线性代数漏题精简版
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第一部分 专项同步练习第一章 行列式一、单项选择题1.下列排列是5阶偶排列的是 ( ).(A) 24315 (B) 14325 (C ) 41523 (D)24351 2.如果n 阶排列n j j j 21的逆序数是k , 则排列12j j j n 的逆序数是( ). (A )k (B )k n - (C)k n -2! (D)k n n --2)1(3. n 阶行列式的展开式中含1211a a 的项共有( )项。
(A) 0 (B )2-n (C ) )!2(-n (D) )!1(-n4.=0001001001001000( )。
(A ) 0 (B)1- (C) 1 (D) 25. =0001100000100100( ).(A) 0 (B)1- (C ) 1 (D) 26.在函数100323211112)(x x x x x f ----=中3x 项的系数是( ).(A) 0 (B )1- (C) 1 (D) 27。
若21333231232221131211==a a a a a a a a a D ,则=---=323133312221232112111311122222 2a a a a a a a a a a a a D ( ). (A ) 4 (B) 4- (C) 2 (D ) 2-8.若a a a a a =22211211,则=21112212ka a ka a ( )。
(A)ka (B)ka - (C )a k 2 (D)a k 2-9. 已知4阶行列式中第1行元依次是3,1,0,4-, 第3行元的余子式依次为x ,1,5,2-, 则=x ( )。
(A) 0 (B)3- (C) 3 (D) 210. 若5734111113263478----=D ,则D 中第一行元的代数余子式的和为( ). (A )1- (B )2- (C )3- (D )011. 若2235001011110403--=D ,则D 中第四行元的余子式的和为( )。
线性代数习题及解答完整版线性代数习题及解答HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】线性代数习题一说明:本卷中,A -1表示方阵A 的逆矩阵,r (A )表示矩阵A 的秩,||α||表示向量α的长度,αT表示向量α的转置,E 表示单位矩阵,|A |表示方阵A 的行列式. 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.设行列式111213212223313233a a a a a a a a a =2,则111213313233213122322333333a a a a a a a a a a a a ------=() A .-6 B .-3 C .3D .62.设矩阵A ,X 为同阶方阵,且A 可逆,若A (X -E )=E ,则矩阵X =() A .E +A -1B .E -AC .E +AD .E -A -13.设矩阵A ,B 均为可逆方阵,则以下结论正确的是()A .??A B 可逆,且其逆为-1-1A B B .??A B 不可逆 C .??A B 可逆,且其逆为-1-1?? ???B AD .??A B 可逆,且其逆为-1-1??A B 4.设α1,α2,…,αk 是n 维列向量,则α1,α2,…,αk 线性无关的充分必要条件是()A .向量组α1,α2,…,αk 中任意两个向量线性无关B .存在一组不全为0的数l 1,l 2,…,l k ,使得l 1α1+l 2α2+…+l k αk ≠0C .向量组α1,α2,…,αk 中存在一个向量不能由其余向量线性表示D .向量组α1,α2,…,αk 中任意一个向量都不能由其余向量线性表示5.已知向量2(1,2,2,1),32(1,4,3,0),T T+=---+=--αβαβ则+αβ=() A .(0,-2,-1,1)TB .(-2,0,-1,1)TC .(1,-1,-2,0)TD .(2,-6,-5,-1)T6.实数向量空间V ={(x , y , z )|3x +2y +5z =0}的维数是()A .1B .2C .3D .47.设α是非齐次线性方程组Ax =b 的解,β是其导出组Ax =0的解,则以下结论正确的是()A .α+β是Ax =0的解B .α+β是Ax =b 的解C .β-α是Ax =b 的解D .α-β是Ax =0的解8.设三阶方阵A 的特征值分别为11,,324,则A -1的特征值为() A .12,4,3 B .111,,243C .11,,324D .2,4,39.设矩阵A =121-,则与矩阵A 相似的矩阵是()A .11123--B .01102C .211- D .121-10.以下关于正定矩阵叙述正确的是() A .正定矩阵的乘积一定是正定矩阵 B .正定矩阵的行列式一定小于零 C .正定矩阵的行列式一定大于零D .正定矩阵的差一定是正定矩阵二、填空题(本大题共10小题,每空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。
一、填空题1. 四阶行列式44det ij a 的展开式中23413412a a a a 应带_______(正、负)号; 2. 四阶行列式44det ij a 的展开式中13413422a a a a 应带_______(正、负)号; 3. 四阶行列式44det ij a的展开式中14423321a a a a 应带_______(正、负)号;4. 排列(1)21n n ……的逆序数为 ;5. 二阶行列式12023k ,则k ;6. 设5160M,0222N则行列式2M N __________; 7. 设3275A,则行列式*2A A ________; 8.设15141312A,则其伴随矩阵*A __________; 9. 设2175A,则行列式3A A ________; 10.设5421A,则其伴随矩阵*A __________; 11.设0421A,则其伴随矩阵1A __________; 12. 1ABCD =_____________________;13. 11ABC D=_____________________; 14. 1T AB CD ()=_____________________;15. 若,ABC E 且15A ,3C ,则______B ;16. 若,E AB 且15A,则______B ;17. 若AB=E,且2A 则 B __________ ; 18. 若A 是2阶方阵且3A ,则2______A ; 19. 若M 是4阶方阵,且12 M ,则2______M ;20. 若A 是3阶方阵,且2A ,则15______A ();21. 若A 是5阶方阵,且5A ,则 T5______A ;22. 设1231011,1,0011,则123,, 之间线性 ________(相关/无关);23. 设1231011,1,0011,则123,, 之间线性 ____ ____(相关/无关);24. 设1232111,2,1112,则123,, 之间线性 ____ ____(相关/无关);25. 已知向量组1=a (3,1,),2(4,,0)a ,3(1,0,)a 则当a 时,123,, 线性相关;26. 已知(1,3,7,-2)T,(1,0,2,-3)T ,未知向量x 满足+3x ,则x ;27. 非齐次线性方程组 AX b 有解的充分必要条件是 ; 28. 非齐次线性方程组 AX b 无解的充分必要条件是 ;29.n 元齐次线性方程组0Ax 有非零解的充分必要条件是 ;30. 41101;31. 设矩阵A= 4321,P=1011,则AP T =____________ ; 32. 设1401A ,0316B,则22A B ()__________; 33. 设1421A,2316B,则AB BA __________; 34. 设100110101A ,100010002B,则2A B ;35. 设3457M,则1M ;36. 设2468M,则 15M ; 37. 