湖南理工学院高等代数试卷(2)

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高等代数试卷(2)

一. 填空题:(2×10=20)

1.若向量组},,,{21r可由},,,{21s线性表示,且r>s,则},,,{21r线性 。

2.数域P上所有n阶反对称矩阵构成的线性空间的维数是 ;

3.设21,VV是线性空间V的两个子空间,则2121VVVV的充分必要条件是21VV= ;

4.数域P上的两个有限维线性空间同构的充分必要条件是 。

5.设V是数域P上的n维线性空间,)(VL是V上一切线性变换所成的P上的线性空间,则dim(L(V))= 。

6.设},,,{21n是线性空间V的一组基,则由这个基到基},,,,{132n的过度矩阵是 。

7.令Pn[x]表示一切次数不大于n的多项式连同零多项式组成的线性空间,)()(:xfxf,则关于基},,,,1{2nxxx下的矩阵是 。

8.设是n维欧氏空间V上的一个正交变换,且2 (单位变换),则是 变换 。

9. 欧氏空间V上的对称变换的特征根都是 数。

10.设 n,,21 是n维欧氏空间V的一组标准正交基,则它的度量矩阵是 。

二.判断题(每题1分,计10分)

1.设212121,,VVVVVVV则的子空间是。( )

2.两个等价的向量组一个线性无关,则另一个也线性无关。( )

3.若nV)dim(,Vn,,,21,且V中的任意一个向量都可由n,,,21线性表示,则n,,,21实数是V的组基。( )

4.线性变换把线性无关的向量组变成线性无关的向量组。( )

5.如果一个线性变换是单射,则它无零特征根。()

6.设是线性空间V上的一个线性变换,则的核)(Ker与的象)Im(都是的不变子空间。()

7.如果W是欧氏空间的一个子空间,那么对V的内积来说,W也作成欧氏空间。()

8.设是欧氏空间V上的一个正交变换,则对于与,,V夹角等于)()(与的夹角。()

9.两个n元二次型AXXxxxfn),,(21()AA与BXXxxxgn),,(21()BB等价的充分必要条件是A与B合同。()

10.实二次型AXXxxxfn),,(21()AA正定的当且仅当A合同于单位矩阵。()

三、证明题(10×3=30)

1.在一个欧氏空间里,对任意向量 ,有不等式,,,2;且仅当与线性相关时等式成立。

2.设V是数域P上的n维线性空间,},,,{21n是V的一组基,那么对V的任意n个向量n,,,21 有且仅有一个线性变换 σ 使得niii,,2,1,)(。

3. 设231,00000012iA其中,令V表示A的全体实系数多项式矩阵关于通常加法与数乘运算构成的线性空间;证明:dim(V)=3.

四、计算题(15×2=30)

1.设114441784817A,求出一个正交矩阵U,使得AUU是对角矩阵。

2.化二次型432332224143218121236),,,(xxxxxxxxxxxxf为标准形,并求相应的变换矩阵。

五、以下四个证明题中任选两个作答。(每题5分共10分)

1. 设V是复数域P上的n维线性空间,},,,{21n是V的一组基,那么实数域R上的线性空间V,有nVVCR2dim2dim。

2. 设V是数域P上的线性空间,是V的一个线性变换,证明:1)若21,是的两个不同特征根,21,是分别属于21,的特征向量,则21不是的特征向量;2)若是线性变换,如果V中的每一个向量都是它的特征向量,则为数乘变换。

3. 若在线性空间定义中去掉算律(1)而把算律(2)改成V,,:)2(都有)()(而其于算律保持不变,则V对原来的如法和数乘运算也构成一个线性空间。

4. 设是n维欧氏空间V上的一个线性变换,称为广义正交变换,如果存在一个正数k,使得,)(),(,,kV有,证明:是广义正交变换当且仅当在任一标准正交基下的矩阵A,满足kEAA。