第一章习题集2011下无解

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同济大学第四版线性代数习题解答

线性代数答案解答第一章行列式1.利用对角线法则计算下列三阶行列式：（1）381141102---；（2）b a c a c b cb a（3）222111c b a c b a ；（4）yxyx x y x y y x y x +++.解（1）=---381141102811)1()1(03)4(2⨯⨯+-⨯-⨯+⨯-⨯)1()4(18)1(2310-⨯-⨯-⨯-⨯-⨯⨯- =416824-++- =4-（2）=ba c a cb cb a ccc aaa bbb cba bac acb ---++ 3333c b a abc ---=（3）=222111c b a c b a 222222cb ba ac ab ca bc ---++ ))()((a c c b b a ---=（4）yxyx x y x y y x y x+++yx y x y x yx y y x x )()()(+++++=333)(x y x y -+-- 33322333)(3x y x x y y x y y x xy ------+= )(233y x +-=2.按自然数从小到大为标准次序，求下列各排列的逆序数：（1）1 2 3 4；（2）4 1 3 2；（3）3 4 2 1；（4）2 4 1 3；（5）1 3 … )12(-n2 4 … )2(n ；（6）1 3 … )12(-n )2(n )22(-n … 2.解（1）逆序数为0（2）逆序数为4：4 1，4 3，4 2，3 2（3）逆序数为5：3 2，3 1，4 2，4 1,2 1 （4）逆序数为3：2 1，4 1，4 3（5）逆序数为2)1(-n n ：3 2 1个 5 2，54 2个 7 2，7 4，7 6 3个 ……………… …)12(-n 2，)12(-n 4，)12(-n 6，…，)12(-n )22(-n)1(-n 个（6）逆序数为)1(-n n3 2 1个 5 2，54 2个 ……………… …)12(-n 2，)12(-n 4，)12(-n 6，…，)12(-n )22(-n)1(-n 个4 2 1个 6 2，6 4 2个 ……………… …)2(n 2，)2(n 4，)2(n 6，…，)2(n )22(-n )1(-n 个3.写出四阶行列式中含有因子2311a a 的项.解由定义知，四阶行列式的一般项为43214321)1(p p p p t a a a a -，其中t 为4321p p p p 的逆序数．由于3,121==p p已固定，4321p p p p 只能形如13□□，即1324或1342.对应的t 分别为10100=+++或22000=+++∴44322311a a a a -和42342311a a a a 为所求.4.计算下列各行列式：（1）⎥⎥⎥⎥⎦⎥⎢⎢⎢⎢⎣⎢71100251020214214；（2）⎥⎥⎥⎥⎦⎥⎢⎢⎢⎢⎣⎢-260523********12；（3）⎥⎥⎥⎦⎥⎢⎢⎢⎣⎢---ef cf bf de cd bd ae ac ab ；（4）⎥⎥⎥⎥⎦⎥⎢⎢⎢⎢⎣⎢---d c ba100110011001 解(1)7110025102021421434327c c c c --010142310202110214---=34)1(143102211014+-⨯---=143102211014--321132c c c c ++141717201099-=0(2)2605232112131412-24c c -260532122130412-24r r -0412032122130412-14r r -0000032122130412-=0(3)efcfbfde cd bd ae ac ab---=ecbe c b e c badf ---=111111111---adfbce=abcdef 4(4)d cb a10110011001---21ar r +d cb a ab 10011011010---+=12)1)(1(+--d c a ab 101101--+ 23dc c +010111-+-+cd c ada ab=23)1)(1(+--cdadab +-+111=1++++ad cd ab abcd5.证明:(1)1112222b b a a b aba +=3)(b a -; (2)bz ay by ax bx az by ax bx az bzay bxaz bzay byax +++++++++=yxzx z y z yxb a )(33+;(3)0)3()2()1()3()2()1()3()2()1()3()2()1(2222222222222222=++++++++++++d d d d c c c cb b b b a a a a ;(4)444422221111d c b a dcbad c b a))()()()((d b c b d a c a b a -----=))((d c b a d c +++-⋅; (5)1221100000100001a x a a a a x xx n n n +----- n n n n a x a x a x ++++=--111 . 证明(1)122222221312a b a b aa b a ab a c c c c ------=左边ab a b ab a ab 22)1(22213-----=+ 21))((ab a a b a b +--=右边=-=3)(b a (2)bzay by ax z by ax bx az y bx az bz ay x a ++++++分开按第一列左边bz ay by ax x by ax bx az z bxaz bz ay y b +++++++++++++002yby ax z x bxaz y zbzay x a 分别再分bzay y x byax x zbxaz z y b +++zyxy x z x z yb y x z x z y z y x a 33+分别再分右边=-+=233)1(yxzx z yzy x b yxzx z yz y x a(3) 2222222222222222)3()2()12()3()2()12()3()2()12()3()2()12(++++++++++++++++=d d d d d c c c c c b b b b b a a a a a 左边9644129644129644129644122222141312++++++++++++---d d d d c c c c b b b b a a a a c c c c c c964496449644964422222++++++++d d dd c c c cb b b b a a a a 分成二项按第二列964419644196441964412222+++++++++d d d c c c b b b a a a949494949464222224232423dd c cb b a ac c c c c c c c ----第二项第一项06416416416412222=+d dd c c cb b b a a a(4) 444444422222220001a d a c ab a ad ac ab aa d a c ab a ---------=左边=)()()(222222222222222a d d a c c a b b a d a c a b a d a c a b --------- =)()()(111))()((222a d d a c c a b b ad ac ab a d ac a b++++++---=⨯---))()((a d a c a b)()()()()(00122222a b b a d d a b b a c c a b b bd b c a b +-++-++--+ =⨯-----))()()()((b d b c a d a c a b)()()()(112222b d a b bd d b c a b bc c ++++++++=))()()()((d b c b d a c a b a -----))((d c b a d c +++-(5) 用数学归纳法证明.,1,2212122命题成立时当a x a x a x a xD n ++=+-==假设对于)1(-n 阶行列式命题成立，即,122111-----++++=n n n n n a x a x a x D :1列展开按第则n D1110010001)1(11----+=+-x x a xD D n n n n 右边=+=-n n a xD 1所以，对于n 阶行列式命题成立.6.设n 阶行列式)det(ij a D =,把D 上下翻转、或逆时针旋转 90、或依副对角线翻转，依次得nnnn a a a a D 11111=， 11112n nnn a a a a D = ，11113a a a a D n nnn=，证明D D D D D n n =-==-32)1(21,)1(.证明 )det(ij a D =nnn n n n nnnn a a a a a a a a a a D 2211111111111)1(--==∴=--=--nnn n nn n n a a a a a a a a 331122111121)1()1( nn n nn n a a a a111121)1()1()1(---=--D D n n n n 2)1()1()2(21)1()1(--+-+++-=-= 同理可证nnnn n n a a a a D 11112)1(2)1(--=D D n n T n n 2)1(2)1()1()1(---=-=D D D D D n n n n n n n n =-=--=-=----)1(2)1(2)1(22)1(3)1()1()1()1(7.计算下列各行列式（阶行列式为k D k ）：(1)aaD n11=,其中对角线上元素都是a ，未写出的元素都是0；(2)xaaa x a a a xD n=; (3); 1111)()1()()1(1111n a a a n a a a n a a a D n n n n n n n ------=---+提示：利用范德蒙德行列式的结果．(4) nnnnnd c d c b a b a D000011112=;(5)ji a a D ij ij n -==其中),det(;(6)nna a a D +++=11111111121,021≠n a a a 其中.解(1)aa aa aD n 00010000000001000=按最后一行展开)1()1(100000000010000)1(-⨯-+-n n n a aa)1)(1(2)1(--⋅-+n n n a aa(再按第一行展开)n n n nn a a a+-⋅-=--+)2)(2(1)1()1(2--=n n a a )1(22-=-a a n(2)将第一行乘)1(-分别加到其余各行，得ax xa a x xa a x x a a a a xD n ------=0000000 ax a x a x a a a an x D n ----+=0000000)1(再将各列都加到第一列上，得)(])1([1a x a n x n --+=-(3)从第1+n 行开始，第1+n 行经过n 次相邻对换，换到第1行，第n 行经)1(-n次对换换到第2行…，经2)1(1)1(+=++-+n n n n 次行交换，得nnn n n n n n n n a a a n a a a n a a a D )()1()()1(1111)1(1112)1(1-------=---++此行列式为范德蒙德行列式∏≥>≥++++--+--=112)1(1)]1()1[()1(j i n n n n j a i a D∏∏≥>≥+++-++≥>≥++-•-•-=---=1121)1(2)1(112)1()][()1()1()]([)1(j i n n n n n j i n n n j i j i∏≥>≥+-=11)(j i n j i(4)nnnnn d c d c b a b a D 0011112=nn n n n nd d c d c b a b a a 00000011111111----展开按第一行0)1(1111111112c d c d c b a b a b nn n n n nn ----+-+2222---n n n n n n D c b D d a 都按最后一行展开由此得递推公式：222)(--=n n n n n n D c b d a D即 ∏=-=ni i i i i nD c b d a D 222)(而 111111112c b d a d c b a D -==得 ∏=-=ni i i i i n c b d a D 12)((5)ji a ij -=432140123310122210113210)det(--------==n n n n n n n n a D ij n,3221r r r r --0432111111111111111111111--------------n n n n ,,141312c c c c c c +++1524232102221002210002100001---------------n n n n n=212)1()1(----n n n(6)nn a a a D +++=11111111121,,433221c c c c c c ---n n n n a a a a a a a a a a +-------10100010000100010001000011433221展开（由下往上）按最后一列))(1(121-+n n a a a a nn n a a a a a a a a a --------0000000000000000000000000022433221n n n a a a a a a a a ----+--000000000000000001133221 ++nn n a a a a a a a a -------000000000000001143322n n n n n n a a a a a a a a a a a a 322321121))(1(++++=---)11)((121∑+==n i in a a a a8.用克莱姆法则解下列方程组：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++-=----=+-+=+++;01123,2532,242,5)1(4321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=++=++=++=+.15,065,065,065,165)2(5454343232121x x x x x x x x x x x x x解 (1)11213513241211111----=D812073503211111------=145008130032101111---=142142005410032101111-=---=112105132412211151------=D 112105132********----=1121023313090509151------=233130905112109151------= 1202300461000112109151-----=14200038100112109151----=142-=11235122412111512-----=D 81150731203271151-------=31390011230023101151-=28428401910023101151-=----=426110135232422115113-=----=D14202132132212151114=-----=D1,3,2,144332211-========∴DD x DD x DD x D D x(2)510006510006510065100065=D 展开按最后一行61000510065100655-'D D D ''-'=65D D D ''-'''-''=6)65(5D D '''-''=3019D D ''''-'''=1146566551141965=⨯-⨯=(,11的余子式中为行列式a D D ',11的余子式中为a D D ''''类推D D ''''''',)5100165100065100650000611=D 展开按第一列6510065100650006+'D46+'=D 460319+''''-'''=D 1507=51010651000650000601000152=D 展开按第二列5100651006500061-6510065000610005-365510651065⨯-=1145108065-=--=51100650000601000051001653=D 展开按第三列51006500061000516500061000510065+6100510656510650061+=703114619=⨯+=51000601000051000651010654=D 展开按第四列61000510065100655000610005100651-- 51065106565--=395-=11000051000651000651100655=D 展开按最后一列D '+10005100651006512122111=+= 665212;665395;665703;6651145;665150744321=-==-==∴x x x x x ． 9.齐次线性方程组取何值时问,,μλ⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++0200321321321x x x x x x x x x μμλ有非零解？解 μλμμμλ-==12111113D ，齐次线性方程组有非零解，则03=D即0=-μλμ得 10==λμ或不难验证，当,10时或==λμ该齐次线性方程组确有非零解.10.齐次线性方程组取何值时问,λ⎪⎩⎪⎨⎧=-++=+-+=+--0)1(0)3(2042)1(321321321x x x x x x x x x λλλ有非零解？解λλλ----=111132421D λλλλ--+--=101112431)3)(1(2)1(4)3()1(3λλλλλ-------+-= 3)1(2)1(23-+-+-=λλλ齐次线性方程组有非零解，则0=D得 32,0===λλλ或不难验证，当32,0===λλλ或时，该齐次线性方程组确有非零解.第二章矩阵及其运算1．已知线性变换：⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=,323,53,22321332123211y y y x y y y x y y y x 求从变量321,,x x x 到变量321,,y y y 的线性变换．解由已知：⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛221321323513122y y y x x x故 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-3211221323513122x x x y y y ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----=321423736947y y y ⎪⎩⎪⎨⎧-+=-+=+--=321332123211423736947xx x y x x x y x x x y2．已知两个线性变换⎪⎩⎪⎨⎧++=++-=+=,54,232,232133212311y y y x y y y x y y x ⎪⎩⎪⎨⎧+-=+=+-=,3,2,3323312211z z y z z y z z y 求从321,,z z z 到321,,x x x 的线性变换．解由已知⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛221321514232102y y y x x x ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=321310102013514232102z z z ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=321161109412316z z z 所以有 ⎪⎩⎪⎨⎧+--=+-=++-=3213321232111610941236z z z x z z z x z z z x3．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=111111111A , ,150421321⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=B 求.23B A A AB T及-解A AB 23-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=1504213211111111113⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---1111111112 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0926508503⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---1111111112⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----=22942017222132 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=150421321111111111B A T⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0926508504．计算下列乘积：(1)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-127075321134; (2)()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1233,2,1; (3)()2,1312-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛; (4)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-20413121013143110412; (5)⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛321332313232212131211321),,(x x x a a a a a a a a a x x x;(6)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛30003200121013013000120010100121. 解(1)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-127075321134⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯⨯+⨯-+⨯⨯+⨯+⨯=102775132)2(71112374⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=49635 (2)()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛123321)10()132231(=⨯+⨯+⨯=(3)()21312-⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯=23)1(321)1(122)1(2⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=632142 (4)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-20413121013143110412⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=6520876 (5)()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛321332313232212131211321x x x a a a a a a a a a x x x()333223113323222112313212111x a x a x a x a x a x a x a x a x a ++++++=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯321x x x 322331132112233322222111222x x a x x a x x a x a x a x a +++++= (6)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛30003200121013013000120010100121⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=90003400421025215．设⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3121A , ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=2101B ，问：(1)BA AB =吗?(2)2222)(B AB A B A ++=+吗?(3)22))((B A B A B A -=-+吗?解(1)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3121A , ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2101B 则⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=6443AB ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=8321BA BA AB ≠∴(2)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+52225222)(2B A ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=2914148但=++222B AB A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛43011288611483⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=27151610故2222)(B AB A B A ++≠+(3) =-+))((B A B A =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛10205222⎪⎪⎭⎫⎝⎛9060 而 =-22B A =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛430111483⎪⎪⎭⎫⎝⎛7182 故22))((B A B A B A -≠-+6．举反列说明下列命题是错误的:（１）若02=A ,则0=A ; （２）若A A =2,则0=A 或E A =;（３）若AY AX =,且0≠A ,则Y X =.解 (1) 取⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0010A 02=A ,但0≠A(2) 取⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0011A A A =2,但0≠A 且E A ≠(3) 取⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0001A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1111X ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=1011YAY AX =且0≠A 但Y X ≠7．设⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=101λA ,求k A A A ,,,32 . 解 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=12011011012λλλA⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==1301101120123λλλA A A 利用数学归纳法证明: ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=101λk A k当1=k 时,显然成立,假设k 时成立,则1+k 时⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==1)1(01101101λλλk k A A A kk 由数学归纳法原理知:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=101λk A k8．设⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=λλλ001001A ,求k A .解首先观察⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λλλλλλ0010010010012A ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=222002012λλλλλ ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅=3232323003033λλλλλλA A A由此推测 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=---k k k k k k k k k k k A λλλλλλ0002)1(121)2(≥k用数学归纳法证明: 当2=k时,显然成立.假设k 时成立，则1+k 时，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⋅=---+λλλλλλλλλ0010010002)1(1211k k k k k k k k k k k k A A A⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=+-+--+11111100)1(02)1()1(k k k k k k k k k k λλλλλλ由数学归纳法原理知: ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=---k k k k k k k k k k k A λλλλλλ0002)1(1219．设B A ,为n 阶矩阵，且A 为对称矩阵，证明AB B T 也是对称矩阵.证明已知：A A T=则 AB B B A B A B B AB B T T T T TT T T ===)()(从而 AB B T也是对称矩阵.10．设B A ,都是n 阶对称矩阵，证明AB 是对称矩阵的充分必要条件是BA AB =.证明由已知：A A T = B B T=充分性：BA AB =⇒A B AB TT =⇒)(AB AB T = 即AB 是对称矩阵.必要性：AB AB T =)(⇒AB A B TT =⇒AB BA =.11．求下列矩阵的逆矩阵：(1)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛5221； (2)⎪⎪⎭⎫⎝⎛-θθθθcos sin sin cos ； (3)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---145243121; (4)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛4121031200210001; (5)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2500380000120025; (6)⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n a a a 0021)0(21≠a a a n 解(1)⎪⎪⎭⎫⎝⎛=5221A 1=A1),1(2),1(2,522122111=-⨯=-⨯==A A A A⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=*122522122111A A A A A *-=A A A 11故 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=-12251A(2)01≠=A 故1-A 存在θθθθcos sin sin cos 22122111=-===A A A A从而 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-θθθθcos sin sin cos 1A (3) 2=A , 故1-A 存在024312111==-=A A A 而 1613322212-==-=A A A21432332313-==-=A A A故 *-=A A A 11⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----=1716213213012(4)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=4121031200210001A24=A 0434232413121======A A A A A A68122444332211====A A A A12411032001)1(312-=-=A 12421012021)1(413-=-=A3121312021)1(514=-=A 4421012001)1(523-=-=A5121312001)1(624-=-=A 2121021001)1(734-=-=A*-=A AA11故⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----=-4112124581031612100212100011A(5)01≠=A 故1-A 存在而002141312111==-==A A A A005242322212===-=A A A A 320043332313-====A A A A 850044342414=-===A A A A从而⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----=-85003200005200211A(6)⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=n a a a A 0021由对角矩阵的性质知 ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-n a a a A 1001121112．解下列矩阵方程：(1)⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛12643152X ; (2) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--234311*********X ;(3)⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-101311022141X ; (4)⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛021102341010100001100001010X .解 (1)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-126431521X ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=12642153⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=80232 (2)1111012112234311-⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=X ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=03323210123431131 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=32538122 (3)11110210132141--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=X ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=210110131142121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21010366121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=04111(4)11010100001021102341100001010--⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=X ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=010100001021102341100001010⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=20143101213．利用逆矩阵解下列线性方程组:(1) ⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++;353,2522,132321321321x x x x x x x x x (2) ⎪⎩⎪⎨⎧=-+=--=--.0523,132,2321321321x x x x x x x x x解 (1)方程组可表示为 ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛321153522321321x x x故 ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0013211535223211321x x x从而有 ⎪⎩⎪⎨⎧===001321x x x (2) 方程组可表示为 ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----012523312111321x x x故 ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-3050125233121111321x x x故有 ⎪⎩⎪⎨⎧===305321x x x 14．设O A k =(k 为正整数),证明121)(--++++=-k A A A E A E .证明一方面， )()(1A E A E E --=-另一方面，由O A k=有)()()(1122k k k A A A A A A A E E -+--+-+-=-- ))((12A E A A A E k -++++=-故 )()(1A E A E ---))((12A E A A A E k -++++=-两端同时右乘1)(--A E就有121)(--++++=-k A A A E A E15．设方阵A 满足O E A A =--22,证明A 及E A 2+都可逆,并求1-A 及 1)2(-+E A .证明由O E A A =--22得E A A 22=-两端同时取行列式: 22=-A A即 2=-E A A ,故 0≠A所以A 可逆,而22A E A =+0222≠==+A A E A 故E A 2+也可逆.由O E A A =--22E E A A 2)(=-⇒E A E A A A 112)(--=-⇒)(211E A A -=⇒-又由O E A A =--22E E A A E A 4)2(3)2(-=+-+⇒ E E A E A 4)3)(2(-=-+⇒11)2(4)3)(2()2(--+-=-++∴E A E A E A E A)3(41)2(1A E E A -=+∴-16．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=321011330A ,B A AB 2+=,求B . 解由B A AB 2+=可得A B E A =-)2(故A E A B 1)2(--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=-3210113301210113321⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=01132133017．设Λ=-AP P 1,其中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=1141P ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Λ2001,求11A .解 Λ=-AP P 1故1-Λ=P P A 所以11111-Λ=P P A3=P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=*1141P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-1141311P而 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Λ11111120012001故⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=31313431200111411111A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=6846832732273118．设m 次多项式m m x a x a x a a x f ++++= 2210)(,记m m A a A a A a E a A f ++++= 2210)()(A f 称为方阵A 的m 次多项式.(1)设⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Λ2100λλ,证明: ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Λk k k2100λλ,⎪⎪⎭⎫⎝⎛=Λ)(00)()(21λλf f f ; (2)设1-Λ=P P A ,证明: 1-Λ=P P A k k ,1)()(-Λ=P Pf A f .证明(1) i)利用数学归纳法.当2=k 时⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Λ212120000λλλλ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=222100λλ命题成立,假设k 时成立,则1+k 时⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ΛΛ=Λ+212110000λλλλk k k k ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=++121100k k λλ 故命题成立. ii)左边m m a a a E a f Λ++Λ+Λ+=Λ= 2210)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛=m m m a a a 21211000001001λλλλ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++++++++=m m m m a a a a a a a a 2222210121211000λλλλλλ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=)(00)(21λλf f =右边 (2) i) 利用数学归纳法.当2=k 时12112---Λ=ΛΛ=P P P P P P A 成立假设k 时成立,则1+k 时11111-+--+Λ=ΛΛ=⋅=P P P P P P A A A k k k k 成立,故命题成立,即 1-Λ=P P A k kii) 证明右边1)(-Λ=P Pf12210)(-Λ++Λ+Λ+=P a a a E a P m m11221110----Λ++Λ+Λ+=P P a P P a P P a PEP a m m m m A a A a A a E a ++++= 2210)(A f ==左边19．设n 阶矩阵A 的伴随矩阵为*A ，证明：(1) 若0=A ,则0=*A ;(2) 1-*=n AA .证明(1) 用反证法证明．假设0≠*A 则有E A A =-**1)(由此得O A E A A AA A ===-*-**11)()(O A =∴*这与0≠*A 矛盾，故当0=A 时有0=*A(2) 由于*-=A A A11, 则E A AA =*取行列式得到: nAA A =* 若0≠A 则1-*=n AA若0=A 由(1)知0=*A 此时命题也成立故有1-*=n AA20．取⎪⎪⎭⎫⎝⎛==-==1001D C B A ,验证DC B ADC B A ≠检验: =D C BA =--10100101101001011010010100200002--410012002==而01111==D C B A故 DC B AD C B A ≠21．设⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=22023443O O A ,求8A 及4A解 ⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=22023443O O A ，令⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=34431A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=22022A 则⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21A O O A A故8218⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=A OO A A ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=8281A O O A 1682818281810===A A A A A⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=464444241422025005O O A OO A A22．设n 阶矩阵A 及s 阶矩阵B 都可逆,求1-⎪⎪⎭⎫⎝⎛O B A O ．解将1-⎪⎪⎭⎫⎝⎛O B A O 分块为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛4321C C C C其中 1C 为n s ⨯矩阵, 2C 为s s ⨯矩阵3C 为n n ⨯矩阵, 4C 为s n ⨯矩阵则⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯O B A O s s n n ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛4321C C C C ==E ⎪⎪⎭⎫⎝⎛s n E O O E 由此得到⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⇒==⇒==⇒==⇒=----122111144133)()(B C E BC B O C O BC A O C O AC A C E AC s n 存在存在故 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛---O A B O O B A O 111．第三章矩阵的初等变换与线性方程组1．把下列矩阵化为行最简形矩阵：(1)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--340313021201; (2) ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----174034301320; (3)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---------12433023221453334311; (4) ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------34732038234202173132.解(1) ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--3403130212011312)3()2(~r r r r -+-+⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---02003100121)2()1(32~-÷-÷r r ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--01003100120123~r r -⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--30003100120133~÷r ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100031001201323~r r +⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-100001001201 3121)2(~r r r r +-+⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛100001000001(2) ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----174034301320 1312)2()3(2~r r r r -+-+⨯⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---310031001320 21233~r r r r ++⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000031001002021~÷r ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000031005010 (3)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---------12433023221453334311141312323~r r r r r r ---⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--------1010500663008840034311)5()3()4(432~-÷-÷-÷r r r ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----221002210022*******12423213~r r r r r r ---⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---0000000000221003211(4)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------34732038234202173132242321232~r r r r r r ---⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----1187701298804202111110 141312782~r r r r r r --+⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--4100041000202011111034221)1(~r r r r r --⨯↔⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----00000410001111020201 32~r r +⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--000004100030110202012．在秩是r 的矩阵中,有没有等于0的1-r 阶子式?有没有等于0的r 阶子式?解在秩是r 的矩阵中,可能存在等于0的1-r 阶子式,也可能存在等于0的r 阶子式.例如，⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=00000000010000100001α 3)(=αR 同时存在等于0的3阶子式和2阶子式.3．从矩阵A 中划去一行得到矩阵B ,问B A ,的秩的关系怎样?解 )(A R ≥)(B R设r B R =)(，且B 的某个r 阶子式0≠D r .矩阵B 是由矩阵A 划去一行得到的，所以在A 中能找到与D r 相同的r 阶子式D r ，由于0≠=D D r r ，故而)()(B R A R ≥.4．求作一个秩是4的方阵,它的两个行向量是)0,0,1,0,1(,)0,0,0,1,1(- 解设54321,,,,ααααα为五维向量,且)0,0,1,0,1(1=α,)0,0,0,1,1(2-=α,则所求方阵可为,54321⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=αααααA 秩为4,不妨设⎪⎩⎪⎨⎧===)0,0,0,0,0(),0,0,0,0()0,,0,0,0(55443αααx x 取154==x x故满足条件的一个方阵为⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-00000100000100000011001015．求下列矩阵的秩,并求一个最高阶非零子式：(1)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---443112112013; (2) ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-------815073131213123； (3)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---02301085235703273812.解 (1) ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---443112112013r r 21~↔⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---443120131211 ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------564056401211~12133r r r r 2000056401211~23秩为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----r r 二阶子式41113-=-．(2) ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-------815073*********⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---------15273321059117014431~27122113r r r r r r 200000591170144313~23秩为⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----r r .二阶子式71223-=-．(3)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---02301085235703273812434241322~r r r r r r ---⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------0230102420536307121131223~r r r r ++⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-0230114000016000071210344314211614~r r r r r r r r -÷÷↔↔⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-00000100007121002301秩为3 三阶子式07023855023085570≠=-=-．6．求解下列齐次线性方程组:(1) ⎪⎩⎪⎨⎧=+++=-++=-++;0222,02,02432143214321x x x x x x x x x x x x (2) ⎪⎩⎪⎨⎧=-++=--+=-++;05105,0363,02432143214321x x x x x x x x x x x x(3) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+-=+-+=-++=+-+;0742,0634,0723,05324321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x (4)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++-=+-+=-+-=+-+.0327,01613114,02332,075434321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x解 (1) 对系数矩阵实施行变换:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--212211121211⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---3410013100101~即得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==-==4443424134334x x x x x x x x故方程组的解为⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1343344321k x x x x(2) 对系数矩阵实施行变换:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----5110531631121⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-000001001021~ 即得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===+-=4432242102x x x x x x x x故方程组的解为⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛10010012214321k k x x x x(3) 对系数矩阵实施行变换:⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----7421631472135132⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛1000010000100001~即得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====00004321x x xx故方程组的解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====00004321x x x x(4) 对系数矩阵实施行变换:⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----3127161311423327543⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--0000001720171910171317301~即得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==-=-=4433432431172017191713173x x x x x x x x x x 故方程组的解为⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛1017201713011719173214321k k x x x x7．求解下列非齐次线性方程组:(1) ⎪⎩⎪⎨⎧=+=+-=-+;8311,10213,22421321321x x x x x x x x (2) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+-=-+-=+-=++;694,13283,542,432z y x z y x z y x z y x(3) ⎪⎩⎪⎨⎧=--+=+-+=+-+;12,2224,12w z y x w z y x w z y x (4) ⎪⎩⎪⎨⎧-=+-+=-+-=+-+;2534,4323,12w z y x w z y x w z y x解 (1) 对系数的增广矩阵施行行变换,有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--60003411100833180311102132124~2)(=A R 而3)(=B R ,故方程组无解．(2) 对系数的增广矩阵施行行变换:⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----69141328354214132⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--0000000021101201~即得⎪⎩⎪⎨⎧=+=--=zz z y z x 212亦即⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛021112k z y x(3) 对系数的增广矩阵施行行变换:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----111122122411112⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-000000100011112~ 即得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===++-=0212121w z z y y z y x 即⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛00021010210012121k k w z y x(4) 对系数的增广矩阵施行行变换:⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----00007579751025341253414312311112~ ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----000007579751076717101~ 即得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==--=++=w w z z w z y w z x 757975767171即⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛00757610797101757121k k w z y x8．λ取何值时,非齐次线性方程组 ⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++2321321321,,1λλλλλx x x x x x x x x (1)有唯一解；(2)无解；(3)有无穷多个解?解 (1)0111111≠λλλ,即2,1-≠λ时方程组有唯一解.(2))()(B R A R <⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21111111λλλλλB ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+----22)1)(1()2)(1(00)1(11011~λλλλλλλλλλ由0)1)(1(,0)2)(1(2≠+-=+-λλλλ 得2-=λ时,方程组无解.(3)3)()(<=B R A R ,由0)1)(1()2)(1(2=+-=+-λλλλ,得1=λ时,方程组有无穷多个解.9．非齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-+=+--=++-23213213212,2,22λλx x x x x x x x x 当λ取何值时有解？并求出它的解．解 ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-----⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=)2)(1(000)1(321101212111212112~2λλλλλλB 方程组有解，须0)2)(1(=+-λλ得2,1-==λλ当1=λ时,方程组解为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛001111321k x x x当2-=λ时,方程组解为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛022111321k x x x10．设⎪⎩⎪⎨⎧--=-+--=--+=-+-,1)5(42,24)5(2,122)2(321321321λλλλx x x x x x x x x问λ为何值时,此方程组有唯一解、无解或有无穷多解？并在有无穷多解。

