线性代数第一章习题集

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一. 判断题(正确打√,错误打×)1. n 阶行列式ij a 的展开式中含有11a 的项数为1-n .( × ) 正确答案:)!1(-n解答:方法1因为含有11a 的项的一般形式是nnjj a a a 2211,其中n j j j 32是1-n 级全排列的全体,所以共有)!1(-n 项. 方法2 由行列式展开定理=nnn n n n a a a a a a a a a 212222111211n n A a A a A a 1121211111+++ ,而n n A a A a 112121++ 中不再含有11a ,而11A 共有)!1(-n 项,所以含有11a 的项数是)!1(-n .注意:含有任何元素ij a 的项数都是)!1(-n .2. 若n 阶行列式ij a 中每行元素之和均为零,则ij a 等于零.( √ )解答:将nnn n nn a a a a a a a a a 212222111211中的n 、、、 32列都加到第一列,则行列式中有一列元素全为零,所以ij a 等于零.3.33224411443322110000000a b b a a b b a a b a b b a b a =.( √ ) 解答:方法1按第一列展开332244114411414133224133224144332211)(0000000a b b a a b b a a b b a b b a a a b b a b b a b b a a a a b a b b a b a =-=-=.方法2 交换2,4列,再交换2,4行2233441144332211443322110000000000000000000000a b b a a b b a a b b a a b b a a b a b b a b a =-==33224411a b b a a b b a . 方法 3 Laplace 展开定理:设在n 行列式D 中任意取定了)11(-≤≤n k k 个行,由这k 行元素所组成的一切k 阶子式与它们的代数余子式的乘积之和等于行列式D 。

所以按2,3行展开323244332211)1(0000000+++-=a b a b b a b a 33224411a b b a a b b a =33224411a b b a a b b a . 4. 若n 阶行列式ij a 满足ij ij A a =,n j i ,, ,2,1=,则0≥ij a .(√)解答:由行列式展开定理nnn n nn a a a a a a a a a 212222111211n n A a A a A a 1121211111+++=021212211≥+++=n a a a .5. 若n 阶行列式ij a 的展开式中每一项都不为零,则0≠ij a .( × ) 解答:反例如04221=. 二. 单项选择题1. 方程0881441221111132=--x xx的根为(B ).(A )3,2,1; (B )2,2,1-; (C )2,1,0; (D )2,1,1-. 解答:(范德蒙行列式)0)2)(2)(1)(22)(12)(12(881441221111132=-+-+---=--x x x x x x ,所以根为2,2,1-.2. 已知a a a a a a a a a a =333231232221131211,那么=+++323133312221232112111311222a a a a a a a a a a a a (D ). (A )a ; (B )a -; (C)a 2; (D )a 2-.解答: =+++323133312221232112111311222a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a -22323331222321121311=。

