n n n n2、解:原式[][][]1)()1(00001)1(111)1(--⋅-+=---+=-+=n b a b n a ba b a b b b b n a abbb b a b b b b n a四、解:0111144342414==+++dbac bd d b c c b a A A A A五、解:1,0,1,20281142102,0321112112,20382141101,2038114202321321=======-==---==--==---=DD z DD y DD x D D D D 故提高选做题: 一、证明: 证法1:12113(0)2240,(1)22401111f f ====- 由罗尔定理知,至少存在一点ξ,使得()0,(0,1)f ξξ'=∈,故有一个小于1的正根。
经济数学基础线性代数标准化作业吉林大学数学中心2006.2学院班级姓名学号第一章作业(行列式)1、计算下列各行列式的值:(1)2116415012051422D--=----;(2)1111222111122211112221111222D=;(3)112233100110011011b b b D b b b --=----;(4)222b c c a a bD a b c a b c +++=;(5)1111111111111111a a D b b +-=+-;(6)11()11nDαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβ+++=≠++;(7)102200302004D= 。
2、设4阶行列式的第2列元素依次为2、m、k、3,第2列元素的余子式依次为1、-1、1、-1,第4列元素的代数余子式依次为3、1、4、2,且行列式的值为1,求m、k的值。
3、用克拉默法则解方程组123123123241,52,4 3.x x x x x x x x x+-=⎧⎪++=⎨⎪-++=⎩4、已知齐次线性方程组有非零解,求λ。
123123123230,220,50.x x x x x x x x xλ++=⎧⎪+-=⎨⎪-+=⎩学院 班级 姓名 学号第 二 章 作 业(矩阵)1、是非题(设A 、B 、C 均为n 阶的方阵) (1)(A +B )(A -B )=A 2-B 2; ( ) (2)若AX =AY ,则X =Y ,其中X 、Y 都是n ×m 矩阵; ( ) (3)若A 2=O ,则A =O ; ( ) (4)若AB =O ,则A =O ,或B =O ; ( ) (5)(ABC )T = C T B T A T 。
( )2、填空题(1)设3阶方阵B≠0,A =⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛35342531t ,且AB =0,则t = ;(2)设A =⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛543022001,A *为A 的伴随矩阵,则(A *)1-= ;(3)设A 为4阶数量矩阵,且|A |=16,则A = ,A 1-= , A *= ;(4)设A 1-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛8642,则A = ,│4A 1-│= ,(A T )1-= ; (5)设A =⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-1100210000120025,则│A │= ,A 1-= ; (6)设实矩阵A 33⨯=≠)(ij a 0,且011≠a ,ij ij A a =(ij A 为ij a 的代数余子式),则│A │= ;(7)设A 为二阶方阵,B 为三阶方阵,且│A │=1B=21,则1(2)--O B A O = ;(8)设A 为四阶可逆方阵,且│A 1-│=2,则│3(A *)1--2A │= ;(9)设A =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-133121,且A 6=E ,则A 11= ; (10)设A 为5阶方阵,且A 2 = O ,则R (A *)=___________.3、选择题(1)设同阶方阵A 、B 、C 、E 满足关系式ABC =E ,则必有( ) (A )ACB =E ; (B ) CBA =E ; (C ) BAC =E ; (D ) BCA =E 。
2007—2008学年第二学期《线性代数B》期末试卷答案2008年6月24日一、填空题(共6小题,每小题 3 分,满分18分.把答案填在题中横线上)1.设12-103524-1A 轾犏犏=犏犏臌,*A 是A 的伴随矩阵,则*A = 9 .2.设3维向量组α1=(1,2,3),α2=(2,5,6),α3=(3,6,k )线性相关,则k = 9 .3.已知3阶矩阵A 满足A 2-E =O ,则秩R(A )= 3 .4.设实二次型22212312123(,,)3322f x x x =x x tx x x+++正定,则t 的取值范围是 |t |<3 .5.已知矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡=513a A 只有一个线性无关的特征向量,则=a-1 .6.设⎥⎦⎤⎢⎣⎡=000111E ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡=001012E ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡=010021E ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡=100022E 为数域F 上的线性空间22⨯F 的一组基,向量⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=3102α在这组基下的坐标为 (2,0,-1,3)T .