《初等数论》各章习题参考解答

《初等数论》各章习题参考解答第一章习题参考解答1.解:因为25的最小倍数是100,9的最小倍数是，所以满足条件的最小正整数11111111100a =。

2.解：3在100!的分解式中的指数()1001001001003100!33113148392781⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+++=+++=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦，在100!的分解式中的指数()1001001001001002100!50251261942481664⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=++++=++++=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦，∴ ()9448474847100!2343123,,61k k k k =⋅⋅=⋅⋅=⋅=。

故 max 47n =，min 3M k =，(),61k =。

故当M 最小值是3的倍数，但不是2的倍数。

3.解：112121n n n n x x ++++++等价于()()21221n n n x x x ++-+-，从而3x ³（n 就不会太大，存在反向关系）。

由()()22121n nn x x x -+-?+，得()()2212n n n x x -+?，即()()()121122nn x x -+?。

若2n ³，则()()()()251221114242nn x xx x-?+??，导致25140x x -+?，无解。

所以，只有1n =，335314x x x +-?，只能是37,14x +=，从而4,11x =。

综上所述，所求正整数对()()(),4,111,1x n =、。

4.解：按题意，2m n >>，记*,m n k k N =+?；则()222211111n n k nk n k k a a a a a a a a a a a a +++-+-?-+--++-22211111n k k n k k a a a a a a a a a ++?---+?-+-，故存在无穷多个正整数a 满足2111n k k a a a a ++-+-。

胡运权《运筹学教程》习题答案(第一章)[1]

第一章习题解答1.1 用图解法求解下列线性规划问题。

并指出问题具有惟一最优解、无穷多最优解、无界解还是无可行解。

+=32min 21x x Z +=23max 21x x Z ⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+≥+0,422664.)1(212121x x x x x x st ⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+≤+0,124322.)2(212121x x x x x x st ⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤≤++=85105120106.max )3(212121x x x x st x x Z ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+−≥−+=0,23222.65max )4(21212121x x x x x x st x x Z 第一章习题解答无穷多最优解，,422664.32min )1(21212121⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+≥++=x x x x x x st x x Z 是一个最优解3,31,121===Z x x 该问题无解⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+≤++=0,124322.23max )2(21212121x x x x x x st x x Z 第一章习题解答85105120106.max )3(212121⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤≤++=x x x x st x x Z 唯最优解16,6,1021===Z x x 唯一最优解，该问题有无界解⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+−≥−+=0,23222.65max )4(21212121x x x x x x st x x Z 第一章习题解答1.2 将下述线性规划问题化成标准形式。

1422245243min )1(432143214321⎪⎪⎧≤+−+−=−+−+−+−=x x x x x x x x x x x x Z .,0,,23243214321⎪⎪⎩⎨≥≥−++−无约束x x x x x x x x st ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤≤−+−=++−+−=无约束321321321321,0,0624322min )2(x x x x x x x x x st x x x Z 第一章习题解答.2321422245243min )1(4321432143214321⎪⎪⎪⎨⎧≥−++−≤+−+−=−+−+−+−=x x x x x x x x x x x x st x x x x Z ,0,,4321⎪⎩≥无约束x x x x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=−+−++−=+−+−+=−+−+−+−+−=0,,,,,232142222455243max 64241321642413215424132142413214241321x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x st x x x x x Z 第一章习题解答⎪⎪⎨⎧≥≤≤−+−=++−+−=无约束321321321321,0,0624322min)2(x x x x x x x x x st x x x Z ⎩⎪⎩⎪⎨⎧≥=++−+=−++−+−+=0,,,,6243322max 43231214323121323121323121x x x x x x x x x x x x x x st x x x x Z第一章习题解答634334max )3(3212121⎪⎪⎧=−+=++=x x x x x st x x Z 517,0,1,59,524,,1,0424321421=====⎪⎪⎩⎨=≥=++Z x x x x j x x x x j 该题是唯一最优解：）（"第一章习题解答⎪⎧≤++−≤++++=151565935121510max 321321x x x x x x x x x Z 该题无可行解。

高中数学第一章常用逻辑用语章末演练轻松闯关一含解析新人教A版选修11

高中数学第一章常用逻辑用语章末演练轻松闯关一含解析新人教A 版选修11[学生用书P91(单独成册)])[A 基础达标]1．命题“∃x 0∈R ，1<f (x 0)≤2”的否定形式是( ) A ．∀x ∈R ，1<f (x )≤2 B ．∃x ∈R ，1<f (x )≤2 C ．∃x ∈R ，f (x )≤1或f (x )>2 D ．∀x ∈R ，f (x )≤1或f (x )>2解析：选D.根据特称命题的否定是全称命题可知原命题的否定形式为“∀x ∈R ，f (x )≤1或f (x )>2”．故选D.2．命题“若a >b ，则a ＋c >b ＋c ”的否命题是( ) A ．若a ≤b ，则a ＋c ≤b ＋c B ．若a ＋c ≤b ＋c ，则a ≤b C ．若a ＋c >b ＋c ，则a >b D ．若a >b ，则a ＋c ≤b ＋c解析：选A.否命题是将原命题的条件和结论都否定，故命题“若a >b ，则a ＋c >b ＋c ”的否命题是“若a ≤b ，则a ＋c ≤b ＋c ”，故选A.3．设p ：log 2x <0，q ：⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －1>1，则p 是q 的( )A ．充要条件B ．充分不必要条件C ．必要不充分条件D ．既不充分也不必要条件解析：选B.p ：log 2x <0⇔0<x <1；q ：⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －1>1⇔x <1，所以p ⇒q 但q ⇒/p ，所以p 是q 的充分不必要条件，故选B.4．下列表述错误的是( )A ．存在α，β∈R ，使tan(α＋β)＝tan α＋tan βB ．命题“若a ∈M ，则b ∉M ”的等价命题是“若b ∈M ，则a ∉M ”C ．“x >2”是“x 2>4”的充分不必要条件D ．对任意的φ∈R ，函数y ＝sin(2x ＋φ)都不是偶函数解析：选D.当α＝0，β＝π3时，tan ⎝⎛⎭⎪⎫0＋π3＝tan 0＋tan π3成立，故选项A 正确．对于选项B 、C ，显然正确．在D 中，存在φ＝k π＋π2(k ∈Z )时，函数y ＝sin(2x ＋φ)是偶函数，D 错误．5．已知命题p ：∃x 0∈R ，x 0－2>lg x 0，命题q ：∀x ∈R ，x 2>0，则( ) A ．命题p ∨q 是假命题 B ．命题p ∧q 是真命题 C ．命题p ∧(﹁q )是真命题 D ．命题p ∨(﹁q )是假命题解析：选C.当x ＝10时，x －2＝8，lg x ＝lg 10＝1，故命题p 为真命题；令x ＝0，则x 2＝0，故命题q 为假命题．依据复合命题真假性的判断法则，可知命题p ∨q 是真命题，命题p ∧q 是假命题，﹁q 是真命题，进而得到命题p ∧(﹁q )是真命题，命题p ∨(﹁q )是真命题．故选C.6．写出命题“若方程ax 2－bx ＋c ＝0的两根都大于0，则ac ＞0”的一个等价命题：________________．解析：一个命题与其逆否命题是等价命题．答案：若ac ≤0，则方程ax 2－bx ＋c ＝0的两根不都大于07．已知p ：－3＜x －a ＜3，q ：(x －1)(2－x )＞0.若﹁p 是﹁q 的充分条件，则实数a 的取值范围是________．解析：p ：－3＜x －a ＜3，即a －3＜x ＜a ＋3；q ：(x －1)(2－x )＞0，即1＜x ＜2，所以﹁p ：x ≤a －3或x ≥a ＋3，﹁q ：x ≤1或x ≥2；而﹁p 是﹁q 的充分条件，所以⎩⎪⎨⎪⎧a －3≤1，a ＋3≥2.解得－1≤a ≤4.答案：[－1，4]8．设命题p ：c 2＜c 和命题q ：∀x ∈R ，x 2＋4cx ＋1＞0，且p ∨q 为真，p ∧q 为假，则实数c 的取值范围是________．解析：解不等式c 2＜c ，得0＜c ＜1，即命题p ：0＜c ＜1，所以命题﹁p ：c ≤0或c ≥1. 又由(4c )2－4＜0，得－12＜c ＜12，即命题q ：－12＜c ＜12，所以命题﹁q ：c ≤－12或c ≥12，由题意知p 与q 中一个为真命题，一个为假命题．当p 真q 假时，实数c 的取值范围是12≤c ＜1.当p 假q 真时，实数c 的取值范围是－12＜c ≤0.综上所述，实数c 的取值范围是－12＜c ≤0或12≤c ＜1.答案：⎝ ⎛⎦⎥⎤－12，0∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫12，19．指出下列命题中，p 是q 的什么条件： (1)p ：{x |x >－2或x <3}；q ：{x |x 2－x －6<0}； (2)p ：a 与b 都是奇数；q ：a ＋b 是偶数；(3)p ：0<m <13；q ：方程mx 2－2x ＋3＝0有两个同号且不相等的实根．解：(1)因为{x |x >－2或x <3}＝R ，{x |x 2－x －6<0}＝{x |－2<x <3}，所以{x |x >－2或x <3}⃘ {x |－2<x <3}，而{x |－2<x <3}{x |x >－2或x <3}．所以p 是q 的必要不充分条件．(2)因为a ，b 都是奇数⇒a ＋b 为偶数，而a ＋b 为偶数⇒/ a ，b 都是奇数，所以p 是q 的充分不必要条件．(3)mx 2－2x ＋3＝0有两个同号不等实根⇔⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0，3m >0⇔⎩⎪⎨⎪⎧4－12m >0，m >0⇔⎩⎪⎨⎪⎧m <13，m >0⇔0<m <13. 所以p 是q 的充要条件．10．设函数y ＝lg(－x 2＋4x －3)的定义域为A ，函数y ＝2x ＋1，x ∈(0，m )的值域为B . (1)当m ＝2时，求A ∩B ；(2)若“x ∈A ”是“x ∈B ”的必要不充分条件，求实数m 的取值范围．解：(1)由题意得－x 2＋4x －3＞0，解得1＜x ＜3，所以A ＝(1，3)，又函数y ＝2x ＋1在区间(0，m )上单调递减，所以y ∈⎝⎛⎭⎪⎫2m ＋1，2，即B ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2m ＋1，2，当m ＝2时，B ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫23，2，所以A ∩B ＝(1，2)． (2)首先要求m ＞0，因为“x ∈A ”是“x ∈B ”的必要不充分条件，所以B A ，即⎝⎛⎭⎪⎫2m ＋1，2(1，3)，从而2m ＋1≥1，解得0＜m ≤1. [B 能力提升]11．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧3x，x <0，m －x 2，x ≥0，给出两个命题：命题p ：∃m ∈(－∞，0)，方程f (x )＝0有解，命题q ：若m ＝19，则f (f (－1))＝0，那么，下列命题为真命题的是( )A ．p ∧qB ．(﹁p )∧qC ．p ∧(﹁q )D ．(﹁p )∧(﹁q )解析：选B.因为3x>0，当m <0时，m －x 2<0，所以命题p 为假命题；当m ＝19时，因为f (－1)＝3－1＝13，所以f (f (－1))＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13＝19－⎝ ⎛⎭⎪⎫132＝0，所以命题q 为真命题，逐项检验可知，只有(﹁p )∧q 为真命题，故选B.12．已知函数f (x )＝x 2－2x ，g (x )＝ax ＋2(a >0)，若∀x 1∈[－1，2]，∃x 2∈[－1，2]，使得f (x 1)＝g (x 2)，则实数a 的取值范围是__________．解析：当∀x 1∈[－1，2]时，由f (x )＝x 2－2x 得，对称轴是直线x ＝1，f (1)＝－1是最小值，f (－1)＝3是最大值，所以f (x 1)∈[－1，3]．又因为∀x 1∈[－1，2]，∃x 2∈[－1，2]，使得f (x 1)＝g (x 2)，所以当x 2∈[－1，2]时，[－1，3]⊆g (x 2)．因为a >0，所以g (x )＝ax ＋2是增函数，所以⎩⎪⎨⎪⎧－a ＋2≤－1，2a ＋2≥3，解得a ≥3，综上所述，实数a 的取值范围是[3，＋∞)．答案：[3，＋∞)13．设有两个命题：p ：关于x 的不等式sin x cos x >m 2＋m2－1的解集是R ；q ：幂函数f (x )＝x7－3m在(0，＋∞)上是减函数．若“p 且q ”是假命题，“p 或q ”是真命题，求m 的取值范围．解：因为“p 且q ”是假命题，所以p ，q 中至少有一个是假命题．因为“p 或q ”是真命题，所以p ，q 中至少有一个是真命题．故p 和q 两个命题一真一假．若p 真，则2m 2＋m －2<－1，即2m 2＋m －1<0，所以－1<m <12.若q 真，则7－3m <0，所以m >73.p 真q 假时，－1<m <12；p 假q 真时，m >73.所以m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫73，＋∞. 14．(选做题)已知函数f (x )＝4sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋x －23cos 2x －1.给定p ：x <π4或x >π2，x ∈R .q ：－2<f (x )－m <2.若﹁p 是q 的充分条件，求实数m 的取值范围．解：由q 可得⎩⎪⎨⎪⎧m >f （x ）－2m <f （x ）＋2.因为﹁p 是q 的充分条件，所以在π4≤x ≤π2的条件下，⎩⎪⎨⎪⎧m >f （x ）－2m <f （x ）＋2恒成立．又f (x )＝2⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋2x －23cos 2x －1 ＝2sin 2x －23cos 2x ＋1 ＝4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3＋1，由π4≤x ≤π2，知π6≤2x －π3≤2π3，所以当x ＝5π12时，f (x )max ＝5，当x ＝π4时，f (x )min ＝3.所以⎩⎪⎨⎪⎧m >5－2m <3＋2，即3<m <5.所以m 的取值范围是(3，5)．。