111213212223313233=10a a a a a a a a a ,则11121113212221233132313322=2a a a a a a a a a a a a __________;38. 非齐次线性方程组12235x x 的通解 ;39.已知行列式0123111110,22331223 则01230123223311111223114411111223;40.计算行列式1110011001ab c d.二、选择题1. n 阶行列式D 中元素ij a 的余子式ij M 和代数余子式ij A 的关系是( );A .A (1)M j iij ijB .A (1)M i jji ij C .M A ij ij D .M A ij ij2. 设111213212223313233222a a a A a a a a a a,111213313233212223222B 222222a a a a a a a a a,若A m ,则B ( ); A .8m B .2 m C .4mD .8m3. 设,A B 均为n 阶方阵,则有( );A . TT T A B A B B .AB BAC .A B B AD .A B A B4. 设A ,B 都是n 阶非零矩阵,且AB O ,则A 和B 的秩( );A .必有一个等于0B .都小于nC .一个小于n,另一个等于nD .都等于n 5. 设方阵A 满足22A A E O ,则必有( ) .A .A EB .12A E AC .A ED .12A A E6. 行列式D 的值为零的充分条件是( );A .D 的所有元素非零B .D 的任意两行元素之间不成比例C .D 的任意两行元素之间不相等 D .D 的任意两行元素之间成比例 7. 已知A 和B 是n 阶可逆矩阵,且实数0k ,下列说法正确的是( );A . =kk k AB A B B .=A A C . 111=kA k A D . 22=A B A B A B 8. 已知矩阵A 可逆,且=AX B 可逆,则=X ( );A .1AB B .1BAC .B AD .1AB9. 已知1= (1, 1,-1)T ,2= (1, 1, 1)T ,则下列向量中能由1 和2 线性表示的是( ); A .(1, 0, 0)T B .(0, 1, 0)T C .(1, 1, 0)T D .(1, 0, 1)T 10. 当=t ( )时,向量组1= (-1, 2, 3)T ,2= (1, 0, 1)T ,3= (2, t , 0)T 的秩为2. A .1 B .-1 C .2D .-211.设矩阵 d b a 04=32c b a ,则( ) (A) a=3,b=-1,c=1,d=3 (B) a=-1,b=3,c=1,d=3 (C) a=3,b=-1,c=0,d=3(D) a=-1,b=3,c=0,d=312.设A 为3阶矩阵,P =100210001,则用P 左乘A ,相当于将A ( )(A) 第1行的2倍加到第2行 (B) 第1列的2倍加到第2列(C) 第2行的2倍加到第1行 (D) 第2列的2倍加到第1列13. 矩阵A 的秩为r ,则( )成立;(A )A 中所有子式都不为零 (B )A 中存在不等于零的r 阶子式(C )A 中所有的r 阶子式都不为零 (D )A 中存在不等于零的r+1阶子式 14. 已知1(1,1,1)T ,2(1,1,1)T ,则下列向量中能由12, 线性表示的是( )(A )(1,0,0)T ; (B) (1,1,0)T ; (C) (0,1,0)T ; (D) (0,1,0)T15. 当 t ( )时,向量组1123,2101 ,320t 的秩为2(A) 1 ; (B) 1; (C) 2;(D) 216. 设,A B 均为n 阶方阵,则有( );A . AB BA O B . 22A B A B A BC .AB B AD .0AB BA17. 设A ,B 都是n 阶非零矩阵,且AB E ,则A 和B 的秩( );A .必有一个等于1B .都小于nC .一个小于n,另一个等于nD .都等于n18. 12{,,} 线性相关,23{,,} 线性无关,则 ( ) .A . 可以由23{,,} 线性表示B . 可以由12{,} 线性表示C . 123{,,} 线性相关D .123{,,} 线性无关19. 下列说法中正确的是:A .若A 2=O,则A=O .B .若AB=O,则A=O 或B=O .C .若AB=BA,则(A+B)2=A 2+2AB+B 2. D.若AB=BA,AC=CA,则ABC=ACB.20. 若22,A A O 且20,A E 则AA .0B .2C .不等于0 D.不能确定21. 若向量组123{,,} 线性无关,则下列向量组123{,,} 线性无关的是 ( )A.112223331,, B .1123221333122,2,2C.112223331,,D .112322133123,,322. 若向量组1234{,,,} 线性无关,则下列向量组1234{,,,} 线性无关的是 ( )A.112223334441,,, B .1132243314422,2,2,2 C.112223334441,,,D .11232234313441242,2,2,2三、计算题1. 计算行列式2111131111411115D 的值.2. 计算下列行列式的值.311113111131111311001210013100143 计算行列式2932548315070000534134430D 的值.4. 设211110101A ,110101011B ,求 22A B ,32A B ,22A B .5. 设103113A, 3213B , 求T A A B . 6. 解矩阵方程142031121101X。
线性代数一、填空1. ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0112,1101B A ,则=AB .2. 设D 为一个三阶行列式,第三列元素分别为-2,3,1,其余子式分别为9,6, 24,则D = _______.3. n 阶矩阵A 可逆的充要条件是 _____,设A *为A 的伴随矩阵,则1A -= ______.4. 若n 阶矩阵满足2240A A E --=,则1A -= __________.5. ()121,2,3,4_______,34⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭()121,2,3,4_______34⎛⎫⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭.6. 已知,A B 为n 阶矩阵, 2A =, 3B =-, 则1T A B -= .7. 设向量组123,,ααα线性相关,则向量组112233,,,,,αβαβαβ一定线性 . 8.8. 设A 三阶矩阵,若A =3,则1A -= , A * = .9. n 阶可逆矩阵A 的列向量组为12,,,n ααα,则{}12,,,n r ααα= .10.行列式4100031000210001的值为 .11.设,a b 为实数,则当a = 且b = 时,10100--a b b a =0.12.10111111)(-=xx f 中,x 的一次项系数是 .13.已知向量组()T13,2,1=α,()()T3T 25,4,3,4,3,2==αα,则该向量组的秩()123,,r ααα= .14.A 为n 阶方阵,且d A =,则k A ⋅= .15.设A 是三阶可逆矩阵,且1121021003A --⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则*__________A =.16.已知向量TT ⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=0,31,31,0,21,21βα,则βα,的夹角是 .17. 已知()1,0,2,2Tα=,则α的模||||_______α=.18.行列式21064153247308021的值为 .19.已知3阶方阵A 的三个特征值为1,2-,3, 则=-1A .20.二次型222(,,)222f x y z x y z xy yz =+-+-对应的矩阵为________.21.10110111)(--=x x f 中x 的一次项系数是 .22.