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川大版高数_物理类专用题目

其中 , ,...,
则 , , ③
有 ≤ ③≤ .又
即有
习题三
15、⑴解:对增广矩阵进行初等变换.
B=
则 无解
⑵解:对方程组的增广矩阵进行初等变换.
B=
则 无解
⑶解:对方程组的增广矩阵进行初等变换.(课本第119页题目出错,应该为
B=
则 有唯一解。即唯一解为(3,2,1,)。
由方程组 解得:
(4)、解:对方程组的增广矩阵进行初等变换.
AB=BA
充分性: AB=BA
(AB)’=B’A’=-BA
AB为反对称矩阵
综上所述:AB是反对称矩阵的充分必要条件是AB=BA。
26.解:设矩阵X为x=
则 =
Ax=o
=0
即 =0
对任意n 1矩阵都成立
A=0
27.证: : A为正交矩阵
=A
A = = =
又 正交矩阵为可逆矩阵
A =A

A = = =A
4.计算下列矩阵乘积
(1) = =
(2) = =
(3). (1,-1,2) =(1*2+(-1)*1+2*4,1*1+(-1)*1+2*2,1*0+(-1)*3+2*1=
(9,4,1)
(4)(x,y,1)
=(x,y,1)
=
(5)
=
=
5.设A= ,B= ,求
= =
= =
= =
= =
= =
6.
(1)A=
B=
则 <6只方程组有无穷多解。
先求它的一个特解,与阶梯形矩阵对应的方程组为
令上式中的 ,解得 。
于是得到特解:
导出组的方程为:
令 解得: .
令 解得:
令 。解得:
可求得导出组的基础解系: , ,
于是方程组的通解为:
其中 为任意常数.
16.(1)欲使方程有解,须使 =
其中A= B=
对B进行初等行变换,过程如下:
AB=
则可知AB为上三角形矩阵
同理,可得BA也为上三角形矩阵。
9、若AB=BA,AC=CA,证明:A、B、C为同阶矩阵,且A(B+C)=(B+C)A,A(BC)=BCA.
证:设A= ,B= ,C=
由题知AB、BA有意义,则可知必有m=s,又由于AB=BA,且AB为m×n阶矩阵,则可知m=n,所以A、B均为n阶矩阵。同理可知A、C均为n阶矩阵,故可得A、B、C为同阶矩阵
另外:C=
假设 = ,可设A的前r行线性无关且第(r+1)行可用前r行线性表出,那么对于第(r+1)行中的每一个值都有 。但B与A相比多了一列,有可能使得 (当然,这种关系也有可能满足)。
但当这种关系部满足时, ﹥ ,故 ≥ ,同理 ≥ 。
综上: ≥ ≥
由于 = ,故 = = ,方程有解。
18.解:首先明确在平面直角坐标系中,直线的方程应为Ax+By=C.
8.(1) 5 = 5 5
习题一
13(1)
根据“定义法”
(2)
根据“降阶法”
(3)
注:根据范达蒙行列式原式=
-1=
(4)
= =
14(1)证明:
(2)证明:
(3)
(4)“递推法”
15.(1) = +
=(ab+1)(cd+1)-[a(-d)]=(ab+1)(cd+1)+ad
(2) = =(4-6) (-1-15)=32
即 的秩﹤3
19.解:对方程组的增广矩阵施行初等行变换
B=
初等行变换 =
方程组有解的充要条件为 = = 4 ,则需 =0
解出 矩阵对应的方程组得:
令 =0得到方程组的特解
=( , , , ,0)
导出组的方程为
令 =1则得导出组的基础解系为 =(1,1,1,1,1)
则方程组通解为 =( , , , ,0)+k(1,1,1,1,1)


10、已知n阶矩阵A和B满足等式AB=BA,证明:
(1)
(2)
(3)
11、
12、证明
13、
14、
15、
当n=1时,
当n=2时,
当n=3时,
假设 =
当n=1时 =
假设n=k+1时
=
= 成立
综上当n为自然数时,
当A=2时
n=3时
n=4时
n=5时
假设n 时成立
当n=3时
假设n=k时成立
当n=k+1时
=
2.解:
得:
3、不一定。原式:
故仅可得到 线性无关
将每个向量任意拆分得到的新向量显然不一定仍然线性相关
例如向量成比例或含有零向量
例: 或 任一一个为零向量
4、不正确使两等式成立的两组系数一般来说是不相等的,所以不可以做那样的公式提取

