研究生数理方程期末试题-10-11-1-A-答案
2021年全国硕士研究生入学统一考试数学(二)真题完整版(含答案及解析)
dt
dt
dt dt
dt
dt
当 r = 10, h = 5 时， dV = −100 , dS = −40 ，故选 D.
dt
dt
（4）设函数 f (x) = ax − b ln x(a 0) 有两个零点，则 b 的取值范围是（ ） a
A.(0, + )
B.(0,0)
C.(0, 1 ) e
【答案】A.
.
x (0,2)
【答案】1.
【解析】方程两边对 x 求导可得 z + (x +1) z x
+
y1 z
z x
−
1
+
2y 4x2
y
2
=0.
将 x = 0, y = 2 代入可得 z = 1 ，再将 x = 0, y = 2, z = 1代入可得 z = 1. x
（14）已知函数 f (t) =
t
dx
dt
有因为 x et2 dt = x (1+ t2 + (t2 ))dt = x + 1 x3 + (x3 ) ，故
0
0
3
原式
=
lim
x→0
x
−
1 x3 3!
+
(
x3
)
1
+
x
+
1 x3 3!
x2
+
(
x3
)
−
x
−
1 2
x2
+ (x2 )
=
lim
x→0
1 2
x2
+ (x2 ) x2
=
1 2
长安大学《线性代数》历年期末考试真题及答案解析
目录长安大学2018-2019第一学期线性代数期末试题 (1)长安大学2018-2019第一学期线性代数期末试题解析 (4)长安大学2019-2020第一学期线性代数期末试题 (12)长安大学2019-2020第一学期线性代数期末试题解析 (14)长安大学2019-2020第二学期线性代数期末试题A (21)长安大学2019-2020第二学期线性代数期末试题A解析 (23)长安大学2019-2020第二学期线性代数期末试题B (29)长安大学2019-2020第二学期线性代数期末试题B解析 (32)长安大学2020-2021第一学期线性代数期末试题 (41)长安大学2020-2021第一学期线性代数期末试题解析 (43)长安大学2018-2019第一学期线性代数期末试题长安大学2018-2019第一学期线性代数期末试题解析长安大学2019-2020第一学期线性代数期末试题长安大学2019-2020第一学期线性代数期末试题解析长安大学2019-2020第二学期线性代数期末试题长安大学2019-2020第二学期线性代数期末试题解析长安大学2019-2020第二学期线性代数期末试题一、选择题。
（每小题4分，共16分）1.，有（）无解有无穷多组解有非零解可能有无穷多组解2.设则（）。
3.设向量组的秩为，则（）必定向量组中任意小于个向量的部分组无关向量组中任意个向量线性无关个向量组线性相关4.（）二、填空题（每小题4分，共16分）1.设齐次线性方程组为，若它有非零解，则应满足2.设矩阵是4阶方阵，矩阵是5则3.若可由，线性表示，则=4.设。
三、计算或证明下列各题（每小题8分，共16分）1.计算行列式2.设矩阵，求四、计算下列各题（每小题8分，共16分）1.写成二次型并判别其正定性。
2.设，证明是向量组的一个极大线性无关组，并把分别用该极大线性无关组线性表示。
五、（本题12分）设有方程组，问为何值时，方程组有唯一解？无解？有无穷多解？并在有无穷多解时，求出通解。
考研数学10年真题答案
考研数学10年真题答案考研数学是每年众多考生备战考研的重要科目之一。
为了帮助考生更好地备考和了解考试内容，我们整理了近10年的考研数学真题，并提供了详细的答案解析。
一、选择题1. 答案：B解析：根据题意可知，直线y = x 与x轴交于原点(0,0)，斜率为1，符合选项B的描述。
2. 答案：D解析：首先计算10cos(3π/2) = 0，然后将x = 10代入y = x+2进行计算，得到y = 12，故答案为D。
3. 答案：C解析：利用球体体积公式V = (4/3)πr^3，将半径r代入计算即可。
4. 答案：A解析：将x = -2代入方程求解，可以得到y的值为21。
5. 答案：B解析：平方差公式为(a+b)(a-b) = a^2 - b^2，代入计算即可。
二、填空题1. 答案：3解析：利用等差数列的求和公式Sn = n(a+l)/2，将n = 10，a = 1，l= 2代入计算即可。
2. 答案：100解析：利用等差数列的通项公式an = a1 + (n-1)d，将a1 = 1，an = 100，d = 3代入计算即可。
3. 答案：6解析：由于共有4个数，且求得的平均值为6，所以总和为24，再减去给出的3个数之和(4+8+10)，得到缺失的数值为2。
4. 答案：20解析：将原式进行因式分解得到(x-2)(x-5) = 0，解得x = 2或x = 5，由于x > 3，所以答案为x = 5。
5. 答案：√3解析：利用勾股定理即可得到答案。
三、解答题1. 答案：(3,-2)解析：将y = 0代入方程组求解可得到x = 3，将x = 0代入方程组求解可得到y = -2。
2. 答案：64解析：由于2^6 = 64，所以2^600的个位数为6。
3. 答案：41解析：利用排列组合的知识，计算9P4即可得到答案。
4. 答案：12解析：利用除法求余数定理，计算1600÷100得到余数为0，再计算80÷7得到余数为4，最后将0和4相加得到答案。
西安交大西工大 考研备考期末复习 线性代数测试题及答案
1 1 1 1. 2 1 0 ,
1 1 0
1 1 1 1
2.
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1 1 1
四、证明题(每小题8分，共16分)
1. A, B为两个n阶方阵,且 ABA B1,证明:
秩E AB 秩E AB n.
2. 设A为m n实矩阵,证明: 秩AT A 秩A.
线性无关?
3. 求实数a和b, 使向量组1 1,1,0,0,2 0,1,1,0 3 0,0,1,1与向量组1 1, a, b,1, 2 2,1,1,2, 3 0,1,2,1等价.
三、证明题 (每小题8分，共24分)．
1.设A为m n矩阵, B为n m矩阵,且m n,试证明
det(AB) 0.
1 1 2 31 3 1 1 2 2 1. D5 2 3 1 1 0 1 2 3 01 2 2 1 1 0
x y y y z x y y 2. Dn z z x y
z z zx
三、解答题(9分)．
问 , 取何值,齐次方程组
x1 x2 x1 x2
x3 x3
0 0
x1 2x2 x3 0
五、(每小题5分，共20分)求下列矩阵．
1 2
3
1n , 2
2 12 1,
3
2;
3
lim
12 0
1 13
1 n 1;
n 0 0 1 5
4
A
1 0
0 1
1 n 0 .
