线性代数综合练习题集

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文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑. 线性代数综合练习题 时间:120分钟 一、选择题(每小题3分,共15分): 1.设A是三阶矩阵,将A的第一列与第二列交换得B,再把B的第二列加到第三列得C,则满足AQ=C的可逆矩阵Q为( )。

(A)101001010; (B)100101010;

(C)110001010; (D)100001110。 2.设A、B为满足AB=0的任意两个非零矩阵,则必有( )。 (A)A的列向量组线性相关,B的行向量组线性相关; (B)A的列向量组线性相关,B的列向量组线性相关; (C)A的行向量组线性相关,B的行向量组线性相关; (D)A的行向量组线性相关,B的列向量组线性相关。 3.下列向量集按Rn的加法和数乘构成R上一个线性空间的是( )。 (A)Rn中,坐标满足x1+x2+…+xn=0的所有向量; (B)Rn中,坐标是整数的所有向量; (C)Rn中,坐标满足x1+x2+…+xn=1的所有向量; (D)Rn中,坐标满足x1=1,x2,…, xn可取任意实数的所有向量。

4.设λ=2是非奇异矩阵A的一个特征值,则矩阵(31A2)-1有一个特征值等于( )。

(A)34; (B)43; (C)21; (D)41。 5.任一个n阶矩阵,都存在对角矩阵与它( )。 (A)合同; (B)相似; (C)等价; (D)以上都不对。 二、填空题(每小题3分,共15分)

1.设矩阵A=100021012,矩阵B满足:ABA*=2BA*+E,其中A*为A的伴随矩阵,E是三阶单位矩阵,则|B|= 。 2.已知线性方程组21232121aa031321xxx无解,则a= 。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 2文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑. 3.若A=100021021ba为正交矩阵,则a= ,b= 。 4.设A为n阶矩阵,且|A|≠0,A*为A的伴随矩阵,E为n阶单位矩阵。若A有特征值λ,则(A*)2+E必有特征值 。 5.若二次型f= 2x12+x22+x32+2 x1 x2+t x2 x3是正定的,则t的取值范围是 。 三、(15分)

设有齐次线性方程组:0)4(44403)3(33022)2(20)1(4321432143214321xaxxxxxaxxxxxaxxxxxa 试问a取何值时,该方程组有非零解?并用一基础解系表示出全部的解。 四、(10分) 设R3的两组基为: TTT)1,1,0(,)0,1,1(,)1,0,1(321和TTT)1,2,1(,)2,1,1(,)1,1,1(321

向量α=(2,3,3)T (1)求基321,,到基321,,的过渡矩阵;

(2)求α关于这两组基的坐标。 五、(15分) 设三阶实对称矩阵A的特征值为λ1 = -2,λ2 = 1(2重),α1=(1,1,1)T是属于λ1 = -2的特征向量。试求: (1)属于λ2 = 1(2重)的特征向量; (2)A的伴随矩阵A*。 六、(10分) 设二次型323121232221222xbxxxxaxxxxf

通过正交变换321321yyyPxxx化为:23222yyf,求a、b。

七、(10分) 已知A ,B为n阶可逆方阵,且满足2A-1B=B-4E,其中E是n阶单位矩阵,试证:A-2E可逆。并求出(A-2E)-1=? 八、(10分) 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 3文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑. 设A为n阶矩阵,且1,1)(

2211nnAAAnAr,其中iiA是A中元素

iia的代数余子式(i=1,2,…,n)。试证:A的伴随矩阵A

*的特征值是0和1,

并说明各个特征值的重数。 线性代数综合练习参考答案

一、选择题: 1.(D);2(A);3.(A);4.(B);5.C); 二、填空题:

1.91;2.-1;3. 21,21;4.1||2A;5.-22t

三、解:A=Baaaaaaaaaaa00400300211114444333322221111行 (1)当a=0时,r(A)=1<4,故齐次线性方程组有非零解,其同解方程组为: x1+x2+x3+ x4=0由此得一基础解系为:

TTT

yyy)1,0,0,1()0,1,0,1()0,0,1,1(321

, 故全部解为:332211yCyCyCX

(其中321,,CCC为任意常数)……(7分)

(2)当a≠0时,

100401030012000101004010300121111aa

B

当a=-10时,r(A)=3<4,故齐次线性方程组也有非零解,其同解方程组为: 



040302413121xxxxxx

,解之,可得一个基础解系为:

y=(1,2,3,4)T,故全部解为:X=ky(其中k为任意常数)……(15分) 备注:此题也可另解 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 4文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑. ∵|A|=(a+10)a

3

∴当|A|=0时,即a=0或a=-10时,齐次线性方程组有无穷解。

四、解:(1)记B=(321,,)=101110011,C=(321,,)=121211111

则有:112110010210100121001121101211110111011 从而,由基321,,到基321,,的过渡矩阵为:

A=B-1C=112110210121………………………(5分) (2)设α关于基321,,的坐标为(321,,yyy)

即:0

332211yyy

由此可得:32322321321321yyyyyyyyy,解之得:1,1,0321yyy,

故α关于基321,,的坐标为(0,1,1),

又∵321321yyyAxxx=112110210121211110 即α关于基321,,的坐标为(1,1,2)…………………………(10分)

五、解:(1)设A的属于特征值λ2=1(2重)的特征向量为(x1,x2,x3)T, 则∵A是实对称矩阵, 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 5文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑. ∴(x1,x2,x3)T与α1正交,即有:(x1,x2,x3)111=0, 也即:x1+x2+x3=0, 解之:α2=(-1,1,0)T α3=(-1,0,1)T ∴A的属于λ2=1的全部特征向量为:k1α2+ k2α3

(k1,k2不同时为0)………………(5分)

(2) ∵A*=|A|A-1 ∴A*的特征值为:|A|·(-21),|A|·1(2重) 又∵|A|=-2 ∴A*的特征值为:1,-2(2重)………………………………(10分)

A*(α1,α2,α3)=(α1,α2,α3)221

A*=(α1,α2,α3)200020001(α1,α2,α3)-1 =1101011111200020001101011111

=323131313231313131200020001101011111 =3333333333121112111120102122131