西南大学网络学习线性代数作业答案

发布 2022-09-05 05:20:28 阅读 4004

行列式部分的填空题。

1.在5阶行列式中,项a13a24a32a45a51前的符号应取正号。

2.排列45312的逆序数为 8 。

3.行列式中元素x的代数余子式是 8 .

4.行列式中元素-2的代数余子式是 -11 。

5.行列式中,的代数余子式是 -5 。

6.计算= 0

行列式部分计算题。

1.计算三阶行列式。

解: =4)= 4

2.决定i和j,使排列1 2 3 4 i 6 j 9 7 为奇排列。

解:i和j等于5或8。

1)当i=5,j=8时,排列1 2 3 4 i 6 j 9 7则成为排列1 2 3 4 5 6 8 9 7,n(1 2 3 4 5 6 8 9 7)=2,该排列为偶排列。

2)当i=8,j=5时,排列1 2 3 4 i 6 j 9 7则成为排列1 2 3 4 8 6 5 9 7,n(1 2 3 4 5 6 8 9 7)=5,该排列为奇排列。

所以当i=8,j=5时,排列1 2 3 4 i 6 j 9 7 为奇排列。

3.(7分)已知,求的值.

解:d==2(-2)

当=0或=2时,d=0,所以,当或时,

4.(8分)齐次线性方程组

有非零解,求。

解: d==

如果方程组有非零解,则d=0,即。

5.用克莱姆法则求下列方程组:

解:计算行列式。

d所以:,,

矩阵部分填空题。

1.计算=

2.已知矩阵a=(1,2,3),则。

3.若4阶方阵a的行列式|a|=2,则|a3|= 8 。

4.设a为3阶矩阵,若已知.

5. 矩阵的伴随矩阵是。

6.设a是3阶方阵,且a2=0,则a3= 0 .

7.设a为2阶方阵,|a|=2,则。

矩阵部分计算题。

1.已知矩阵a=,求矩阵a的秩.

解:对矩阵作以下初等变换:

可以看出:r(a)=2

2.设a=,求。

解: ,所以a可逆。

, 同法可得。

3.设a=,求a*和a-1

解:,所以a可逆。

易得:,,于是:,

4.设a=,求a-1。

解:,所以a可逆。

易得:,,于是:

5.设为三阶矩阵,若已知|a|=2,求||a|a|.

解: 线性方程组部分填空题。

1.设齐次线性方程组ax=0的系数阵a的秩为r,当r= n 时,则ax=0 只有零解;当ax=0有无穷多解时,其基础解系含有解向量的个数为 n-r .

2.设η1,η2为方程组ax=b的两个解,则 η1-η2 是其导出方程组的解。

3.设α0是线性方程组ax=b的一个固定解,设z是导出方程组的某个解,则线性方程组ax=b的任意一个解β可表示为β= 0 +z .

4.若n元线性方程组ax=b有解,r(a)=r,则当 r=n 时,有惟一解;当 r<n 时,有无穷多解。

5.a是m×n矩阵,齐次线性方程组ax=0有非零解的充要条件是 r(a)<n .

6.n元齐次线性方程组ax=0仅有零解的充分必要条件是r(a)=n 。

7 线性方程组ax=b有解的充要条件是 r(ab)=r(a) 。

8.设是线性方程组ax=b的一个特解,是其导出组的基础解系,则线性方程组ax=b的全部解可以表示为=

1.求线性方程组。

的通解。解:对增广矩阵(ab)施以以下初等变换:

ab)=所以:

取(其中,为任意常数),则原方程组的通解为:

2.求齐次线性方程组。

的一个基础解系。

解:对增广矩阵(a0)施以如下初等变换:

a0)=即原方程组与下面方程组同解:

其中为自由未知量)

对自由未知量取值,即得原方程组的一个基础解系为:

3.求非齐次线性方程组的通解。

解:对增广矩阵(ab)施以如下初等变换:

ab)=所以:

取=c(c取一切常数)

则原方程组的通解为。

4 求方程组的通解。

解:对增广矩阵(ab)作初等行变换,有:

所以。取,则方程组的通解为:

5.已知线性方程组。

1)求增广矩阵(ab)的秩r(ab)与系数矩阵a的秩r(a);

2)判断线性方程组解的情况,若有解,则求解。

解:(1)对增广矩阵(ab)施以以下初等变换:

ab)=2)因为,即r(ab)= r(a)故方程组有解,且r(ab)= r(a)=n,故方程组有唯一解,其解为:

向量的线性关系填空题。

1.向量α=(1,3,5,7),βa,b,5,7),若α=β则a= 1 ,b= 3 .

2.已知向量=(1,2,3),=3,2,1),则3+2= (9,10,102,0,2) .

3.设向量组线性无关,则向量组, +线性无关 .

4.设向量线性无关,则线性无关 。

5.设向量线性无关,则向量线性相关 .

6.是3维向量组,则线性相关。

7.零向量是线性相关的,非零向量α是线性无关的。

线性关系部分证明题(注:下面的题目中只需选做3道题即可)

1 证明:如果向量组线性无关,则向量组亦线性无关.