0 0 1
六、(6分)设A
4 1
2 1
3 0,
AB
A
2B,
求
B．
1 2 3
七、(每小题3分,共6分)设n阶矩阵 A 的伴随矩阵 为 A ，证明：
研究生数学试题及答案
研究生数学试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 下列哪个选项是函数f(x)=x^2+3x+2的导数？A. 2x+3B. 2x+6C. x^2+3D. 3x+2答案：A2. 矩阵A和矩阵B的乘积AB中，如果A是3x2矩阵，B是2x4矩阵，那么AB的维度是多少？A. 3x4B. 3x3C. 2x4D. 4x4答案：A3. 以下哪个级数是收敛的？A. 1/nB. 1/n^2C. 1/n^3D. 1/n^(1/2)答案：B4. 函数f(x)=sin(x)在区间[0, π]上的定积分是多少？A. 0B. πC. 2D. -π答案：A二、填空题（每题5分，共20分）1. 如果函数f(x)在x=a处连续，那么lim(x→a)f(x) = _______。
答案：f(a)2. 矩阵A的特征值是特征多项式det(A-λI)=0的解，其中I是单位矩阵，λ代表_______。
答案：特征值3. 微分方程y''+y=0的通解是y=C1cos(x)+C2sin(x)，其中C1和C2是常数，那么这个方程的特解y_p=_______。
答案：04. 函数f(x)=x^3-3x+1在x=1处的二阶导数是_______。
答案：6三、解答题（每题15分，共30分）1. 证明函数f(x)=x^3在实数域R上是单调递增的。
证明：由于f'(x)=3x^2≥0对所有x∈R成立，且仅在x=0时取等号，因此f(x)在R上单调递增。
2. 求解微分方程y'+2y=e^(-2x)的通解。
解：首先找到齐次方程y'+2y=0的解，得到y_h=Ce^(-2x)。
然后使用待定系数法找到特解y_p=A，代入原方程得到A=1/2e^(-2x)。
因此，通解为y=Ce^(-2x)+1/2e^(-2x)。
结束语：本试题及答案旨在考察研究生数学的基本概念、计算能力和证明技巧，希望同学们通过练习能够加深对数学知识的理解与应用。
2021年至2023年全国考研数学真题(附解析答案)
2023年全国硕士研究生招生考试考研（数学三）真题及详解1．已知函数f 一、选择题：1～10小题，每小题5分，共50分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的，请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上。
（x ，y ）＝ln （y ＋|xsiny|），则（ ）。
A ．∂∂x f0,1)(不存在，∂∂y f 0,1)(存在B ．∂∂x f0,1)(存在，∂∂y f 0,1)(不存在C ．∂∂x f0,1)(，∂∂y f 0,1)(均存在D ．∂∂x f0,1)(，∂∂yf 0,1)(均不存在2．函数x ≤0)⎩(x +1cos x ,x >0f (x )=的原函数为（）。
A． ⎪≤⎧F x x x 1cos sin ,0)⎩(x +x -x x >)()=⎨⎪ln ,0B．⎪+≤⎧F x x x 1cos sin ,0)⎩(x +x -x x >)()=⎨⎪ln 1,0C．⎪+≤⎧F x x x 1sin cos ,0)⎩(x +x +x x >)()=⎨⎪ln ,0D．⎪++≤⎧F x x x 1sin cos ,0)⎩(x +x +x x >)()=⎨⎪ln 1,0）。
3．已知微分方程式y ′′＋ay ′＋by ＝0的解在（－∞，＋∞）上有界，则（A ．a ＜0，b ＞0B ．a ＞0，b ＞0C ．a ＝0，b ＞0D ．a ＝0，b ＜0n ＝1，2，…），若级数∑∞n =1a n 与∑∞n =1bn均收敛，则“级数∑∞n =1an绝对收敛”是“∑∞bnn =14．已知a n ＜b n（绝对收敛”的（）。
A ．充分必要条件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5．设A ，B 为n 阶可逆矩阵，E 为n 阶单位矩阵，M *为矩阵M 的伴随矩阵，则⎝⎭⎪⎛⎫O B A E *＝（）。
A ．⎝⎭⎪ ⎪-⎛⎫A B B A OB A ****B ．⎝⎭⎪⎪-⎛⎫B A A B O A B ****C ． ⎝⎭ ⎪ ⎪-⎛⎫B A B A OA B ****D ．⎝⎭⎪ ⎪-⎛⎫A BA B OB A ****x 1，x 2，x 3）＝（x 1＋x 2）2＋（x 1＋x 3）2－4（x 2－x 3）2的规范形为（）。
数理方程-天津大学2010～2011研究生课程考试试卷
天津大学2010～2011研究生课程考试试卷一、填空题（每空2分，共30分）1、数学物理方程中需求解的定解问题是由 和 组成。
2、导热杆的绝热端为第 类边界条件。
3、设)(x P n 为n 阶Legendre 正交多项式，则=⎰-dx x P x P m n )()(11 。
4、拟线性偏微分方程是指方程关于未知函数的 是线性的。
5、方程⎩⎨⎧='==+''0)0()0(0)()(X X x X x X λ的固有值是 ，固有函数系是 。
6、在区域Ω内具有二阶连续偏导数的函数u ，且满足 ，则称u 是Ω内的调和函数。
7、线性偏微分方程的类型及标准型只依赖于它的 部分。
8、初始位移2)(x e x -=φ，初始速度x x sin )(=ψ的无界弦做自由振动，其振动规律=),(t x u 。
9已知 kt e t f at sin )(=，则f 的Laplace 变换=)(p L 。
10、已知)(t φ的Fourier 变换是)(~ωφ，则t a ωωφcos )(~关于ω的Fourier 逆变换是=),(t x u 。
11、若一个定解问题的解存在、 且 ，则称该问题是适定的。
12、设长为l 的均匀细杆侧面绝热，内部无热源，0=x 端的温度保持l x C o =,0端在温度为C o 0的介质中自由冷却。
已知初始温度为)(x φ，则杆的温度变化用定解问题描述为 。
二、简答题（共22分）1、（12分）判断下列二阶线性偏微分方程所属类型，并将其化为标准型。
（1） 032=-+yy xy xx u u u ；（2） 0,0>=+y u yu yy xx 。
2、(10分) 定义卷积τττd t f f t f t f t f )()()(*)()(2121-==⎰+∞∞-，证明： （1） 卷积满足交换律，即：)(*)()(*)(1221t f t f t f t f =。
（2） 卷积具有时移特性，即：())(*)()(*)(2121212211t t t f t t t f t f t t f t t f --=--=--三、计算题（每小题12分，共48分）1、长为l 两端固定的均匀弦做自由微小横振动。
2011年考研数学真题及标准答案解析(考研必备!)
2011年考研数学真题试卷及标准答案解析---------------------心若在，梦就在，谨以此献给2012考研的同学们！！一选择题1.曲线y=(x-1)(x-2)^2(x-3)^3(x-4)^4拐点A （1，0）B （2，0）C （3，0）D （4，0）2设数列{}n a 单调减少，∑=∞→⋯===nk k n n n n a S a 1,2,1(,0lim ）无界，则幂级数∑=-nk nk x a 1)1(的收敛域 A(-1,1] B[-1,1) C[0,2) D(0,2]3.设函数)(x f 具有二阶连续导数，且0)0(,0)(>'>f x f ，则函数)(ln )(y f x f z =在点（0，0）处取得极小值的一个充分条件A 0)0(,1)0(>''>f fB 0)0(,1)0(<''>f fC 0)0(,1)0(>''<f fD 0)0(,1)0(<''<f f4.设⎰⎰⎰===444000cos ln ,cot ln ,sin ln πππxdx K xdx J xdx I 的大小关系是、、则K J IA I<J<KB I<K<JC J<I<KD K<J<I5.设A 为3阶矩阵，将A 的第二列加到第一列得矩阵B ，再交换B 的第二行与第一行得单位矩阵。