线性代数习题册(答案)

线性代数习题册答案第一章行列式练习一班级学号姓名1．按自然数从小到大为标准次序，求下列各排列的逆序数：（1）τ(3421)= 5 ; （2）τ(135642)= 6 ;（3）τ(13…(2n-1)(2n)…42) = 2+4+6+…+（2 n-2）= n （n-1）.2．由数字1到9组成的排列1274i56j9为偶排列，则i= 8 、j= 3 .3．在四阶行列式中，项12233441a a a a 的符号为负 .4．00342215= －24 .5．计算下列行列式：（1）122212221-----= －1＋（－8）＋（－8）－（－4）－（－4）―（－4）= －5或（2）111111λλλ---= －3λ＋1＋1－（－λ）－（－λ）―（－λ） = －3λ＋3λ+2=2(2)(1)λλ-+练习二班级学号姓名 1．已知3阶行列式det()ij a =1，则行列式det()ij a -= －1 . 3(1)11-⋅=-2． 1112344916= 2 .3．已知D=1012110311101254--,则41424344A A A A +++= —1 .用1，1，1，1替换第4行4．计算下列行列式： (1)111ab c a b c abc +++= 13233110110011,0110111111r r r r c c a b c bcabcabc-----+-==++++++(2) xy x y y x y x x yxy+++(3)130602121476----(4)1214012110130131-5．计算下列n 阶行列式：(1)n xa a a x a D aax=（每行都加到第一行，并提公因式。

）(2)131111n +(3) 123123123n n n a ba a a a ab a a a a a a b+++练习三班级学号姓名 1．设线性方程组123123123111x x x x x x x x x λλλ--=⎧⎪++=⎨⎪-++=⎩有惟一解，则λ满足的条件是什么？1,0,1λλλ≠-≠≠2. 求解线性方程组12341234123412345242235232110x x x x x x x x x x x x x x x x +++=⎧⎪+-+=-⎪⎨---=-⎪⎪+++=⎩3.已知齐次线性方程组123123123000x x x x x x x x x λλλ--=⎧⎪-++=⎨⎪--+=⎩有非零解，求λ的值。

【无机材料物理性能】课后习题集答案解析

【⽆机材料物理性能】课后习题集答案解析课后习题《材料物理性能》第⼀章材料的⼒学性能1-1⼀圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉⼒，若直径拉细⾄2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉⼒下的真应⼒、真应变、名义应⼒和名义应变，并⽐较讨论这些计算结果。

解：由计算结果可知：真应⼒⼤于名义应⼒，真应变⼩于名义应变。

1-5⼀陶瓷含体积百分⽐为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。

若该陶瓷含有5 %的⽓孔，再估算其上限和下限弹性模量。

解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。

则有当该陶瓷含有5%的⽓孔时，将P=0.05代⼊经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =?==-σ名义应⼒0851.0100=-=?=A A l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =?==-σ真应⼒)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量)(1.323)8405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。

1-11⼀圆柱形Al 2O 3晶体受轴向拉⼒F ，若其临界抗剪强度τf 为135 MPa,求沿图中所⽰之⽅向的滑移系统产⽣滑移时需要的最⼩拉⼒值，并求滑移⾯的法向应⼒。

解：1-6试分别画出应⼒松弛和应变蠕变与时间的关系⽰意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。

解：Maxwell 模型可以较好地模拟应⼒松弛过程：Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程：).1()()(0)0()1)(()1()(10=∞=-∞=-=e EEe e Et t t στεσεεεσεττ；；则有：其蠕变曲线⽅程为：./)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ==∞==则有：：其应⼒松弛曲线⽅程为)(112)(1012.160cos /0015.060cos 1017.3)(1017.360cos 53cos 0015.060cos 0015.053cos 82332min 2MPa Pa N F F f =?=?=?=?=??=πσπτπτ：此拉⼒下的法向应⼒为为：系统的剪切强度可表⽰由题意得图⽰⽅向滑移以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料⼒学性能的复杂性，我们会⽤到⽤多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合⽽成的复杂模型。

【成才之路】高中数学人教版选修1-1练习：1.1.1命题(含答案解析)

选修1-1 第一章 1.1 1.1.1一、选择题1．下列语句中，是命题的是导学号 92600012( )A ．π是无限不循环小数B ．3x≤5C ．什么是“绩效工资”D ．今天的天气真好呀！[答案] A[解析] 由命题的定义可知，选项A 正确．2．下列命题为真命题的是导学号 92600013( )A ．若1x ＝1y，则x ＝y B ．若x 2＝1，则x ＝1 C ．若x ＝y ，则x ＝yD ．若x<y ，则x 2<y 2 [答案] A[解析] B 中，若x 2＝1，则x ＝±1；C 中，若x ＝y<0，则x 与y 无意义；D 中，若x ＝－2，y ＝－1，满足x<y ，但x 2>y 2，故选A ．3．下列语句中，不能成为命题的是导学号 92600014( )A ．5>12B ．x>0C ．已知a 、b 是平面向量，若a ⊥b ，则a·b ＝0D ．三角形的三条中线交于一点[答案] B[解析] A 是假命题；C 、D 是真命题，B 中含变量x ，未指定x 的取值范围，无法判断真假，故不是命题．4．下列命题正确的是导学号 92600015( )A ．三点确定一个平面B ．两条直线确定一个平面C ．四边形确定一个平面D ．不共面的四点可以确定四个平面 [答案] D[解析] 因为四点不共面，所以任意三点不共线，又不共线的三点确定一个平面，所以不共面的四点可以确定四个平面．5．下列四个命题中，真命题是导学号 92600016( )A ．a>b ，c>d ⇒ac>bdB ．a<b ⇒a 2<b 2C ．1a <1b⇒a>b D ．a>b ，c<d ⇒a －c>b －d[答案] D[解析] ∵c<d ，∴－c>－d ，又∵a>b ，∴a －c>b －d ，故选D ．6．给定下列命题：①若k>0，则方程x 2＋2x －k ＝0有实数根；②若a>b>0，c>d>0，则ac>bd ；③对角线相等的四边形是矩形；④若xy ＝0，则x 、y 中至少有一个为0.其中是真命题的是导学号 92600017( )A ．①②③B ．①②④C ．①③④D ．②③④ [答案] B[解析] ①中Δ＝4－4(－k)＝4＋4k>0，所以①为真命题；②由不等式的乘法性质知命题正确，所以②为真命题；③如等腰梯形对角线相等，不是矩形，所以③是假命题；④由等式性质知命题正确，所以④是真命题，故选B ．二、填空题7．下列语句是命题的是________.导学号 92600018(1)证明x 2＋2x ＋1≥0；(2)你是团员吗？(3)一个正数不是素数就是合数；(4)若x ∈R ，则x 2＋4x ＋7>0.[答案] (3)(4)[解析] (1)(2)不是命题，(1)是祈使句，(2)是疑问句；而(3)(4)是命题，其中(3)是假命题，如正数12既不是素数也不是合数；(4)是真命题，x 2＋4x ＋4＝(x ＋2)2≥0恒成立，x 2＋4x ＋7＝(x ＋2)2＋3>0恒成立．8．给出下列命题导学号 92600019①若ac ＝bc ，则a ＝b ；②方程x 2－x ＋1＝0有两个实数根；③对于实数x，若x－2＝0，则(x－2)(x＋1)＝0；④若p>0，则p2>p；⑤正方形不是菱形．其中真命题是________，假命题是________．[答案]③①②④⑤[解析]c＝0时，①错；方程x2－x＋1＝0的判别式Δ＝－3<0，∴方程x2－x＋1＝0无实根；p＝0.5>0，但p2>p不成立；正方形的四条边相等，是菱形．因此①②④⑤都是假命题．对于③，若x－2＝0，则x＝2，∴(x－2)(x＋1)＝0，故正确．9．下列命题：①若xy＝1，则x、y互为倒数；②平行四边形是梯形；③若ac2>bc2，则a>b.其中真命题的序号是________.导学号92600020[答案]①③[解析]①、③是真命题；②平行四边形不是梯形．三、解答题10．判断下列语句是否为命题，并说明理由.导学号92600021(1)指数函数是增函数吗？(2)x>2；(3)x＝2和x＝3是方程x2－5x＋6＝0的根；(4)请把窗户关上；(5)8>7；(6)这是一棵大树．[解析](1)是疑问句，所以不是命题．(2)(6)不能判断真假，不是命题．(3)(5)是陈述句且能判断真假，是命题．(4)是祈使句，不是陈述句，所以不是命题．一、选择题1．“红豆生南国，春来发几枝？愿君多采撷，此物最相思．”这是唐代诗人王维的《相思》诗，在这4句诗中，可作为命题的是导学号92600022()A．红豆生南国B．春来发几枝C．愿君多采撷D．此物最相思[答案] A[解析]A为可判断真假的陈述句，所以是命题；而B为疑问句，C为祈使句，D为感叹句，所以均不是命题．2．下列命题中的真命题是导学号92600023()A．二次函数的图象是一条抛物线B．若一个四边形的四条边相等，则这个四边形是正方形C．已知m、n∈R，若m2＋n2≠0，则mn≠0D．平行于同一直线的两个平面平行[答案] A[解析]A是真命题；B中四边形可以是菱形，故B是假命题；C中当m＝0，n＝1时，m2＋n2≠0，而mn＝0，故C是假命题；D中两平面可以相交，故D是假命题．3．有下列命题：①若xy＝0，则|x|＋|y|＝0；②若a>b，c≠0，则ac>bc；③矩形的对角线互相垂直．其中真命题共有导学号92600024()A．0个B．1个C．2个D．3个[答案] A[解析]①中，当x＝1，y＝0时，xy＝0，|x|＋|y|＝1，故①错误；②中，若a＝2，b＝1，c＝－1，则ac＝－2，bc＝－1，ac<bc，故②错误；③中，矩形对角线相等但不垂直，故③错误．4．下列命题中的假命题是导学号92600025()A．若log2x<2，则0<x<4B．若a与b共线，则a与b的夹角为0°C．已知非零数列{a n}满足a n＋1－2a n＝0，则该数列为等比数列D．点(π，0)是函数y＝sin x图象上一点[答案] B[解析]B中当a与b共线，但方向相反时，a与b的夹角为180°，所以B是假命题．二、填空题5．设a、b、c是空间的三条直线，下面给出四个命题：①若a⊥b，b⊥c，则a∥c；②若a、b是异面直线，b、c是异面直线，则a、c也是异面直线；③若a和b相交，b和c相交，则a和c也相交；④若a和b共面，b和c共面，则a和c也共面．其中真命题的个数是________.导学号92600026[答案]0[解析]∵垂直于同一直线的两条直线不一定平行，∴命题①不正确；∵与同一直线均异面的两条直线的位置关系可以共面，也可以异面，∴命题②不正确；∵与同一直线均相交的两条直线在空间中可以相交，也可以平行或异面，∴命题③不正确；∵当两平面的相交直线为直线b时，两平面内分别可以作出直线a与c，即直线a与c 不一定共面，∴命题④不正确．综上所述，真命题的个数为0.6．下列语句中是命题的有________，其中是真命题的有________(填序号). 导学号92600027①“等边三角形难道不是等腰三角形吗？”②“垂直于同一条直线的两条直线必平行吗？”③“一个数不是正数就是负数”；④“在一个三角形中，大角所对的边大于小角所对的边”；⑤“若x＋y为有理数，则x、y都是有理数”；⑥作一个三角形．[答案]①③④⑤；①④[解析]①通过反义疑问句(即反问句)对等边三角形是等腰三角形作出判断，是真命题．②疑问句，没有对垂直于同一直线的两条直线是否平行作出判断，不是命题．③是假命题，数0既不是正数也不是负数．④是真命题，在同一个三角形中，大边对大角，大角对大边．⑤是假命题，如x＝3，y＝－ 3.⑥祈使句，不是命题．三、解答题7．把下列命题写成“若p，则q”的形式，并判断真假．(1)当ac>bc时，a>b；导学号92600028(2)当m>14时，方程mx2－x＋1＝0无实根；(3)当abc＝0时，a＝0或b＝0或c＝0；(4)当x2－2x－3＝0时，x＝3或x＝－1；(5)正三角形的重心、内心、外心、垂心重合．[解析](1)若ac>bc，则a>b.假命题．(2)若m>14，则方程mx2－x＋1＝0无实根．真命题．(3)若abc＝0，则a＝0或b＝0或c＝0.真命题．(4)若x2－2x－3＝0，则x＝3或x＝－1.真命题．(5)若一个三角形为正三角形，则这个三角形的重心、内心、外心、垂心重合．真命题．8．将命题“已知a、b为正数，当a>b时，有a2>b2”写成“若p，则q”的形式，并指出条件和结论.导学号92600029[分析]本题关键是分清条件和结论，然后写成“若p，则q”的形式．[解析]根据题意，“若p，则q”的形式为：已知a、b为正数，若a>b，则a2>b2.其中条件p：a>b，结论q：a2>b2.。

