哈工程2019矩阵论A答案

发布 2021-12-17 14:53:28 阅读 7084

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。

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