5、提示:含有零向量就一定线性相关
极大线性相关组中每一向量都无法用其他组中向量给出,因此可用一极大线性无关组加零向量构成向量组
矩阵对应的方程组
令 代入解得
对应的解的向量为
令 代入解得
对应的解的向量为
, 是方程组的一个基础解系
则方程组通解为 .其中 . 为任意的实数
(2)方程组的系数矩阵
矩阵 的秩 =2<4,基础解系由2个线性无关的解构成
对应的方程组为
令 可解得
对应的解向量为
令 可解得
对应的解向量为
是方程组的一个基础解系
方程组的通解为
B= 交换⑴⑵行
-2 ⑴行+⑵行 -1 ⑴行+⑶行
⑵行+⑶行
显然, =5时, = =2
此时 取 ( 3, 4)

(2)同样地,欲使该方程有解,须使 =
其中A= B=
对B进行初等行变换,得
B= 交换⑴⑵行
- ·⑴行+⑵行 -1 ⑴行+⑶行
交换⑵⑶行
⑵行+⑶行
① =1时
B= 此时 = ,故方程有解。
且 解为
6.证:假设 线性相关,
由题意知,必存在一组使得
7.证:设
由于
6、证明:假设 线性相关,则 , 线性相关(部分相关则全体相关)
所以存在m+1个不完全为0的数满足
本来线性相关,故 可为0,可不为0
(1) 则 无法用 线性表出
(2)
而 线性相关,根据定义,至少有一个向量可用其他m-1个向量表出,我们不妨设
整理得
成立
所以
综上 =
16、(1)
解:设
由①②③④得:

(2)设
由①②③④,得:
得:
(3)设
由方程组,得:

(4)设

得:
(5)



19、
(1)
解:
方程组的解为:
(2)
方程组的解为:
(3)
方程组的解为:
(4)
有且仅有 或 时, 无意义;则其他情况
方程组的解为:
(4)
(5)


(6)
24.证: A为对称矩阵
那么
用矩阵表示,即为
若将A.B都看做自变量,将 看做系数,那么,增广矩阵即为
B=
由于列向量线向相关,故 =0
故 =0
若为n(n﹥3)点共线,则增广矩阵B'=
该矩阵中第3个列向量可用前两个线向表出,故 ﹤3。
考虑直线的特殊情形:
当该直线经过原点(0,0)时, =1;其余情形下, =2
故,n点共线的充要条件为 的秩﹤3
所以 ,从而B线性无关
反之:若B线性无关,考察
代入并整理得:

由上式可得:
由 线性无关,所以
若 ,则 有非0角
从而


考查:

将 代入上式得:
由于 线性无关, 也线性无关

而方程组 只有0解
而 线性无关 只有0解,故结论成立
14.记住一下常用矩阵秩的性质
(1)
(2)
(3)若 可逆,则
(4)
证法一:由上述性质(4)条,
A=A’
A A=A A’=E
A A’(A’) =E(A’)
A =(A’)
A为可逆对称矩阵
(A’) =(A )’
A =(A )’
可逆对称矩阵的逆矩阵也是对称矩阵。
25.证:(1)(A )’=(AA)’=A’A’
A为n阶对称矩阵
A’=A
(A )’=A
A 为对称矩阵
(B )’=(BB)’=B’B’
B是n阶反对称矩阵
n=1时A=
n=2时 =
=
n=3时 = A=
=
假设
(1当n =1时, =
(2假设当n 2时(n为自然数)成立,令n=k,则 = 成立;
当n=k+1时
= A=
=
= 成立
综上当n微自然数时
当n=1时,
当n=2时,
当n=3时,
假设 =
当n=1时 =
假设n=k+1时
=
= 成立
综上当n为自然数时,
当A=2时
n=3时
② =-2时
B= 由于 ≠ ,故方程无解。
③ ≠1且 ≠2时, = =3,方程有唯一解,且

(此处只考虑 =1及 =-2两种特殊情形,原因在于,当 =1或 =-2时会使得矩阵第二、三行的首先为零,从而引起 ≠ 情况的出现)
综上,① =1时,方程有无穷多解
② =-2时,方程无解
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