已知A 为3×3矩阵,且A =3,则A 2= .23.向量(1,0,0,1)T α= (0,1,1,0)T β=-,则2αβ+= .24. 设n 阶方阵A 满足2290A A E +-=,则1__________A -=.25. 已知向量组()()TTa 6,6,3,2,,121-=-=αα线性相关,则a =__________26. 已知11250303121α-⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪--= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则向量α=__________.27.10111111)(-=xx f 中,x 的一次项系数是 .28. 已知A 为3×3矩阵,且1=A ,则A 2= _____.29. 设⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=5221A ,则=-1A .30. 用一初等矩阵右乘矩阵C ,等价于对C 施行 .31. 设矩阵111121231A λ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪+⎝⎭的秩为2,则λ= .32. 向量组12,,,γααα⋅⋅⋅可由向量组12,,,s βββ⋅⋅⋅线性表示且12,,,γααα⋅⋅⋅线性无关, 则r ____s .(填,,,≤≥<>)33. 如果线性方程组Ax b =有解则必有()r A _____(,)r A b .34. 已知A 是三阶方阵,2A =, 则()12_________A -=.35. 行列式1111141111311112的值为 .36. 二次型()2221231231223134444f x ,x ,x x x x x x x x x x =++---对应的矩阵为.37. 当a = 时, ()1,0,0,1T与(),1,5,3Ta 的内积为5.38. 若12,αα线性无关,而123,,ααα线性相关,则向量组123,2,3ααα的极大线性 无关组为 .39. 已知1121,0110A B -⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭,则=AB .40. 设1111121113111031A --⎛⎫ ⎪--⎪= ⎪-- ⎪-⎝⎭,则=)(A r . 41. 若111111022,110110X -⎛⎫-⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪-⎝⎭则X = .42. 若3=λ是方阵A 的一个特征值,则3A 必有一个特征值为__________.43.设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=a a a a a a A 111,则当a 满足条件 时,A 可逆;当a = 时,2)(=A r .44.在3ℜ中,向量()T4,3,2=α在基()T0,0,11=ε,()T0,1,02=ε,()T1,0,03=ε下的坐标为_____________.45.设4阶方阵A 的4个特征值为3,1,1,2,则=A .46.齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-+=-+-=+++003203243143214321x x x x x x x x x x x 的基础解系是 .47.已知向量T )4,2,3,1(=α与T k k )2,3,1,(--=β正交,则=k _.48. 11101-⎛⎫⎪⎝⎭= .49.设3阶矩阵A 的行列式|A |=8,已知A 有2个特征值-1和4,则另一特征值 为 .50. 如果12,αα都是齐次线性方程组n n A x O ⨯=的解,且12αα≠,则=⨯n n A . 51. 向量组()()()1231,0,0,1,3,0,1,2,1TTTααα==-=-线性 (填相关或无关) 52. 设1λ和2λ是3阶实对称矩阵A 的两个不同的特征值,()11,1,3Tη=和 ()24,5,Ta η=依次是A 的属于特征值1λ和2λ的特征向量,则实数a =_____.53. 如果行列式2333231232221131211=a a a a a a a a a ,则=---------333231232221131211222222222a a a a a a a a a . 54.设2326219321862131-=D ,则=+++42322212A A A A .55.设1,,4321,0121-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=A E ABC C B 则且有= . 56.已知3阶方阵A 的三个特征值为321,,λλλ,若,3,2,3621===λλA 则 ________3=λ.57.设线性方程组123110110110a x a x a x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪= ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的基础解系含有2个解向量,则=a .58. 设A ,B 均为5阶矩阵,2,21==B A ,则=--1A B T . 59. 设T )1,2,1(-=α,设T A αα=,则=6A .60. 设A 为n 阶可逆矩阵,*A 为A 的伴随矩阵,若λ是矩阵A 的一个特征值,则*A 的一个特征值可表示为 .61. 设向量T T )1,2,2,1(,)2,3,1,2(-=β=α,则α与β的夹角=θ . 62. 若3阶矩阵A 的特征值分别为1,2,3,则=+E A .63. 若122211211=a a a a ,则=16030322211211a a a a . 64. 非齐次线性方程组m n A xb ⨯=有唯一解的充要条件是_________.65. 设A 为86⨯的矩阵,已知它的秩为4,则以A 为系数矩阵的齐次线性方程组 的解空间维数为___________.66. 设A 为三阶可逆阵,1100210321A -⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则A *= .67. 若A 为n m ⨯矩阵,则齐次线性方程组0Ax =有非零解的充分必要条件 是 .68. 已知行列式1234532011111112140354321=D ,则=++++4544434241A A A A A . 69. 若()1,,1Tk α=与()1,2,1Tβ=-正交,则=k .70. 11135692536⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭.71. 设111111A -⎛⎫= ⎪-⎝⎭,123124B ⎛⎫= ⎪--⎝⎭.则2A B += .72. 设向量()2,3,5-与向量()4,6,a -线性相关,则a = .73. 设A 是3×4矩阵,其秩为3,若12,ηη为非齐次线性方程组Ax b =的2个不同的解,则它的通解为 .74. 设A 是m n ⨯矩阵,A 的秩为()r n <,则齐次线性方程组0Ax =的一个基础解 系中含有解的个数为 .75. 设向量,αβ的模依次为2和3,则向量αβ+与αβ-的内积(),αβαβ+-= .76. 设3阶矩阵A 的行列式A =8,已知A 有2个特征值-1和4,则另一特征值 为 .77. 设矩阵010********A ⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪-⎝⎭,已知212α⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭是它的一个特征向量,则α所对应的特征值为 .78. 若4阶矩阵A 的行列式5A =-,A *是A 的伴随矩阵,则*A = . 79.A 为n n ⨯阶矩阵,且220A A E --=,则1(2)A E -+= .80.