王晓峰著《线性代数》习题解答

王晓峰著《线性代数》习题解答第一章1. 解下列方程组, 并在直角坐标系中作出图示.1)⎩⎨⎧=-=+21y x y x ;2)⎩⎨⎧=+=+5331y x y x ; 3)⎩⎨⎧=-=-2221y x y x .解: 1) 将第一个方程减去第二个方程, 得2y =-1, y =-1/2, 再代入第个方程解得x =1+1/2=3/2,⎪⎭⎫ ⎝⎛-21,23方程有唯一解.2) 将第二个方程除以3得35=+y x , 与第一个方程相比较知此方程组为矛盾方程组, 无解,3) 将第2个方程除以2, 可以得到第一个方程, 令y =t 为任意实数, 则x =1+t , 方程组的解集.2. 用Gauss 消元法解下列线性方程组.1)⎪⎩⎪⎨⎧-=-+=++-=-+333693132472321321321x x x x x x x x x2)⎩⎨⎧-=-+=+-223252321321x x x x x x3)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=-=--=+54212302433214243241x x x x x x x x x x4)⎪⎩⎪⎨⎧=++=-+=+033803403232132121x x x x x x x x解: 1) 对增广矩阵进行变换:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----−−−−→−-⨯+⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----−−−−→−+-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----0000751010301)2(000075104721)3/1(12115302115304721)3()2(333693131124721123323121r r r r r r r r r则x 3为自由变量, 令x 3=t 为任意实数, 则x 1=10-3t , x 2=5t -7, 方程有无穷多解, 解集为(10-3t , 5t -7, t ).2) 对增广矩阵进行变换:⎥⎦⎤⎢⎣⎡--−−−→−+⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡---−−−→−⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡---−−−−→−+-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡---121001012121025218/1816802521)3(2123252112221r r r r r则x 3为自由变量, 令x 3=t 为任意实数, 则x 1=-t , x 2=2t -1,解集为(-t , 2t -1, t ).3) 对增广矩阵进行变换:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡−−−−→−+-⨯+⨯+⨯-⨯⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----−−−−→−+-⨯+⨯⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----−−−−→−⨯-⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-------−−−→−+⨯+⨯↔⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------−−−−→−+-⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----11000101001001010001)3()32()35()43(34340003235100313201043001)7(461370032351003641043001)12/1()1(613700820120036410430012336410120300112043001)2(50412120300112043001142434443233242324241r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r方程有唯一解x 1=x 2=x 3=x 4=1.4) 此为齐次方程, 对系数矩阵进行变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-−−−→−+⨯+⨯⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−+⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−+-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-10003000211)6/1(6001301021)3(390130032)4()2(3381340321323312323121r r r r r r r r r r r r r可知方程有唯一零解x 1=x 2=x 3=0.3. 确定下列线性方程组中k 的值满足所要求的解的个数. 1) 无解: 2) 有唯一解:⎩⎨⎧=++=++;486362z y x kz y x⎩⎨⎧-=-=+123214y x y kx3) 有无穷多解:⎪⎩⎪⎨⎧=+-=++=++12524z y x z y x kz y x解:1) 对增广矩阵作变换:⎥⎦⎤⎢⎣⎡--−−−−→−+-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡143800621)3(486362121k k r r k因此, 要使方程组无解, 须使8-3k =0, 解得k =8/3, 即当k 取值为8/3时, 方程无解. 2) 对增广矩阵作变换:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++--−−−−−→−+-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡--−−−→−↔⎥⎦⎤⎢⎣⎡--14612301232)2(141123212321412121k k r kr k r r k因此, 如要方程组有唯一解, 必须有0123≠+k , 即32-≠k . 3) 对增广矩阵作变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−→−+⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----−−−−→−+-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-0440*******1331301110411)1()1(11215121411323121kkk r r k k k r r r r k因此, 如要方程组有无穷多解, 必须4-4k =0, 即当k =1时, 方程组才有无穷多解.4. 证明: 如果对所有的实数x 均有ax 2+bx +c =0, 那么a =b =c =0.证: 既然对所有的实数x 都有ax 2+bx +c =0成立, 那么具体地分别取x =0, x =1, x =2代入上式也成立, 则有⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=02400c b a c b a c , 这是关于a ,b ,c 的齐次线性方程组, 对其系数矩阵作变换:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−−−→−↔↔⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100320111)4(100124111124111100213221r r r r r r看出此方程只有唯一零解, 因此有a =b =c =0.5. 讨论以下述阶梯矩阵为增广矩阵的线性方程组是否有解; 如有解区分是唯一解还是无穷多解.1)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---0000320003212)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--410030201231 3)⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--00004000320040214)⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--0000010013201021 解: 1) 方程组有一个自由变元x 2, 因此方程组有无穷多解. 2) 方程组的三个变元均为首项变元, 因此方程组有唯一解. 3) 第三个方程0=4说明此方程无解.4) 方程组的三个变元均为首项变元, 因此方程组有唯一解.6. 对给定方程组的增广矩阵施行行初等变换求解线性方程组..1)⎪⎩⎪⎨⎧=-=+-=+-3284432253y x y x y x 2)⎩⎨⎧=--+=--+302859322207124w z y x w z y x 3)⎪⎩⎪⎨⎧=+-+=--+=+-+222242*********w z y x w z y x w z y x 解: 1) 对增广矩阵进行变换:⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−+⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−+⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−→−↔⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---781007231032811974190723103281)28/1(74190922803281)3()3(2253443328132814432253322312113r r r r r r r r r方程组无解.2) 对增广矩阵进行变换⎥⎦⎤⎢⎣⎡--−−−−→−+⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---−−→−⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−+-⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡----−−−→−⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡----5452100100960317/4545210021154731422713410021154731)3(302859321154731)4/1(302859322207124122211r r r r r r可以看出y 和w 为自由变元, 则令y =s , w =t , s 与t 为任意常数, 则x =100-3s +96t , z =54+52t . 方程的解集表示为(100-3s +96t , s , 54+52t , t ). 3) 对增广矩阵进行变换()⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-−−−−−→−+⨯⨯+-⨯⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−+-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----−−−→−↔⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----0000100021021211)2/1(2/1)2(04002000212121211)4()2(2222411112212121211222242121212111111212232312121r r r r r r r r r r r 可知y 与z 为自由变元, 令y =s , z =t , s 与t 均为任意实数, 则,212121=+-=w t s x , 方程组的解集为⎪⎭⎫ ⎝⎛+-0,,,212121t s t s7. 对给定齐次线性方程组的系数矩阵施行行初等变换求解下列方程组.1) ⎪⎩⎪⎨⎧=-+=+=+-02020z y x yx z y x 2)⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-=+++0202202w z y w y x w z y x解: 1) 对系数矩阵作初等变换.⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−−−−−→−+-⨯+⨯-⨯⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−+-⨯+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−→−⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−+-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--100010001)3/1()3/2()5/3(350032103101)2(320321011131320230111)1()2(21101211113233321223121r r r r r r r r r r r r r r方程只有零解, x =y =z =0.2) 对系数矩阵作初等变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-−−−−−→−+-⨯+⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−-⨯⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−+⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−→−↔⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--110000102001)2()2/1(11002/12/1100201)3/1()2/1(3300112002012)1(114011201121112011401121)1(11202021112113233232123221r r r r r r r r r r r r r r因此, w 为自由变元, 令w =t 为任意实数, 则x =-2t , y =0, z =t , 方程组的解集为 (2t , 0, t , t ).8. 设一线性方程组的增广矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--32223411121α求α的值使得此方程组有唯一解.解: 对增方矩阵求初等变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+−−→−+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−+-⨯+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--420034601121126034601121)2(32223411121323121αααr r r r r r因此, 此方程组要有唯一解, 就必须满足α+2≠0, 即α≠-2.9. 设一线性方程组的增广矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----0410*******β1) 此方程有可能无解吗? 说明你的理由. 2) β取何值时方程组有无穷多解?解: 1) 此方程一定有解, 因为此方程是齐次方程, 至少有零解. 2) 对此增广矩阵做初等变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+--−−−→−+⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−→−++⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----0500011001216016001100121204103520121323121βββr r r r r r因此, 只有当β+5=0, 即β=-5时,方程才有无穷多解.10. 求λ的值使得下述方程组有非零解.⎩⎨⎧=-+-=+-0)2(0)2(y x y x λλ 解: 对系数矩阵作初等行变换:⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---−−−−−→−+-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡---−−−→−↔⎥⎦⎤⎢⎣⎡---1)2(021)2(1221211222121λλλλλλλr r r r因此, 要使方程有非零解, 必须有(λ-2)2+1=0, 但(λ-2)2+1≥0对λ取任何实数值总是成立, 因此必有(λ-2)2+1≠0, 因此, 无论λ取什么值此方程组都不会有非零解.11. 求出下列电路网络中电流I 1,I 2,I 3的值.解: 根据基尔霍夫定律可得如下方程组:⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=+-52384202132321I I I I I I I 对增广矩阵做初等行变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−−−−→−+-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−−−−→−-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−+⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-13/1510013/2201013/7001)3()2(13/1510042104301)13/1(151300421043011)5(535042100111)2/1()3(502384200111132331232231r r r r r r r rr r r r最后得I 1=7/13, I 2=22/13, I 3=15/1312. 一城市局部交通流如图所示.(单位: 辆/小时)51) 建立数学模型2) 要控制x 2至多200辆/小时, 并且x 3至多50辆小时是可行的吗? 解: 1} 将上图的四个结点命名为A , B , C , D , 如下图所示:5则每一个结点流入的车流总和与流出的车流总和应当一样, 这样这四个结点可列出四个方程如下:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=++-=-+=+D x x C x x x Bx x x A x x 3502001503005453243121对增广矩阵进行变换:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−++-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−+-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----−−−−→−+-⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--000000350110002001011050010101)1()1(35011000350110001500111015001101)1()1(35011000200101101500111030000011)1(350110002001011015001101300000111323431232221r r r r r r r r r r r r r可见x 3和x 5为自由变量, 因此令x 3=s , x 5=t , 其中s ,t 为任意正整数(车流量不可能为负值), 则可得x 1=500-s -t , x 2=s +t -200, x 4=350-t .2) 令x 2=200, x 3=s =50, 代入上面的x 2的表达式, 得200=50+t -200, 求出t =350, 则x 1=500-s -t =100, x 4=0, 是可行的.13. 在应用三的货物交换经济模型中, 如果交换系统由下表给出, 试确定农作物的价值x 1, 农具及工具的价值x 2, 织物的价值x 3的比值.313131313131313131CM F C M F解: 根据上表可得关于x 1, x 2,x 3的三个齐次方程如下:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=+-=++-032313103132310313132321321321x x x x x x x x x对系数矩阵做行初等变换:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−→−+⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−→−-⨯+⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−+-⨯+⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−→−↔⨯⨯⨯⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---0001101012000110121)3/1(1330330121)1(221111212133332313131323131313212232312121321r r r r r r r r r r r r r r可见方程有非零解, x 3为自由变量, 令x 3=t 为任意正实数, 则有x 1=x 2=x 3=t , 即三种价值的比值为1:1:1.第二章1. 1. 写出下列方程组的矩阵形式:1) x 1-2x 2+5x 3=-1;2) ⎩⎨⎧=+=-1223231x x x x 3) ⎪⎩⎪⎨⎧=-=+=++002045z x z y z y x 解:1) []15,2,1321=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-x x x ; 2)⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡12110102321x x x ;3) ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-000101120415z y x2. 设⎥⎦⎤⎢⎣⎡=212121A , ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=212234B求: 1) 3A -2B ;2) 若X 满足A T +X T =B T , 求X .. 解: 1)⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--------=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-10110105)4(623)4(64366834244686363632122342212121323B A2)因X 满足A T +X T =B T , 等号两边同时转置, 有 A +X =B ,等号两边同时减去A , 得 X =B -A , 因此有⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--------=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-=404113221122122314212121212234A B X3. 计算下列矩阵的乘积:1)[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-213121; 2) []214321-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡; 3)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-103110021212321; 4)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--⎥⎦⎤⎢⎣⎡011011120101130213 解:1)[]1211231213121=⨯+⨯+⨯-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-2)[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯=-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡8463422124)1(423)1(322)1(221)1(12143213)⎥⎦⎤⎢⎣⎡---==⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯--⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-1341410)1(21102021122320112)1(312010312213302111031100212123214)⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯+-⨯+⨯-⨯+-⨯+⨯=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--⎥⎦⎤⎢⎣⎡==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⨯+-⨯+⨯-⨯--⨯+⨯⨯+-⨯+⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--⎥⎦⎤⎢⎣⎡83)2(1)2(310)2(2)2(11322113021300)1(11101)1(21001)1(011130213011011120101130213 4. 设⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=201210003,310120101B A求: 1) (A +B )(A -B );2) A 2-B 2.比较1)和2)的结果, 可得出什么结论? 解: 1)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=-+567063519111110102511330104)201210003310120101)(201210003310120101())((B A B A2)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=-655142418405612009105055041120121000320121000331012010131012010122B A 可得出的结论: 大家知道, 在代数公式上有a 2-b 2=(a +b )(a -b ), 而将此公式中的a 和b 换成矩阵A 与B , 就不一定成立了, 这是因为矩阵乘法一般不满足交换律, 即一般AB ≠BA , 当然也就有A 2-B 2≠(A +B )(A -B ).5. 已知矩阵A ,B ,C , 求矩阵X ,Y 使其满足下列方程:⎩⎨⎧+=+=-T B A Y X CY X )(2解: 将此方程编上号, 用类似解线性方程组一样的办法来解,⎩⎨⎧+=+=-)2()()1(2T B A Y X C Y X将方程(1)的左边和(2)的左边和左边相加, 右边和右边相加, 等号还是成立, 得: 3X =C +(A +B )T 两边同乘1/3, 得TB AC X )(3131++=(3)(2)式等号两边都加上X , 得 Y =(A +B )T -X (4) 将(3)式代入到(4)式, 得CB A B AC B A Y T T T 31)(32)(3131)(-+=+--+=因此⎪⎩⎪⎨⎧-+=++=CB A YC B A X T T T T 3132323131316. 如矩阵AB =BA , 则称A 与B 可交换, 试证:1) 如果B 1, B 2都与A 可交换, 那么B 1+B 2, B 1B 2, 也与A 可交换; 2) 如果B 与A 可交换, 那么B 的k (k >0)次幂B k 也与A 可交换. 证: 1) 因B 1, B 2都与A 可交换, 即AB 1=B 1A , AB 2=B 2A , 则 (B 1+B 2)A =B 1A +B 2A =AB 1+AB 2=A (B 1+B 2) 即B 1+B 2与A 可交换. 而且(B 1B 2)A =B 1(B 2A )=B 1(AB 2)=(B 1A )B 2=(AB 1)B 2=A (B 1B 2), 因此B 1B 2与A 可交换.2)因B 与A 可交换, 即AB =BA , 则用归纳法, 当k =1时, 有B 1=B , 结论显然成立. 假设当k =m 时假设成立, 即AB m =B m A , 则当k =m +1时, 有AB m +1=AB m B =B m AB =B m BA =B m +1A , 结论也成立.7. 如矩阵A =A T , 则称A 为对称矩阵.设A ,B 都是n 阶对称矩阵, 证明AB 是对称矩阵的充分必要条件是AB =BA . 证: 已知A =A T , B =B T ,充分性: 假设AB =BA , 则(AB )T =B T A T =BA =AB , 因此AB 为对称矩阵. 必要性: 如果AB 为对称矩阵, 即(AB )T =AB , 则因 (AB )T =B T A T =BA , 可得BA =AB . 8. 设⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=n a a a A21其中a i ≠a j , 当i ≠j (i , j = 1,2, …, n ). 试证: 与A 可交换的矩阵一定是对角矩阵. 证:假设矩阵B ={b ij }n 与A 可交换, 即有BA =AB , 而BA 相乘得到的矩阵为B 的第j 列所有元素都乘上a j 得到的矩阵, AB 相乘得到的矩阵为B 的第i 行元素都乘上a i 得到的矩阵. 即BA ={a j b ij }n , AB ={a i b ij }n , 但对于任给的i ,j ,i ≠j , 因AB =BA , 因此有a j b ij =a i b ij , 因a i ≠a j , 所以必有b ij =0, 即B 只能是对角矩阵.9. 检验以下两个矩阵是否互为可逆矩阵?⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1000210012100121,1000210032104321B A解: 计算AB 和BA 如下:410000100001000011100012)2(1110013)2(21112)2(111014)2(31213)2(21112)2(11110002100121001211000210032104321I AB =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯⨯+-⨯⨯⨯+-⨯+⨯⨯+-⨯⨯⨯+-⨯+⨯⨯+-⨯+⨯⨯+-⨯⨯==⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=41000010000100001110001)2(211100112)2(311)2(21110213)2(41112)2(311)2(21111000210032104321100021********21I AB =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯⨯-+⨯⨯⨯+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯⨯+⨯-+⨯⨯+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯==⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=因此A 与B 确实互为逆矩阵.10. 设A ,B ,C 为n 阶方阵, 且C 非奇异, 满足C -1AC =B , 求证B m =C -1A m C (m 为正整数). 证: 用归纳法, 当m =1时条件已经成立为C -1AC =B , 假设当m =k 时, 命题成立, 即有 B k =C -1A k C , 则当m =k +1时, 有B k +1= B k B =C -1A k CC -1AC = C -1A k (CC -1)AC = C -1A k IAC = C -1A k AC = C -1A k +1C , 命题得证.11. 若n 阶矩阵A 满足A 2-2A -4I =0, 试证A +I 可逆, 并求(A +I )-1. 证: 将A 2-2A -4I =0改写为A 2-2A -3I =I ,先解一元二次方程组x 2-2x -3=0, 根据公式a acb b x 2422,1-±-=其中a =1, b =-2, c =-3, 则⎩⎨⎧-=+±=13212422,1x , 因此可将多项式x 2-2x -3因式分解为x 2-2x -3=(x -3)(x +1), 那么, 根据矩阵相乘相加的性质也就能将A 2-2A -3I 因式分解为 A 2-2A -3I =(A -3I )(A +I )=(A +I )(A -3I ), 因此我们有(A -3I )(A +I )=(A +I )(A -3I )=I , 即A +I 与A -3I 互为逆矩阵, (A +I )-1=A -3I .12. 证明: 如果A =AB , 但B 不是单位矩阵, 则A 必为奇异矩阵.证: 用反证法, 假设A 为可逆, 其逆为A -1, 则对于A =AB 两边同时左乘A -1, 得 A -1A =A -1AB , 即I =B , 这与B 不是单位矩阵相矛盾, 因此A 必为奇异矩阵.13. 判别下列矩阵是否初等矩阵?1) ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-100020001, 2) ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡001010100 3) ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡010100201, 4) ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-100410001 解: 1) 是初等矩阵P (2(-2)),2) 是初等矩阵P (1,3), 3) 不是初等矩阵,4) 是初等矩阵P (3(-4), 2).14. 求3阶方阵A 满足⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡333231232221331332123111333231232221131211555a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a A解: 从等式看出A 左乘一矩阵相当于对此矩阵作初等行变换r 3×(-5)+r 1, 因此A 为一相应的初等矩阵, 即⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=-=100010501)1),5(3(P A15. 设A ,B ,C 均为n 阶可逆矩阵, 且ABC =I , 证明BCA =I证: 因B ,C 为可逆矩阵, 则BC 也是可逆矩阵, 且(BC )-1=C -1B -1, 因ABC =I , 对此等式两边右乘(BC )-1, 即ABC (BC )-1=I (BC )-1, 因为BC (BC )-1=I , 因此上式化简为A =(BC )-1, 因此当然有 BCA =BC (BC )-1=I .16. 设A ,B 均为n 阶方阵, 且)(21I B A +=, 证明: A 2=A 的充分必要条件是B 2=I .证: 充分性: 假设B 2=I , 则A IB I B I B B I B A =+=+=++=+=)(21)22(41)2(41)(41222必要性: 如果A 2=A , 则有)2(41)(41)(2122I B B I B I B ++=+=+等式两边乘4得I B B I B ++=+2222,等式两边同时减去2B +I 得 B 2=I 证毕.17. 如果n 阶矩阵A 满足A 2=A , 且A ≠I , 则A 为奇异矩阵.证: 用反证法, 假设A 为可逆, 其逆为A -1, 则上式两边左乘(或者右乘)A -1, 得 AAA -1=AA -1, 即A =I , 但这与A ≠I 相矛盾, 因此A 的逆不存在, 即A 为奇异矩阵.18. 求下列矩阵的逆矩阵:1)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=285421122A ; 2) ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=1111111111111111A 3)),,2,1,0(000000000000121n i a a a a a A i n n=≠⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=-解: 用对[A |I ]进行行初等变换为[I |A -1]的办法来求:1)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−→−↔⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=100285001122010421100285010421001122]|[21r r I A⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−−→−+⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----−−−−→−+-⨯+-⨯11390002196003/13/111)3/1()3(15018180021960010421)5()2(12323121r r r r r r r r ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----−−−→−⨯⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----−−−−−→−+-⨯+9/19/13/11006/16/13/10109/19/23/20019/16/11139001120609/19/23/2001)9/1(321323r r r r r r 因此, 最后得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=-9/19/13/16/16/13/19/19/23/21A 2)⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=10001111010011110010111100011111]|[I A⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------−−−−→−+-⨯+-⨯+-⨯10010220010120200011220000011111)1()1()1(413121r r r r r r ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------−−−→−↔1001022000112200010120200001111123r r⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------−−−−−→−+⨯+-⨯11002200001122000101202002/102/10101)2/1()1(1242r r r r⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------−−−−→−+⨯+-⨯11114000001122000101202002/12/1010012/1)1(1343r r r r⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------−−−−→−+⨯+⨯+⨯111140002/12/12/12/102002/12/12/12/100204/14/14/14/100012/12/14/1342414r r r r r r ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------−−−−→−⨯-⨯-⨯4/14/14/14/110004/14/14/14/101004/14/14/14/100104/14/14/14/100014/1)2/1()2/1(432r r r 因此有A A 414/14/14/14/14/14/14/14/14/14/14/14/14/14/14/14/11=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=-3)⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=-10000000000010000001000]|[121n n a a aa I A⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡−−−−→−↔↔↔----01000000100000001000100000012121211n n n n n n a a a a r r r r r r ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡−−−−→−⨯⨯⨯--0/1010000/100100000/10010/1000001/1/1/11211121n n n n n a a a a a r a r a r因此, 最后得⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=--0/10000/10000/1/10001211n n a a a a A19. 解下列矩阵方程, 求出未知矩阵X .1) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡12643152X 2) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--132321433312120X解: 令⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=12643152B A , 则要解的方程为AX =B将方程两边左乘上A 的逆A -1, 可得A -1AX =A -1B , 即 X =A -1B 下面求A -1:⎥⎦⎤⎢⎣⎡--−−−−→−+-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−−→−↔⎥⎦⎤⎢⎣⎡=21101031)2(0152103110310152]|[2121r r r r I A⎥⎦⎤⎢⎣⎡--−−−→−-⨯+⨯21105301)1(3212r r r 因此有⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-21531A 因此⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--==-80232126421531B A X 2) 令⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=132321433312120B A 则矩阵方程为XA =B设A 的逆存在为A -1, 则方程两边右乘A -1, 得XAA -1=BA -1,即X =BA -1 下面求A -1:[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−→−⨯↔⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=10043300112002/102/32/112/1100433010312001120|121r r r I A ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-−−−→−⨯+⨯12/302/12/30002/12/11002/102/32/112/13231r r r⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−−−→−+-⨯+⨯12/34/34/100002/12/11002/14/14/701)2/3(2/13212r r r r ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−→−-⨯463100002/12/11002/14/14/701)4(3r⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----−−−−−→−+-⨯+-⨯4631002310107115001)4/7()2/1(1323r r r r因此,⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=-46323171151A 最后得⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----⎥⎦⎤⎢⎣⎡-==-47411246323171151323211BA X20. 求矩阵X 满足AX =A +2X , 其中⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=410011103A解: 将方程两边减去2X , 得AX -2X =A因2X =2IX , 因此上面的方程可以从右边提取公因子X , 得 (A -2I )X =A假设A -2I 可逆, 则方程两边同时左乘(A -2I )-1, 得(A -2I )-1(A -2I )X =(A -2I )-1A , 即X =(A -2I )-1A设B =A -2I , 则X =B -1A , 而⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=210011101200020002410011103B 下面用行初等变换求B 的逆B -1:[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=100210011110001101)1(100210010011001101|21r r I B⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----−−−−→−+-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--−−−→−-⨯+⨯111100122010112001)1()1(111100011110001101)1(11323232r r r r r r r则⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----=-1111221121B最后得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----==-3222342254100111031111221121A B X 验算:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=+1054459341364446844104100111032X A ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=10544593413322234225410011103AX21. 利用分块的方法, 求下列矩阵的乘积:1) ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-100110201110021; 2) ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡d d c c b b a a00000010001010001000000解:1) 将乘积分块为[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-2|100110201110021I C B A其中[]10,201102,101=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=C B A[][]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡30111220110210001020110210101|22BI AC I C B A2) 将乘积分块为⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡22222220000001000110001000000dI O cI I bI I O aI d d c c b b a a⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=bd c bd c ac a ac a I bd c I acI aI 010*******)(2222第三章1. 计算下列行列式:1) 4321; 2) 22b b a a ; 3) 7040-解: 1) 26432414321-=-=⨯-⨯=;2) )(2222a b ab b a ab b b a a -=-=;3) 0)4(0707040=-⨯-⨯=-.2. 计算下列三阶行列式:1)241130421--; 2) 320001753-; 3) b a c a c b cb a 解: 1) 将行列式按第一列展开81021342124131241130421=+-=⨯-⨯-=-- 2) 将行列式按第二行展开172353275320001753=⨯-⨯==- 3)3333333c b a abc c b a abc abc abc b a c a c b cb a ---=---++=3. 计算下列行列式:1)000000005544332222211111b a b a b a e d c b a e d c b a ;2)x yy x y x y x D n 0000000000=;3) f e d c b a 0000000000解: 1) 将行列式按第一列展开后, 得到的各子式再按第二列展开, 这样展开后的后三列构成的任何三阶子式都至少包括一行0, 因此后三列任何三阶子式均为0, 整个行列式的值D =0. 2) 将行列式按第一列展开得nn n n n y x y x y x y y x y x y x x D 11)1(0000000)1(0000000++-+=-+=3) 先对第一列展开, 然后对第二列展开, 得abdfbadf fe dbafe dab D -=-=-=-=000004. 利用行列式的性质计算下列行列式1) 2605232112131412-; 2)ef cf bf de cd bd ae ac ab ---;3) 2222222222222222)3()2()1()3()2()1()3()2()1()3()2()1(++++++++++++d d d d c c c c b b b b a a a a解: 下面都将所求行列式的值设为D .1) 因为第1行加到第2行以后, 第2行将和第4行相等, 因此行列式的值D =0; 2) 首先从第1,2,3行分别提取公因子a ,d ,f , 再从第1,2,3列提取公因子b ,c ,e , 得abcdef abcdef adfbce ef cfbfde cd bd ae ac ab 4020200111111111111=-=---=---3) 将第2,3,4列都展开, 并统统减去第1列, 得9644129644129644129644122222++++++++++++=d d d d c c c cb b b b a a a a D 再将第3列减去2倍的第2列, 第4列减去3倍的第2列, 得62126212621262122222=++++=d d c cb b a a D5. 把下列行列式化为上三角形行列式, 并计算其值1) 1502321353140422-----; 2) 2164729541732152-----解:1)121034805350024211203840553004221)2/3(2150232135314042232413121------↔=-----+⨯+⨯+⨯=-----c c r r r r r r 131002050021102042101300520001210024258535034801210024243423242---↔=--+⨯+⨯=-----↔=c c r r r r r r270)27(512270002050021102042)2(43-=-⨯⨯⨯=----+-⨯=r r2)0210311061202251)1()2(12461759243712251216472954173215241312113----+-⨯+-⨯+⨯=------↔=-----r r r r r r c c93000030031102251133000300311022511)2(021061203110225143423232-=--+⨯=--+⨯+-⨯=---↔=r r r r r r r r6. 计算下列n 阶行列式1) 12125431432321-n n n2) a bbba b a解: 1) 设此行列式的值为D , 将第2,3,…,n 列均加于第一列, 则第一列的所有元素均为)1(21321+=++++n n n , 将此公因式提出, 因此有121125411431321)1(21-+=n nn n D再令第n 行减去第n -1行, 第n -1行减去第n -2行, …, 第2行减去第1行, 可得11111111111111111)1(21111011101110321)1(21-----+=--+=n n n n n n n n n n n n D 1)1(21)()1)(1(21)000000111111111)(1(21----+=---++=n n n n n n n n nn n2) 此题和第3题的2)一样, 因此有n n nb a D 1)1(+-+=7. 证明下列行列式1) ))()((111a c c b b a ab ca bc c b a ---=2) nb a n ab a ba b b a b a ba )(222-=证: 1)=----=----+-⨯+-⨯=)()()()(001)1()1(1113221c a b b a c ac a b c a b b a c bc a c a b a c c cc ab ca bc c b a))()(())()((11))((a c c b b a b c c a b a b c c a b a ---=---=----=2) 用归纳法, 设D n 为所求行列式值, 当n =1时,221b a a b ba D -==, 等式成立. 假设当n =k 时假设成立, 即有kk b a k aba b a b b a ba ba D )(222-==当n =k +1时,按第一列展开=+=+221k aba b ab b a b a ba D k=+++=1212k aba b b a ba b bk aa bab ba ba a12222222222)()()()(+-=--=-=-=k kk k k b a b a b a b a D D b D a证毕.8. 求矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=210111302A 的伴随矩阵A *, 并求A -1. 解:31130,32130,12111312111=-==--==--=A A A 11132,42032,22011322212=-=-=-==--=A A A 2112,21002,11011332313-=-=-=-==-=A A A因此得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=221142331332313322212312111*A A A A A A A A A A A 的行列式为5132012||131312121111=⨯+⨯+⨯=++=A a A a A a A 因此有⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---==-22114233151||1*1A A A9. 设A 为三阶方阵, A *是A 的伴随矩阵, 且|A |=1/2, 求行列式|(3A )-1-2A *|的值.解: 因11**121||,||1---===A A A A A A A , 以及1131)3(--=A A , 还有2||1||1==-A A ,则27162278||32|32||31||2)3(|13111*1-=⨯-=⎪⎭⎫⎝⎛-=-=-=------A A A A A A10. 设A 为n 阶可逆阵, A 2=|A |I , 证明: A 的伴随矩阵A *=A . 证: 因A 可逆, 则在等式A 2=|A |I 两边乘A -1, 得A =|A |A -1, 即A A A ||11=-, 而因为*1||1A A A =-, 所以有A =A *, 证毕.11. 用克莱姆法则解下列方程组.(1) ⎪⎩⎪⎨⎧=+-=++=++10329253142321321321x x x x x x x x x(2) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++=+++24324322256511322121432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x解: (1) 方程的系数矩阵A 为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=113215421A , 常数向量T ]102931[=β, 则求A 的逆矩阵:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡------−−−−→−+-⨯+-⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-10311700151890001421)3()5(1001130102150014213121r r r r⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----−−−−→−-⨯103117009/19/5210001421)9/1(2r ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−−→−+⨯+-⨯19/79/830009/19/521009/29/10017)2(3212r r r r⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---−−−→−⨯3/127/727/810009/19/521009/29/10013/13r⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----−−−−→−+-⨯3/127/727/81003/227/1127/101009/29/1001)2(23r r 因此得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=-3/127/727/83/227/1127/109/29/11A则方程的解X 为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=-5431029313/127/727/83/227/1127/109/29/11321βA x x x X即x 1=3,x 2=4,x 3=5.(2) 方程的系数矩阵A 为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=43114312251151132A , 常数向量[]T 2226=β先求A 的逆A -1:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡−−−→−↔⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡10004311010043120001511320010251110004311010043120010251100015113221r r⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------−−−−→−+-⨯+-⨯+-⨯10102200012007100021111000102511)1()2()2(413121r r r r r r ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------−−−−→−+⨯+-⨯101022000141160000211110003114011)1(3212r r r r ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------−−−−→−-⨯↔014116002/102/1011000021111000311401)2/1(343r r r⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-------−−−−→−+⨯+-⨯+-⨯311150002/102/1011002/102/512010201150016)1()4(332313r r r r r r ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------−−−−→−-⨯5/35/15/15/110002/102/1011002/102/51201020115001)5/1(4r ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-------−−−−→−+⨯+-⨯+-⨯5/35/15/15/1100010/15/110/75/1010010/75/210/295/70010110000011)2()5(342414r r r r r r 因此有⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-------=-5/35/15/15/110/15/110/75/110/75/210/295/711001A则⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-------==⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=-002022265/35/15/15/110/15/110/75/110/75/210/295/7110014321βA x x x x X 即x 1=0, x 2=2, x 3=0, x 4=0.12. 如果齐次线性方程组有非零解, k 应取什么值?⎪⎩⎪⎨⎧=-+=-+=++-0)4(20)6(2022)5(z k x y k x z y x k解: 此方程组的系数矩阵A 为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=k kk A 402062225要使方程组有非零解, 必须有det(A )=0.而k k k k kr r rr k kk A ---+--+⨯+-⨯=---=402242242252)2(402062225)det(2321k kk k r r rr k kk --+---+⨯+-⨯=-----=4022121005)2(2)2(402212225)2(1213)8)(5)(2(80061020122402212201)5)(2(3121----=---+⨯+⨯=-----=k k k kr r rr k k k因此, 只有当k =5或者k =2或者k =8时, 此方程组才有非零解.13. 问λ, μ取何值时, 齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++0200321321321x x x x x x x x x μμλ 有非零解?解: 此方程组的系数矩阵A 为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=1211111μμλA , 要使方程组有非零解, 必须det(A )=0,而012101111)1()1(1211111)det(3121----+-⨯+-⨯==μλμλλμμλr r rr Aμλμμλμλμλ)1(12111)1(121113-=---=----=列展开按第因此, 只有当λ=1或者μ=0时, 方程组才有非零解.第四章1. 设α1=(1,1,1), α2=(-1,2,1), α3=(2,3,4), 求β=3α1+2α2-α3解: β=3α1+2α2-α3=3(1,1,1)+2(-1,2,1)-(2,3,4)=(3,3,3)+(-2,4,2)-(2,3,4) =(3-2-2, 3+4-3, 3+2-4)=(-1, 4, 1)2. 设3(α1-α)+2(α2+α)=5(α3+α), 求α, 其中α1=(2,5,1,3), α2=(10,1,5,10), α3=(4,1,-1,1) 解: 将上述方程整理: 3α1-3α+2α2+2α=5α3+5α -3α+2α-5α=-3α1-2α2+5α3 (-3+2-5)α=-3α1-2α2+5α3 -6α=-3α1-2α2+5α3 最后得)4,3,2,1()6531023,653521,653125,3103101()65,65,65,310()310,35,31,310()23,21,25,1()1,1,1,4(65)10,5,1,10(31)3,1,5,2(21653121321=-+++-+-+=--+=--+=-+=αααα3. 设R 为全体实数的集合, 并且设}0,,,|),,,({11211=++∈==n n n x x R x x x x x X V 满足, }1,,,|),,,({11212=++∈==n n n x x R x x x x x X V 满足.问V 1,V 2是否向量空间? 为什么?解: (一般的技巧: 凡是对R n 作一个齐次线性方程的约束的集合都是向量子空间, 而作非齐次线性方程的约束的集合则因为它不穿过原点, 就不是向量子空间).V 1是向量空间, 且是R n 的向量子空间, 因为nR V ⊂1, 而任给R k V Y X ∈∈,,1, 设0),,,,(0),,,,(121121=+==++=n n n n y y y y y Y x x x x x X则令),,,(2211n n y x y x y x Y X Z +++=+= ,则因=++++++=+++n n n y x y x y x z z z 221121011=+++++=n n y y x x , 则1V Y X ∈+,因为),,,(21n kx kx kx kX =, 而0)(11=++=++n n x x k kx kx 则1V kX ∈,因此, V 1是R n 的向量子空间.而V 2不是向量空间, 是因为1000≠+++ , 零向量O 不属于V 2, 2V O ∉.4. 试证: 由)1,1,1(),1,1,0(),1,0,0(321===ααα所生成的向量空间就是R 3证: 因为3321),,(R Span ⊂ααα, 只须证),,(3213αααSpan R ⊂, 任给3321),,(R d d d D ∈=, 试求实数x 1,x 2,x 3使。