记p1=10则A=A 21P PB 211P P -C 12P PD 112P P -6.设),,,(4321αααα=A 是4阶矩阵，*A 是A 的伴随矩阵，若T )0,1,0,1(是方程组0=Ax 的一个基础解系，则0*=x A 的基础解系可为 A 31,αα B 21,αα C 321,,ααα D 432,,ααα7.设)(),(21x F x F 为两个分布函数，其相应的概率密度)(),(21x f x f 是连续函数，则必为概率密度的是A )()(21x f x fB )()(222x F x fC )()(21x F x fD )()()()(1221x F x f x F x f +8.设随机变量X 与Y 相互独立，且EX 与EY 存在，记U=max{x,y},V={x,y},则E(UV)=A EUEVB EXEYC EUEYD EXEV 二填空题9.曲线)40(tan 0⎰≤≤=xx tdt y π的弧长s=____________10.微分方程x e y y x cos -=+'满足条件y(0)=0的解为y=____________ 11.设函数⎰+=xydt t ty x F 021sin ),(，则__________022=∂∂=x x F12.设L 是柱面方程为122=+y x 与平面z=x+y 的交线，从z 轴正向往z轴负向看去为逆时针方向，则曲线积分⎰=++___________22dz y xdy xzdx13.若二次曲面的方程为42223222=+++++yz xz axy z y x ，经正交变换化为442121=+z y ，则=a _______________ 三解答题15求极限110))1ln((lim -→+x e x xx 16设))(,(x yg xy f z =，其中函数f 具有二阶连续偏导数，函数g(x)可导，且在x=1处取得极值g(1)=1,求1,12==∂∂∂y x yx z17求方程0arctan =-x x k 不同实根的个数，其中k 为参数。
研究生数学导论试题答案
研究生数学导论试题答案一、选择题1. 以下哪个选项是微积分的基本定理？A. 函数在某点可导，则该点极限存在B. 连续函数在闭区间上一定可积C. 如果函数在闭区间上可积，则其在该区间上必定一致连续D. 一个函数的导数为零的点必定是局部极值点答案：B2. 线性代数中，特征值和特征向量的定义是什么？A. 一个矩阵的特征向量是该矩阵的一组基B. 一个矩阵的特征值是其行列式的值C. 一个矩阵的特征向量对应的特征值是该矩阵对该向量的线性变换的缩放因子D. 一个矩阵的特征值是其逆矩阵的条件数答案：C3. 在概率论中，条件概率和独立事件的关系如何？A. 两个独立事件的联合概率等于各自概率的乘积B. 条件概率总是大于或等于0.5C. 条件概率是某个事件在另一个事件发生的情况下的概率D. 以上都是答案：A4. 以下哪个选项是实变函数的主要特性？A. 有界性B. 连续性C. 可积性D. 可微性答案：B5. 拓扑学中的紧致性指的是什么？A. 拓扑空间中的每个序列都有一个收敛的子序列B. 拓扑空间是完备的C. 拓扑空间中的每个开覆盖都有一个有限的子覆盖D. 拓扑空间是连通的答案：C二、填空题1. 设函数f(x) = x^2 + 3x - 2，其在x=1处的泰勒展开的零阶近似是__________。
答案：12. 矩阵A = [1 2; 3 4]的行列式值为__________。
答案：-23. 在概率论中，如果事件A和B相互独立，那么P(A ∪ B) = P(A) + P(B)，除非__________。
答案：A和B同时发生4. 函数g(x) = sin(x)在区间[0, 2π]上的最大值为__________。
答案：15. 一个拓扑空间是离散的，当且仅当其每一个单点集合都是__________。
答案：开集三、解答题1. 证明：若函数f(x)在区间[a, b]上连续，且在(a, b)内可导，则存在至少一个点c ∈ (a, b)，使得f'(c) = (f(b) - f(a)) / (b - a)。
研究生课程-数理统计课后题答案
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考研数学一线性代数历年真题全解2024
考研数学一线性代数历年真题全解2024线性代数是数学的一个分支，是研究向量空间和线性变换的理论。
在考研数学一科目中，线性代数占据了一定的比重，因此熟练掌握线性代数的知识是非常重要的。
本文将针对考研数学一线性代数部分历年真题进行全面解析，以帮助考生更好地备考。
第一部分：向量空间向量空间是线性代数中的重要概念，也是线性代数的基础知识之一。
在考研数学一中，向量空间的相关知识经常会出现在选择题和计算题中。
下面我们将从历年真题中选取一些典型题目，进行详细解析。
题目1：已知向量空间V中的两个非零向量a，b满足a+b和2a-3b线性相关，求向量a和向量b的线性相关关系。
解析：根据已知条件，可以得到方程组：k1(a+b) + k2(2a-3b) = 0化简可得：(2k1+k2)a + (k1-3k2)b = 0由于a和b非零，所以方程组只有零解。
即：2k1+k2=0k1-3k2=0解得k1=3，k2=-6所以，向量a和向量b的线性相关关系为：3a-6b=0。
题目2：设V是数域K上的线性空间，W是V的子空间。
证明：W和V/W的维数之和等于V的维数。
解析：设V的维数为n，W的维数为m，V/W的维数为k。
由定义可知，W是V的子空间，所以m≤n。
而V/W的维数k的定义是：V中所有代表元素的集合构成的集合的维数。
所以，V中任意一组代表元素的集合都可以作为V的一组基，维数为n。
而V中所有代表元素的集合的元素个数为k，所以k≤n。
综上所述，m+k≤n，并且n=m+k。
第二部分：线性变换线性变换在线性代数中扮演着重要的角色，在考研数学一线性代数部分也是一道重要的考点。
线性变换的相关内容通常会涉及到矩阵、特征值等知识。
下面我们将通过历年真题来进行详细解析。
题目3：设A是n阶方阵，证明：矩阵A与其伴随矩阵A*相乘的结果为A的行列式的n次方。
解析：根据定义，矩阵的伴随矩阵满足以下性质：AA*=|A|E其中，|A|为A的行列式，E为单位矩阵。
考研数学二(行列式、矩阵、向量)历年真题试卷汇编6(题后含答案及解析)
考研数学二（行列式、矩阵、向量）历年真题试卷汇编6(题后含答案及解析)题型有：1. 选择题 3. 解答题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1．[2001年] 设A是n阶矩阵，α是n维列向量，若秩=秩(A)，则线性方程组( )．A．AX=α必有无穷多解B．AX=α必有唯一解C．=0仅有零解D．=0必有非零解正确答案：D解析：齐次线性方程组解的情况的判定关键是要弄清楚该方程组的未知数个数与系数矩阵秩之间的关系，对非齐次方程组解的情况判定的关键是要弄清楚该方程组的增广矩阵与系数矩阵A的秩的关系．若秩(A)=秩()，则该非齐次方程组必有在秩()=秩(A)=r的前提下考察r与未知数个数n之间的关系，进一步了解解的情况．解一因秩=秩(A)≤n＜n+1(n+1为未知数个数)，即系数矩阵非列满秩，由命题2．4．1．1(1)知，=0必有非零解．仅(D)入选．解二由秩=秩(A)知，α必为A的列向量组的线性组合，因而秩([A:α])=秩(A)．由命题4．1．1．2(2)知，Ax=α有解，但有多少个解尚不能确定．如秩(A)＜n，则由命题2．4．1．2(4)知，AX=α必有无穷多解，故(B)不对．但如果秩(A)=n，由命题2．4．1．2(3)知，AX=α必有唯一解，故(A)不对．因(C)中方程组的系数矩阵不是列满秩，由命题2．4．1．1(1)知，该方程组必有非零解，故(C)不成立．因而仅(D)入选．知识模块：线性方程组2．非齐次线性方程组AX=b 中未知量个数为n，方程个数为m，系数矩阵A的秩为r，则( )．A．r=m时，方程组AX=b有解B．r=n 时，方程组AX=b有唯一解C．m=n时，方程组AX=b有唯解D．r＜n时，方程组AX=b有无穷多解正确答案：A解析：非齐次线性方程组解的情况常用命题2．4．1．2判别，为此应首先考查秩(A)与秩(A)是否相等，但m=秩(A)=r时，可直接利用命题2．4．1．3判定．因A为m×n矩阵，若秩(A)=m，则m=秩(A)≤秩([A : b])≤m，于是秩(A)=秩([A : b])=m，故方程组AX=b当秩(A)=m时必有解．仅(A)入选．知识模块：线性方程组3．[2004年] 设n阶矩阵A的伴随矩阵A*≠O，若ξ1，ξ2，ξ3 ，ξ4是非齐次线性方程组AX=b的互不相等的解，则对应的齐次线性方程组AX=0的基础解系( ).A．不存在B．仅含一个非零解向量C．含有两个线性无关的解向量D．含有三个线性无关的解向量正确答案：B解析：基础解系所含解向量个数等于n=秩(A)，因此先求秩(A)，进而确定选项．解一当A*≠O时，秩(A*)=0，因而秩(A*)=n或秩(A*)=1，于是秩(A)=n或秩(A)=n一1．由题设知AX=b有四个互不相等的解，因而解不唯一，于是秩(A)=n一1．因而n一秩(A)=n一(n－1)=1，即其基础解系仅含一个解向量．仅(B)入选．解二因A*≠O，故秩(A*)≥1，则秩(A)≥n－1．又因AX=0有解且不唯一，故秩(A)≤n一1，因而秩(A)=n一1，其基础解系仅含一个解向量．仅(B)入选．知识模块：线性方程组4．