已知方程组⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+43121232121321x x x a a 无解,则a = .81.已知,,,312,321βααββαT T B A ==⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=则=10A ,=10B .82.设三阶方阵A 的行列式*,2A A =为其伴随矩阵,则=*A , =--*143A A .83.三阶方阵A 与对角阵⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=Λ200090001相似, 则=A .84.设,A B 均为n 阶矩阵,且B 为可逆矩阵,若AB B =,则A = . 85.当k 时,向量组()()()k ,5,3,6,3,2,3,2,1321=--=-=ααα线性无关. 86.设,A B 均为n 阶矩阵,22()()A B A B A B -=+-成立的充分必要条件是 .87.已知33⨯A 的特征值为1,2,5,E A B 3-=,则B 的特征值是 , B = .88.矩阵的不同特征值对应的特征向量必 .89.已知n 阶矩阵A 各行元素之和为0,则90.已知⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=400014015A ,则1-A = .二、单项选择题1.设A 是n 阶方阵,若齐次线性方程组0=Ax 有非零解,则A ( ). A) 必为0 B) 必不为0 C) 必为1 D) 可取任何值2.已知矩阵满足23A A =,则A 的特征值是( ).A)λ=1 B)λ=0 C)λ=3或λ=0 D)λ=3和λ=0 3.假设C B A ,,都为n 阶方阵,下列等式不一定成立的是( ). A)A B B A +=+ B)BA AB = C )()()BC A C AB = D)()()AB B A 22= 4.如果一个线性方程组有解,则只有唯一解的充要条件是它的导出组( ). A)有解 B)没解 C)只有零解 D)有非0解5.矩阵1010001000011000011001011⎛⎫⎪⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭的秩为( ).A)5 B)4 C)3 D)2 6.下列各式中( )的值为0.A)行列式D 中有两列对应元素之和为0 B)D 中对角线上元素全为0 C)D 中有两行含有相同的公因子D)D 中有一行元素与另一行元素对应成比例 7. 矩阵A 可逆,且O AB =,则( ).A )矩阵OB = B )矩阵O B ≠C )矩阵I B =D )B 无法确定 8.向量组()11,1,1α=,()20,2,5α=, ()31,3,6α=是( ).A)线性相关 B)线性无关 C)0321=++ααα D)02321=++ααα 9.若A 为三阶方阵,且20,20,340A E A E A E +=+=-=,则A =( ). A)8 B)8-C)34D)34-10.设A 为n 阶矩阵, 如果()1-=n A r , 则齐次线性方程组0=Ax 的基础解系所 含向量的个数是( ).A )0B ) 1C ) 2D )n 11.设A ,B 为n 阶方阵,满足等式0=AB ,则必有( ).A)0=A 或0=B B)0=+B A C )0=A 或0=B D)0=+B A 12.A 和B 均为n 阶矩阵,且222()2A B A AB B +=++,则必有( ). A) A E = B)B E = C )A B = D)AB BA = 13. 关于正交矩阵的性质,叙述错误的是( ). A )若A 是正交矩阵,则1-A 也是正交矩阵 B )若A 和B 都是正交矩阵,则AB 也是正交矩阵 C )若A 和B 都是正交矩阵,则B A +也是正交矩阵 D )若A 是正交矩阵,则1=A 或1-14.设A 为n m ⨯矩阵,齐次方程组0=Ax 仅有零解的充要条件是( ). A)A 的列向量线性无关 B)A 的列向量线性相关 C )A 的行向量线性无关 D)A 的行向量线性相关 15.n 阶矩阵A 为可逆矩阵的充要条件是( ). A) A 的秩小于n B) 0A ≠C) A 的特征值都等于零 D) A 的特征值都不等于零 16.设行列式11122122a a m a a =,13112321a a n a a =,则行列式111213212223a a a a a a +=+( ).A )m+nB )-(m+n)C ) n -mD )m -n17.设矩阵A =100020003⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪⎪,则1A -等于( ).A )13120000001⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭ B )12131000000⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ C )131********⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ D )12130000001⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭ 18. 对于一个给定向量组的极大线性无关组的描述,错误的是( ). A )极大线性无关组一定线性无关B )一个向量组的极大线性无关组和这个向量组等价C )极大线性无关组中所含向量个数就是向量组的秩D )极大线性无关组一定是唯一的19.设矩阵A =312101214---⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪⎪,则A 的伴随矩阵A *中位于(1,2)的元素是( ). A )–6 B )6 C )2 D )–220.设A 是方阵,如有矩阵关系式AB AC =,则必有( ).A) 0A =B) B C ≠时0A = C) 0A ≠时B C =D) 0A ≠时B C = 21.已知3×4矩阵A 的行向量组线性无关,则秩(T A )等于( ).A) 1 B) 2 C) 3D) 4 22.设两个向量组12,,,s ααα和12,,,s βββ均线性相关,则( ).A )有不全为0的数12,,,s λλλ,使11220s s λαλαλα+++=和 11220s s λβλβλβ+++= B)有不全为0的数12,,,s λλλ,使111222()()()0s s s λαβλαβλαβ++++++= C)有不全为0的数12,,,s λλλ,使111222()()()0s s s λαβλαβλαβ-+-++-= D)有不全为0的数12,,,s λλλ和不全为0的数12,,,s μμμ,使 11220s s λαλαλα+++=和11220s s μβμβμβ+++= 23.设矩阵A 的秩为r ,则A 中( ).A)所有r -1阶子式都不为0B)所有r -1阶子式全为0 C)至少有一个r 阶子式不等于0D)所有r 阶子式都不为0 24.设A 是n 阶方阵,且AC AB =,则由( )可得出C B =.A )O A ≠B )O A ≠C )()r A n <D )A 为任意n 阶方阵.25.设Ax b =是非齐次线性方程组,12,ηη是其任意2个解,则下列结论错误的是 ( ).A) 12ηη+是0Ax =的一个解B) 121122ηη+是Ax b =的一个解 C) 12ηη-是0Ax =的一个解 D) 122ηη-是Ax b =的一个解26.设n 阶方阵A 不可逆,则必有( ).A) ()r A n < B) ()1r A n =- C)0A = D)方程组0Ax =只有零解27.设A 是一个(3)n ≥阶方阵,下列陈述中正确的是( ).A)如存在数λ和向量α使A αλα=,则α是A 的属于特征值λ的特征向量B)如存在数λ和非零向量α,使()0E A λα-=,则λ是A 的特征值C)A 的2个不同的特征值可以有同一个特征向量D)如123,,λλλ是A 的3个互不相同的特征值,123,,ααα依次是A 的属于123,,λλλ的特征向量,则123,,ααα有可能线性相关28.