二、选择题(共6小题,每小题3分,满分18分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,把所选项前的字母填在题后的括号内)2.与矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=900042021A 等价的矩阵是[ B ].(A)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡000000001;(B) 100010000轾犏犏犏犏臌; (C) 100010001轾犏犏犏犏臌;(D) 000000000轾犏犏犏犏臌. 1.设A 是4×3矩阵,列向量组线性无关,B 为3阶可逆矩阵,则秩R(AB ) 为[ C ].(A) 1 ; (B) 2;(C) 3; (D) 4.3.线性方程组b Ax =的系数矩阵A 是4×5矩阵,且A 的行向量组线性无关,则错误的命题是[ D ].(A) 齐次线性方程组0=x A T只有零解;(B) 齐次线性方程组A T Ax =0必有非零解;(C) 对任意向量b ,非齐次线性方程组Ax =b 必有无穷多解;(D) 对任意向量b ,非齐次线性方程组b x A =T必有无穷多解.4.设A 是n 阶实对称矩阵,P 是n 阶可逆矩阵,已知n 维列向量α是A 的属于特征值λ的特征向量,则矩阵P -1AP 属于特征值λ的特征向量是[ A ].(A) P -1α; (B) P T α;(C) P α; (D) α.5.下列矩阵中,正定矩阵是[ D ].(A) 120250003轾犏犏犏犏-臌;(B) ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡624293431;(C)123257370轾-犏犏犏犏臌;(D)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----2115222.6.设3阶矩阵A的特征值为-1,-2,3,则A的迹为[ A ].(A)0;(B) 1;(C) 2;(D) 3.三、解答题(共5小题,每小题9分,满分45分)1.求向量组α1=(1,2,-1,1)T,α2=(0,-4,5,-2)T ,α3=(2,0,4,0)T ,α4=(3,-2,8,-1)T的秩和一个极大无关组.解 令A =(α1, α2,α3,α4),则102310231024020448011~~1548056110011120103470000⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-----⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦A .………(5分)所以R(A )=3,且α1, α2,α3是α1, α2,α3,α4的一个极大无关组. ………(9分)2.已知α=(2,1,4),β=(1,2,-3),令A =αT β,求A n .解 由于A =αT β=22461(1,2,3)123.44812-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦ ………(4分)所以A n =αT β αT β αT β… αT β=(-8) n -1A =1246(8)1234812n --⎡⎤⎢⎥--⎢⎥⎢⎥-⎣⎦. ……(9分)3.设矩阵A 的伴随矩阵A *=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-420010001,且0>A ,E BA ABA 3-1-1+=,其中E 为3阶单位矩阵,求矩阵B . 解 在ABA -1=BA -1+3E 等号的两边左乘矩阵A *,右乘矩阵A ,且|A |=2,得2B =A *B +6E,………(3分)即2B -A *B =6E ,亦即(2E -A *)B =6E ,故B =6(2E -A *)-1, ………(6分)即 11006006010060022063-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦B . ………(9分)4.验证1231231,1,1032ααα轾轾轾犏犏犏犏犏犏=-==犏犏犏犏犏犏臌臌臌为R 3的基,并将507β轾犏犏=犏犏臌用这个基线性表示.解 设A =(α1,α2,α3),要证α1,α2,α3是R 3的一个基,只须证A E 即可.由于123512351235(,)~1110~0345~0345032703270022120812081002 ~0309~0103~0103001100110011⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦⎣⎦A β(5分)显然,A E ,所以α1,α2,α3是R 3的一个基.且 ……………(7分)β=2α1+3α2-α3. ……………(9分)5.求一组3维列向量α1,α2,使之与α3=(1,1,1)T正交,并把α1,α2,α3化成两两正交的单位向量. 解 设所求的向量为x ,依题意得(x , α3)=0,即x 1+x 2+x 3=0,解之得 1232233,,.x x x x x x x =--⎧⎪=⎨⎪=⎩ 即121231110,01x x k k x --⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦k 1,k 2为任意常数.取12111,001--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦αα,则α1,α2与α3正交. ………(5分)对α1,α2施行施密特标准正交化,令b 1=α1,单位化得11110-⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦e . b 2=α2-2111(,)( ,) αe e e e 1=11122-⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦.单位化得21112-⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦e . 将α3单位化,得31111⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦e . 则e 1,e 2,e 3即为所求的两两正交的单位向量. ………(9分)四、(满分11分)已知非齐次线性方程组1234123412341,32420,31x x x x x x x x ax x x bx +++=-⎧⎪++-=⎨⎪+++=⎩ 有3个线性无关的解。
