2023年冬季线性代数复习

发布 2022-01-07 22:02:28 阅读 9112

一选择题。

1.设,,,则的余子式(a ).a)是m

2.行列式的元素的代数余子式的值为(dd)-56

3.下列等式成立的是( b ),其中为常数. (b)

4.行列式的值等于( dd)24

5.设,则的根是(c ).c)1,-1,2, -2

6. 已知均为阶方阵,且满足,则(d ).d) bca=e

7. =d ),其中().

(d)8. 设a、b均为n阶可逆矩阵,则下列各式中不一定成立的是( d ).

d)9.已知均为阶矩阵,且,下列结论必然正确的是(c ).

10.设阶方阵,则必有 ( c )

11.如果向量组线性无关,那么( d ).d)

12.已知向量组线性无关,则向量组(c).

c线性无关

13. ,若,,线性相关,则=(b). b) 16 14.向量组线性无关的充分条件是( c ).

c)中任意一个向量不能被其余向量线性表示。

15.设均为维向量,则下列结论正确的是( b ).

b)若对任意一组不全为零的数,都有则线性无关 16.若矩阵经过初等行变换为,则( a ).

(a)的行向量组与的行向量组等价

17.齐次方程组只有零解的充分必要条件是的秩(b).

18.设为矩阵,则有( d ).

d)若有阶子式不为零,则仅有零解。

19.设为阶方阵,且,是的两个不同的解向量,为任意常数,则的通解为 ( c ).

c) 20.设是的三个解向量,,,为任意常数,则的通解为 ( cc)

21.向量正交,则的取值为 ( bb)

22.与可逆矩阵必有相同特征值的矩阵是( cc)

23.若阶矩阵任意一行的个元素之和都是,则的一个特征值为 ( a ) a)

24.如果矩阵a与b相似,即a~b,则下列绪论不成立的是( d ).d) a =b

25.下列矩阵为正交阵的是 ( b )

b) 二、填空题。

1. n阶行列式中元素的代数余子式与余子式之间的关系是答案:

2.设行列式,则中元素的代数余子式= 答案:

4.行列式 4 .

5.行列式 -6

6.设为3阶方阵,且,则=_-24_.

7.对于可逆方阵,若,则= 答案:;

8.已知,其中,则= 答案:;.

9.设,为的伴随矩阵,则= 答案:;.

10.设,则答案:.

11.设向量,则= -6 时与正交.

12.设3阶矩阵,3维列向量,已知与线性相关,则= -1 .

13.,若线性相关,则满足。

14.向量组线性相关 (相关、无关).

15.向量组,,的秩等于 3 .

16.设为n阶方阵,且非齐次方程组有唯一解向量,则增广矩阵的秩_n_

17.方程组的通解为18.设非齐次线性方程组有解,则其增广矩阵的行列式= 0 .

19.设,问k = 1 时,r(a)1.

20.设向量组(a,3,1)t,(2,b,3)t,(1,2,1)t,(2,3,1)t的秩为2,则a= 2 ,b= 5 .

21.矩阵的特征值为答案: -2,7 .

22.已知阶矩阵的特征值都不。

为零,则的特征值为答案;

23.若阶矩阵有一个特征值为2,则= 0 .

24.设3阶方阵有3个特征值,若则4 .

25.二次型。

的秩为 3 .

三、计算题。

1. 解:利用行列式的性质得。

3.解行列式方程.

4.计算下列矩阵运算式.p41例2.3

解: =(4); 解: =

5.解下列矩阵方程:p53例2.14

1)设矩阵满足关系式,其中,求矩阵.

解: 2) 已知其中,求.

解: 6.设三阶矩阵,问满足什么条件时,的伴随矩阵的秩等于1.

答:且.7.利用行初等变换法求下列矩阵的逆矩阵.p99例4.2

8.求解下列矩阵方程p101第4.14目。

4)ax+b=x,其中.

9.求的特征值与特征向量.

解:,所以a的特征值为.

当时,方程组为,解得(为自由未知量).,

所以,对应于特征值的特征向量为(不同时为零).

10.矩阵能否对角化?若对角化,试求出可逆矩阵p,使pap为对角阵.

矩阵a的特征多项式为。

由可得a的特征值.

对于,解齐次线性方程组,可得方程组的一个基础解系。

对于==2,解齐次线性方程组,可得方程组的一个基础解系,, 由于a有三个线性无关的特征向量,故a可对角化.令。

则。11. 用克莱默法则解下列方程组.

答:,,12. 求向量组的秩。

解:…四、当取何值时,齐次线性方程组仅有零解.

答:且.五、判定下列各组中给定的两个向量组是否等价.

1)=(1,0)t, =0,1)t 与=(1,2)t, =1,1)t;

因为= ,而=,所以= ,即两个向量组等价.

2)=(1,1)t, =0,-1)t 与=(2,2)t, =0,0)t.

因= ,而=0,所以,不能由,的线性表出.故两个向量组不等价.

六、证明题。

1.设为阶矩阵,且为对称阵,证明也是对称矩阵.

2.设为阶非零矩阵,为的伴随矩阵,且,证明.

七、求向量组=(1,-2,5)t, =3,2,-1)t, =3,10,-17)t 的一个极大无关组,并将其余向量表示为该极大无关组的线性组合.

解:以t, t, t 为行,构造矩阵a,判断a的行列式,而它的一个2阶子式,因此向量组的秩等于2,极大无关组含2个向量.而t与t的分量不成比例,所以t与t线性无关.所以,向量t, t就是该向量组的一个极大无关向量组,且=-3+2.

八、若向量组线性无关,又,试证:也线性无关。

解:设存在,使,即,因为线性无关,所以.

而,方程组有唯一解——零解.所以线性无关.

九、求齐次线性方程组的一个基础解系.

解:用行初等变换将系数矩阵化为上阶梯形。

同解于 ,为自由变量,即写成,分别取=, 得 =,于是, 为原方程组的一个基础解系.

十、当a为何值时,线性方程组无解?有唯一解?有无穷多个解?在有解时,求出方程组的解.

解:设方程组的增广矩阵为,对进行初等变换。

当a=-3时, 方程组无解.

当a-3且a2时, 方程组有唯一解.最后得到的梯形矩阵对应的梯形方程组为。

则方程组的解为 .

当a=2时, 方程组有无穷多个解.此时梯形矩阵对应的梯形方程组为。

则方程组的解为 (c为任意常数).

十。一、已知二次型.

1) 求二次型的秩;

解:f的矩阵为,而,所以二次型的秩为矩阵a的秩3.

2) 用正交变换将其化成标准形;

解:由得a的特征值,.

对于,解得特征向量,单位化后得.

对于,解得特征向量,标准正交后得.

对于,解得特征向量,单位化后得.令,故正交变换,在此变换下f化成标准形.

十。二、证明。

1. 若阶方阵满足,试证的特征值只能是或.

设的特征值为,对应于特征值的特征向量为,则.所以.

因为,所以,.

2.设为正交矩阵,且,证明:.

因为为正交矩阵,所以.

即,所以.

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