初等数学研究(程晓亮、刘影)版课后的习题集答案.doc

初等数学研究（程晓亮、刘影）版课后习题答案第一章数1添加元素法和构造法，自然数扩充到整数可以看成是在自然数的基础上添加0到扩大的自然数集，再添加负数到整数集；实数扩充到复数可以看成是在实数的基础上构造虚数单位i 满足12-=i ，和有序实数对),(b a 一起组成一个复数bi a +. 2（略）3从数的起源至今，总共经历了五次扩充：为了保证在自然数集中除法的封闭性，像b ax =的方程有解，这样，正分数就应运而生了，这是数的概念的第一次扩展，数就扩展为正有理数集.公元六世纪，印度数学家开始用符号“0”表示零.这是数的概念的第二次扩充，自然数、零和正分数合在一起组成算术数集.为了表示具有相反意义的量，引入了负数.并且直到17世纪才对负数有一个完整的认识，这是数的概念的第三次扩充，此时，数的概念就扩展为有理数集.直到19世纪下半叶，才由皮亚诺、戴德金、维尔斯特拉斯等数学家的努力下构建了严格的实数理论.这是数的概念的第四次扩充，形成了实数集.虚数作为一种合乎逻辑的假设得以引进，并在进一步的发展中加以运用.这是数学概念的第五次扩充，引进虚数，形成复数集.4证明：设集合D C B A ,,,两两没有公共元素d c b a ,,,分别是非空有限集D C B A ,,,的基数，根据定义，若b a >，则存在非空有限集'A ，使得B A A ~'⊃；若d c ≥从而必存在非空有限集'C ，使得D C C ~'⊃，所以)(C A ⋃)(D B ⋃⊃所以集合C A ⋃的基数c a +大于集合D B ⋃的基数d b +，所以d b c a +>+.5（1）解：按照自然数序数理论加法定义， 1555555155155)25(2535''=++=++⋅=+⋅=+⋅=⋅=⋅ （2）解：按照自然数序数理论乘法定义87)6(])15[()15()25(2535'''''''''===+=+=+=+=+ 6证明：︒1当2=n 时，命题成立.（反证法）()()()()()()()01121,1111111,111101111111,,2,1,0111,,2,1,0)2(212122121212121212122221212122111112111212222121≥++-+⇒≥++-++≥+-+-≥++++∴≥⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛->-=-++-+-=+++++=>+=≥+++=+++=>≥=︒+++++++++++++++++k k k k k k k k k k k k k k k i k k k k k k i k k i a k a k k a k k a k k a ka a ka a a a a k a a a a a a a a a a a a a a a a a a k i a k n ka a a a a a k i a k k n ，即要证由归纳假设，得，且得，，且时，由当。

2011-2012年高考数学真题分类汇编第一章集合与函数的概念（含解析）新人教版必修1

第一章集合与函数的概念1.（2012·湖南高考卷·T1·5分）设集合M={-1,0,1}，N={x|x 2≤x}，则M∩N=A.{0}B.{0,1}C.{-1,1}D.{-1,0,0}【答案】B【解析】{}0,1N = M ={-1,0,1} ∴M∩N ={0,1}.【点评】本题考查了集合的基本运算，较简单，易得分.先求出{}0,1N =,再利用交集定义得出M∩N.2. （2012·辽宁高考卷· T1· 5分）已知全集U=｛0,1,2,3,4,5,6,7,8,9｝，集合A=｛0,1,3,5,8｝，集合B=｛2,4,5,6,8｝，则)()(B C A C U U 为(A) {5,8} (B) {7,9} (C) {0,1,3} (D) {2,4,6}【答案】B【解析一】因为全集U=｛0,1,2,3,4,5,6,7,8,9｝，集合A=｛0,1,3,5,8｝，集合B=｛2,4,5,6,8｝，所以{}{}9,7,3,1,0,9,7,6,4,2==B C A C U U ，所以)()(B C A C U U 为{7,9}。

故选B【解析二】集合)()(B C A C U U 为即为在全集U 中去掉集合A 和集合B 中的元素，所剩的元素形成的集合，由此可快速得到答案，选B【点评】本题主要考查集合的交集、补集运算，属于容易题。

采用解析二能够更快地得到答案。

3.（2012·新课标卷·T1·5分）知集合{}{}1,2,3,4,5,(,),,A B x y x A y B x y A ==∈∈-∈，则B 中所含元素的个数为（）（A ）3 （B ）6 (C) 8 （D ）10【答案】：D【解析】：由题意得，当5x =时，4,3,2,1y =共4中情形；当4x =时，3,2,1y =共3种情形；当3x =时，2,1y =共2种情形；当2x =时，1y =共1种情形，共计10种可能，所以集合B 中的元素个数为10个，故选D.【点评】：本题考查了集合的运算性质，属于中低挡试题，关键在于准确把握试题的条件，正确、合理分类求解.4．（2011年陕西）设集合M={y|y=2cos x —2sin x|,x∈R},N={x||x—1i |<2,i 为虚数单位，x∈R},则M∩N 为A ．（0,1）B ．（0,1]C ．[0,1）D ．[0,1]【答案】C5．（2011年山东）设集合 M ={x|260x x +-<}，N ={x|1≤x≤3},则M∩N =A ．[1,2）B ．[1,2]C ．（ 2,3]D ．[2,3]【答案】A6．（2011年辽宁）已知M ，N 为集合I 的非空真子集，且M ，N 不相等，若N =M I ∅，则=N M（A ）M（B ）N （C ）I （D ）∅ 【答案】A 7．（2011年湖北）已知{}21|log ,1,|,2U y y x x P y y x x ⎧⎫==>==>⎨⎬⎩⎭,则U C P = A ．1[,)2+∞ B ．10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭ C ．()0,+∞ D ．1(,0][,)2-∞+∞【答案】A8．（2011年广东）已知集合(){,A x y = ∣,x y 为实数，且}221x y +=，(){,B x y =,x y 为实数，且}y x =，则A B ⋂的元素个数为 A ．0B ．1C ．2D ．3 【答案】C9．（2011年福建）i 是虚数单位，若集合S=}{1.0.1-，则A ．i S ∈B ．2i S ∈C ． 3i S ∈D ．2S i ∈【答案】B10．（2011年安徽）设集合{}1,2,3,4,5,6,A =}8,7,6,5,4{=B 则满足S A ⊆且S B φ≠的集合S 为（A ）57 （B ）56 （C ）49 （D ）8 【答案】B11.（2012·山东高考卷·T8·5分）定义在R 上的函数f （x ）满足f （x+6）=f （x ），当-3≤x ＜-1时，f （x ）=-（x+2）2，当-1≤x ＜3时，f （x ）=x 。

八年级数学一元一次不等式(组)(北师版下册第一章)拔高练习(含答案)

八年级数学一元一次不等式（组）（北师版下册第一章）拔高练习一、单选题(共5道，每道20分)1.不等式的解集为（），若要在数轴上表示其解集，则用（）A.x＜-12，实心圆点，开口方向向左B.x＞-12，空心圆圈，开口方向向右C.x＞-12，实心圆点，开口方向向右D.x＜-12，空心圆圈，开口方向向左答案：D解题思路：去括号，移项，合并同类项，系数化为1得，.在数轴上表示，无等于号，用空心圆圈；小于号，开口方向向左.则选则D 试题难度：三颗星知识点：在数轴上表示不等式的解集2.已知关于x的不等式组有解，则a的取值范围是（）A.a＞3B.a≥3C.a＝3D.a＜3答案：D解题思路：①分别解不等式组中的两个不等式，得.②画数轴，定范围.方程组有解，则a应该在3的左边.得到a＜3.③定端点，当x＝3时，，无解.不符合题意.则最终结果为a＜3.试题难度：三颗星知识点：解一元一次不等式组3.已知关于x的不等式组无解，则a与b的大小关系为（）A.b＞aB.b≥aC.b＝aD.b≤a答案：B解题思路：①解不等式组中的两个不等式，得.②画数轴，定范围.数轴上必有一点表示点a，先在数轴上找到a，确定第一个不等式表示的范围.方程组无解，则b应该在a的右边.得到b＞a.③定端点，当b＝a时，，也无解.符合题意，则将b＝a的情况添加到b＞a中.则b≥a试题难度：三颗星知识点：解一元一次不等式组4.（2011四川乐山）已知关于x、y的方程组的解满足不等式x+y<3，则实数a 的取值范围是（）A.a＞1B.a＞3C.a＝1D.a＜1答案：D解题思路：①解一元一次方程组，得，②将所得代入x+y<3，得有关a的不等式4a－1＜3，③解不等式，得a＜1.试题难度：三颗星知识点：一元一次不等式的应用5.已知一次函数y=ax+b的图象过第一、二、四象限，且与x轴交于点（2，0），则关于x的不等式a(x-1)-b<0的解集为()A.x＜-1B.x＞-1C.x＞1D.x＜1答案：B解题思路：①由一次函数y=ax+b的图象过第一、二、四象限可判断出，a＜0，b＞0；又因为与x轴交于点（2，0），可得知2a＋b＝0，b＝﹣2a.将b＝﹣2a代入不等式a(x-1)-b<0，得到a(x-1)＋2a<0，去括号、合并同类项，得ax＋a＜0，ax＜﹣a，同时除以a，a＜0，x＞-1 试题难度：三颗星知识点：一次函数与一元一次不等式。