设A,B 为n 阶矩阵,且A,B 相似,则( ).A )E A EB λλ-=- B )A,B 有相同的特征值和特征向量C )A 与B 都相似于一个对角矩阵D )对任意常数t ,tE A -与tE B -相似29.设0λ是矩阵A 的特征方程的3重根,A 的属于0λ的线性无关的特征向量的个数为k ,则必有( ).A) 3k ≤ B) 3k < C) 3k = D) 3k >30.设A 是正交矩阵,则下列结论错误的是( ).A) 2A 必为1B) A 必为1 C) 1T A A -= D) A 的行(列)向量组是正交单位向量组31.要断言矩阵A 的秩为r ,只须条件( )满足即可.A)A 中有r 阶子式不为0; B) A 中任何1+r 阶子式为0C)A 中不为0的子式的阶数小于等于rD) A 中不为0的子式的最高阶数等于r33.n 阶方阵A 与对角矩阵相似的充分必要条件是( ).A)矩阵A 有n 个线性无关的特征向量 B)矩阵A 有n 个特征值C)矩阵A 的行列式0A ≠ D)矩阵A 的特征方程没有重根34. 若21,ηη为非齐次线性方程组β=Ax 的解,则( )仍必为β=Ax 的解.A )21ηη+B )()121ηηη+-cC )21ηη-D )1ηc (c 为任意常数)35.向量组r ααα,,,21 线性相关且秩为s ,则( ).A)s r = B)s r ≤ C)r s ≤ D)r s <36.设向量组A 能由向量组B 线性表示,则( ).A)()()r B r A ≤ B)()()r B r A < C)()()r B r A = D)()()r B r A ≥37.二次型212312(,,)()f x x x x x =+的矩阵为( ).A) 1201⎛⎫ ⎪⎝⎭ B) 120010000⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ C) 100000000⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ D)38.设阶矩阵A 的行列式等于D ,则()kA *等于( ).A)*kA B)*A k n C) *-A k n 1 D) *A39.设n 阶矩阵A ,B 和C ,则下列说法正确的是( ).A)AC AB = 则 C B = B) 0=AB ,则0=A 或0=BC) T T T B A AB =)( D) 22))((B A B A B A -=-+40.若齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=λ++=+λ+=++λ000321321321x x x x x x x x x 有非零解,则=λ( ).A )1或2B )-1或-2C )1或-2D )-1或2.41.已知4阶矩阵A 的第三列的元素依次为2,2,3,1-,它们的余子式的值分别为 1,1,2,3-,则=A ( ).A )5B )-5C )-3D )342.设B A ,均为n 阶矩阵,下列运算规则正确的是( ).A) ()2222B AB A B A ++=+ B) ()T T TA B AB = C) BA AB = D) ()()22B A B A B A -=-+43.设A 、B 均为n 阶矩阵,满足O AB =,则必有( ) .A )0=+B AB )))B r A r ((=C )O A =或O B =D )0=A 或0=B44.设12,ββ是非齐次线性方程组Ax b =的两个解向量,则下列向量中仍为该方程 组解的是( ).A)21+ββ B) 121(32)5ββ+ C) 121(2)2ββ+ D) 12ββ- 45.下列矩阵为正交矩阵的是( ).A )⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-110110001B )⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛22121212231 C )1221⎫⎪-⎭ D )⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-1011 46.A 和B 均为n 阶矩阵,且222()2A B A AB B -=-+,则必有( ).A)A E = B)B E = C)A B = D)AB BA =47.设A 是方阵,如有矩阵关系式AB=AC ,则必有( ).A)A =0 B) B ≠C 时A=0 C) A ≠0时B=C D) |A|≠0时B=C48.对于齐次线性方程组O Ax =,若向量21,ηη都为方程组的解,则( )不是 方程组的解.A )21ηη+B )21ηη⋅TC )21ηη-D )1ηc (c 为任意常数)49.设A 是s n ⨯矩阵,则齐次线性方程组0Ax =有非零解的充分必要条 件是( ) .A)A 的行向量组线性无关 B)A 的列向量组线性无关C)A 的行向量组线性相关 D)A 的列向量组线性相关50.设向量()()()T T T k ,2,1,5,1,2,2,0,321-=--=-=βαα,则k =( )时,β才 能由21,αα线性表示.A )2-B )4-C )6-D )8-51.对于一个向量组的极大线性无关组的描述,错误的是( ).A )含非零向量的向量组一定存在极大线性无关组B )一个向量组的极大线性无关组和这个向量组等价C )若一个向量组线性无关,则其极大线性无关组就是向量组本身D )极大线性无关组一定是唯一的52.若1x 是方程Ax b =的解,2x 是方程0Ax =的解,则( )是方程Ax b =的 解(c R ∈)A) 12x cx + B) 12cx cx + C) 12cx cx - D) 12cx x +53.n 维向量组m ,,,ααα 21线性无关的充分必要条件为( ).A) m ααα,,,21 均不为零向量 B)m ααα,,,21 中任意两个不成比例C) m ααα,,,21 中任意一个向量均不能由其余1-m 个向量线性表示;D) 以上均不对.54.设矩阵A 的秩为r ,则A 中( ).A)所有r -1阶子式都不为0 B)所有r -1阶子式全为0C)至少有一个r 阶子式不等于0 D)所有r 阶子式都不为055.设n 阶方阵A 是奇异阵,则A 中( ).A )必有一列元素为0B )必有两列元素对应成比例C )必有一列向量是其余列向量的线性组合D )任意一列向量是其余列向量的线性组合56.若n 阶矩阵A 的秩为3n -(4≥n ),则A 的伴随矩阵*A 的秩为( ).A )n-2B )0C )1D )不确定57.设0α是非齐次方程组Ax b =的一个解,r ααα,,,21 是 0Ax =的基础解 系,则( ) .A) 01,,,r ααα线性相关 B )01,,,r ααα线性无关.C )01,,,r ααα的线性组合是Ax b =的解 D )01,,,r ααα的线性组合是0Ax =的解 58.n 阶方阵A 与对角矩阵相似的充要条件是( ) .A)矩阵A 有n 个特征值 B )矩阵A 的行列式0≠AC )矩阵A 有n 个线性无关的特征向量D )矩阵A 的秩为n59.12021k k -≠-的充要条件是( ). A) 1k ≠ B ) 3k ≠ C ) 1k ≠-,且3k ≠ D )1k ≠-或3k ≠ 60. ,,A B C 为n 阶方阵,则下列各式正确的是( ).A)AB BA = B )0AB =,则0A =或0B =C )22()()A B A B A B -+=-D )AC BC =且C 可逆,则A B =61. 设A 为n 阶可逆矩阵,则下述说法不正确的是( ). A) 0A ≠ B )10A -≠ C )()r A n = D )A 的行向量组线性相关62. 向量组 12,,,s ααα的秩为r,则下述说法不正确的是( ). A) 12,,,s ααα中至少有一个r 个向量的部分组线性无关 B )12,,,s ααα中任何r 个向量的线性无关部分组与12,,,s ααα可互相线性 表示C )12,,,s ααα中r 个向量的部分组皆线性无关 D )12,,,s ααα中任意r+1个向量的部分组皆线性相关63.