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(完整)南京师范大学考研高等代数2008——2011

2008年硕士研究生招生入学考试试卷高等代数一、判断题(共60分,每小题6分;若正确,打钩并给出证明,若错误,打叉并给出反例或说明理由)1.对多项式18+x 来说,不存在素数p 满足艾森斯坦()Eisenstein 判别法的条件,故18+x 不是有理数域上的不可约多项式。

2.若数域P 上的多项式)(x f 在复数域上有重根,则在P 上一定有重因式。

3.设向量组(I )的秩大于向量组(II )的秩,则(I )不能由(II )线性表出。

4.设B A ,都是n 阶方阵,A 是对角矩阵,BA AB =,则B 也是对角矩阵。

5.设B A ,都是半正定矩阵,则AB 的特征值大于或等于0。

6.设),2,1(s i V i =是n 维线性空间V 的子空间,n s <≤2,若{}0=j i V V()j i ≠,则s V V V +++ 21是直和。

7.实矩阵n m R A ⨯∈的秩为n 的充要条件是对任意的n 阶实矩阵C B ,,有AC AB =可推得C B =。

8.设b a ,属于数域P ,[]{}{}0))((,)()( n x f x P x f x f V <∂∈=,则V 是一个线性空间,并且)()(:b ax f x f +→ϕ是V 上的一个线性变换。

9.)(λλA 矩阵-是可逆的当且仅当)(λA 的行列式0)(≠λA 。

10.在n 维欧几里得空间中,正交变换在一组基下的矩阵是正交矩阵。

二、计算题(每小题10分,共40分)1.设()n j i a ji nj n i ij ,2,1,=--=βαβα,n 阶方阵()ij a A =,求A 的行列式A 。

2.求⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=143021002A 的所有不变因子,初等因子以及若尔当()Jordan 标准形。

3.设[]4x P 是所有次数小于4的多项式和零多项式构成的线性空间,求线性变换()()()()()x f x f x f x x f ++='''2ϕ的特征值,求最大特征值的特征向量。

4.已知三维欧几里得空间V 中有一组基321,,ααα,其度量矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=110121012A ,求向量312ααβ-=的长度。

三、证明题(1,2题每小题10分,3,4题每小题15分,共50分)1.设V 是一个n 维线性空间,1V 是一个r 维子空间,2nr ≤,证明:存在一个线性变换ϕ,使得()V V ϕϕ⊆=-011。

2.设分块实对称矩阵⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=b A a A '1'00γγββ,其中n n n R A R R b a ⨯∈∈∈1,,,,γβ,证明:A 正定的充要条件是0,0>>b a 且矩阵''111γγββba A --正定。

3.设[]x C 是由所有复系数多项式所构成的集合,n n C A ⨯∈,令[]{}x C x f A f V ∈=)()(,设A 最小多项式的次数为m ,证明:(1)V 是一个有限维线性空间;(2)12,,,,-m A A A E 构成V 的一个基。

4.设V 是数域P 上的有限维线性空间,ϕ是V 上的线性变换,()()221)(--=λλλf 是ϕ的最小多项式;再设()()2,1=-=k k Ker V kk ϕε,其中()•Ker 表示核空间,证明:21V V V ⊕=。

高等代数考生注意: 答案必须写在答题纸上,否则无效,后果自负。

一、(20分)c bx ax x x f +++=23)(是整系数多项式,若c a ,是奇数,b 是偶数,证明:)(x f 是有理数域上的不可约多项式。

二、(20分)设ϕ是欧式空间V 的一个正交变换,λ和μ是ϕ两个不同的特征值,设ϕ的属于λ的特征向量为α,属于μ的特征向量为β,证明:α和β是正交的。

三、(20分)设B A ,为n 级矩阵满足22,2B B E A A ==+且BA AB =,证明:存在可逆矩阵Q 使得AQ Q 1-和BQ Q 1-都是对角矩阵。

四、(30分)求二次型211)(∑∑==⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ni n j ji nx x x f 的矩阵及正负惯性指数。

五、(30分)设ϕ是有限维线性空间V 上的线性变换,证明:()01-⊕=ϕϕV V 的充要条件是V V ϕϕ=2。

六、(30分)设n 维线性空间上的线性变换ϕ的特征多项式为()(),,)(212121λλλλλλλ≠--=nnf并有()()1112111111,,-=-=-=n n ααελϕααελϕαλϕα ,, ()()1212212122,,-=-=-=n n ββελϕββελϕβλϕβ ,证明:211121,,n n βββααα,,,,, 构成整个线性空间的一组基,并写出ϕ在这组基下的矩阵。

