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线性代数练习册附答案

12. 设 ,利用初等行变换求A-1.
复习题一
1. 设A,B,C均为n阶矩阵,且ABC=E,则必有( ).
(A)ACB=E; (B)CBA=E; (C)BAC=E; (D)BCA=E.
2. 设 , ,
, ,则必有 ( ) .
(A)AP1P2=B; (B)AP2P1=B; (C)P1P2A=B; (D)P2P1A=B.
1.写出下列二次型的矩阵表示形式:
2.写出对称矩阵 所对应的二次型.
3.已知二次型 的秩为2,求 的值.
4.求一个正交变换将 化成标准形.
5.用配方法将二次型 化成标准形,并写出所用的可逆线性变换.
6. 设二次型 ,若通过正交变换 化成标准形 ,求 的值.
7. 判别下列二次型的正定性:
(1)
(2)
8. 设 为正定二次型,求 的取值范围.
4. 计算
(1)
(2)
5. 已知两个线性变换 , ,写出它们的矩阵表示式,并求从 到 的线性变换.
6. 设f(x)=a0xm+a1xm-1+…+am,A是n阶方阵,定义f(A)=a0Am+a1Am-1+…+amE.
当f(x)=x2-5x+3, 时,求f(A).
7. 举出反例说明下列命题是错误的.
(1) 若A2=O,则A=O.
6. 设 , , ,证明三直线
相交于一点的充分必要条件是向量组 线性无关,且向量组 线性相关.
第5章 矩阵的特征值和特征向量
习 题
1.已知向量α1=(1,-1,1)T,试求两个向量α2,α3,使α1,α2,α3为R3的一组正交基.
2.设A,B都是n阶正交矩阵,证明AB也是正交矩阵.
3.设A是n阶正交矩阵,且|A|=-1,证明:-1是A的一个特征值.
9.设矩阵A= (1,2,…,n),B=(n,n-1,…,1),求秩R(ATB).
10.设矩阵 ,求A的秩,并写出A的一个最高阶非零子式.
11.已知矩阵 ,若A的秩R(A)=2,求参数t的值.
12.设 ,求A的列向量组的秩,并写出它的一个极大无关组.
13.设A为n阶矩阵,E为n阶单位矩阵,证明:如果A2=A,则
测试题一
一、计算题:
1.计算行列式 .
2.设 , ,计算 .
3.设 、 都是四阶正交矩阵,且 , 为 的伴随矩阵,计算行列式 .
4.设三阶矩阵 与 相似,且 ,计算行列式 .
5.设 ,且 的秩为2,求常数 的值.
二、解答题:
6.设 ,其中 是各不相同的数,问4维非零向量 能否由 线性表示说明理由.
7.求齐次线性方程组 的一个基础解系.
(1) 证明:A组和B组都是三维向量空间 的基;
(2) 求由A组基到B组基的过渡矩阵;
(3) 已知向量α在B组基下的坐标为(1,2,-1)T,求α在A组基下的坐标.
第4章 线性方程组
习 题
1.写出方程组 的矩阵表示形式及向量表示形式.
2.用克朗姆法则解下列线性方程组
,其中
3.问 取何值时,齐次线性方程组 有非零解
5. 设A=(1,2,3),B=(1,1/2,1/3),令C=ATB,求Cn.
6. 证明:如果Ak=O,则(E-A)-1=E+A+A2+…+Ak-1,k为正整数.
7.设A,B为三阶矩阵, ,且A-1BA=6A+BA,求B.
8. 设n阶矩阵A及s阶矩阵B都可逆,求 .
9. 设 ( ),求X-1.
第2章 行列式
5、“若向量组 线性无关,向量组 线性相关,则 一定能由
线性表示”.该命题正确吗。
二、计算下列各题:
1、计算行列式
2、设 , ,且 ,求 .
3、利用初等行变换求矩阵 的秩,并写出矩阵 的列向量组的一个极大线性无关组.
(3)向量β能由向量组π线性表示,且表示式不唯一,并求一般表示式.
4.设四元齐次线性方程组
(Ⅰ) (Ⅱ)
求: (1) 方程组(Ⅰ)与(Ⅱ)的基础解系;(2) 方程组(Ⅰ)与(Ⅱ)的公共解.
5.设矩阵A=(α1,α2,α3,α4),其中α2,α3,α4线性无关,α1=2α2-α3,向量β=α1+α2+α3+α4,求非齐次线性方程组Ax=β的通解.
三、证明题:
11.设 , , ,且 线性无关,证明: 也线性无关.
12.设 为实对称矩阵,且满足 ,证明 为正定矩阵.
测试题二
一、填空题:
1、若规定自然数从小到大的次序为标准次序,则排列5的逆序数为;
2、已知 为三阶正交矩阵,且 <0,则 =;
3、设方阵 = ,若 不可逆,则 ;
4、设 ,其中 , ,则 =;
9.设三阶实对称矩阵A的特征值为λ1=6,λ2=λ3=3,属于特征值λ1=6的特征向量为p1=(1,1,1)T,求矩阵A.