高中数学人教A版必修一优化练习第一章1.11.1.1集合的含义与表示含解析

[课时作业][A组基础巩固]1．已知集合M＝{3，m＋1}，且4∈M，则实数m等于()A．4B．3C．2 D．1解析：由题设可知3≠4，∴m＋1＝4，∴m＝3.答案：B2．若以集合A的四个元素a、b、c、d为边长构成一个四边形，则这个四边形可能是()A．梯形B．平行四边形C．菱形D．矩形解析：由集合中元素互异性可知，a，b，c，d互不相等，从而四边形中没有边长相等的边．答案：A3．集合{x∈N＋|x－3<2}用列举法可表示为()A．{0,1,2,3,4} B．{1,2,3,4}C．{0,1,2,3,4,5} D．{1,2,3,4,5}，∴x＝1,2,3,4.解析：∵x－3<2，∴x<5，又∵x∈N＋答案：B4．若集合A＝{－1,1}，B＝{0,2}，则集合{z|z＝x＋y，x∈A，y∈B}中的元素的个数为()A．5 B．4C．3 D．2解析：利用集合中元素的互异性确定集合．当x＝－1，y＝0时，z＝x＋y＝－1；当x＝1，y＝0时，z＝x＋y＝1；当x＝－1，y＝2时，z＝x＋y＝1；当x＝1，y＝2时，z＝x＋y＝3，由集合中元素的互异性可知集合{z|z＝x＋y，x∈A，y∈B}＝{－1,1,3}，即元素个数为3.答案：C5．由实数x，－x，|x|，x2，－3x3所组成的集合中，最多含有的元素个数为()A．2个B．3个C．4个D．5个解析：确定集合中元素的个数，应从集合中元素的互异性入手考虑．若是相同的元素，则在集合中只能出现一次．因为x2＝|x|，－3x3＝－x，所以当x＝0时，这几个数均为0.当x＞0时，它们分别是x，－x，x，x，－x.当x＜0时，它们分别是x，－x，－x，－x，－x.均最多表示两个不同的数，故所组成的集合中的元素最多有2个．故选A.答案：A6．设a，b∈R，集合{0，ba，b}＝{1，a＋b，a}，则b－a＝________.解析：由题设知a≠0，则a＋b＝0，a＝－b，所以ba＝－1，∴a＝－1，b＝1，故b－a＝2.答案：27．已知－5∈{x|x2－ax－5＝0}，则集合{x|x2－4x－a＝0}中所有元素之和为________．解析：由－5∈{x|x2－ax－5＝0}得(－5)2－a×(－5)－5＝0，所以a＝－4，所以{x|x2－4x＋4＝0}＝{2}，所以集合中所有元素之和为2.答案：28．设P，Q为两个非空实数集合，定义集合P＋Q＝{a＋b|a∈P，b∈Q}，若P ＝{0,2,5}，Q＝{1,2,6}，则P＋Q中元素的个数为________．解析：∵P＋Q＝{a＋b|a∈P，b∈Q}，P＝{0,2,5}，Q＝{1,2,6}，∴当a＝0时，a＋b的值为1,2,6；当a＝2时，a＋b的值为3,4,8；当a＝5时，a＋b的值为6,7,11. ∴P＋Q＝{1,2,3,4,6,7,8,11}，故P＋Q中有8个元素．答案：89．集合A＝{x|kx2－8x＋16＝0}，若集合A只有一个元素，试求实数k的值，并用列举法表示集合A.解析：(1)当k＝0时，原方程变为－8x＋16＝0，x＝2.此时集合A＝{2}．(2)当k≠0时，要使一元二次方程kx2－8x＋16＝0有一个实根．只需Δ＝64－64k＝0，即k＝1.此时方程的解为x1＝x2＝4，集合A＝{4}，满足题意．综上所述，实数k的值为0或1.当k＝0时，A＝{2}；当k＝1时，A＝{4}．10．已知集合A含有两个元素a－3和2a－1，(1)若－3∈A，试求实数a的值；(2)若a∈A，试求实数a的值．解析：(1)因为－3∈A，所以－3＝a－3或－3＝2a－1.若－3＝a－3，则a＝0.此时集合A含有两个元素－3，－1，符合题意．若－3＝2a－1，则a＝－1.此时集合A含有两个元素－4，－3，符合题意，综上所述，满足题意的实数a的值为0或－1.(2)因为a∈A，所以a＝a－3或a＝2a－1.当a＝a－3时，有0＝－3，不成立．当a＝2a－1时，有a＝1，此时A中有两个元素－2,1，符合题意．综上知a＝1.[B组能力提升]1．有以下说法：①0与{0}是同一个集合；②由1,2,3组成的集合可以表示为{1,2,3}或{3,2,1}；③方程(x－1)2(x－2)＝0的所有解的集合可表示为{1,1,2}；④集合{x|4＜x＜5}是有限集．其中正确说法是()A．①④B．②C．②③D．以上说法都不对解析：0∈{0}；方程(x－1)2(x－2)＝0的解集为{1,2}；集合{x|4＜x＜5}是无限集；只有②正确．答案：B2．已知集合P＝{x|x＝a|a|＋|b|b，a，b为非零常数}，则下列不正确的是()A．－1∈P B．－2∈P C．0∈P D．2∈P解析：(1)a>0，b>0时，x＝a|a|＋b|b|＝1＋1＝2；(2)a<0，b<0时，x＝a|a|＋b|b|＝－1－1＝－2；(3)a，b异号时，x＝0. 答案：A3．已知集合M＝{a|a∈N，且65－a∈N}，则M＝________.解析：5－a整除6，故5－a＝1,2,3,6，a∈N所以a＝4,3,2.答案：{4,3,2}4．当x∈A时，若x－1∉A且x＋1∉A，则称x为A的一个“孤立元素”，所有孤立元素组成的集合称为“孤星集”，则集合A＝{0,1,2,3,5}中“孤立元素”组成的“孤星集”为________．解析：由“孤立元素”的定义知，对任意x∈A，要成为A的孤立元素，必须是集合A中既没有x－1，也没有x＋1，因此只需逐一考查A中的元素即可.0有1“相伴”，1,2则是前后的元素都有，3有2“相伴”，只有5是“孤立的”，从而集合A＝{0,1,2,3,5}中“孤立元素”组成的“孤星集”为{5}．故填{5}．答案：{5}5．已知集合A＝{x|ax2＋2x＋1＝0，a∈R}．(1)若1∈A，求a的值；(2)若集合A中只有一个元素，求实数a组成的集合；(3)若集合A中含有两个元素，求实数a组成的集合．解析：(1)因为1∈A，所以a×12＋2×1＋1＝0，所以a＝－3.(2)当a＝0时，原方程为2x＋1＝0，解得x＝－12，符合题意；当a≠0时，方程ax2＋2x＋1＝0有两个相等实根，即Δ＝22－4a＝0，所以a＝1.故当集合A只有一个元素时，实数a组成的集合是{0,1}．(3)由集合A中含有两个元素知，方程ax2＋2x＋1＝0有两个不相等的实根，即a≠0且Δ＝22－4a>0，所以a≠0且a<1.故当集合A中含有两个元素时，实数a组成的集合是{a|a≠0且a<1}．6．设S是由满足下列条件的实数所构成的集合：①1∉S；②若a∈S，则11－a∈S.请解答下列问题：(1)若2∈S，则S中必有另外两个数，求出这两个数；(2)求证：若a∈S，且a≠0，则1－1a∈S.解析：(1)∵2∈S,2≠1，∴11－2＝－1∈S.∵－1∈S，－1≠1，∴11－(－1)＝12∈S.又∵12∈S，12≠1，∴11－12＝2∈S.∴集合S中另外两个数为－1和12.(2)由a∈S，则11－a∈S，可得11－11－a∈S，即11－11－a＝1－a1－a－1＝1－1a∈S.∴若a∈S，且a≠0，则1－1a∈S.。

高中数学第1章1.2.2知能优化训练湘教版选修11

高中数学第1章1.2.2知能优化训练湘教版选修111．下列含有存在量词的命题，真命题个数是( )①存在一个实数a，使a为正整数；②存在一个实数x，使10x为正整数；③存在一个实数y，使11y为整数．A．0 B．1C．2 D．3解析：选D.对于①，当a＝4时，a＝2为正整数；对于②，当x＝1时，10x＝1为正整数；对于③，当y＝1时，11y＝1为整数，故选D.2．下列命题，真命题的个数为( )①末位是0的整数，可以被2整除；②角平分线上的点到这个角的两边的距离相等；③正四面体中两侧面的夹角相等．A．1 B．2C．3 D．0解析：选C.用偶数的定义判断①正确；用角平分线的性质判定②正确；用正四面体的概念及二面角的定义判断③正确．3．命题“一次函数都是单调函数”的否定是( )A．一次函数都不是单调函数B．非一次函数都不是单调函数C．有些一次函数是单调函数D．有些一次函数不是单调函数解析：选D.命题的否定只对结论进行否定，“都是”的否定是“不都是”，即“有些”．4．(1)用符号“∀”表示命题“不论m取什么实数，方程x2＋x－m＝0必有实根”为________________________________________________________________________；(2)用符号“∃”表示命题“存在实数x，使sin x>tan x”为________________________________________________________________________．答案：(1)∀m∈R，x2＋x－m＝0有实根(2)∃x0∈R，sin x0>tan x0一、选择题1．下列命题中，假命题的个数是( )①∀x∈R，x2＋1≥1；②∃x0∈R,2x0＋1＝3；③∃x0∈Z，x0能被2和3整除；④∃x0∈R，x20＋2x0＋3＝0.A．0 B．1C．2 D．3解析：选B.①②③都是真命题，而④为假命题．2．(2010年高考湖南卷)下列命题中的假命题是( )A．∃x∈R，lg x＝0 B．∃x∈R，tan x＝1C．∀x∈R，x3>0 D．∀x∈R,2x>0解析：选C.对于A ，当x ＝1时，lg x ＝0，正确；对于B ，当x ＝π4时，tan x ＝1，正确；对于C ，当x <0时，x 3<0，错误；对于D ，∀x ∈R,2x>0，正确． 3．下列命题的否定是假命题的是( )A ．p ：能被3整除的整数是奇数； p：存在一个能被3整除的整数不是奇数 B ．p ：每一个四边形的四个顶点共圆； p：存在一个四边形的四个顶点不共圆 C ．p ：有的三角形为正三角形； p：所有的三角形不都是正三角形 D ．p ：∃x 0∈R ，x 20＋2x 0＋2≤0； p ：∀x ∈R ，都有x 2＋2x ＋2>0 解析：选C.p 为真命题，则 p 为假命题．4．(2011年高考辽宁卷)已知命题p ：∃n ∈N,2n>1000，则 p 为( )A ．∀n ∈N,2n ≤1000B ．∀n ∈N,2n>1000C ．∃n ∈N,2n ≤1000D ．∃n ∈N,2n<1000解析：选A.“∃x ∈I ，p (x )”的否定是“∀x ∈I ，p (x )” ∴ p 为∀n ∈N,2n≤1000.5．(2011年高考山东卷)已知a ，b ，c ∈R ，命题“若a ＋b ＋c ＝3，则a 2＋b 2＋c 2≥3”的否命题是( )A ．若a ＋b ＋c ≠3，则a 2＋b 2＋c 2<3B ．若a ＋b ＋c ＝3，则a 2＋b 2＋c 2<3C ．若a ＋b ＋c ≠3，则a 2＋b 2＋c 2≥3D ．若a 2＋b 2＋c 2≥3，则a ＋b ＋c ＝3解析：选A.由于一个命题的否命题既否定题设又否定结论，因此原命题的否命题为“若a ＋b＋c ≠3，则a 2＋b 2＋c 2<3”．6．(2011年高考安徽卷)命题“所有能被2整除的整数都是偶数”的否定是( ) A ．所有不能被2整除的整数都是偶数 B ．所有能被2整除的整数都不是偶数 C ．存在一个不能被2整除的整数是偶数 D ．存在一个能被2整除的整数不是偶数解析：选D.“∀x ∈I ，p (x )”的否定是“∃x ∈I ，p (x )”； “∃x ∈I ，p (x )”的否定是“∀x ∈I ，p (x )”．故“所有能被2整除的整数都是偶数”的否定是“存在一个能被2整除的整数不是偶数”．二、填空题7．(2010年高考安徽卷)命题“对任何x ∈R ，|x －2|＋|x －4|>3”的否定是________．答案：存在x ∈R ，使得|x －2|＋|x －4|≤3 8．下列命题：①存在x 0<0，使|x 0|>x 0； ②对于一切x <0，都有|x |>x ；③已知a n ＝2n ，b n ＝3n ，对于任意n ∈N ＋，都有a n ≠b n ；④已知A ＝{a |a ＝2n }，B ＝{b |b ＝3n }，对于任意n ∈N ＋，都有A ∩B ＝∅. 其中，所有正确命题的序号为________．解析：命题①②显然为真命题；③由于a n －b n ＝2n －3n ＝－n <0，对于任意n ∈N ＋，都有a n <b n ，即a n ≠b n ，故为真命题；④已知A ＝{a |a ＝2n }，B ＝{b |b ＝3n }，例如n ＝1,2,3时，A ∩B ＝{6}，故为假命题．答案：①②③9．若对任意x ∈R ，ax 2＋4x ＋a ≥－2x 2＋1恒成立，则a 的取值范围是________．解析：这是一个全称命题，只须：(a ＋2)x 2＋4x ＋a －1≥0恒成立，借助二次函数图象可知只须⎩⎪⎨⎪⎧a ＋2＞0Δ＝16－4a －1a ＋2≤0成立． ∴a ≥2即为所求．答案：a ≥2 三、解答题10．将下列命题用量词符号“∀”或“∃”表示，并判断真假． (1)实数的平方是非负数； (2)整数中1最小；(3)方程ax 2＋2x ＋1＝0(a <1)至少存在一个负根； (4)对于某些实数x ，有2x ＋1>0；(5)若直线l 垂直于平面α内的任一直线，则l ⊥α.解：(1)∀x ∈R ，x 2≥0，真． (2)∀x ∈Z ，x ≥1，假．(3)∃x 0<0，有ax 20＋2x 0＋1＝0(a <1)，真． (4)∃x 0∈R ，有2x 0＋1>0，真．(5)若∀a ⊂α，l ⊥a ，则l ⊥α，真．11．写出下列命题的否定，并判断其真假：(1)p ：不论m 取何实数，方程x 2＋x －m ＝0必有实数根；(2)q ：存在x 0＞1，使x 20－2x 0－3＝0； (3)r ：等圆的面积相等，周长相等；(4)s ：对任意角α，都有sin 2α＋cos 2α＝1.解：(1)这一命题可以表述为p ：“对所有的实数m ，方程x 2＋x －m ＝0都有实数根”，其否定形式是：“存在实数m ，使得x 2＋x －m ＝0没有实数根”．注意到当Δ＝1＋4m ＜0时，即m＜－14时，一元二次方程没有实数根，所以它是真命题．(2)这一命题的否定是：“对任意x ＞1，都有x 2－2x －3≠0”．是假命题．(3)这一命题的否定形式是：“存在一对等圆，其面积不相等或周长不相等”．由平面几何知识知，这是一个假命题．(4)这一命题的否定形式是：“存在一个角α，使sin 2α＋cos 2α≠1”．由于命题s 是真命题，所以它是假命题．12．命题p ：“对f (x )的定义域内的任意两个自变量的值x 1，x 2，当x 1＜x 2时，都有f (x 1)＜f (x 2)成立，则函数f (x )是增函数”．(由定义可知，此命题为真命题) (1)写出命题p 中的全称量词；(2)若f (x )＝x ＋4x，写出命题p ，并判断命题p 的真假．解：(1)命题p 中的全称量词是：(定义域内的)“任意”(两个自变量的值)．(2)命题p ：“对f (x )＝x ＋4x的定义域内的任意两个自变量的值x 1，x 2，当x 1＜x 2时，都有f (x 1)＜f (x 2)成立”．取x 1＝－2，x 2＝－13，则f (x 1)＝－4，f (x 2)＝－1213，由x 1＜x 2，得f (x 1)＞f (x 2)，与f (x 1)＜f (x 2)矛盾，所以命题p 为假命题．。

深圳罗芳中学必修一第一单元《集合》测试卷(包含答案解析)

