线性代数期末复习试卷及答案

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1 线性代数 期末练习(三)

一、填空题(每题3分,共30分)

1. 已知110,122xABy,且AB,则x= , y= .

2. 计算行列式222233331111abcdabcdabcd= .

3. 若tA31322101,且0,0ABB,则t = .

4. 设为齐次线性方程组0AX的解,*为非齐次线性方程组AX=b的解,则*2

为 的解.

5. 设1234101200101201D,求11121314AAAA= .

6. 已知1100120000210031A,则1A= .

7. 设三阶方阵1212,,,,2,3AB,其中,,,12

均是三维列向量且1,33AB, 则AB .

8. 设3阶方阵A的特征值为1,1,2,则12A .

9. 已知向量(4,1,1),(,2,2)TTaa正交,则a .

10. n阶矩阵A 可对角化的充分必要条件是 .

二、选择题(每题3分,共15分) 2 1. 若齐次线性方程组1231231232000xxxxkxxkxxx有非零解,则k必须满足( ).

()4Ak ()1Bk ()41Ckk或 ()41Dkk且

2. 设,,ABX为同阶矩阵,且,AB可逆,则下列结论错误的是( ).

1()=,AAXBXAB若则 1()=,BXABXBA若则

11(),CAXBCXACB若则 11(),DABXCXABC若则

3. 向量组12(2)ss,,,线性相关的充分必要条件是( ).

12()sA,,,中至少有一个零向量

12()sB,,,中任意一个向量可由其余向量线性表示

12()sC,,,中至少有一个向量可由其余向量线性表示

12()sD,,,中任意一个部分组线性相关

4. 已知三阶矩阵A的特征值为2,1,3,I为单位矩阵,则下列矩阵中可逆矩阵是( ).

()2AIA ()2BIA ()CIA ()3DAI

5. 设A为n阶实对称矩阵,则A是正定矩阵的充分必要条件是( ).

()TAxAx二次型的负惯性指数为零 ()BA没有负特征值

() TCnCACC存在阶矩阵,使得 ()DA与单位矩阵合同

三、计算题(每题8分,共40分)

1. 计算行列式 1122331001100110011aaaaaa 3 2. 设033110,2123AABAB,求B.

3. 问常数k取何值时, 方程组1232123123424xxkxxkxxkxxx无解,有唯一解,或有无穷多解,并在有无穷多解时写出其全部解.

4.求向量组12(2,1,1,1,2),(1,1,2,1,4),TT3(2,3,1,1,2),T

4(3,6,9,7,9)T的一个极大线性无关组,并将其余向量用此极大线性无关组线性表示.

5. 求一个正交变换,将二次型22212312233(,,)2363fxxxxxxxx化为标准形.

四、综合题(每题5分,共15分)

1. 已知n阶矩阵A满足220AAI,证明AI可逆,并求其逆(其中I为单位矩阵).

2.判断向量组112,223,334,441的线性相关性.

3. 如果n阶矩阵A满足2AI(其中I为单位矩阵),证明()()rAIrAIn(r表示矩阵的秩).

线性代数 期末练习(三) (参考答案)

一、填空题(每题3分,共30分)

1. 已知110,122xABy,且BA,则x= 0 , y= 1 .

2. 计算行列式222233331111abcdabcdabcd= (d-a)(d-b)(d-c)(c-a)(c-b)(b-a) .

3. 若tA31322101,且0,0ABB,则t =52. 4 4. 设为齐次线性方程组0AX的解,*为非齐次线性方程组AX=b的解,则*2为____AX=b_____的解

5. 设1234101200101201D,求11121314AAAA= --1 .

6. 已知1100120000210031A,则1A=2100110000110032

7. 设三阶方阵 1212,,,,2,3AB,其中,,,12

均是三维列向量且1,33AB, 则5AB.

8. 设3阶方阵A的特征值为1,1,2,则12A --4 .

9. 已知向量(4,1,1),(,2,2)TTaa正交,则a -2 .

10. n阶矩阵A 可对角化的充分必要条件是 A有n个线性无关的特征向量 .

二、选择题(每题3分,共15分)

1. 若齐次线性方程组1231231232000xxxxkxxkxxx有非零解,则k必须满足( C ).

()4Ak ()1Bk ()41Ckk或 ()41Dkk且

2. 设,,ABX为同阶矩阵,且,AB可逆,则下列结论错误的是( D ).

1()=,AAXBXAB若则 1()=,BXABXBA若则

11(),CAXBCXACB若则 11(),DABXCXABC若则

3. 向量组12(2)ss,,,线性相关的充分必要条件是( C ).

12()sA,,,中至少有一个零向量 5 12()sB,,,中任意一个向量可由其余向量线性表示

12()sC,,,中至少有一个向量可由其余向量线性表示

12()sD,,,中任意一个部分组线性相关

4. 已知三阶矩阵A的特征值为2,1,3,则下列矩阵中非奇异矩阵是( A ).

()2AIA ()2BIA ()CIA ()3DAI

5. 设A为n阶对称矩阵,则A是正定矩阵的充分必要条件是( D ).

()TAxAx二次型的负惯性指数为零 ()BA没有负特征值

() TCnCACC存在阶矩阵,使得 ()DA与单位矩阵合同

三、计算题(每题8分,共40分)

1.计算行列式 1122331001100110011aaaaaa

解:1223321100010====0110011rraaaaa原式1232331000100010011aarraa1432310001010010001arraa.

2.设033110,2123AABAB,求B.

解:由2ABAB,得(2)AIBA,即:1(2)BAIA .

而112331331(2)1101132121111AI, 则1(2)BAIA1330330331113110=1232111123110.

3.问常数k取何值时, 方程组1232123123424xxkxxkxxkxxx无解,有唯一解,或有无穷多解,并在有无 6 穷多解时写出其全部解.

解:系数矩阵行列式为111114112kAkkk

当0A时,即1k且4k,有唯一解;

当1k时,2131111411141111,000511240238rrrr,无解;

当4k时,213111441144141160552011240228rrrr21232114410301501140114200000000rrrrr

方程组有无穷多解,其全部解为:1233,4,,xkxkxkk为任意常数.

4.求向量组12(2,1,1,1,2),(1,1,2,1,4),TT3(2,3,1,1,2),T 4(3,6,9,7,9)T的一个极大线性无关组,并将其余向量用此极大线性无关组线性表示.

解:对1234(,,,)A进行初等行变换,得

2123111711171117113611360241300491219121901020102111721230141100492429242902450049A1911100110111744010201020102900199001001444000000000000000000000000

于是向量组的秩为3,它的一个极大无关组为321,,,并且4123119244.

5. 求一个正交变换,将二次型222122332363fxxxxx化为标准形.

解:二次型的矩阵为200033033A,200||033(2)(6)033AE,得矩阵A的特征值为1230,2,6. 7 对特征值10,解方程0Ax,因200100033~011033000r,得1(0,1,1)T.

对特征值22,解方程(2)0AEX,因000013013~001031000r,得2(1,0,0)T.

对特征值36,解方程(6)0AEX,因400100033~011033000r,得3(0,1,1)T.