[2011年] 设A=[α1，α2，α3，α4]是四阶矩阵，A*为A的伴随矩阵，若[1，0，1，0]T是方程组AX=0的一个基础解系，则A*X=0的基础解系可为( )．A．α1，α3B．α1，α2C．α1，α2，α3D．α2，α3，α4正确答案：D解析：先求A*X=0的一个基础解系所含解向量的个数．再由A*A=∣A∣E=0E=0得到A的列向量为A*X=0的解，且A的列向量组中含有A*X=0的基础解系，最后利用AX=0的基础解系求得A的列向量之间的线性关系，从而确定A*X=0的基础解系．因AX=0的基础解系只含一个解向量[1，0，1，0]T，故n 一秩(A)=4一秩(A)=1，即秩(A)=3．因而秩(A*)=1．于是A*X=0的一个基础解系必含n一秩(A*)=4一l=3个解向量，这就排除了(A)，(B)选项．因秩(A)=3，故∣A∣=0，所以A*A=∣A∣E=O．又因秩(A)=3，故A的列向量组中含有A*X=0的基础解系．又因[1，0，1，0]T为AX=[α1，α2，α3，α4]X=0的解向量，故[α1，α2，α3，α4][1，0，1，0]T=α1+α3=0，即α1与α3线性相关，从而排除(C)．仅(D)入选．知识模块：线性方程组5．已知β1，β2是非齐次线性方程组AX=b的两个不同的解，α1，α2是对应齐次线性方程组AX=0的基础解系，k1，k2为任意常数，则AX=b的通解必是( )．A．k1α1+k2(α1一α2)+(β1－β2)／2B．k1α1+k2(α1一α2)+(β1+β2)／2C．k1α1+k2(β1一β2)+(β1－β2)／2D．k1α1+k2(β1一β2)+(β1+β2)／2正确答案：B解析：利用解的结构定理即命题2．4．4．2求之．解一因α1，α2线性无关，由命题2．3．2．2知α1，α1+α2线性无关，α1，α1一α2也线性无关．又因1／2+1／2=1，由命题2．4．4．1知，(β1+β2)／2为AX=b的一特解，由命题2．4．4．2知，k1α1+k2(α2一α1)+(β1+β2)／2为AX=b 的通解．仅(B)入选．解二因(A)中(β1一β2)／2不是AX=b的特解，而(C)中既没有特解，且β1+β2也不是AX=0的解，(D)中虽有特解，且α1与β2一β1均为AX=0的解，但α1与β2一β1的线性相关性无法确定，故(A)，(C)，(D)均不正确．仅(B)入选．知识模块：线性方程组6．[2000年] 设α1，α2，α3是四元非齐次线性方程组AX=b的三个解向量，且秩(A)=3，α1=[1，2，3，4]T，α2+α3=[0，1，2，3]T，c表示任意常数，则线性方程组AX=b的通解X=( )．A．[1，2，3，4]T+c[1，1，1，1]TB．[1，2，3，4]T+c[0，1，2，3]TC．[1，2，3，4]T+c[2，3，4，5]TD．[1，2，3，4]T+c[3，4，5，6]T正确答案：C解析：关键在于构造出AX=0的一个非零特解，求得其基础解系．构造的方法需利用命题2．4．4．1．解一仅(C)入选．AX=b为四元非齐次方程组，秩(A)=3，AX=0的一个基础解系只含n一秩(A)=4—3=1个解向量．将特解的线性组合2α1，α2+α3写成特解之差的线性组合：2α1一(α2+α3)=(α1一α2)+(α1一α3)．因2一(1+1)=0，由命题2．4．4．1知，2α1一(α2+α3)=[2，3，4，5]T≠0仍为AX=0的一个解向量，且为其一个基础解系，故AX=b的通解为X=α1+c[2α1一(α2+α3)]=[1，2，3，4]T+c[2，3，4，5]T，c为任意常数．解二仅(C)入选．因秩(A)=3，故四元齐次方程组AX=0的基础解系所含向量的个数为4一秩(A)=1，所以AX=0的任一个非零解都是它的基础解系．由于α1及(α2+α3)／2都是AX=b的解(因1／2+1／2=1)，故α1一(α3+α2)／2=(1／2)[2α1一(α2+α3)]=(1／2)[2，3，4，5]T是AX=0的一个解，从而2×(1／2)[2，3，4，5]T=[2，3，4，5]T=η，也是AX=0的一个解，且因η≠0，故η为AX=0的一个基础解系，所以AX=b的通解为X=α1+cη=[1，2，3，4]T+c[2，3，4，5]T，其中C为任意常数．知识模块：线性方程组7．[2015年] 设矩阵．若集合Ω={1，2}，则线性方程组AX=b有无穷多解的充分必要条件为( )．A．aΩ，dΩB．aΩ，d∈ΩC．a∈Ω，dΩD．a∈Ω，d∈Ω正确答案：D解析：只需由AX=b有无穷多解的充分必要条件秩(A)=秩(A:b)＜3找出a，d所满足的条件即可．注意到A为3阶范德蒙行列式，由秩(A)＜3得∣A∣=(2一1)(a一1)(a－2)=0，故a=1或a=2，即a∈Ω．排除(A)、(B)．又由a=1时，=[A:b]=由秩=秩[A:b]＜3得到(d一1)(d一2)=0，即d=1，d=2，d∈Ω．当a=2时，由,故(d－1)(d－2)=0，即d=1，d=2，d∈Ω．因而当a=l，2时，d∈Ω，排除(C)．仅(D)入选．知识模块：线性方程组8．要使ξ1=[1，0，2]T，ξ2=[0，1，一1]T都是线性方程组AX=0的解，只要系数矩阵A为( )．A．[一2，1，1]B．C．D．正确答案：A解析：可用一般的方法求之，也可利用Ax一0的基础解系中解向量的个数求之．解一ξ1，ξ2线性无关，以ξ1T，ξ2T为行向量作矩阵B=，解BX=0，得基础解系β1=[一2，1，1]T，以β1T为行向量作矩阵A=[β1T]，则A即为所求的矩阵，因而仅(A)入选．解二因ξ1，ξ2线性无关，n=3，三元齐次线性方程组AX=0的基础解系中至少含2个解向量，故3一秩(A)≥2，即秩(A)≤1．(A)，(B)，(C)，(D)中矩阵只有(A)中矩阵的秩等于1．故仅(A)入选．知识模块：线性方程组9．[2000年] 设A为n阶实矩阵，AT是A的转置矩阵，则对于线性方程组(Ⅰ)：AX=0和(Ⅱ)：ATAX=0必有( )．A．(Ⅱ)的解必是(Ⅰ)的解，(Ⅰ)的解也是(Ⅱ)的解．B．(Ⅱ)的解是(Ⅰ)的解，但(Ⅰ)的解不是(Ⅱ)的解．C．(Ⅰ)的解不是(Ⅱ)的解，(Ⅱ)的解也不是(Ⅰ)的解．D．(Ⅰ)的解是(Ⅱ)的解，但(Ⅱ)的解不是(Ⅰ)的解．正确答案：A解析：本题的难点是在由ATAX=0得到A．这只有将ATAX=0化成只含AX 的式子才好研究，为此在ATAX=0两边同时左乘XT．解一由命题2．4．7．3(1)知，仅(A)入选．解二设a为组(Ⅰ)的任一解，则Aα=0，于是有ATAα=AT(Aα)=AT0=0,即α也是组(Ⅱ)的解．于是得到组(Ⅰ)的解必为组(Ⅱ)的解．反之，设β为组(Ⅱ)的任一解．下面证明它也是组(Ⅰ)的解．由ATAβ=0得到βT(ATAβ)=0，即(Aβ)T(Aβ)=(βTAT)(Aβ)=βT(ATA β)=0．设Aβ=[b1，b2，…，bn]T，则(Aβ)T(Aβ)=b12+b22+…+bn2=0bi=0 (i=1，2，…，n)，即Aβ=0，亦即β为AX=0的解向量．或用反证法证之．若Aβ=[b1，b2，…，bn]T≠0，不妨设b1≠0，则(Aβ)T(Aβ)一[b1，b2，…，bn][b1，b2，…，bn]T=b12+bi2＞0．这与(Aβ)T(Aβ)=0矛盾．因而Aβ=0，于是组(Ⅱ)的解也必为组(I)的解．因而组(I)与组(II)同解．仅(A)入选．知识模块：线性方程组10．设有齐次线性方程组AX=0和βX=0，其中A，B均为m×n矩阵，现有四个命题：①若AX=0的解均是BX=0的解，则秩(A)≥秩(B)；②若秩(A)≥秩(B)，则AX=0的解均是BX=0的解；③若AX=0与BX=0同解，则秩(A)=秩(B)；④若秩(A)=秩(B)，则AX=0与BX=0同解．以上命题中正确的是( )．A．①②B．①③C．②④D．③④正确答案：B解析：利用线性方程组同解的基本性质判别之．仅(B)入选．由命题2．4．7．2知，命题③正确．又命题①也正确，这是因为AX=0的解均是BX=0的解，则AX=0的基础解系是BX=0的基础解系的一部分，因此AX=0的基础解系所含向量个数小于等于BX=0的基础解系所含向量的个数，即n一秩(A)≤n一秩(B)，秩(A)≥秩(B)．知识模块：线性方程组解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
湖南大学研究生工程数学历年试卷与答案
XX 大学研究生课程考试命题专用纸考试科目： 工程数学 专业年级：2011级专业型硕士研究生 考试形式：闭卷<可用计算器> 考试时间： 120分钟………………………………………………………………………………………………………………………注：答题〔包括填空题、选择题必须答在专用答卷纸上,否则无效。
一． 填空题〔每小题5分,共30分1. 用355113作为圆周率 3.14159265π=的近似值时,有位有效数字。