一、选择题1．已知集合{}2230A x x x =--=，{}10B x ax =-=，若B A ⊆，则实数a 的值构成的集合是（） A ．11,03⎧⎫-⎨⎬⎩⎭，B ．{}1,0-C ．11,3⎧⎫-⎨⎬⎩⎭D ．103⎧⎫⎨⎬⎩⎭，2．设有限集合A =123{,,,}n a a a a ，则称123A n S a a a a =++++为集合A 的和.若集合M ={x ︳2,N ,6x t t t *=∈<},集合M 的所有非空子集分别记为123,,,k P P P P ，则123k P P P P S S S S ++++=（）A ．540B ．480C ．320D ．2803．已知x ，y 都是非零实数，||||||x y xyz x y xy =++可能的取值组成的集合为A ，则下列判断正确的是（） A ．3A ∈，1A -∉B ．3A ∈，1A -∈C ．3A ∉，1A -∈D ．3A ∉，1A -∉4．设集合{,}A a b =,{}220,,B a b =-,若A B ⊆,则⋅=a b （）A ．-1B ．1C ．-1或1D ．05．设集合{}21|10P x x ax =++>，{}22|20P x x ax =++>，{}21|0Q x x x b =++>，{}22|20Q x xx b =++>，其中,a b ∈R ，下列说法正确的是（）A ．对任意a ，1P 是2P 的子集；对任意的b ，1Q 不是2Q 的子集B ．对任意a ，1P 是2P 的子集；存在b ，使得1Q 是2Q 的子集C ．存在a ，使得1P 不是2P 的子集；对任意的b ，1Q 不是2Q 的子集D ．存在a ，使得1P 不是2P 的子集；存在b ，使得1Q 是2Q 的子集6．已知集合302x A xx ⎧⎫+⎪⎪=⎨⎬-⎪⎪⎩⎭，{}B y y m =<，若A B ⊆，则实数m 的取值范围为( )A ．()2∞+，B ．[)2∞+，C ．()3∞-+，D ．[)3∞-+，7．下列各式中，正确的是（） A ．{}22x x ⊆≤B ．{32x x ∈>且}1x <C ．{}{}41,21,x x k k Z x x k k Z =±∈≠=+∈D ．{}{}31,32,x x k k Z x x k k Z =+∈==-∈8．非空集合G 关于运算⊕满足：①对任意a 、b G ∈，都有a b G ⊕∈；②存在e G ∈使对一切a G ∈都有a e e a a ⊕=⊕=，则称G 是关于运算⊕的融洽集，现有下列集合及运算中正确的说法有（）个（1）G 是非负整数集，⊕：实数的加法；（2）G 是偶数集，⊕：实数的乘法；（3）G 是所有二次三项式组成的集合，⊕多项式的乘法；（4）{}|G x x a a b Q ==+∈，，⊕：实数的乘法． A ．1 B ．2 C ．3 D ．49．已知集合123,,A A A 满足: {}*123|19A A A x N x =∈≤≤,且每个集合恰有3个元素,记()1,2,3i A i =中元素的最大值与最小值之和为()1,2,3i M i =,则123M M M ++的最小值为（） A ．21B ．24C ．27D ．3010．若x A ∈，则1A x ∈，就称A 是和美集合，集合111,0,,,1,323M ⎧⎫⎨=⎩-⎬⎭的所有非空子集中是和美集合的个数为（） A ．4B ．5C ．6D ．711．已知3(,)|32y M x y x -⎧⎫==⎨⎬-⎩⎭，{(,)|20}N x y ax y a =++=，且M N ⋂=∅，则实数a =（） A ．6-或2-B ．6-C ．2或6-D ．212．集合{}{}A x||x-a|<1,x R ,|15,.A B B x x x R =∈=<<∈⋂=∅若，则实数a 的取值范围是（） A ．{}a |0a 6≤≤ B ．{}|24a a a ≤≥或C ．{}|06a a a ≤≥或D ．{}|24a a ≤≤二、填空题13．若集合(){}2220A x Z x a x a =∈-++-<中有且只有一个元素，则正实数a 的取值范围是_____.14．已知集合：A ={x |x 2=1}，B ={x |ax =1}，且A ∩B =B ，则实数a 的取值集合为______． 15．我们将b a -称为集合{|}M x a x b =≤≤的“长度”，若集合2{|}3M x m x m =≤≤+，{|0.5}N x n x n =-≤≤，且集合M 和集合N 都是集合{|01}x x ≤≤的子集，则集合M N ⋂的“长度”的最小值是________16．已知点H 是正三角形ABC 内部一点，HAB ∆，HBC ∆，HCA ∆的面积值构成一个集合M ，若M 的子集有且只有4个，则点H 需满足的条件为________.17．已知集合1{}2A =-，，1{}0|B x mx =+＞，若A B B ⋃=，则实数m 的取值范围是________.18．设,,x y z 都是非零实数，则可用列举法将x y z xy xyzx y z xy xyz++++的所有可能值组成的集合表示为________.19．设a 、b R ∈，集合{}1,,0,,b a b a b a ⎧⎫+=⎨⎬⎩⎭，则b a -=__________． 20．若集合{}|121A x m x m =+<≤-，{}|25B x x =-≤<,若()()R R C A C B ⊇，则m 的取值范围是_____________．三、解答题21．已知全集为R ，集合{}26A x x =≤≤， {}3782B x x x =-≥-. （1）求AB ， ()RC A B ⋂；（2）若{}44M x a x a =-≤≤+，且R A C M ⊆，求a 的取值范围.22．已知集合{|12},{|11}A x ax B x x =<<=-<<，求满足A B ⊆的实数a 的取值范围. 23．设全集U =R ，集合{}13A x x =-≤<，{}242B x x x =-≥-. （1）求()UA B ；（2）若集合{}0C x x a =->，满足C C =B ∪，求实数a 的取值范围.24．已知集合{1,2,3}A =，2{|(1)0,}B x x a x a x R =-++=∈，若A B A ⋃=，求实数a ；25．关于x 的不等式111a x +>+的解集为P ，不等式11x -≤的解集为Q ，Q P =∅∩，求实数a 的取值范围．26．已知集合2211{|}A x x =-≤-≤，集合{}11B x a x a =-<<+. （1）若1a =，试通过运算验证：()()()RRR A B A B =；（2）若A B ⋂≠∅，求实数a 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．A 解析：A 【分析】解方程求得集合A ，分别在B =∅和B ≠∅两种情况下，根据包含关系构造方程求得结果. 【详解】由2230x x --=得：1x =-或3x =，即{}1,3A =-； ①当0a =时，B =∅，满足B A ⊆，符合题意； ②当0a ≠时，{}110B x ax a ⎧⎫=-==⎨⎬⎩⎭，B A ⊆，11a ∴=-或13a =，解得：1a =-或13a =；综上所述：实数a 的值构成的集合是11,0,3⎧⎫-⎨⎬⎩⎭. 故选：A . 【点睛】本题考查根据集合的包含关系求解参数值的问题，易错点是忽略子集为空集的情况，造成求解错误.2．B解析：B 【分析】求出{2,4.6.8.10}M =后，分别求出含有2,4,6,8,10的子集个数，然后可求得结果. 【详解】{2,4.6.8.10}M =，其中含有元素2的子集共有4216=个，含有元素4的子集共有4216=个，含有元素6的子集共有4216=个，含有元素8的子集共有4216=个，含有元素10的子集共有4216=个，所以123k P P P P S S S S ++++(246810)16480=++++⨯=.故选：B 【点睛】本题考查了对新定义的理解能力，考查了集合的子集个数的计算公式，属于基础题.3．B解析：B 【分析】分别讨论,x y 的符号，然后对||||||x y xy z x y xy =++进行化简，进而求出集合A ，最后根据集合元素的确定性即可得出答案. 【详解】当0x >，0y >时，1113z =++=；当0x >，0y <时，1111z =--=-；当0x <，0y >时，1111z =-+-=-；当0x <，0y <时，1111z =--+=-.所以3A ∈，1A -∈. 故选：B. 【点睛】本题考查了对含有绝对值符号的式子的化简，考查了集合元素的特点，考查了分类讨论思想，属于一般难度的题.4．A解析：A 【分析】由集合的包含关系得,a b 的方程组，求解即可【详解】A B ⊆，由集合元素互异性得0,0,a b a b ≠≠≠ 则22a a b b ⎧=⎨=-⎩ 或22b a a b ⎧=⎨=-⎩ 解得11a b =⎧⎨=-⎩或11b a =⎧⎨=-⎩故选： A 【点睛】本题考查集合的包含关系，考查元素的互异性，是基础题5．B解析：B 【分析】先证得1P 是2P 的子集，然后求得b 使1Q 是2Q 的子集，由此确定正确选项．【详解】对于1P 和2P ，由于210x ax ++>时222110x ax x ax ++=+++>，所以1P 的元素，一定是2P 的元素，故对任意a ，1P 是2P 的子集. 对于1Q 和2Q ，根据判别式有140440b b -<⎧⎨-<⎩，即1b >时，12Q Q R ==，满足1Q 是2Q 的子集，也即存在b ，使得1Q 是2Q 的子集. 故选B. 【点睛】本小题主要考查子集的判断，考查恒成立问题和存在性问题的求解策略，属于基础题.6．B解析：B 【分析】求出集合A ，由A B ⊆，结合数轴，可得实数m 的取值范围. 【详解】解不等式302x x +≤-，得32x -≤<，[)3,2A ∴=-. A B ⊆，可得2m ≥.故选：B . 【点睛】本题考查集合间的关系，属于基础题.7．D解析：D 【分析】根据元素与集合的关系，集合与集合的关系即可求解. 【详解】因为2与集合{}2x x ≤的关系是属于或者不属于，故A 选项错误；因为{2x x >且}1x <是空集，3不是集合中的元素，故B 选项错误；因为集合{}{}41,,21,x x k k Z x x k k Z =±∈=+∈都表示奇数构成的集合，相等，故C 选项错误；因为集合{}{}31,,32,x x k k Z x x k k Z =+∈=-∈都表示被3整数余1的整数构成的集合，故D 选项正确. 【点睛】本题主要考查了集合的描述法，元素与集合的关系，集合与集合的关系，属于中档题.8．B解析：B 【分析】根据新定义运算⊕判断．【详解】（1）任意两个非负整数的和仍然是非负整数，对任意a G ∈，0G ∈，00a a a +=+=，（1）正确；（2）任意两个偶数的积仍然是偶数，但不存在e G ∈，对任意a G ∈，使ae ea a ==，（2）错误；（3）21x x -+和21x x +-是两个二次三项式，它们的积2242(1)(1)21x x x x x x x -++-=-+-不是二次三项式，（3）错误；（4）设x a y c =+=+,,,a b c d Q ∈，则2(xy ac bd ad bc G =+++，而且1G ∈，11x x x ⋅=⋅=，（4）正确．∴正确的有2个．故选：B. 【点睛】本题考查新定义，解题关键是对新定义的理解与应用．9．C解析：C 【分析】求出{}{}*123|191,2,3,4,5,6,7,8,9A A A x N x =∈≤≤=，由题意列举出集合123,,A A A ，由此能求出123M M M ++的最小值. 【详解】由题意可知，{}{}*123|191,2,3,4,5,6,7,8,9A A A x N x =∈≤≤=123,,A A A 各有3个元素且不重复，当{}13,4,5A =，{}22,6,7A =，{}31,8,9A =时，123M M M ++取得最小值，此时最小值为12357927+++++=，故选C 【点睛】本题主要考查集合中的元素运算，解题的关键是理解题中满足的条件，属于中档题.10．D解析：D 【分析】写出集合111,0,,,1,323M ⎧⎫⎨=⎩-⎬⎭的非空子集，根据和美集合的定义验证即可. 【详解】先考虑含一个元素的子集，并且其倒数是其本身，有{}{}1,1,- 再考虑含有两个元素的和美集合，有{}11,1,,33⎧⎫-⎨⎬⎩⎭，含有三个元素的子集且为和美集合的是111,,3,1,,3,33⎧⎫⎧⎫-⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭含有四个元素的子集且为和美集合的是11,1,,33⎧⎫-⎨⎬⎩⎭. 【点睛】本题主要考查了集合的子集，考查了创设新情景下解决问题的能力，属于中档题.11．A解析：A 【解析】【分析】先确定集合M,N,再根据M N ⋂=∅确定实数a 的值. 【详解】由题得集合M 表示(32)3y x -=-上除去(2)3，的点集，N 表示恒过(10)-，的直线方程．根据两集合的交集为空集：M N ⋂=∅.①两直线不平行，则有直线20ax y a ++=过(2)3，，将2x =，代入可得2a =-， ②两直线平行，则有32a-=即6a =-，综上6a =-或2-，故选：A ．【点睛】本题主要考查集合的化简和集合的关系，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平，属于基础题.12．C解析：C 【解析】|x-a|<1,∴a-1<x<a+1,∵A∩B=∅. ∴a-1≥5或a+1≤1,即a≤0或a≥6.故选C.二、填空题13．【分析】因为集合A 中的条件是含参数的一元二次不等式首先想到的是十字相乘法但此题行不通;应该把此不等式等价转化为的形式然后数形结合来解答需要注意的是尽可能让其中一个函数不含参数【详解】解:且∴令∴∴是解析：12,23⎛⎤⎥⎝⎦【分析】因为集合A 中的条件是含参数的一元二次不等式,首先想到的是十字相乘法,但此题行不通;应该把此不等式等价转化为()()f x g x ＜的形式,然后数形结合来解答,需要注意的是尽可能让其中一个函数不含参数．【详解】解:()2220x a x a -++-<且0a >∴()2221x x a x -+<+令()()()222;1f x x x g x a x =-+=+∴()()},{|A x f x g x x Z =∈＜∴()y f x =是一个二次函数,图象是确定的一条抛物线; 而()y g x =一次函数,图象是过一定点()1,0-的动直线．又∵,0x Z a ∈>．数形结合,可得:1223a <≤ 故答案为:12,23⎛⎤⎥⎝⎦【点睛】此题主要考查集合A 的几何意义的灵活运用，利用数形结合的数学思想来解决参数取值范围问题．14．{-101}【分析】由已知得B ⊆A 从而B=∅或B={-1}或B={1}进而或=-1或由此能求出实数a 的取值集合【详解】∵A={x|x2=1}={-11}A∩B=B ∴B ⊆A ∴B=∅或B={-1}或B=解析：{-1，0，1} 【分析】由已知得B ⊆A ，从而B=∅或B={-1}，或B={1}，进而0a =,或1a =-1或11a=，由此能求出实数a 的取值集合．【详解】∵A={x|x 2=1}={-1，1}， A∩B=B ，∴B ⊆A ， ∴B=∅或B={-1}，或B={1}， ∴0a =，或1a =-1或11a=，解得a=0或a=-1或a=1． ∴实数a 的取值集合为{-1，0，1}．故答案为：{-1，0，1}．【点睛】本题考查集合的求法，是基础题，解题时要认真审题，注意交集的性质的合理运用．15．【分析】当集合的长度的最小值时与应分别在区间的左右两端由此能求出的长度的最小值【详解】由题的长度为的长度为当集合的长度的最小值时与应分别在区间的左右两端故的长度的最小值是故答案为:【点睛】本题考查交解析：16【分析】当集合M N ⋂的“长度”的最小值时,M 与N 应分别在区间[]0,1的左右两端,由此能求出M N ⋂的“长度”的最小值【详解】由题,M 的“长度”为23,N 的“长度”为12, 当集合M N ⋂的“长度”的最小值时,M 与N 应分别在区间[]0,1的左右两端, 故M N ⋂的“长度”的最小值是2111326+-=, 故答案为:16【点睛】本题考查交集的“长度”的最小值的求法,考查新定义的合理运用16．在的三条高上且不为重心【分析】由题意知若集合的子集只有个则集合有个元素可得出三个三角形的面积有两个相等分析点的位置即可得出结论【详解】若集合的子集只有个则集合有个元素是等边内部一点三个三角形的面积值解析：H 在ABC ∆的三条高上且H 不为ABC ∆重心【分析】由题意知，若集合M 的子集只有4个，则集合M 有2个元素，可得出HAB ∆，HBC ∆，HCA ∆三个三角形的面积有两个相等，分析点H 的位置，即可得出结论. 【详解】若集合M 的子集只有4个，则集合M 有2个元素，M 是等边ABC ∆内部一点， HAB ∆，HBC ∆，HCA ∆三个三角形的面积值构成集合M ，故HAB ∆，HBC ∆，HCA ∆三个三角形的面积有且只有两个相等.若HAB ∆，HBC ∆的面积相等，则点H 在边AC 的高上且不为ABC ∆的重心；若HBC ∆，HCA ∆的面积相等，则点H 在边AB 的高上且不为ABC ∆的重心；若HAB ∆，HCA ∆的面积相等，则点H 在边BC 的高上且不为ABC ∆的重心. 综上所述，点H 在等边ABC ∆的三条高上且不为ABC ∆的重心. 故答案为：H 在ABC ∆的三条高上且H 不为ABC ∆重心【点睛】本题考查子集的个数与元素个数之间的关系，根据已知条件得出集合元素的个数是解题的关键，考查推理能力，属于中等题.17．【分析】讨论和及确定集合利用列不等式求解【详解】由题意知则当时∵∴解得当时∵∴解得当时也有综上实数m 的取值范围是故答案为：【点睛】本题考查集合的包含关系考查一次不等式解集注意m=0的讨论是易错题解析：1(,1)2-【分析】讨论0m >和0m <及0m =确定集合B ，利用A B ⊆列不等式求解【详解】由题意知A B B ⋃=，则A B ⊆，当0m >时，1{|}B x x m=>-， ∵1{}2A =-，， ∴11m-<- 解得01m <<，当0m <时，1{|}B x x m=<-， ∵1{}2A =-，， ∴12m -> 解得102m -<<，当0m =时也有A B ⊆.综上，实数m 的取值范围是1(,1)2- 故答案为：1(,1)2-. 【点睛】本题考查集合的包含关系，考查一次不等式解集，注意m =0的讨论，是易错题18．【分析】由题意分类讨论实数xyz 的符号列表求解所给式子的值然后确定其值组成的集合即可【详解】分类讨论xyz 的符号列表求值如下：x y z 计算结果大于零大于零大于零 1 1 1 1 解析：{}5,1,1,3--【分析】由题意分类讨论实数x ,y ,z 的符号列表求解所给式子的值，然后确定其值组成的集合即可. 【详解】分类讨论x ,y ,z 的符号列表求值如下：据此可得：x y z xy xyz++++的所有可能值组成的集合表示为{}5,1,1,3--. 故答案为：{}5,1,1,3--．【点睛】本题主要考查分类讨论的数学思想，集合中元素的互异性等知识，意在考查学生的转化能力和计算求解能力.19．【分析】根据题意得出则则有可得出由此得出然后求出实数的值于是可得出的值【详解】由于有意义则则有所以根据题意有解得因此故答案为【点睛】本题考查利用集合相等求参数的值解题的关键就是根据题意列出方程组求解解析：2【分析】根据题意得出0a ≠，则a b b +≠，则有0a b +=，可得出1ba=-，由此得出10b a b b a a ⎧⎪=⎪+=⎨⎪⎪=⎩，然后求出实数a 、b 的值，于是可得出b a -的值. 【详解】{}1,,0,,b a b a b a ⎧⎫+=⎨⎬⎩⎭，由于b a -有意义，则0a ≠，则有0a b +=，所以，1ba -=-.根据题意有10b a b ba a ⎧⎪=⎪+=⎨⎪⎪=⎩，解得11a b =-⎧⎨=⎩，因此，()112b a -=--=.故答案为2. 【点睛】本题考查利用集合相等求参数的值，解题的关键就是根据题意列出方程组求解，考查运算求解能力，属于中等题.20．【分析】由进行反推可分为集合和集合两种情况进行分类讨论【详解】由进行反推若则解得成立由可知集合因应满足解得综上所述故答案为：【点睛】本题考查根据集合的补集与包含关系求解参数问题是中档题型在处理此类题解析：(),3-∞【分析】由()()R R C A C B ⊇进行反推，可分为集合A =∅，和集合A ≠∅两种情况进行分类讨论【详解】由()()R R C A C B ⊇进行反推，若A =∅，则121m m +≥-，解得2m ≤，成立由A ≠∅可知，集合{}|121UA x x m x m =≤+>-或，{}|25UB x x x =<-≥或因()()R R C A C B ⊇，应满足12215211m m m m +≥-⎧⎪-<⎨⎪->+⎩，解得()2,3m ∈综上所述，(),3m ∈-∞ 故答案为：(),3-∞ 【点睛】本题考查根据集合的补集与包含关系求解参数问题，是中档题型，在处理此类题型中，易错点为忽略端点处等号取不取得到的问题，解题时要特别仔细三、解答题21．（1）{}2A B x x ⋃=≥, (){}36R C A B x x x ⋂=或 (2) ()(),210,-∞-⋃+∞ 【分析】（1）先求出集合B ，于是可得A B ⋃和A B ⋂，进而得到()R C A B ⋂；（2）先求出R C M ，再将R A C M ⊆转化为不等式求解，可得所求范围．【详解】（1）∵{}{}37823B x x x x x =-≥-=≥， ∴{}2A B x x ⋃=≥，{}36A B x x ⋂=≤≤，∴(){}3,6R C A B x x x ⋂=或．(2)由题意知M φ≠，且{}4,4RC M x x a x a =-+或.∵{}26A x x =≤≤，R A C M ⊆， ∴46a ->或42a +<，解得10a >或2a <-.故实数a 的取值范围为()(),210,-∞-⋃+∞. 【点睛】本题考查集合的基本运算，解题时根据要求逐步求解即可，其中解答（2）的关键是将集合间的包含关系转化为不等式来求解，容易出现的错误是忽视不等式中的等号能否成立． 22．{}(,2]0[2,)-∞-+∞.【分析】根据题意，分0a =，0a >和0a <三种情况分类讨论，结合A B ⊆，列出相应的不等式组，即可求解. 【详解】由题意，集合{|12},{|11}A x ax B x x =<<=-<<， ①当0a =时，集合A φ=，满足A B ⊆；② 当0a >时，集合12{|}A x x a a =<<，因为A B ⊆，则1121a a ⎧≥-⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩，解得2a ≥；③ 当0a <时，集合21{|}A x x a a =<<，因为A B ⊆，则2111a a⎧≥-⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩，解得2a ≤-.综上所述，所求实数a 的取值范围为{}(,2]0[2,)-∞-+∞.故答案为：{}(,2]0[2,)-∞-+∞.【点睛】本题主要考查了根据集合的包含关系求解参数问题，其中解答中熟练应用集合的包含关系，合理分类讨论求解是解答的关键，着重考查分类讨论思想，以及推理与运算能力. 23．（1）{2x x <或}3x ≥；（2）(),2-∞ 【分析】（1）求出集合B 中不等式的解集确定出集合B ，求出集合A 与集合B 的公共解集即为两集合的交集，根据全集为R ，求出交集的补集即可；（2）求出集合C 中的不等式的解集，确定出集合C ，由B 与C 的并集为集合C ，得到集合B 为集合C 的子集，即集合B 包含于集合C ，从而列出关于a 的不等式，求出不等式的解集即可得到a 的范围．【详解】（1）解不等式242x x -≥-可得：2x ≥，{}2B x x ∴=≥又集合{}13A x x =-≤<，故{}23A B x x ⋂=≤<又U =R从而(){|2U C A B x x ⋂=<或3}x ≥（2）易知集合{}{}0C x x a x x a =->=> 由C C =B ∪可得：B C ⊆ 故有2a <即所求实数a 的取值范围是(),2-∞ 【点睛】本题主要考查了补集及其运算，集合的包含关系判断及应用，交集及其运算，考查了运算能力，属于中档题． 24．1a =或2或3 【分析】由A B A ⋃=可得B A ⊆,分别讨论B =∅与B ≠∅的情况,进而求解即可【详解】由A B A ⋃=可得B A ⊆,若B =∅,则()2140a a ∆=+-<,解得a ∈∅；若B ≠∅,则()()10x a x --=,解得1x a =,21x =, ①当1a =,则{}1B =,符合题意； ②当2a =,则{}1,2B =,符合题意； ③当3a =,则{}1,3B =,符合题意；综上,1a =或2或3 【点睛】本题考查已知集合的包含关系求参数,考查分类讨论思想25．(],0-∞【分析】先分别求解分式不等式和绝对值不等式，再根据Q P =∅∩，夹逼出参数的范围. 【详解】对不等式111a x +>+，可解得()()10x x a +-<； ①当1a =-时，不等式的解集为空集； ②当1a >-时，不等式的解集为()1,a - ③当1a <-时，不等式的解集为(),1a - 对不等式11x -≤，可解得[]0,2x ∈，因为Q P =∅∩，故当1a =-时，满足题意；当1a >-时，要满足题意，只需0a ≤，则(]1,0a ∈- 当1a <-时，要满足题意，显然满足题意，即(),1a ∈-∞-综上所述：(],0a ∈-∞. 【点睛】本题考查含参二次不等式的求解，以及由集合之间的关系求解参数的范围，属综合中档题. 26．（1）见解析；（2）3(,2)2- 【分析】（1）先解不等式得集合A ，再分别求并集、补集、交集，根据结果进行验证；（2）结合数轴先求A B =∅情况，再根据补集得结果.【详解】解：A ={2211}x x -≤-≤=1{|1}2x x -≤≤．（1）当1a =时，B ={02}x x << ∴AB =1{|1}2x x -≤≤{02}x x <<=1{|2}2x x -≤< ()R C A B =1{|2x x <-或2}x ≥又R C A =1{|2x x <-或1}x >，R C B ={|0x x ≤或2}x ≥ ∴()()R R C A C B =1{|2x x <-或2}x ≥∴()R C A B =()()R R C A C B ．（2）若A B =∅，则：112a +≤-或11a -≥∴32a ≤-或2a ≥ ∴A B ⋂≠∅时，322a -<<，即实数a 的取值范围3(,2)2-．【点睛】本题考查集合交并补运算以及根据交集结果求参数，考查综合分析求解能力，属基础题.。

人教A版高一数学必修第一册第一章《集合与常用逻辑用语》章末练习题卷含答案解析(42)