向量组12,,,r ααα线性无关的充要条件是( ) . A)向量组中不含0向量 B)向量组的秩等于它所含向量的个数C)向量组中任意r-1个向量无关D)向量组中存在一个向量,它不能由其余向量表出64.向量组12,,,t βββ可由12,,,s ααα线性表出,且12,,,t βββ线性无关,则s 与t 的关系为( ) .A) s t = B) s t > C) s t < D) s t ≥65.若两个向量组等价,则这两个向量组具有性质( ).A )秩相等B )极大无关组中向量相同C )向量都相同D )向量个数相等66.如果一个线性方程组有解,则只有唯一解的充要条件是它的导出组 ( ) .A)有解 B)无解 C)只有零解 D)有非零解67.当k =( )时,()2,1,0,3与()1,1,1,k -的内积为2. A)-1 B)1 C)23 D)32 68.已知A 2=A ,则A 的特征值是( ) .A)0λ= B)1λ= C)0λ=或1λ= D)0λ=和1λ= 69.1111111111111111b aa +-+的值为( ) .A)1 B)0 C) a D) 2a b -70.设B A ,均为n 阶矩阵, 满足0=AB , 则( ).A) 0==B A B) 0=+B A C) 0=A 或0=B D) 0=+B A71.已知行列式052231521=-a,则=a ( ).A)2 B)3 C)2- D)3-72.已知A 为n m ⨯矩阵,B 为p n ⨯矩阵,C 为m p ⨯矩阵,则下列运算不可行的 是( ).A)()C AB T + B)ABC C)()A BC T- D)T AC 73.已知A 为n 阶方阵,为k 常数,则=kA ( ). A)A k B)A k C)nA k D)A k n74.若向量组⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0011α,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0112α,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=c b a 3α线性无关,则有( ).A)c b a == B)0==c b C)0=c D)0≠c75.若非齐次线性方程组b Ax =所对应的齐次线性方程组有无穷多解,则b Ax = 有( ).A)无穷多解 B)可能有唯一解 C)有可能无解 D)以上均不对76.设方阵A 与B 相似,则有( ).A)存在可逆阵P ,使得B AP P T = B)存在可逆阵P 、Q ,使得B PAQ =C)存在可逆阵P ,使得B AP P =-1 D)存在正交阵P ,使得B AP P T =77.设A 为4阶矩阵且2-=A ,则=A A ( ).A)4 B)52 C)52- D)878.设,A B 为n 阶矩阵,O A ≠且0AB =AB=O ,则( ).A) 0B = B) 00==A B 或C) 0BA = D) ()222B A B A +=-79.下列矩阵中, ( )是正交矩阵.A)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-1221 B)⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-21232321 C)⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-53545453 D)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0211 80.齐次线性方程组⎩⎨⎧=+=+004231x x x x 的基础解系含( )个线性无关的解向量.A) 1 B) 2 C) 3 D) 481.设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=10021421x A ,且A 的特征值为1,2,3,则=x ( ).A) 3 B) 4 C) 1- D) 582.下列矩阵为初等矩阵的是( ).A)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛002010100 B ) ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-010100001 C ) ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-1000210001 D ) 100030001⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ 83.设m n ⨯矩阵A 的秩为r ,P 为m 阶可逆矩阵,Q 为n 阶可逆矩阵,则矩阵PAQ 的秩为( ).A) r B)1r + C ) m D )n84.设A 与B 分别代表一非齐次线性方程组的系数矩阵和增广矩阵,若方程组无 解,则( ).A) ()()r A r B = B )()2()r A r B +=C )()()r A r B >D )()1()r A r B +=85.向量组)0,0,1(),1,1,1(),1,1,0(),1,0,0(4321====αααα的秩为( ).A) 1 B) 2 C) 3 D) 486.已知⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛13210131131001X ,则X =( ). A)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛3921 B)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2139 C)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0956 D)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛0699 87.设n 阶矩阵A 的秩为r ,则有( )成立. A)0≠A B)0=A C) r n > D) n r ≤88.向量组s ααα,,,21 线性无关的充要条件是( ).A) 0s > B)它有一个部分向量组线性无关C) 1s > D)它的所有部分向量组线性无关。
线性代数参考题一一. 填空题(每小题3分,满分30分)1. 写出4阶行列式44434241343332312423222114131211a a a a a a a a a a a a a a a a 中含因子2311a a 的项为_________。
2. 行列式01112222=+b b a a b ab a 的充分必要条件为___________。
3. 设A 为方阵,满足022=--E A A ,则=-1A _________。
4. C B A ,,同阶方阵,0≠A ,若AC AB =,必有C B =,则A 应为_______矩阵。
5.设A 为n 阶方阵,0=Ax 有非零解,则A 必有一个特征值为_________。
6.设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=122212221A 相似于对角阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-α51,则=α_________。
7. 设向量组r A αα,,:1 是向量组T 的一个最大无关组,则A 与T 间关系为___________。
8.由()()()0,1,1,1,0,1,1,1,0321===ααα所生成的线性空间为_________。
9. 二次型xz xy z y x f 44465222++---=的正定性为________。
10. 若⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=t A 31322101,且()3=A R ,则=t _________。