高等代数一、(15分)计算行列式7300047000007300047300047=n D 。

二、(15分)设整系数多项式3)(24-++=bx ax x x f ,记())(),(x g x f 为)(x f 和)(x g 的首项系数为1的最大公因式,)('x f 为)(x f 的导数,若())(),()('x f x f x f 为二次多项式,求22b a +的值。

三、(16分)设矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=102111003A ,求矩阵A 的若尔当标准形和A 的有理标准形。

四、(15分)设n 级行列式ij ij n A a D ,0≠=为n D 中的元素ij a 的代数余子式,证明:当nr <时,线性方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++000221122221211212111n rn r r n n n n x a x a x a x a x a x a x a x a x a有一个基础解系为:()jn j j A A A ,,,21 , n r r j ,,2,1 ++=。

五、(20分)设V 是由数域F 上x 的次数小于n 的全体多项式,再添上零多项式构成的线性空间,定义V 上的线性变换A ,使())()()('x f x xf x f A -=,其中)('x f 为)(x f 的导数,(1)求A 的核()01-A 与值域AV ;(2)证明:线性空间V 是()01-A 与AV 的直和。

六、(15分)设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=121031242A ,请把A 分解为一个可逆矩阵B 和一个幂等矩阵C (即C C =2)的乘积。

七、(14分)已知A ,B 都为n 级正定矩阵,证明:(1)A 中绝对值最大的元素在主对角线上;(2)B A B A +>+。

八、(10分)设A ,B 为复数域上的n 级矩阵,A 和B 无公共特征根,证明:关于X 的矩阵方程XB AX =只有零解。

九、(15分)设复数0≠c 为某个非零有理系数多项式的根,记{}0)()()(==c f x f x f M 为有理系数多项式,(1)证明:M 中存在唯一的首项系数为1的有理数域上的不可约多项式)(x p ,使得对任意的M x f ∈)(,都有)()(x f x p 成立;(2)证明:存在有理数域上的多项式)(x g ,使得cc g 1)(=; (3)令i c +=3,求(1)中的)(x p 。

十、(15分)设n 级循环矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=----------0132110432340122310112210a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a A n n n n n n n n n n 。

(1)试把A 表示为一个n 级可逆矩阵T 的多项式;(2)证明:所有的n 级循环矩阵在复数域上可以同时对角化。

2011年硕士研究生招生入学考试试卷高等代数考生注意: 答案必须写在答题纸上,否则无效,后果自负。

一、(15分)计算行列式xaa a a a xa a a a a xa a a a a xaaa a a x D ----------=。

二、(15分)设)(),(21x f x f 是数域P 上的两个多项式,满足()12++x x)()(3231x xf x f +,证明:()1-x ())()(21x f x f ,。

三、(10分)设n 级实矩阵()ij a A =满足:对任意的n j i ≤≤,1且j i ≠,不等式⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛>∑∑≠≠j t jt i k ikjj ii a a a a 成立,证明:0≠A 。

四、(15分)设A 为n 级实对称半正定矩阵,B 为n 级正定矩阵,证明:B B A ≥+。

五、(15分)设A 是一个n 级矩阵,证明:(1)A 是反对称矩阵当且仅当对任一个n 维向量X ,有0'=AX X ;('X 表示X 的转置)(2)如果A 对称矩阵,且对任一个n 维向量X ,有0'=AX X ,那么0=A 。

六、(15分)设1V 和2V 分别是齐次方程组021=+++n x x x 与n x x x === 21的解空间,证明:21V V P n ⊕=。

七、(20分)设三维线性空间V 上的线性变换ϕ在基321εεε,,下的矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=333231232221131211a a a a a a a a a A 。

(1)求ϕ在基321εεε,,下的矩阵;(2)求ϕ在基321εεε,,k 下的矩阵,其中P k ∈且0≠k ; (3)求ϕ在基3221εεεε,,+下的矩阵。

八、(20分)用正交线性替换化下列二次型为标准形:32312122284422321x x x x x x x x x ++---。

九、(15分)设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=251000342A ,求E A A 7370520-+。

(其中E 为单位矩阵)十、(10分)证明:任一n 级方阵和它的转置矩阵相似。

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