矩阵论a 参考标准答案。
一.填空题(每题3分,共30分)
二.计算题(60分)
1.(15分)用酉变换将埃尔米特二次型化为标准型。
解:1) 写出二次型对应的埃尔米特矩阵。
2) 求解矩阵的特征值。
故得其特征为:,,
3) 求解每个特征值对应的特征向量。
利用特征方程求解:
利用初等变换求解线性方程组,由,故得;由。故得;
由。故得。
4) 求酉变换。
正交化:由(3)可知:
即为两两正交向量组。
单位化:,
得酉变换。2. (15分)对方程组:
1)求的满秩分解。
2)计算;3)求该方程组的全部最小二乘解和最小2-范数最小二乘解。
解。1)(不唯一)
3)全部最小二乘解及最小二乘最小二范数解为。
3.(10分)设,求(1)矩阵的smith标准型;(2)矩阵的jordan标准型。
解:1)由。
得矩阵的smith标准型为。
2)由(1)可知矩阵的jordan标准型为:
4.(10分)已知矩阵,,求。
解:其中,
且, ,即。
5(10分)设求计算和。
解法一:令。
由,可得:
当时,解得 ,
因此。当时,解得 ,因此。
解法二:的jordan标准型为,利用可求得相应的相似变换阵为。
因此。当时,解得
当时,解得。
三.证明题(10分)
1,(5分)中,线性变换在某一基下的矩阵为a,且a的特征多项式为。
令,证明是a的不变子空间,且.
证 ,可见是a的特征值的特征子空间,是a的不变子空间.当时,则存在,使,则存在,使,于是有,且是a的不变子空间,,故.2.(5分)设,证明:
证明设,为的行,则。
所以。特别地取等。得。从而。
2019矩阵论B答案
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