二. (8分)计算2n 阶行列式d cdc dc b a ba ba D n 0002=三. (8分)解矩阵方程⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1302313512343122321X求?=X四. (10分)设向量组A:()()()()3,6,2,0,1,3,0,1,3,1,1,2,0,1,4,14321-=--=--==αααα求向量组A 的秩及一个最大无关组. 五. 12分)讨论方程组的解的情况⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++23213213211λλλλλx x x x x x x x x六. (16分)求正交变换PY X =,将二次型323121232221222222x x x x x x x x x f ---++=化为标准形,并写出其标准形. 七. (8分)设n n ααβααβαβ++=+== 121211,,,且n αα,,1 线性无关,证明:n ββ,,1 线性无关.八. (8分)A 为n 阶方阵,且A 与())1,,2,1(1-=-+n i iE A i均不可逆.则A 可否对角化? 线性代数参考题二填空题(每小题3分,满分30分) 1. 设B A ,都是5阶矩阵,且2,31=-=-B A ,则=A B2. 已知0222=++I A A ,则=+-1)(I A (其中I 是n 阶单位阵)3.⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=12241031xA 设,已知矩阵A 的秩r(A)=2,则=x4.()814370122222632144-==⨯ij a A 设,又ij A 是ij a 的代数余子式,则=+++44434241A A A A5.若一向量组只有唯一的极大无关组,则该向量组6.设3221232221321222),,(x tx x x x x x x x x f ++++=是正定二次型,则t 的取值区间为7.设A 是n阶正交矩阵,1-=A ,则()=*TA8.设⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=20002121x A 相似于对角阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--211,则=x9.设非齐次线性方程组b AX =的两个解为)(,,2121ξξξξ≠A 的秩为1-n ,则 b AX =的一般解=ξ .10.已知向量组[][][]1,4,2,1,0,,0,2,1,1,2,1321--==-=αααt 的 秩为2,则=t二.(8分)计算n 阶行列式ba a a ab a a a a b a D n nn n ---=212121三.(8分)求矩阵X 满足⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--⎥⎦⎤⎢⎣⎡1041120112201117241X四.(10分)设[][][][]10,2,1,2,4,1,5,1,3,6,3,11,5,5,10,2,3,2,1,24321-==-=-=αααα求向量组的秩及其一个极大无关组. 五. (12分)问常数b a ,各取何值时, 方程组()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++++=++++=+-=+++,5853,34232,12,1432143214324321x a x x x b x x a x x x x x x x x x 无解,有唯一解,或有无穷多解,并在有无穷多解时写出其一般解. 六. (16分)求正交变换PY X =,将二次型()323121232221321222222,,x x x x x x x x x x x x f ---++=化为标准形,并写出其标准形.七. (8分)设向量432,,,1αααα线性无关,且43214432134321243211,,,ββββαββββαββββαββββα+---=-+--=--+-=---=证明向量组4321,,,ββββ线性无关.八. (8分)A 为n 阶方阵,且A 与())1,,2,1(1-=-+n i iI A i均不可逆。
,案例二. 配方问题【模型准备】一种佐料由四种原料A 、B 、C 、D 混合而成. 这种佐料现有两种规格, 这两种规格的佐料中, 四种原料的比例分别为2:3:1:1和1:2:1:2. 现在需要四种原料的比例为4:7:3:5的第三种规格的佐料. 问: 第三种规格的佐料能否由前两种规格的佐料按一定比例配制而成?【模型假设】 (1) 假设四种原料混合在一起时不发生化学变化. (2) 假设四种原料的比例是按重量计算的. (3) 假设前两种规格的佐料分装成袋, 比如说第一种规格的佐料每袋净重7克(其中A 、B 、C 、D 四种原料分别为2克, 3克, 1克, 1克), 第二种规格的佐料每袋净重6克(其中A 、B 、C 、D 四种原料分别为1克, 2克, 1克, 2克).【模型建立】 根据已知数据和上述假设, 可以进一步假设将x 袋第一种规格的佐料与y 袋第二种规格的佐料混合在一起, 得到的混合物中A 、B 、C 、D 四种原料分别为4克, 7克, 3克, 5克, 则有以下线性方程组24,327,3,2 5.x y x y x y x y +=⎧⎪+=⎨+=⎪+=⎩ 【模型求解】上述线性方程组的增广矩阵(A , b ) =214327113125⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭−−−−→初等行变换101012000000⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭,可见{1,2.x y == 又因为第一种规格的佐料每袋净重7克, 第二种规格的佐料每袋净重6克, 所以第三种规格的佐料能由前两种规格的佐料按7:12的比例配制而成. 【模型分析】(1) 若令α1 = (2, 3, 1, 1)T , α2 = (1, 2, 1, 1)T , β = (4, 7, 5, 3)T , 则原问题等价于“线性方程组Ax = b 是否有解”, 也等价于“β能否由α1, α2线性表示”. (2) 若四种原料的比例是按体积计算的, 则还要考虑混合前后体积的关系(未必是简单的叠加), 因而最好还是先根据具体情况将体积比转换为重量比, 然后再按上述方法处理.(3) 上面的模型假设中的第三个假设只是起到简化运算的作用. 如果直接设x 克第一种规格的佐料与y 克第二种规格的佐料混合得第三种规格的佐料, 则有下表因而有如下线性方程组214(),7619327(),7619113(),7619125().7619x y x y x y x y x y x y x y x y ⎧+=+⎪⎪⎪+=+⎪⎨⎪+=+⎪⎪⎪+=+⎪⎩ (*) 【模型检验】把x = 7, y = 12代入上述方程组(*), 则各等式都成立. 可见模型假设中的第三个假设不影响解的正确性.Matlab 实验题蛋白质、碳水化合物和脂肪是人体每日必须的三种营养, 但过量的脂肪摄入不利于健康.人们可以通过适量的运动来消耗多余的脂肪. 设三种食物(脱脂牛奶、大豆面粉、乳清)每100克中蛋白质、碳水化合物和脂肪的含量以及慢跑5分钟消耗蛋白质、碳水化合物和脂肪的量如下表.问怎样安排饮食和运动才能实现每日的营养需求?案例八. 互付工资问题【模型准备】现有一个木工, 电工, 油漆工. 相互装修他们的房子, 他们有如下协议:(1) 每人工作10天(包括在自己家的日子), (2) 每人的日工资一般的市价在60~80元之间, (3) 日工资数应使每人的总收入和总支出相等.求每人的日工资【模型假设】假设每人每天工作时间长度相同. 无论谁在谁家干活都按正常情况工作, 既不偷懒, 也不加班.