2. 2()(5),x x x ϕα=+- 要使迭代法1()k k x x ϕ+=局部收敛到*x = 则α的取值范围是 .3. 若12,21A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦则谱条件数1222()Cond A A A -=⋅= . 4. 设01,,,n x x x 为1n +个互异的插值节点,()()(0,1,,)()j i j i i jx x l x i n x x ≠-==-∏为拉格朗日插值基函数,则1(0)nn i ii l x+==∑ .5.6. 要使求积公式11101()(0)()4f x dx f A f x ≈+⎰具有2次代数精度,则 1x = , 1A =二． < 11分> 给定方程32()360.f x x x =+-=(1) 证明该方程在区间(1,2)内存在唯一实根*;x(2) 用牛顿迭代法求出*x 的近似值,取初值0 1.5,x = 要求5110.k k x x -+-< 三．< 10分> 用高斯列主元素消去法解线性方程组四．<10分> 给定线性方程组写出求解该方程组的雅可比迭代格式,并分析雅可比迭代法的收敛性。
五．<13分>构造Hermite <六．<10分> 求常数,αβ使积分()1220xex xdx αβ--⎰ 取最小值。
七．<16分> 用龙贝格方法求积分 的近似值,要求误差不超过310.-工程数学试题参考答案一． <1> 7 ; <2> ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0,51; <3> 3 ; <4> n nx x x 10)1(- ; <5> x 4.19.0+ ; <6> .43,3211==A x二． 解. <1> 因为,)])2,1[(063)(,014)2(,02)1(,]2,1[)(2∈∀>+='>=<-=∈x x x x f f f C x f 所以由零点定理和单调性知原方程在)2,1(内存在唯一实根.*x <4分><2> 牛顿迭代格式为.,2,1,0,6363263632232231=+++=+-+-=+k x x x x x x x x x x kk k k k k k k k k <7分> 取初值,5.10=x 计算结果如下：5*43410, 1.195823.x x x x --<≈=<11分>三．解. 12320241911281128241912320--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥--→--⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦ <2分> 24195703225490422⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥→-⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦<4分>24195490422570322⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥→--⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦<5分> 24195490422351750088⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥→--⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦<7分>等价的上三角形方程组为123233249,5494,2235175.88x x x x x x ⎧⎪++=⎪⎪-+=-⎨⎪⎪=-⎪⎩回代得 3215,3, 1.x x x =-==<10分> 四. 解. 雅可比迭代格式为 雅可比迭代矩阵11022101,11022J B ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎣⎦<5分> 其特征方程 11||0,22J E B λλλλ⎛⎫⎛⎫-=-+= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭J B 的特征值 12,310,.2λλ==± <8分> 因为谱半径()11,2J B ρ=< 所以雅可比迭代法收敛。
数理方程答案
1．细杆（或弹簧）受某种外界原因而产生纵向振动，以u(x,t)表示静止时在x 点处的点在时刻t 离开原来位置的偏移，假设振动过程发生的张力服从虎克定律，试证明),(t x u 满足方程()⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂x u E x t u x t ρ 其中ρ为杆的密度，E 为杨氏模量。
证：在杆上任取一段，其中两端于静止时的坐标分别为 x 与+x x ∆。
现在计算这段杆在时刻t 的相对伸长。
在时刻t 这段杆两端的坐标分别为：),();,(t x x u x x t x u x ∆++∆++其相对伸长等于 ),()],([)],([t x x u xxt x u x t x x u x x x ∆+=∆∆-+-∆++∆+θ令0→∆x ，取极限得在点x 的相对伸长为x u ),(t x 。
由虎克定律，张力),(t x T 等于),()(),(t x u x E t x T x =其中)(x E 是在点x 的杨氏模量。
设杆的横截面面积为),(x S 则作用在杆段),(x x x ∆+两端的力分别为x u x S x E )()(x u x x S x x E t x )()();,(∆+∆+).,(t x x ∆+于是得运动方程 tt u x x s x ⋅∆⋅)()(ρx ESu t x =),(x x x x x ESu x x |)(|)(-∆+∆+ 利用微分中值定理，消去x ∆，再令0→∆x 得tt u x s x )()(ρx∂∂=x ESu () 若=)(x s 常量，则得22)(tu x ∂∂ρ=))((x u x E x ∂∂∂∂即得所证。
4. 绝对柔软逐条而均匀的弦线有一端固定，在它本身重力作用下，此线处于铅垂平衡位置，试导出此线的微小横振动方程。
解：如图2，设弦长为l ，弦的线密度为ρ，则x 点处的张力)(x T 为)()(x l g x T -=ρ且)(x T 的方向总是沿着弦在x 点处的切线方向。
考研数学试卷期末答案解析
一、选择题1. 答案：C解析：本题考查了函数的定义域。
根据题意，当x=0时，f(x)无定义，因此函数的定义域为（-∞，0）∪（0，+∞）。
2. 答案：A解析：本题考查了数列的通项公式。
根据题意，数列{an}为等差数列，首项a1=3，公差d=2，因此通项公式为an=3+(n-1)×2=2n+1。
3. 答案：B解析：本题考查了矩阵的行列式。
根据题意，矩阵A为3阶方阵，且A的行列式为0，则A的秩为1。
4. 答案：D解析：本题考查了二重积分的计算。
根据题意，将积分区域D划分为D1和D2两部分，分别计算积分值，再相加得到最终结果。
5. 答案：B解析：本题考查了函数的极限。
根据题意，当x→0时，分子和分母同时趋近于0，因此可以使用洛必达法则求解。
求导后，得到极限值为1。
二、填空题1. 答案：1/2解析：本题考查了定积分的计算。
根据题意，要求的是函数f(x)=x^2在区间[0,1]上的定积分。
由基本定理，得到积分结果为1/3。
2. 答案：-1解析：本题考查了向量积的计算。
根据题意，要求的是向量a=(1,2,3)与向量b=(2,3,1)的向量积。
计算得到结果为(-3,-1,1)。
3. 答案：π解析：本题考查了三重积分的计算。
根据题意，要求的是函数f(x,y,z)=x^2+y^2+z^2在球体x^2+y^2+z^2≤1上的三重积分。
利用球坐标系，计算得到结果为4/3π。
4. 答案：-2解析：本题考查了线性方程组的解。
根据题意，要求的是线性方程组Ax=b的解，其中A为系数矩阵，x为未知向量，b为常数向量。
通过初等行变换，将增广矩阵化为行最简形式，得到方程组的解为x1=-2，x2=1。
5. 答案：2解析：本题考查了函数的最大值。
根据题意，要求的是函数f(x)=x^3-3x在区间[0,2]上的最大值。
求导后，得到导函数f'(x)=3x^2-3，令导函数等于0，解得x=1。
将x=1代入原函数，得到最大值为-2。
线性代数试题库(含答案,适合期末复习,考研同学使用)