3. 已知齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+-=-+=++0030z y z y x z y x λλλ仅有零解,则(A ).(A )0≠λ且1≠λ;(B )0=λ或1=λ;(C )0=λ;(D )1=λ.解答:因为⎪⎩⎪⎨⎧=+-=-+=++0030z y z y x z y x λλλ仅有零解,所以02-21-02-20111-01-311≠==)(λλλλλλλ, 所以0≠λ且1≠λ.4.下列行列式中不一定等于n λλλ 21的是(B ).(A )nnn a a a λλλ 00221121; (B )nnn nna a a2221λλλ;(C )nn n a a a λλλ2122110; (D )00000000000000121n n λλλλ---- . 解答: 注意nnn nna a a2221λλλ=2)1()1(--n n n λλλ 21;而0000000000000121n n λλλλ----=n n n λλλ 2111)1()1(----=n λλλ 21. 5.n 阶行列式ij a D =展开式中项12,12,31,21n n n n n a a a a a --- 的符号为(D). (A )- ; (B )+; (C )2)1()1(+-n n ; (D )2)1()1(--n n .三. 填空题1. 已知方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+-=-+=++c z y x b z y x az y x 有唯一解,且1=x ,那么=--111111c b a 4 .解答:系数行列式4112110110111111111-=--=--=D , 而4111DD D x -===,所以41-=D ,所以41111111111111111111=-=---=--=--D c b a c b a c b a . 2. 已知4阶行列式中第3行的元素依次为-1,0,2,4,第4行的余子式依次为10,5,a ,2则a = 9 . 解答:因为10280a -+=,所以9a =.3. 若V 为n 阶范德蒙行列式,ij A 是代数余子式,则=∑=nj i ij A 1,V .解答:V V AA A A A nj i ijn nj i ij =+=++++=∑∑===01,2112111, .4. =56789012011400103002001000120 .解答:方法1 12056789012011400103020010005541322314==a a a a a .方法2 12024501141030200-5120114010300200100055678901201140010302001000=⨯===. 5. 设xx x x xD 111123111212-=,则D 的展开式中3x 的系数为 -1 .解答:D 的展开式中有一项是344332112x a a a a -=-. 或者按第一行展开:11123112111231111131111112112111123111212x x xx xx x xx x x x x x x x D ---+---=-=, 由此可以看出3x 的系数为-1. 四. 计算题1.已知4521011130112101--=D ,计算44434241A A A A +++.解答:方法144434241A A A A +++1111011130112101-=11111002011110112011011001131112001-=--=-=-=. 方法2=++434241A A A 00111011130112101=-=,所以14444434241-==+++A A A A A .方法3 1172544434241-=-+--=+++A A A A .2. 计算行列式2116415012051422------2116211641506403016050165021201205120560156151422520105210---------===-=----------3. 计算行列式1322340922623383----解答:12811-1201565-022312383313119043223123833262290432231-=----=----50754602515-01281-215651121281-2-=-=--=. 4. 计算行列式1111111111111111--+---+---x x x x解答:(行和相等)11111111111111111111111111111111-----+---=--+---+---x x x xx x x x.0000011110000011114x xx x x x x xxx x x x x x=------=-----=5. 计算行列式cc b b a a ------11110011001解答:110001000100011100100010001110011001001110110011001==--=----=------c b a ccba cc b ba cc b ba a6. 计算行列式ba a a a a ab a a a a a b a n n n +++321321321解答:(行和相等)ba a a a ab a a a a a b ba a a a a ab a a a a a b a n nn ni i n nn +++=+++∑=3232321321321321111)(.)0000001)11321-==∑∑+=+=n ni i n ni i b a b bba a a ab ((7. 计算行列式n222232222222221.解答:当2=n 时:22221-=;当2>n 时:22-≠i i 行,行得到 )!.2(22-0000122220001-222232222222221--==n n n五.证明题1. 设1121()12321343x x f x x x x x --=----,证明:存在(0,1),ξ∈使得()0f ξ'=.证明:因为111(0)1220133f --=--=--,101(1)1110121f =-=-,所以(0)(1)f f =,而()f x 在[0,1]上连续,在(0,1)可导,所以由Rolle 定理知存在(0,1),ξ∈使得()0f ξ'=.2.证明当1=λ时,行列式074717171616361615151525141414141=----λλλλ.证明:0.3-1113-10113-0111084013-11113-11113-11113-840174717171616361615151525141414141===----λλλλ3.333111,,00a b c abc a b c a b c =++=设是互异的实数,证明的充分必要条件是.证明:方法一设222233331111()a b c x f x abcxa b c x =,将其按第4例展开得到2314243444()f x A A x A x A x =+++,由于()()()0f a f b f c ===,且,,a b c 是互异的实数,由方程根与系数的关系知3444A a b c A ++=-,而44()()()A c b c a b a =---,于是 34333111abc M a b c ==()()()c b c a b a ---a b c ++, 所以33311100ab c a b c a b c =++=的充分必要条件是. 注 ,该方法具有一般性,利用它可以证明12322221231122221231231111()()n nni j i i j i nn n n n n nn n n nx x x x x x x x x x x x x x x x x x x =≤<≤----=-∑∏.方法二333333333333222222222211110011()()()()()()()()()(){()()()}()()()()b ac a a b c a b a c a b ac a a b c a b a c a b a c a a ab b a ac c b a c a a ac c a ab b b a c a ac c ab b b a c a a c b c b c b b a c a c b a b c --=--=----=--++++=--++---=--+--=---+-+=---++六.000i i i i a x b y c z d i x y +++求四个平面=0(=1,2,3,4)相交于一点(,,z )的充要条件.解答想法:三个平面相交于一点,第四个平面过该点:方程组111122223333a x b y c z d a x b y c z d a x b y c z d +++⎧⎪+++⎨⎪+++⎩=0=0=0有唯一解000x y (,,z ),当且仅当1112223330a b c a b c a b c ≠,第四个平面过000x y (,,z )点当且仅当4040404a x b y c z d +++=0,所以3124444D D Da b c d D D D+++=0, 于是4142434a D b D c D d D +++=0,即11112222333444440a b c d a b c d a b c d a b c d =, 所以000i i i i a x b y c z d i x y +++四个平面=0(=1,2,3,4)相交于一点(,,z )的充要条件是1112223330a b c a b c a b c ≠ 并且11112222333444440a b c d a b c d a b c d a b c d =.。