证:设,即:

因为向量组线性无关,故系数全为零,即:

所以向量组亦线性无关。

2.设向量β可由向量α1,α2,…,r线性表示,但不能由α1,α2,…,r-1线性表示,问向量组α1,α2,…,r-1,αr与向量组α1,α2,…,r-1,β是否等价?为什么?

3.设α1,α2是某个齐次线性方程组的基础解系,问α1+α2,2α1-α2是否也可构成该方程组的基础解系?

4.已知,判定此向量组是线性相关还是线性无关。

解:对矩阵()施以如下初等变换:

秩=2<3所以向量组线性相关。

5.设。(1,1,2)t, =1,2,3)t, =1,3,t)t

请问当t为何值时,,,线性相关?并将用,线性表示.

解:对矩阵()施以如下初等变换:

当t-4=0,即t=4时,秩=秩=2,此时线性相关。由上面的初等变换可知:

6 , 设线性无关,而线性相关,则能由线性表示,且表示法惟一。

证:先证可由线性表示。

因线性相关,所以存在一组不为零的数及k,使成立,其中必有,否则上式成为=0,且不全为零,这与线性无关相矛盾。因为,故,即:能由线性表示。

再证表示法惟一。

如果且,则:成立。

由线性无关可知,即,所以表示法惟一。

判断:1、 若矩阵a的列数等于矩阵b的行数,则矩阵a乘以b有意义。 对。

2、 若矩阵a可逆,则它一定是非奇异的。 对。

3、 若矩阵a的行数不等于矩阵b的列数,则矩阵a乘以b没有意义。 错。

4、 齐次线性方程组有非零解的充要条件是其系数行列式不等于零。 错。

5、 a是n阶正交矩阵,则对。

6、 若向量组线性相关,则能由线性表示。 错。

7、 一个n维向量组(s>1)线性相关的充要条件是含有零向量错。

8、 矩阵a,x,y满足ax=ay,且,则x=y. 错。

9、 若a 是方阵,则a必可逆。 错。

10、 设矩阵a增加一行变成矩阵b,则矩阵b的秩大于矩阵a的秩。 错。

11、 是3维向量组,则线性相关。 对。

12、 若同阶方阵a与b都可逆,则a+b也一定可逆。 错。

13、 矩阵a满足,则a=0或者a=e. 错。

特征值部分选择题(单选题)

1. a是n阶正交矩阵,则[ a ]

2. a与b是两个相似的n阶矩阵,则[ a ]

a) 存在非奇异矩阵p,使b) |a||b|

c) 存在对角矩阵d,使a与b都相似于d (d)

3 下列结论中,错误的有( c )

a) 若向量与正交,则对任意实数a,b,与也正交。

b) 若向量与向量都正交,则与的任一线性组合也正交。

c) 若向量与正交,则与中至少有一个是零向量。

d) 若向量与任意同维向量正交,则是零向量。

4 设矩阵,则a的特征值为[ c ]

a) 1,0,1 (b) 1,1,2 (c) -1,1,2 (d) -1,1,1

5 n阶矩阵a与对角矩阵相似的充分必要条件是[ b ]

a) a有n个特征值。

b) a有n个线性无关的特征向量。

c) a的行列式不等于零。

d) a的特征多项式没有重根。

单选:1. 已知四阶行列式d中第三行元素为(-1,2,0,1),它们的余子式依次分别为5,3,-7,4,则d的值等于 c:-15

2. 行列式a的第一行元素是(-3,0,4),第二行元素是(2,a,1),第三行元素是(5,0,3),则其中元素a的代数余子式是:b:-29

3. 排列3721456的逆序数是:c:8

4. 行列式a的第一行元素是(k,3,4),第二行元素是(-1,k,0),第三行元素是(0,k,1),如果行列式a的值等于0,则k的取值应是:c:k=3或k=1

5. 有三阶行列式,其第一行元素是(1,1,1),第二行元素是(3,1,4),第三行元素是(8,9,5),则该行列式的值是:c:5

6. 有三阶行列式,其第一行元素是(0,1,2),第二行元素是(-1,-1,0),第三行元素是(2,0,-5),则该行列式的值是:b:-1

7. 有二阶行列式,其第一行元素是(2,3),第二行元素是(3,-1),则该行列式的值是:a:-11

8. 有二阶行列式,其第一行元素是(1,3),第二行元素是(1,4),该行列式的值是: b:1

9. 下列n阶(n>2)行列式的值必为0的有:b:行列式非零元素的个数小于n个。

10、矩阵a为三阶矩阵,若已知|a|=m,则|-ma|的值为c:-m*m*m*m

11、矩阵a的第一行元素是(1,0,5),第二行元素是(0,2,0),则矩阵a乘以a的转置是:c:第一行元素是(26,0),第二行元素是(0,4)。

12、矩阵a适合下面哪个条件时,它的秩为r. b:a中线性无关的列向量最多有r个。

多选。1、 向量组a1,a2,..as线性无关的必要条件是:

a:a1,a2,…,as都不是零向量。c:

a1,a2,…,as中任意两个向量都不成比例。d:a1,a2,…,as中任一部分组线性无关。

西南交《线性代数》离线作业

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