《线性代数》复习一：选择题1. 如果111213212223313233a a a a a a a a a = M ，则111213212223313233222222222a a a a a a a a a = （ ）A. 8MB. 2 MC. MD. 6 M2. 若A ，B 都是方阵，且|A |=2，|B |=-1，则|A -1B|=（ ）A. -2B.2C. 1/2D. –1/2 3. 已知可逆方阵13712A --⎛⎫= ⎪-⎝⎭, 则A =（ ）A. 2713-⎛⎫ ⎪-⎝⎭B. 2713⎛⎫ ⎪⎝⎭C. 3712-⎛⎫ ⎪-⎝⎭D. 3712-⎛⎫ ⎪-⎝⎭4. 如果n 阶方阵A 的行列式|A | =0, 则下列正确的是（ ）A. A =OB. r (A )> 0C. r (A )< nD. r (A ) =05. 设A , B 均为n 阶矩阵, A ≠O , 且AB = O , 则下列结论必成立的是（ ）A. BA = OB. B = OC. (A +B )(A -B )=A 2-B 2D. (A -B )2=A 2-BA +B 2 6. 下列各向量组线性相关的是（ ）A. α1=(1, 0, 0), α2=(0, 1, 0), α3=(0, 0, 1)B. α1=(1, 2, 3), α2=(4, 5, 6), α3=(2, 1, 0)C. α1=(1, 2, 3), α2=(2, 4, 5)D. α1=(1, 2, 2), α2=(2, 1, 2), α3=(2, 2, 1)7. 设AX =b 是一非齐次线性方程组, η1, η2是其任意2个解, 则下列结论错误 的是（ ）A. η1+η2是AX =O 的一个解B. 121122ηη+是AX =b 的一个解C. η1-η2是AX =O 的一个解D. 2η1-η2是AX =b 的一个解8. 设A 为3阶方阵, A 的特征值为1, 2, 3,则3A 的特征值为（ ）A. 1/6, 1/3, 1/2B. 3, 6, 9C. 1, 2, 3D. 1, 1/2, 1/3 9. 设A 是n 阶方阵, 且|A |=2, A *是A 的伴随矩阵, 则|A *|=（ ）A. 21B. 2nC. 121-nD. 2n -110. 若⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛100321z x y 正定, 则x , y , z 的关系为（ ）A. x +y =zB. xy =zC. z >xyD. z >x +y参考答案:1.A 2.D 3. B 4. C 5. D 6. B 7. A 8. B 9. D 10. C1. 设2301λλ=-，则λ取值为（ ）A. λ=0或λ=-1/3B. λ=3C. λ≠0且λ≠-3D. λ≠0 2. 若A 是3阶方阵，且|A |=2，*A 是A 的伴随矩阵，则|A *A |=（ ） A. -8 B.2 C.8 D. 1/2 3. 在下列矩阵中, 可逆的是（ ）A. 000010001⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭B. 110220001⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭C. 110011121⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭D. 100111101⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭4. 设n 阶矩阵A 满足A 2-2A +3E =O , 则A -1=（ ） A. E B. 1(2)3-E A C. 23-A E D. A 5. 设A 1111a a a aa a a a a a a a⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭=, 若r (A )=1, 则a =（ ） A.1 B.3 C.2 D.46. 若齐次线性方程组1231231230,0,0x x x x x x x x x λλ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩有非零解, 则常数λ= （ ）A.1B.4C. -2D. -17. 设A , B 均为n 阶矩阵, 则下列结论正确的是（ ）A. BA = ABB. (A -B )2=A 2-BA - AB +B 2C. (A +B )(A -B )=A 2-B 2D. (A -B )2=A 2-2 AB +B 28. 已知α1=(1, 0, 0), α2=(-2, 0, 0), α3=(0, 0, 3), 则下列向量中可以由α1, α2, α3线性表示的是（ ）A. (1, 2, 3)B. (1, -2, 0)C. (0, 2, 3)D. (3, 0, 5) 9. n 阶方阵A 可对角化的充分条件是（ ）A. A 有n 个不同的特征值B. A 的不同特征值的个数小于nC. A 有n 个不同的特征向量D. A 有n 个线性相关的特征向量10. 设二次型的标准形为2221233f y y y =-+，则二次型的正惯性指标为（ ）A.2B.-1C.1D.3参考答案: 1.A 2. C 3. D 4. B 5. A 6. A 7. B 8. D 9. A 10. A1. 设A 是4阶方阵，且|A |=2，则|-2A |=（ ）A. 16B. -4C. -32D. 322. 行列式34657128k 中元素k 的余子式和代数余子式值分别为（ ）A. 20，-20B. 20，20C. -20，20D. -20，-20 3. 已知可逆方阵2713⎛⎫⎪⎝⎭=A , 则1-A =（ ） A. 2713-⎛⎫ ⎪-⎝⎭ B. 2713⎛⎫ ⎪⎝⎭ C. 3712-⎛⎫ ⎪-⎝⎭ D. 3712-⎛⎫ ⎪-⎝⎭4. 如果n 阶方阵A 的行列式|A | =0, 则下列正确的是（ ）A. A =OB. r (A )> 0C. r (A )< nD. r (A ) =0 5. 设A , B 均为n 阶矩阵, 则下列结论中正确的是（ ）A. (A +B )(A -B )=A 2-B 2B. (AB )k =A k B kC. |k AB |=k |A |⋅|B |D. |(AB )k |=|A |k ⋅|B |k 6. 设矩阵A n ⨯n 的秩r (A )=n , 则非齐次线性方程组AX =b （ ）A. 无解B. 可能有解C. 有唯一解D. 有无穷多个解 7. 设A 为n 阶方阵, A 的秩 r (A )=r <n , 那么在A 的n 个列向量中（ ） A. 必有r 个列向量线性无关 B. 任意r 个列向量线性无关C. 任意r 个列向量都构成最大线性无关组D. 任何一个列向量都可以由其它r 个列向量线性表出 8. 已知矩阵44⨯A 的四个特征值为4，2，3，1，则A =（ ）A.2B.3C.4D.24 9. n 阶方阵A 可对角化的充分必要条件是（ ）A. A 有n 个不同的特征值B. A 为实对称矩阵C. A 有n 个不同的特征向量D. A 有n 个线性无关的特征向量 10. n 阶对称矩阵A 为正定矩阵的充要条件是（ ） A. A 的秩为n B. |A |>0C. A 的特征值都不等于零D. A 的特征值都大于零参考答案: 1.D 2. A 3. D 4. C 5. D 6. C 7. A 8. D 9. D 10. D1. 行列式3462578y x 中元素y 的余子式和代数余子式值分别为（ ）A. 2，-2B. –2，2C. 2，2D. -2，-2 2. 设A , B 均为n (n ≥2)阶方阵, 则下列成立是（ ） A. |A +B |=|A |+|B | B. AB =BAC. |AB |=|BA |D. (A +B )-1=B -1+A -1 3. 设n 阶矩阵A 满足A 2-2A = E , 则(A -2E )-1=（ ）A. AB. 2 AC. A +2ED. A -2E4. 矩阵111122223333⎛⎫⎪= ⎪⎝⎭A 的秩为（ ）A.1B.3C.2D.45. 设n 元齐次线性方程组AX =O 的系数矩阵A 的秩为r , 则方程组AX =0的基 础解系中向量个数为（ ）A. rB. n - rC. nD. 不确定 6. 若线性方程组⎩⎨⎧=+-=+-212321321x x x x x x λ无解, 则λ 等于（ ）A.2B.1C.0D. -17.n 阶实方阵A 的n 个行向量构成一组标准正交向量组，则A 是（ ） A.对称矩阵 B.正交矩阵 C.反对称矩阵 D.|A |=n8. n 阶矩阵A 是可逆矩阵的充要条件是（ ）A. A 的秩小于nB. A 的特征值至少有一个等于零C. A 的特征值都等于零D. A 的特征值都不等于零9. 设η1, η2是非齐次线性方程组Ax =b 的任意2个解, 则下列结论错误的是（ ） A. η1+η2是Ax =0的一个解 B.121122+ηη是Ax =b 的一个解 C. η1-η2是Ax =0的一个解 D. 2η1-η2是Ax =b 的一个解10. 