【模型建立】设木工, 电工, 油漆工的日工资分别为x , y , z 元, 则由下表2610451044310x y z x x y z y x y z z++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩, 即8604504470x y z x y z x y z -++=⎧⎪-+=⎨⎪+-=⎩ 【模型求解】在Matlab 命令窗口输入以下命令>> A = [-8,1,6;4,-5,1;4,4,-7]; >> x = null(A,’r ’); format rat, x ’ Matlab 执行后得ans =31/36 8/9 1可见上述齐次线性方程组的通解为x = k (31/36, 8/9, 1)T . 因而根据“每人的日工资一般的市价在60~80元之间”可知60 ≤3631k <98k < k ≤ 80, 即 312160≤ k ≤ 80.也就是说, 木工, 电工, 油漆工的日工资分别为3631k 元, 98k 元, k 元, 其中312160≤ k ≤ 80. 为了简便起见, 可取k = 72, 于是木工, 电工, 油漆工的日工资分别为62元, 64元, 72元.【模型分析】事实上各人都不必付自己工资, 这时各家应付工资和各人应得收入如下6845447y z x x z y x y z +=⎧⎪+=⎨⎪+=⎩, 即8604504470x y z x y z x y z -++=⎧⎪-+=⎨⎪+-=⎩ 可见这样得到的方程组与前面得到的方程组是一样的.Matlab 实验题甲, 乙, 丙三个农民组成互助组, 每人工作6天(包括为自己家干活的天数), 刚好完成他们三人家的农活, 其中甲在甲, 乙, 丙三家干活的天数依次为: 2, 2.5, 1.5; 乙在甲, 乙, 丙三家各干2天活, 丙在甲, 乙, 丙三家干活的天数依次为: 1.5, 2, 2.5. 根据三人干活的种类, 速度和时间, 他们确定三人不必相互支付工资刚好公平. 随后三人又合作到邻村帮忙干了2天(各人干活的种类和强度不变), 共获得工资500元.问他们应该怎样分配这500元工资才合理?案例十一. 平面图形的几何变换【模型准备】平面图形的旋转和放缩都很容易用矩阵乘法实现, 但是图形的平移并不是线性运算, 不能直接用矩阵乘法表示. 现在要求用一种方法使平移、旋转、放缩能统一用矩阵乘法来实现. 【模型假设】设平移变换为(x , y ) → (x +a , y +b )旋转变换(绕原点逆时针旋转θ角度)为(x , y ) → (x cos θ - y sin θ, x sin θ + y cos θ)放缩变换(沿x 轴方向放大s 倍, 沿y 轴方向放大t 倍)为(x , y ) → (sx , ty )【模型求解】R 2中的每个点(x , y )可以对应于R 3中的(x , y , 1). 它在xOy 平面上方1单位的平面上. 我们称(x , y , 1)是(x , y )的齐次坐标. 在齐次坐标下, 平移变换(x , y ) → (x +a , y +b )可以用齐次坐标写成(x , y , 1) → (x +a , y +b , 1).于是可以用矩阵乘积1001001a b ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭1x y ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭=1x a y b +⎛⎫⎪+ ⎪⎝⎭实现.旋转变换(x , y ) → (x cos θ - y sin θ, x sin θ + y cos θ)可以用齐次坐标写成(x , y , 1) → (x cos θ - y sin θ, x sin θ + y cos θ, 1). 于是可以用矩阵乘积cos sin 0sin cos 0001θθθθ-⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭1x y ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭=cos sin sin cos 1x y x y θθθθ-⎛⎫⎪+ ⎪⎝⎭实现.放缩变换(x , y ) → (sx , ty )可以用齐次坐标写成(x , y , 1) → (sx , ty , 1).于是可以用矩阵乘积0000001s t ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭1x y ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭=1sx ty ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭实现.【模型分析】由上述求解可以看出, R 2中的任何线性变换都可以用分块矩阵1⎛⎫⎪⎝⎭A O O 乘以齐次坐标实现, 其中A 是2阶方阵. 这样, 只要把平面图形上点的齐次坐标写成列向量, 平面图形的每一次几何变换, 都可通过左乘一个3阶变换矩阵来实现.参考文献David C. Lay, 线性代数及其应用, 沈复兴, 傅莺莺等译, 北京: 人民邮电出版社, 2009. 页码: 139-141.Matlab 实验题在Matlab 命令窗口输入以下命令 >>clear all , clc,>>t = [1,3,5,11,13,15]*pi/8; >>x = sin(t); y=cos(t); >>fill(x,y,'r'); >>grid on ;>>axis([-2.4, 2.4, -2, 2])运行后得图25.图26 Matlab 绘制的图形(1) 写出该图形每个顶点的齐次坐标;(2) 编写Matlab 程序, 先将上面图形放大0.9倍; 再逆时针旋转3π; 最后进行横坐标加0.8, 纵坐标减1的图形平移. 分别绘制上述变换后的图形.案例十三. 应用矩阵编制Hill 密码【模型准备】若要发出信息action, 现需要利用矩阵乘法给出加密方法和加密后得到的密文, 并给出相应的解密方法.【模型假设】(1) 假定每个字母都对应一个非负整数, 空格和26个英文字母依次对应整数0~26(见下表).(2) 假设将单词中从左到右, 每3个字母分为一组, 并将对应的3个整数排成3维的行向量, 加密后仍为3维的行向量, 其分量仍为整数.【模型建立】设3维向量x 为明文, 要选一个矩阵A 使密文y = xA , 还要确保接收方能由y 准确地解出x . 因此A 必须是一个3阶可逆矩阵. 这样就可以由y = xA 得x = yA -1. 为了避免小数引起误差, 并且确保y 也是整数向量, A 和A -1的元素应该都是整数. 注意到, 当整数矩阵A 的行列式= ±1时, A -1也是整数矩阵. 因此原问题转化为(1) 把action 翻译成两个行向量: x 1, x 2.(2) 构造一个行列式= ±1的整数矩阵A (当然不能取A = E ). (3) 计算x 1A 和x 2A . (4) 计算A -1. 【模型求解】(1) 由上述假设可见x 1 = (1, 3, 20), x 2 = (9, 15, 14).(2) 对3阶单位矩阵E =100010001⎛⎫⎪⎪⎝⎭进行几次适当的初等变换(比如把某一行的整数被加到另一行, 或交换某两行), 根据行列式的性质可知, 这样得到的矩阵A的行列式为1或-1. 例如A =110211322⎛⎫⎪⎪⎝⎭, |A| = -1.(3) y1 = x1A = (1, 3, 20)110211322⎛⎫⎪⎪⎝⎭= (67, 44, 43),y2 = Ax2 = (9, 15, 14)110211322⎛⎫⎪⎪⎝⎭= (81, 52, 43).(4) 由(A, E) =110100211010322001⎛⎫⎪⎪⎝⎭−−−−→初等行变换100021010121001111-⎛⎫⎪-⎪--⎝⎭可得A-1 =021121111-⎛⎫⎪-⎪--⎝⎭.这就是说, 接收方收到的密文是67, 44, 43, 81, 52, 43. 要还原成明文, 只要计算(67, 44, 43)A-1和(81, 52, 43)A-1, 再对照表9“翻译”成单词即可.【模型分析】如果要发送一个英文句子, 在不记标点符号的情况下, 我们仍然可以把句子(含空格)从左到右每3个字符分为一组(最后不足3个字母时用空格补上).【模型检验】(67, 44, 43) A-1 = (1, 3, 20), (81, 52, 43)A-1 = (9, 15, 14).。