复习题五
1.设n阶矩阵A的元素全为1,则A的n个特征值是.
2.已知3阶矩阵A,A-E,E+2A都不可逆,则行列式|A+E|=.
3.设 , ,已知A与B相似,则a,b满足.
4.设A为2阶矩阵,α1,α2为线性无关的2维列向量,Aα1=0,Aα2=2α1+,α2,则A的非零特征值为.
3. 设A为 阶可逆矩阵,将A的第1列与第4列交换得B,再把B的第2列与第3列交换得C,设
, ,则C-1=( ).
(A)A-1P1P2; (B)P1A-1P2; (C)P2P1A-1; (D)P2A-1P1.
4. 设n阶矩阵A满足A2-3A+2E=O,则下列结论中一定正确的是( ).
(A)A-E不可逆 ; (B)A-2E不可逆 ; (C)A-3E可逆; (D)A-E和A-2E都可逆.
习 题
1.利用三阶行列式解下列三元线性方程组
2.当x取何值时, .
3.求下列排列的逆序数:
(1) 315624; (2)13…(2n-1)24…(2n).
4.证明: .
5.已知四阶行列式|A|中第2列元素依次为1,2,-1,3,它们的余子式的值依次为3,-4,-2,0 ,求|A|.
6.计算下列行列式:
复习题六
1. 设A为 矩阵,B=λE+ATA,试证:λ>0时,矩阵B为正定矩阵.
2.设 ,写出以A,A-1为矩阵的二次型,并将所得两个二次型化成标准形.
3. 已知二次曲面方程 ,通过正交变换X=PY化为椭圆柱面方程 ,求 的值.
4. 设矩阵 , ,其中 为实数,求对角矩阵Λ,使B
与Λ相似,并讨论k为何值时,B为正定矩阵.
3.设有三个n维向量组A:α1,α2,α3;B:α1,α2,α3,α4;C:α1,α2,α3,α5.若A组和C组都线性无关,而B组线性相关,证明向量组α1,α2,α3,α4-α5线性无关.
4.设向量组A:α1=(1,1,0)T,α2=(1,0,1)T,α3=(0,1,1)T和B:β1=(-1,1,0)T,β2=(1,1,1)T,β3=(0,1,-1)T
2.设α1=(2,5,1,3)T,α2=(10,1,5,10)T,α3=(4,1,-1,1)T,且3(α1-x)+2(α2+x)=5(α3+x),求向量x.
3. 判别下列向量组的线性相关性:
(1)α1=(-1,3,1)T,α2=(2,-6,-2)T,α3=(5,4,1)T;
(2)β1=(2,3,0)T,β2=(-1,4,0)T,β3=(0,0,2)T.
7.设α1,α2,…,αn是一组n维向量,已知n维单位坐标向量ε1,ε2,…,εn能由它们线性表示,证明:α1,α2,…,αn线性无关.
8.设有向量组α1,α2,α3,α4,α5,其中α1,α2,α3线性无关,α4=aα1+bα2,α5=cα2+dα3(a,b,c,d均为不为零的实数),求向量组α1,α3,α4,α5的秩.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5) ,其中 .
7.设n阶矩阵A的伴随矩阵为A*,证明:|A*|=|A|n-1,(n≥2).
8. 设A,B都是三阶矩阵,A*为A的伴随矩阵,且|A|=2,|B|=1,计算|-2A*B-1|.
9.设 ,利用公式求A-1.
复习题二
1.设A,B都是n阶可逆矩阵,其伴随矩阵分别为A*、B*,证明:(AB)*=B*A*.
2.设 ,求A-1.
3.已知A1,A2,B1,B2都是31矩阵,设A=(A1,A2,B1,),B=(A1,A2,B2),|A|=2,|B|=3,求|A+2B|.
4.设A,B都是n阶方阵,试证: .
第3章 向量空间
习 题
1.设α1=(1,-1,1)T,α2=(0,1,2)T,α3=(2,1,3)T,计算3α1-2α2+α3.
R(A)+R(A-E)=n.
14.已知向量空间 的两组基为
, 和 , ,
求由基α1,α2,α3到基β1,β2,β3的过渡矩阵.
复习题三
1.设矩阵 ,已知A的秩为3,求k的值.
2.设向量组A:α1,…,αs与B:β1,…,βr,若A组线性无关且B组能由A组线性表示为(β1,…,βr)=(α1,…,αs)K,其中K为 矩阵, 试证:B组线性无关的充分必要条件是矩阵K的秩R(K)=r.
5.已知矩阵 可相似对角化,求 .
6.设矩阵A满足A2-3A+2E=O,证明A的特征值只能是1或2.
7.已知p1=(1,1,-1)T是对应矩阵 的特征值 的一个特征向量.
(1) 求参数a,b及特征值 ; (2) 问A能否相似对角化说明理由.
8. 设 ,求φ(A)=A10-5A9.
第6章 二次型
习 题
2.设齐次线性方程组a1x1+a2x2+…+anxn=0,且a1,a2,…,an不全为零,则它的基础解系所含向量个数为.
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