设二次型的标准形为2221233f y y y =-+，则二次型的秩为（ ）A.2B.-1C.1D.3参考答案: 1. D 2. C 3. A 4. A 5. B 6. A 7.B 8. D 9.A 10. D1. 设000101a b b a =-=D ，则a ，b 取值为（ ）A. a =0，b ≠0B. a =b =0C. a ≠0，b =0D. a ≠0，b ≠0 2. 若A 、B 为n 阶方阵, 且AB = O , 则下列正确的是（ ） A. BA =O B. |B |=0或|A |=0 C. B = O 或A = O D. (A -B )2=A 2+B 2 3. 设A 是3阶方阵，且|A |=-2，则|A -1|等于（ ）A. -2B. 12-C.2D. 124. 设矩阵A , B , C 满足AB =AC , 则B =C 成立的一个充分条件是（ ）A. A 为方阵B. A 为非零矩阵C. A 为可逆方阵D. A 为对角阵 5. 如果n 阶方阵A ≠O 且行列式|A | =0, 则下列正确的是（ ）A. 0<r (A ) < nB. 0≤r (A )≤ nC. r (A )= nD. r (A ) =0 6. 若方程组123232378902020x x x x x x bx ++=⎧⎪-+=⎨⎪+=⎩存在非零解, 则常数b =（ ）A.2B.4C.-2D.-47. 设A 为n 阶方阵, 且|A |=0, 则（ ） A. A 中必有两行(列)的元素对应成比例B. A 中任意一行(列)向量是其余各行(列)向量的线性组合C. A 中必有一行(列)向量是其余各行(列)向量的线性组合D. A 中至少有一行(列)的元素全为零8. 设A 为3阶方阵, A 的特征值为1, 2, 3,则3A 的特征值为（ ）A. 1/6, 1/3, 1/2B. 3, 6, 9C. 1, 2, 3D. 1, 1/2, 1/3 9. 如果3阶矩阵A 的特征值为-1,1,2，则下列命题正确的是（ ） A. A 不能对角化 B. 0=AC. A 的特征向量线性相关D. A 可对角化10. 设二次型的标准形为2221233f y y y =--，则二次型的正惯性指标为（ ）A.2B.-1C.1D.3参考答案: 1. B 2. B 3. B 4. C 5. A 6. D 7. C 8. B 9. D 10. C1. 如果111213212223313233a a a a a a a a a =M ，则111112132121222331313233444a a a a a a a a a a a a ---=（ ） A. -4M B. 0 C. -2 M D. M2. 设A ij 是n 阶行列式D =|a ij |中元素a ij 的代数余子式, 则下列各式中正确的是（ ） A.10nij ij i a A ==∑B.10n ij ij j a A ==∑ C. 1nij ij j a A D ==∑D.121ni i i a A D ==∑3. 已知100010301⎛⎫⎪= ⎪⎪⎝⎭A ，200221333⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭B ，则|AB |=（ ）A.18B.12C.6D.364. 方阵A 可逆的充要条件是（ ）A. A ≠OB. |A |≠0C. A *≠OD. |A |=1 5. 若A 、B 为n 阶方阵, A 为可逆矩阵, 且AB = O , 则（ ）A. B ≠ O , 但r (B )<nB. B ≠ O , 但r (A )<n , r (B )<nC. B = OD. B ≠ O , 但r (A )=n , r (B )<n 6. 设β1, β2是非齐次线性方程组AX =b 的两个解, 则下列向量中仍为方程组 解的是（ ）A. β1+β2B. β1-β2C. 121(2)2+ββD. 12325+ββ7. n 维向量组α1, α2, ⋅⋅⋅ , αs 线性无关, β为一n 维向量, 则（ ）A. α1, α2, ⋅⋅⋅ , αs , β线性相关B. β一定能被α1, α2, ⋅⋅⋅ , αs 线性表出C. β一定不能被α1, α2, ⋅⋅⋅ , αs 线性表出D. 当s =n 时, β一定能被α1, α2, ⋅⋅⋅ , αs 线性表出 8. 设A 为三阶矩阵, A 的特征值为-2, 1, 2, 则A -2E 的特征值为（ ） A. -2, 1, 2 B. -4, -1, 0 C. 1, 2, 4 D. 4, 1, -4 9.若向量α=（1，-2，1）与β=（2， 3，t ）正交，则t =（ ）A.-2B.0C.2D.410. 若⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛100321z x y 正定, 则x , y , z 的关系为（ ） A. x +y =z B. xy =z C. z >xy D. z >x +y参考答案: 1.A 2.C 3. C 4. B 5. C 6. D 7. D 8. B 9.D 10. C1.行列式3462578y x中元素x的余子式和代数余子式值分别为（）A.–9，-9B.–9，9C. 9，-9D. 9，92.1111234533334344=（）A.2B.4C.0D.13.设A为4阶矩阵, |A|=3,则其伴随矩阵A*的行列式|A*|=（）A.3B.81C.27D.94.设A,B均为n阶可逆矩阵,则下列各式中不正确的是（）A. (A+B)T=A T+B TB. (A+B)-1=A-1+B-1C. (AB)-1=B-1A-1D. (AB)T=B T A T5.设n阶矩阵A满足A2+A+E=O,则(A+E)-1=（）A.AB. -(A+E)C.–AD. -(A2+A )6.设n阶方阵A,B,则下列不正确的是（）A. r(AB)≤r(A)B. r(AB)≤r(B)C. r(AB)≤min{ r(A)，r(B)}D. r(AB)>r(A)7.已知方程组AX=b对应的齐次方程组为AX=O，则下列命题正确的是（）A.若AX=O只有零解,则AX=b有无穷多个解B.若AX=O有非零解,则AX=b一定有无穷多个解C.若AX=b有无穷解,则AX=O一定有非零解D.若AX=b有无穷解,则AX=O一定只有零解8.已知矩阵10102010x⎛⎫⎪=⎪⎝⎭A的一个特征值是0,则x=（）A.1B.2C.0D.39.与100021012⎛⎫⎪=-⎪-⎝⎭A相似的对角阵是（）A.113⎛⎫⎪=⎪⎝⎭Λ B.123⎛⎫⎪=⎪⎝⎭Λ C.113⎛⎫⎪=-⎪⎝⎭Λ D.114⎛⎫⎪=⎪⎝⎭Λ10.设A为3阶方阵,A的特征值为1,0,3,则A是（）A.正定B.半正定C.负定D.半负定参考答案: 1. C 2. C 3. C 4. B 5. C 6. D 7. C 8. A 9. A 10.B1.设A,B都是n阶方阵,k是一个数,则下列（）是正确的。
天津大学研究生课程-数理方程试题
一． 判断题（每题2分）.1. 2u u x y x y x∂∂+=∂∂∂是非线性偏微分方程.( ) 2. 绝对可积函数一定可做Fourier 积分变化.( )3. ()(1) 1.n n F x n Legendre F =是次正交多项式， 则 ( )4. (,)0xy f x y =的解是调和函数.( )5. **12u u 已知,是线性偏微分方程(,)xx yy u u f x y +=的解，则**12u u -是0u ∆= 的解.( )二． 填空题（每题2分）.1. ()sin t xx yy u u u xt -+= 是____________型偏微分方程.2. 内部无热源的半径为R 的圆形薄板,内部稳态温度分布，当边界上温度为()t φ时，试建立方程的定解问题________________________.3. 2x 的Legendre 正交多项式的分解形式为__________________.4.某无界弦做自由振动,此弦的初始位移为()x φ,初始速度为()a x φ-,则弦振动规律为______________________________.5. []()____________.at m L e t s =三．求解定解问题（12分）200sin ;0,0;0.t xx xx x x l t u a u A t u u u ω===-====四．用积分变换方法求解以下微分方程（每题12分，共24分）（1） 001,0,0;1,1.xy x y u x y u y u ===>>=+= （2） 00230, 1.tt t y y y e y y =='''+-='==五．某半无界弦的端点是自由的，初始位移为零，初始速度为cos x ，求弦的自由振动规律。
（12分）六．设有长为a ，宽为b 的矩形薄板，两侧面绝热，有三边的温度为零，另一边的温度分布为x ，内部没有热源，求稳定状态时板内的温度分布。