共 4 页 第 1 页吉 林大 学 考 试 卷(B 卷) 课程名称 线性代数B 考试学期 17-18-2 得分 适用专业 13、42系 考试形式 开卷 考试时间长度 120分钟一、填空题(30分,每空3分) 1. 设)1,2(),1,1(=−=βα,则=T αβ ;=+βα ; 2. 设 −−=1111A , −=11B ,则=AB ;=)(AB r ; 3. 设n 阶矩阵A 满足O E A A =−+2,则=+−1)(E A ; 4. 与向量)0 ,1 ,1(1−=α和)2 ,1 ,1(2−=α均正交的单位向量=3α ; 5. 设A 是53×阶矩阵,秩3)(=A r ,则齐次线性方程组0=Ax 的基础解系中含有 个解向量; 6. 设3阶矩阵B A ~,且矩阵A 的特征值为2,1,1−,则矩阵E B +的3个特征值分别是 ;行列式=+E B ; 7. 二次型32212321321424),,(x x x x x x x x x f +−+=对应矩阵=A 。
二、计算题(8分)计算行列式411211111−=D共 4 页 第 2 页三、(12分)假设=200011012A ,求矩阵方程X A E AX +=−的解。
四、(12分)设向量组A : −=42111α, =21302α;与B : =147031β,=105122β。
1. 证明向量组A 与B 等价;2. 求向量组A 与B 相互线性表示的表示系数。
共 4 页 第 3 页五、(15分)给定线性方程组 −=++−=++−=++322321321321λλλλx x x x x x x x x1. 参数λ取什么值时,上面的线性方程组无解、有唯一解和无穷解?2. 在方程组有无穷多解时,求出其通解。
六、(15分)设二次型323121232221321222222),,(x tx x tx x tx x x x x x x f −−−++=。
保密★启用前2019-2020学年第二学期期末考试《线性代数B》考生注意事项1.答题前,考生须在试题册指定位置上填写考生教学号和考生姓名;在答题卡指定位置上填写考试科目、考生姓名和考生教学号,并涂写考生教学号信息点。
2.选择题的答案必须涂写在答题卡相应题号的选项上,非选择题的答案必须书写在答题卡指定位置的边框区域内。
超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题册上答题无效。
3.填(书)写部分必须使用黑色字迹签字笔书写,字迹工整、笔迹清楚;涂写部分必须使用2B铅笔填涂。
4.考试结束,将答题卡和试题册按规定交回。
(以下信息考生必须认真填写)考生教学号考生姓名第1页(共 3 页)一、选择题:1~6小题,每小题3分,共18分.下列每题给出的四 个选项中,只有一个选项是符合题目要求的.请将答案涂写在答题卡上.1.设同阶方阵,,A B C 满足关系式ABC=E ,则必有( ). (A) =ACB E . (B) CBA=E . (C) =BAC E . (D) BCA=E . 2. 下列选项不是向量组12,,,αααm 线性无关的充分必要条件的是( ).(A) 12,,,αααm 中任意两个向量都线性无关.(B) 12,,,αααm 中没有一个向量能由其余向量线性表示.(C) 向量组12,,,αααm 的秩为m .(D) 任何一组不全为0的数12,,,m k k k ,都使11220ααα+++≠m m k k k .3.设n 元线性方程组0=Ax ,()3−R A =n ,且123,,ααα为线性方程组0=Ax 的三个线性无关的解向量,则方程组0=Ax 的基础解系为( ).(A) 122331,,αααααα−++. (B) 112123,,αααααα+++.(C) 122331,,αααααα−−−. (D) 123123123,,ααααααααα++−+−+−. 4. 设三阶实对称矩阵A 的特征值为1,1,1−,则2=A ( ).(A)100010001−⎡⎤⎢⎥−⎢⎥⎢⎥⎣⎦. (B)100010001−⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦. (C)100010001⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦. (D) 无法确定.5. 设矩阵1110111,21110A B −⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=−−=−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−−⎣⎦⎣⎦,则A 与B 的关系为( ). (A) 合同且相似. (B) 合同但不相似. (C) 相似但不合同. (D)既不合同也不相似. 6. 线性空间[]3R x 中向量2331α=−+x x 在基21,1,1+−++x x x x 下的坐标为( ).(A) 423−⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦. (B) 323−⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦. (C) 123⎡⎤⎢⎥−⎢⎥⎢⎥⎣⎦. (D)323⎡⎤⎢⎥−⎢⎥⎢⎥⎣⎦.