第一章《集合与常用逻辑用语》章末练习题卷（共22题）一、选择题（共10题）1.已知函数f(x)=x2+bx+c，则“∃x0∈R，使f(x0)<0”是“c<0”的( )A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充分必要条件D．既不充分又不必要条件2.已知直线l1：ax+(a+2)y+1=0，l2：x+ay+2=0，其中a∈R，则“a=−3”是“直线l1⊥l2”的( )A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件3.已知f(x)=2x+3(x∈R)，若∣f(x)−1∣<a的必要条件是∣x+1∣<b(a,b>0)，则a，b之间的关系是( )A．b<a2B．b≥a2C．a≤b2D．a>b24.有命题p:x=−1，命题q:∣x∣=1，则p是q的( )A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．非充分非必要条件5.已知集合A={(x,y)∣ x,y∈N+,y≥x}，B={(x,y)∣ x+y=8}，则A∩B中元素的个数为( )A．2B．3C．4D．66.已知a,b∈R，则a>∣b∣是a∣a∣>b∣b∣的( )A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件7.设整数n≥4，集合X={1,2,3,⋯,n}．令集合S={(x,y,z)∣ x,y,z∈X,且三个条件x<y< z,y<z<x,z<x<y恰有一个成立}，若(x,y,z)和(z,w,x)都属于S，则下列结论正确的是( )A．(y,z,w)∈S，(x,y,w)∉SB．(y,z,w)∈S，(x,y,w)∈SC．(y,z,w)∉S，(x,y,w)∈SD．(y,z,w)∉S，(x,y,w)∉S8.设整数n≥4，集合X={1,2,3,⋯,n}，令集合S={(x,y,z)∣ ∈X,且三条件x<y<z,y<z<x,z<x<y恰有一个成立}，若(x,y,z)和(z,w,x)都在S中，则下列选项正确的是( ) A．(y,z,w)∈S，(x,y,w)∉SB．(y,z,w)∈S，(x,y,w)∈SC．(y,z,w)∉S，(x,y,w)∈SD．(y,z,w)∉S，(x,y,w)∉S9.设p：实数x，y满足(x−1)2+(y−1)2≤2，q：实数x，y满足{y≥x−1,y≥1−x,y≤1,则p是q的( )A．必要不充分条件B．充分不必要条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件10.设非空数集M同时满足条件：① M中不含元素−1，0，1；②若a∈M，则1+a1−a∈M．则下列结论正确的是( )A．集合M中至多有2个元素B．集合M中至多有3个元素C．集合M中有且仅有4个元素D．集合M中至少有4个元素二、填空题（共6题）11.若命题“∀x∈R，kx2−kx−1<0”是真命题，则k的取值范围是．12.关于x的方程m2x2−(m+1)x+2=0的实数根的总和为2的充要条件是．13.集合A={x∣ −1<x<1}，B={x∣ x<a}．若A∩B=∅，则实数a的取值范围是；若A∪B={x∣ x<1}，则实数a的取值范围是．14.若集合A={x∣ x2+x−6=0}，B={x∣ mx+1=0}，且B⊆A，则m的取值集合为．15.设p:x3−4x2x≤0，q:x2−(2m+1)x+m2+m≤0，若p是q的必要不充分条件，则实数m的取值范围为．16.已知集合P={x∣ x2=9}，Q={x∣ ax=3}，则−3P（用适当的符号填空）；若Q⊆P，则实数a的值组成的集合为．三、解答题（共6题）17. 对于正整数集合 A ={a 1,a 2,⋯,a n }(n ∈N ∗,n ≥3)，如果去掉其中任意一个元素 a i (i =1,2,⋯,n )之后，剩余的所有元素组成的集合都能分为两个交集为空集的集合，且这两个集合的所有元素之和相等，就称集合 A 为“和谐集”．(1) 判断集合 {1,2,3,4,5} 是否是“和谐集（不必写过程）；(2) 请写出一个只含有 7 个元素的“和谐集”，并证明此集合为“和谐集； (3) 当 n =5 时，集合 A ={a 1,a 2,a 3,a 4,a 5}，求证：集合 A 不是“和谐集”．18. 解不等式组 {5+2x ≥3,x+13>x 2,并写出不等式组的整数解．19. 对于一个非空集合 A ，如果集合 D 满足如下四个条件：① D ⊆{(a,b )∣a ∈A,b ∈A }； ② ∀a ∈A ，(a,a )∈D ；③ ∀a,b ∈A ，若 (a,b )∈D 且 (b,a )∈D ，则 a =b ； ④ ∀a,b,c ∈A ，若 (a,b )∈D 且 (b,c )∈D ，则 (a,c )∈D ，则称集合 D 为 A 的一个偏序关系．(1) 设 A ={1,2,3}，判断集合 D ={(1,1),(1,2),(2,2),(2,3),(3,3)} 是不是集合 A 的偏序关系，请你写出一个含有 4 个元素且是集合 A 的偏序关系的集合 D ． (2) 证明 R ≤={(a,b )∣ a ∈R,b ∈R,a ≤b } 是实数集 R 的一个偏序关系．(3) 设 E 为集合 A 的一个偏序关系，a,b ∈A ，若存在 c ∈A ，使得 (c,a )∈E ，(c,b )∈E ，且∀d ∈A ，若 (d,a )∈E ，(d,b )∈E ，一定有 (d,c )∈E ，则称 c 是 a 和 b 的交，记为 c =a ∧b ．证明：对 A 中的两个给定元素 a ，b ，若 a ∧b 存在，则一定唯一．20. 已知 a ≠0，a ≠1 且 M α={x ∣ x =α2n−1,n ∈Z }，设 β∈M α，求证：M β⊆M α．21. 已知集合 A ={a∣ a =x 2−y 2,x,y ∈Z }．(1) 证明：2k +1∈A ，其中 k ∈Z ；(2) 请你指出集合 A 中元素所具有的至少三个性质，并加以证明；(3) 根据你的研究，若将 A 中的正整数由小到大排列，则第 2008 个数是多少？22. 已知 P ={x∣ −2≤x ≤10}，S ={x∣ 1−m ≤x ≤1+m }．(1) 是否存在实数 m ，使 x ∈P 是 x ∈S 的充要条件？若存在，求出 m 的范围． (2) 是否存在实数 m ，使 x ∈P 是 x ∈S 的必要条件？若存在，求出 m 的范围．答案一、选择题（共10题）1. 【答案】B【解析】f(x)=x2+bx+c，开口向上，要满足“∃x0∈R，使f(x0)<0”成立，只需保证Δ>0，此时，b2−4c>0，即c<b24，而“c<b24”是“c<0”的必要不充分条件．【知识点】充分条件与必要条件2. 【答案】A【解析】直线l1⊥l2的充要条件是a+(a+2)a=0，即a(a+3)=0，解得a=0或a=−3．【知识点】充分条件与必要条件、直线与直线的位置关系3. 【答案】B【解析】∣f(x)−1∣=∣2x+2∣<a，即∣x+1∣<a2，按题意∣x+1∣∣<a2⇒∣∣x+1∣<b，因此b≥a2．【知识点】充分条件与必要条件4. 【答案】A【知识点】充分条件与必要条件5. 【答案】C【解析】由{y≥x,x+y=8,x,y∈N+,得{x=1,y=7或{x=2,y=6或{x=3,y=5或{x=4,y=4,所以A∩B={(1,7),(2,6),(3,5),(4,4)}，故A∩B中元素的个数为4．【知识点】交、并、补集运算6. 【答案】A【知识点】充分条件与必要条件7. 【答案】B【解析】取x=2，y=5，z=8，w=1，显然满足(x,y,z)和(z,w,x)都属于S．此时(y,z,w)=(5,8,1)∈S，(x,y,w)=(2,5,1)∈S．【知识点】元素和集合的关系8. 【答案】B【知识点】元素和集合的关系9. 【答案】A【解析】画圆：(x−1)2+(y−1)2=2，如图所示，则(x−1)2+(y−1)2≤2表示圆及其内部，设该区域为M．画出{y≥x−1,y≥1−x,y≤1表示的可行域，如图中阴影部分所示，设该区域为N．可知N在M内，则p是q的必要不充分条件．【知识点】充分条件与必要条件10. 【答案】D【解析】因为a∈M，1+a1−a ∈M，所以1+1+a1−a1−1+a1−a=−1a∈M,所以1+1−a1−1−a=a−1a+1∈M，又因为1+a−1a+11−a−1a+1=a，所以集合M中必同时含有a，−1a ，1+a1−a，a−1a+1这4个元素，由a的不确定性可知，集合M中至少有4个元素．【知识点】集合中元素的三个特性二、填空题（共6题）11. 【答案】(−4,0]【解析】“对∀x∈R，kx2−kx−1<0”是真命题，当k=0时，则有−1<0；当k≠0时，则有k<0且Δ=(−k)2−4×k×(−1)=k2+4k<0，解得−4<k<0，综上所述，实数k 的取值范围是(−4,0]．【知识点】全（特）称命题的概念与真假判断12. 【答案】m=0【解析】当m=0时，原方程即为x=2，符合题意；当m≠0时，有m+1m2=2，解得m=1或m=−12，但 Δ=(m +1)2−8m 2=−7m 2+2m +1，当 m =1 及 m =−12 时，均使 Δ<0，故此时不符合题意．故充要条件是 m =0．【知识点】充分条件与必要条件13. 【答案】 (−∞,−1] ； (−1,1]【解析】因为 A ={x∣ −1<x <1}，B ={x∣ x <a }，且 A ∩B =∅，A ∩B =∅ 时如图所示，所以实数 a 的取值范围是 (−∞,−1]．因为 A ={x∣ −1<x <1}，B ={x∣ x <a }，且 A ∪B ={x∣ x <1}， A ∪B ={x∣ x <1} 时如图所示，所以实数 a 的取值范围为 (−1,1]．【知识点】交、并、补集运算14. 【答案】 {0,−12,13}【解析】因为 B ⊆A ，所以当 B =∅ 时，m =0．当 B ≠∅ 时，B ={x∣ x =−1m }．又 A ={x∣ x 2+x −6=0}={−3,2}，所以 −1m =−3 或 −1m =2，所以 m =13 或 m =−12．综上可知，m =0 或 m =13 或 m =−12．【知识点】包含关系、子集与真子集15. 【答案】 [−2,−1)∪(0,1]【解析】易知 p 对应的集合为 {x∣ −2≤x <0或0<x ≤2}，q 对应的集合为 {x∣ m ≤x ≤m +1}，故 {−2≤m.m +1<0 或 {0<m,m +1≤2,解得 −2≤m <−1 或 0<m ≤1．【知识点】充分条件与必要条件16. 【答案】 ∈ ； {−1,0,1}【解析】 P ={x∣ x 2=9}={x∣ x =3或x =−3}，所以 −3∈P ．Q={x∣ ax=3}，若Q⊆P，则a=0时，Q=∅，满足题意；当a≠0时，Q={x∣ ax=3}={x∣ x=3a}，则3a=3或−3，解得a=1或−1．综上可知实数a的值组成的集合为{−1,0,1}．【知识点】包含关系、子集与真子集三、解答题（共6题）17. 【答案】(1) 集合{1,2,3,4,5}不是“和谐集”．(2) 集合{1,3,5,7,9,11,13}．证明如下：因为3+5+7+9=11+13．1+9+13=5+7+11，9+13=1+3+7+11，1+9+11=3+5+13，1+3+5+11=7+13，3+7+9=1+5+13，1+3+5+9=7+11，所以集合{1,3,5,7,9,11,13}是“和谐集”．(3) 不妨设a1<a2<a3<a4<a5，将集合{a1,a3,a4,a5}分成两个交集为空集的子集，且两个子集元素之和相等，则有a1+a5=a3+a4, ⋯⋯①或a5=a1+a3+a4, ⋯⋯②将集合{a2,a3,a4,a5}分成两个交集为空集的子集，且两个子集元素之和相等，则有a2+a5=a3+a4, ⋯⋯③或a5=a2+a3+a4, ⋯⋯④由①③，得a1=a2，矛盾，由①④，得a1=−a2，矛盾，由②③，得a1=−a2，矛盾，由②④，得a1=a2，矛盾，故当n=5时，集合A一定不是“和谐集”．【知识点】数列创新题18. 【答案】由5+2x≥3，得x≥−1，由x+13>x2，得x<2，所以不等式组的解集是−1≤x<2．故不等式组的整数解是−1，0，1．【知识点】一次不等式的解法19. 【答案】(1) 集合D满足①②③，但不满足④，因为(1,2)∈D，(2,3)∈D，由题意(1,3)∈D，而(1,3)∉D，所以不满足④，集合D不是集合A的偏序关系．D={(1,1),(1,2),(2,2),(3,3)}（开放性）(2) R≤={(a,b)∣ a∈R,b∈R,a≤b}显然满足①②，∀(a,b)∈D⇒a≤b，且(b,a)∈D⇒b≤a，则a=b，满足条件③．∀a,b,c∈R，若(a,b)∈R≤且(b,c)∈R≤，则a≤b，b≤c，所以a≤c，所以(a,c)∈R≤，满足条件④．综上所述，R≤={(a,b)∣ a∈R,b∈R,a≤b}是实数集R的一个偏序关系．(3) 反证法．假设对A中的两个给定元素a，b，且a∧b存在，但不唯一．设c1=a∧b，c2=a∧b，且c1≠c2，则(c1,a)∈E，(c1,b)∈E，(c2,a)∈E，(c2,b)∈E，其中E为集合A的一个偏序关系．且∀d∈A，若(d,a)∈E，(d,b)∈E，一定有(d,c1)∈E，所以(c2,c1)∈E，同理(c1,c2)∈E，则c2=c1，与c1≠c2矛盾．所以，对A中的两个给定元素a，b，若a∧b存在，则一定唯一．【知识点】包含关系、子集与真子集、元素和集合的关系20. 【答案】因为β∈Mα，所以β=α2n−1，n∈Z．设对任意的x∈Mβ，则有Mβ={x∣ x=β2m−1,m∈Z}={x∣ x=(α2n−1)2m−1,n,m∈Z}={x∣∣ x=α(2n−1)(2m−1),n,m∈Z}.因为n,m∈Z，所以(2n−1)(2m−1)为奇数，所以x∈M，故Mβ⊆Mα．【知识点】包含关系、子集与真子集21. 【答案】(1) 2k+1=(k+1)2−k2，则2k+1∈A．(2) 1=12−02，3=22−12，4=22−02，5=32−22，7=42−32，8=32−12，⋯⋯① 4k∈A，其中k∈Z；证明：4k=(k+1)2−(k−1)2，则4k∈A．② 4k+2∉A，其中k∈Z；证明：假设4k+2∈A，即4k+2=x2−y2，也即2(2k+1)=(x+y)(x−y)．因为x+y与x−y的奇偶性相同，所以x+y与x−y都为偶数．则x2−y2=(x+y)(x−y)是4的倍数，与2(2k+1)不是4的倍数矛盾．故4k+2∉A．③ A⫋Z；证明：a=x2−y2=(x+y)(x−y)∈Z，但2∉A，则A⫋Z．④ A 为无穷集；证明：2k +1∈A ，奇数有无穷多个，则 A 为无穷集． ⑤集合 A 中的元素在数轴上关于原点对称；证明：若 a =x 2−y 2∈A ，则 −a =y 2−x 2∈A ，所以集合 A 中的元素关于原点对称． ⑥所有的完全平方数属于 A ；证明：a =x 2=x 2−02．⑦集合 A 中的两个元素的积仍属于集合 A ；证明：设 a,b ∈A ，则 ab =(x 12−y 12)(x 22−y 22)=x 12x 22−x 12y 22−x 22y 12+y 12y 22=(x 1x 2+y 1y 2)2−(x 1y 2+x 2y 1)2，所以 ab ∈A ． ⋯⋯⋯⋯(3) 2008÷3=669⋯1，669×4+1=2677，则第 2008 个数是 2677．【知识点】包含关系、子集与真子集、元素和集合的关系22. 【答案】(1) 由题意，x ∈P 是 x ∈S 的充要条件，则 P =S ．要使 P =S ，则 {1−m =−2,1+m =10,所以 {m =3,m =9,所以这样的 m 不存在．(2) 由题意 x ∈P 是 x ∈S 的必要条件，则 S ⊆P ．要使 S ⊆P ，则 {1−m ≥−2,1+m ≤10,所以 m ≤3．故 m ≤3 时，x ∈P 是 x ∈S 的必要条件．【知识点】充分条件与必要条件。

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第一章习题集
一、单项选择题
1 1982年，国际心理科学联合会正式成为国际科学联合会的成员。

心理学的科学性得到科学界的普遍认可，其原因之一是（）。

A 心理学可以帮助人们解决问题
B 心理学的研究方法严谨可靠，实验设计严密
C 心理学的理论是绝对正确的
D 心理学的历史非常悠久
2 “郑板桥揖驴”的故事更能体现（）的结果
A 操作条件反射
B 经典条件反射
C 观察学习
D 内在力量
3 心理学的科学研究过程实质是 ( )。

A 提出问题和分析问题的过程
B 收集数据和分析结果的过程
C 提出假设和验证假设的过程
D 查阅资料和探讨问题的过程
4 科学心理学与伪心理学的区别在于（）
A科学心理学的知识很系统，而伪心理学的知识不系统；
B科学心理学经过了实验的反复验证，而伪心理学没有；
C科学心理学影响力很大，而伪心理学的影响力小；
D科学心理学的哲学基础是唯物论，而伪心理学的科学基础是唯心论
5 研究结果发现，7岁时智力测验的分数与18岁时智力测验的分数之间的相关系数约为0.70。

这一结果表明（）。

A 18岁后的智力分数可以用一定公式将7岁时的智力分数计算后得到；
B 7岁时智力分数占18岁后的智力分数的70%；
C 18岁后的智力高于7岁时的智力；
D 7岁时的智力分数可以在一定程度预测18岁后的智力分数；
6 根据操作性条件发射，行为是否自发的出现主要是受（）支配。

A 条件刺激
B 无条件刺激
C 本能
D 强化
7 “谈虎色变”与“谈梅生津”都是 ( )的表现形式。

A 无条件反射
B 本能反射
C 后天反射
D 条件反射
8 前几天，重庆阴雨绵绵，小明觉得非常“郁闷”。

随着天气放晴，小明也变得活跃起来。

小明的心理变化反映了（）的不稳定性。

A 性格
B 气质
C 心理状态
D 心理过程
9 这是某项调查的题目：“请您描述一下什么是经济自立？”。

这个调查题目属于典型的（）
A 封闭式问题 B开放式问题 C 结构式问题 D 描述式问题
10 通过统计方法计算出两个变量之间的相关系数为0.10，表明（）
A 两个因素负相关
B 两个因素不相关
C 两个因素正相关
D 两个因素伪相关
11 在“温度对儿童攻击行为的影响”的实验中，因变量是（）
A 儿童
B 温度
C 攻击行为
D 以上都不对
12 “江山易改本性难移”这类心理现象属于（）
A 认知过程
B 心理特征
C 情感过程
D 心理状态
13 “爱之愈切，知之愈深”反映了（）
A 认知对情绪的影响
B 环境对心理的影响
C 情绪对认知的影响
D 心理对环境的能动性
14. 作为心理学研究的常用方法，调查问卷按照提问和反应的结构方式可以分为（）
A 封闭式问卷和开放式问卷 B纸笔问卷和电子问卷
C等级问卷和顺序问卷 D 公开问卷和非公开问卷
15 “爱情天梯”让人们感动的主要是男主人翁的（）
A 认知过程
B 情绪过程
C 意志过程
D 人格过程
16 日本核电站因海啸发生核泄漏期间，许多老百姓跟风“抢购食盐”以防核辐射的从众现象属于（）的研究范畴
A 社会心理
B 教育心理
C 管理心理
D 学习心理
17 对于每次家庭作业都是认真完成，且没有错误的同学，刘老师都会在作业本上印一个“大拇指”。

这一促进学生学习的方法符合（）的原理。

A 人本主义学派
B 行为主义学派
C 精神分析学派
D 认知学派
18 第一个科学心理学实验室位于( )
A 莱比锡大学
B 哈佛大学
C 剑桥大学
D 巴黎大学
19 信息加工取向把人脑比作电脑，认为人的认知历程包括信息的（）
A 感觉、知觉和记忆
B 感知、记忆和思维
C 接收、贮存和运用
D 感知、加工和反应
20 “渴望得到家庭、团体、朋友、同事的关怀爱护理解”属于马斯洛需要层次理论中的
（）。

A 安全需要
B 匮乏性需要
C 归属与爱的需要
D 情感需要
21成人短时记忆的容量一般为（）。

A. 5±2个组块
B. 7±2个组块
C. 无限大
D.无限大且保持时间短
22 “龙生龙，凤生凤，老鼠生来会打洞”主要表现了（）对心理发展的影响。

A 遗传
B 生活环境
C 饮食
D 后天因素
23 认知过程是指获取信息并运用信息的过程，包括感觉、知觉、记忆和思维等。

它与情绪过程（）
A 是相关关系
B 没有关系
C 可以分别独立存在
D 无法分别独立存在
24 “一个心理健康的人，本我、自我和超我的成长都是正常的，特别是自我成长至关重要，他能使自己的本我能量通过合适的方式得到释放。

”以上论述属于（）的观点。

A 人本主义学派
B 精神分析学派
C 行为主义学派
D 认知学派
25 孤儿院和弃儿往往有更多的心理问题，这折射出（）在心理发展中的重要作用。

A 遗传
B 家庭环境
C 主观努力
D 自然环境
26 相关系数具有方向和量值两个特点，但不能直接反应（）
A 相关关系的强度 B相关关系是正相关，还是负相关C 线性相关关系 D 非线性相关关系
27 把学生看成“较大的白鼠”的流派是（）
A 人本主义学派
B 精神分析学派
C 行为主义学派
D 认知学派
28 个案研究一般要求研究人员选择单个的、典型性的，且能够代表研究对象总体的个案。

因此，（）。

A 个案应当是单一的个体，不可以是团体
B 个案一般是随机抽样的
C 个案一般是有意抽样的
D 个案与其他个体是独立的
29 “心理现象是内在的，看不到，也摸不着。

由此可见，“人心叵测”，我们无法对其进行研究。

”对此观点的认识，你认为正确的是（）。

A 这个观点是完全错误的，因为它否定了心理学研究的可行性
B 这个观点是正确的，因为它看到了心理学研究面对的困难
C 这个观点的合理之处是它看到了心理现象存在形式的特殊性
D 这个观点的不合理之处是它否定了心理现象的客观性
30 （）认为每个人最了解自己的情况，都在积极地自我调整，从而自我实现。

A 人本主义学派
B 精神分析学派
C 行为主义学派
D 认知学派
二、多项选择题
1 什么是人的心理现象？下列说法正确的是（）
A心理是脑的机能，脑是心理的器官
B 人脑产生心理，如同肝脏分泌胆汁一样
C从动态与稳态的角度划分，心理可以分为认知过程、情绪过程和意志过程
D 心理是人脑对客观现实的主观能动反映
2 在1550～1880年间，巴赫家族出现了大约60名音乐家。

这一事例在一定程度上显示了
（）对心理发展有影响。

A 遗传
B 家庭环境
C 社会氛围
D 学校教育
3 下面那种现象反映了教师对学生心理发展的影响（）
A 消极性格（如偏心、神经质等）的教师可能使学生自暴自弃、不求上进
B 皮革马力翁效应
C 学高为师，身正为范
D 非正式团体
4马斯洛通过对杰斐逊、爱因斯坦和罗斯福等成功人士的文献分析或访谈，发现“自我实现者”具有（）的特征
A 内心生活、思想、行为自然率真
B 以问题为中心，而不是以自我为中心
C 具有批判精神，不容易被社会诱惑
D 富有创造力，不墨守成规
5画虎画皮难画骨，知人知面不知心。

人类认识心理性质和规律的途径是（）。

A 研究人们的行为表现
B 研究动物的行为表现
C 研究人们的生理变化
D 研究人类的大脑
6 “天昏昏兮人郁郁”体现了（）对心理的影响
A 先天因素
B 外部因素
C 环境因素
D 后天因素
7 冯特的心理学贡献在于( )
A 创立了世界上第一个心理学实验室
B 出版了《生理心理学原理》
C 探索出了一套心理学研究的系统的科学研究方法；
D 为世界各地的大学培养了心理学人才
8 下列哪些家庭形式不利于儿童心理的发展（）
A 留守家庭
B 单亲家庭
C 离异家庭
D 工人家庭
9 以下这些数值可用于表示相关系数的是（）
A 0.05
B 1.05
C -1.05
D -0.05
10 人类的基本情绪包括（）
A 喜悦
B 悲伤 C恐惧 D 愤怒
三、辨析题（10分）
1、根据行为主义的观点，内因是决定个人成长的决定性因素。

2、相对于心理过程，心理特征是人类心理活动的高级水平。

四、问答题（15分）
心理学的研究方法多种多样，可谓“十八般兵器样样俱全”，分别举例说明心理学当前主要采用的研究方法（15分）。

五、举例说明（15分）
对于心理或意识的认识，不同的学者往往各执己见，寻找证据支持自己赞同的理论。

在你看来，你比较认同哪一个心理学流派，并举例证实。

（15分）。