东北大学秦皇岛分校。
课程名称: 线性代数试卷: (a) 考试形式: 闭卷试卷:共3页。
授课专业: 经济、管理、材料各专业考试日期: 2023年5月14日
一、填空题 (每空4分,共24分)
1、在五阶行列式中,项的符合为。
2、函数中的系数等于。
3、设均为阶方阵,,则。
4、与向量,都正交的所有向量是。
5、设,则齐次线性方程组的基础解系所含向量个数为 .
6、如果有非零解,则。
二、选择题:(每题3分,共21分)
1、设为阶矩阵,若成立,则下面命题正确的是d )
a. 必有b.必有。
c.若不可逆,则 d.若可逆,则。
2、设为阶方阵,且秩,是非齐次线性方程组的两个不同的解,则的通解为 ( c )
ab. c. d..
3、若向量组线性无关, 线性相关,则c )
a.必可由线性表示b.必不可由线性表示。
c.必可由线性表示d.必不可由线性表示。
4、设,为同阶可逆矩阵,则d )
ab. 存在可逆矩阵,使。
c. 存在可逆矩阵,使 d. 存在可逆矩阵和,使。
5、设是非奇异矩阵的一个特征值,则矩阵有一特征值等于 ( b
abcd..
6、设,为阶矩阵,且与相似,为阶单位矩阵,则 ( d )
ab.与有相同的特征值和特征向量。
c.与都相似于一个对角矩阵 d. 对任意常数,与相似。
7、二次型是正定的,则满足 ( c )
a. b. cd..
三、计算题(35分)
1、(6分)计算阶行列式。
解:将各行都加到第一行,得。
然后再用第一行的倍加到其余各行---3分。
6分。2、(7分)求解矩阵方程,其中,.
解2分。5分。
所以7分。3、(10分)求向量组,,,的一个最大无关组,并把其余向量用所求出的最大无关组线性表示。
解: -5分。
记,由于的列向量线性无关,所以作为的列向量的也线性无关,即是的一个最大无关组7分。
由于,,知,10分。
4、(12分)已知线性方程组,1)为何值时,方程组有解?(2)方程组有解时,求出方程组的全部解。
解:(1)方程组的增广矩阵。
对其进行初等行变换,化为阶梯形矩阵。
4分。当,时,方程组有解,此时6分。
进而8分。等价方程组为。
令,得原方程组的一个特解
其对应齐次方程组为。
令,得基础解系。
故非齐次线性方程组的通解为。
12分。四、综合计算题(20分)
1.(14分)求正交变换,将二次型化为标准型。
解:二次型的矩阵为
故得特征值为5分。
当时,解方程组,得基础解系为。
当时,解方程组,得基础解系为
当时,解方程,得基础解系为11分。
将单位化得,.
则正交变换为,其中,使。
14分。2、(6分)如果阶矩阵满足,证明:矩阵的特征值只能是或。
证明:设是的任一特征值,且属于的特征向量为,则有。
故 即而,所以4分。
故,即,则。
因,所以,故或,得证6分。
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