第2页(共 3 页)二、填空题:7~12小题,每小题3分,共18分.7. 设矩阵12111001101222,010,010*********⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦A P P ,则202012___.=P AP 8. 设三阶矩阵()123,,A ααα=,其中i α为三维列向量,1,2,3i =.且1A =−,则行列式1231,2,3_______.+αααα=9. 设A 是43⨯矩阵,且()2=R A ,而123012001⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦B ,则()_______.=R AB 10. 若三阶矩阵A 与B 相似,矩阵A 的特征值为111,,234,则行列式1_______.B E −−=11. 已知实二次型2221231231213(,,)222f x x x x x x tx x x x ++++=是正定二次型,则参数t 的取值范围为 .12. 线性空间3R 中基()T TT123111,0,0,0,,0,0,0,23βββ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭到基1α=()()()T T T231,0,0,1,1,0,1,1,1αα==的过渡矩阵为 .三、解答题:13~19小题,共64分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.13.(本题满分8分)计算行列式1111210030104001的值.第3页(共 3 页)14.(本题满分8分)设三阶方阵,A B 满足关系式16−=+A BA A BA ,若10031041007⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦A ,求B . 15.(本题满分10分)求向量组()T 11,3,2,0α=,()T 27,0,14,3α=,()T 32,1,0,1α=−,()T45,1,6,2α= ,()T52,1,4,1α=−的秩和一个极大无关组,并将其余向量用该极大无关组线性表示. 16.(本题满分8分)设矩阵1335366−⎡⎤⎢⎥=−⎢⎥⎢⎥−⎣⎦A a b 有二重特征值2λ−=,并且A 可相似对角化,求,a b 的值. 17.(本题满分6分)设12,αα分别是矩阵A 对应于特征值12,λλ的特征向量,而12λλ≠,证明:12αα+不能是A 的特征向量.18.(本题满分12分) 已知向量组1231211,1,2,14510a =b αααβ−−⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥===−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦求:(1)当,a b 为何值时,β能由123,,ααα唯一线性表示? (2)当,a b 为何值时,β不能由123,,ααα线性表示?(3)当,a b 为何值时,β能由123,,ααα线性表示,但表示法不唯一,并写出表示式. 19.(本题满分12分)已知实二次型()222123123121323,,222=++−−+f x x x x x x x x x x ax x 经正交变换x Py =可化为标准形22212322=f y +y +by ,求:(1) 常数,a b ;(2) 所用的正交变换矩阵P .。
一.填空题(每小题4分,共16分)。
1.行列式 011101110=D 的值为 2 。
解:23r r D -11101110-展开按1c 21111111112=---=-⨯⨯-+)()()(2.向量组 T 1α =(1,2,3,4),T2α =(2,3,4,5),T 3α =(3,4,5,6)的秩为 2 。
解:⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=111111111321,,654543432321),(122334321r r r r r r T T T ααα ,⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--000000111321,,12334r r r r 所以秩为 2。
3.齐次线性方程组 ⎩⎨⎧=-=+004321x x x x 的基础解系为 。
解:原方程组的等价方程为 ⎩⎨⎧=-=4321x x x x令⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛10,0142x x 得基础解系⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛1100,00114321x x x x 4.设2=λ是非奇异矩阵A 的一个特征值,则矩阵12)21(-A 必有一个特征值为21 。
解:特征值为 21))2(21(12=⨯-二.选择题(每小题4分,共16分)。
1.排列 )1(123-n n 的逆序数为 C 。
A .n ; B. 1+n ; C. 1-n ; D. 0。
解:逆序数为11110-=++++n 。
2.设A 、B 、C 为n 阶方阵,且A 可逆,则必成立的是 D 。
A. 若BC AC =,则B A =;B. 若0=BC ,则0=B ;C. 若11--=CA B A ,则C B =;D. 若CA BA =,则C B =。
解:因为A 可逆,D 选项同时右乘1-A ,即得。
3.向量组A 线性相关的充分必要条件是 B 。
A. A 中每个向量都可由组中其余向量线性表示;B. A 中至少有一个向量可由组中其余向量线性表示;C. A 中只有一个向量可由组中其余向量线性表示;D. A 中不包含零向量。