数理方程期末试题B答案
北 京 交 通 大 学2007-2008学年第二学期《数理方程与特殊函数》期末考试试卷（B ）（参考答案）学院_ ____________ 专业___________________ 班级________ ____学号_______________ 姓名___________ __一、 计算题（共80分，每题16分）1．求下列定解问题（15分）2222201200,0,0,|,|,|0,|0.x x l t t u ua A x l t t x u M u M u u t ====⎧∂∂=+<<>⎪∂∂⎪⎪==⎨⎪∂⎪==⎪∂⎩2．用积分变换法及性质，求解半无界弦的自由振动问题：（15分）2,0,0,(,0)0,(,0)0,(0,)(),lim (,)0.tt xx t x u a u x t u x u x u t t u x t φ→+∞⎧=<<+∞>⎪==⎨⎪==⎩ 3． 设弦的两端固定于0x =及x l =，弦的出示位移如下图所示。
初速度为零，又没有外力作用。
求弦做横向振动时的位移(,)u x t 。
[ 解 ] 问题的定解条件是1(,)(cos sin )sin n a n a n n n l l l n u x t C t D t x πππ∞==+∑由初始条件可得0, 1,2,...n D n ==222202()sin d ()sin d =sin, 1,2,...c lh n hn n lc l l c l c hl n c lc l c n C x x x x l x x n ππππ--⎡⎤=+--⎢⎥⎣⎦=⎰⎰4．证明在变换, x at x at ξη=-=+下，波动方程xx tt u a u 2=具有形式解0=n u ξ，并由此求出波动方程的通解。
5．用分离变量法解下列定解问题⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=∂∂===><<+∂∂=∂∂====0|,0|0|,0|00sin sin 0002222222t t l x x l a l t uu u u t l x t x x u a t u ，，ππ [ 提示：1) 可以直接给出问题的固有函数，不必推导；2) 利用参数变易法。
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北京交通大学硕士研究生2010-2011学年第一学期《数学物理方程》期末试题(A 卷)(参考答案)学院__________ 专业___________ 学号 __________ 姓名____________1、( 10分)试证明：圆锥形枢轴的纵振动方程为：玫［I h .丿&」V h .丿&其中E是圆锥体的杨氏模量，「是质量密度，h是圆锥的高(如下图所示)【提示：已知振动过程中，在x处受力大小为ES ，S为x处截面面积。
】ex【证明】在圆锥体中任取一小段，截面园的半径分别是r1和r2，如图所示。
于是，我们有2、：：u(x dx,t) 2 u(x,t) — 2 u2(x,t)E( D) E( * ) ( A )dx 于x x t r1 = (h「x)tan :r2= (h _(x dx)) tan :上式化简后可写成22：：U(X,t)2:：u(x,t) 2, ；u (x,t)E[(h -x)卜亠 & -(h -'X) 〔x J - - (h -'X)dx 2从而有E ：：[(^x)2；：U(x ,t)H-(^x)2：：u2(x,t) .x :X:t 或成2::[(1「)2汽("]“2(1「)小叩).xh ：：x h ；：t其中a^E，证明完毕。
2、 (20分)考虑横截面为矩形的散热片， 它的一边y=b 处于较高温度U ，其它三边y=0.x = 0和x = a 则处于冷却介质中，因而保持较低的温度 u o 。
试求该截面上的稳定温度分布u(x,y)，即求解以下定解问题:u|y 卫二 %, u|y 生二 U, 0 x a. 【提示：可以令u(x, y)二u 0 v(x, y)，然后再用分离变量方法求解。
】【解】令u(x, y) v(x, y)，则原定解问题变为Wl x£=0, V=0, 0cy <b;v|y/0, v|y 子U _u °,0 x a.分离变量:f 2\dU；：2U=0, 0 ： x ： a, 0 ： y ： b;y=0, 0 ： x ：： a, 0 ： y ： b;■ 2y »2 -2v(x,y) =X(x)Y(y)代入方程得到关于X和Y的常微分方程以及关于X的定解条件:X X = 0,X(0) =0,X(a) =0;Y - Y =0可以判定，特征值(n =1,,2,3J||)特征函数n 二X(x) = X n(x) =C n S in—x (n=1,,2,3JI|)利用特征值、可以求得丫(y) =Y n(y) =A n e叨B n^；y(n = 1,,2,3,l|l) 于是求得特征解n r n iy n，1V n(x,y)=(代e= B n e^ )sin x (n =1,,2,3JI|)a形式解为n -y _j-y门二v(x, y)二為V n(x, y)二為(A n e~ B n e^ )sin x吕 3r Q Qv(x,0)=迟(An+B n)sinO0 bv(x,b)八(A n e吗B n en =1pg na )sin——x 二U -u0得到A nB n =0八也如二 4 “，、A e aB e a(U - u。
) (n 二2k) (n =2k 1)解得卩代一B才4(U -U。
)_bn j[W (e a -e a ) (n =2k) (n =2k 1)最后得到原定解冋题的解是4(U —u °)£ 1 a —ys . (2kf匕乔1 sh (2k+1MbSina3、 （20分）试用行波法求解下列二维半无界问题0 . t, x ：：：：：;0 ：：： x ：：：：：; 0 ::: t ：：：：：.【解】方程两端对 x 求积分，得X ：：XU y dx = 0 f(x,y)dx h 1(y)ex也即-：u x0 f (x,y)dx h(y).y 0对y 求积分，得y ；Uy xdy 二 f (x,y)dxdy g(x) h(y)；y也即y xu(x, y)二 0 0f(x, y)dxdy g(x) h(y)由初始条件得u(x,0) =g(x) h(0) = (x) u(0, y)二 g(0) h(y) J (y)也即g(x)八(x)-h(0)h(y)=5y)-g(0) 再取x =0，于是又有g(0)=®(0)-h(0)h(0) (0)-g(0)从而得g(0) h(0)仝(0) =「(0)于是g(x)二(x)-h(0) = (x)-'- (0) g(0) h(y) J (y)—g(0) J (y)— (0)h(0)u(x, y) =u oJIu(x,O) = (x),将这里的g(x)和h(y)代入u(x, y)的表达式中，即得y xu(x,y) = ° 0f(x, y)dxdy g(x) h(y)y x「° ° f(x, y)dxdy "X)- - (0) g(0) -(y) 一(0) h(0) y x二o o f(x,y)dxdy (x) '- (y)「(0)4、(20分)用积分变换法及性质，求解无界弦的自由振动问题:c u 2 c u— =a ―，t>0c t <x«U y=®(X)[1石,a' 0,【解】对变元x作Fourier变换，令Ug,t) =〕u(x, y)e"^dx = F[u]□od①伸)=J ®(x)e如dx= F[©]_oO®) = jM(x)e dx = F则有：U=-a2(o2U, U y=g), 丫=屮㈣方程的通解是U ®,t) =G® )cos a国t+C2®)sin a^t 由初始条件得G®) =6®), a ⑷ C2®)=甲可得1G®) =6®), C2®)=——甲(⑷) a⑷| x p： at【提示：可利用逆Fourier积分变换公式:='■方程的解1U (^,t) =◎(国)cos a^t + ——普®)sin a^t a⑷查表可得从而F 」[¥©)sna^] = F 」[¥(co)]*F 」[sina'“]=汽⑴ f (x ―巧也=丄⑴dia 缚a 灼©2a ‘X 』注意到F ，[①(眄cos a 灼t] 十①(灼)^^] =£[丁⑴左]dt a ① dt 2a 心 1[(x at) - (x -at)] 2最后得到原问题的解u(x,t) =F 」[「( )cos a t] F '[?(，)sina"]ao11 x -at[(x at) -(x-at)] x J()d 22a即1 , 1 x at u(x,t) (x at) O-at) xJ ( )d 2 2a x 」t这就是d 'Alembert 公式。
5、 （20分）对于平面上的调和函数u （x,y ）A u = 0,1）试证明Dirichlet 边值问题解的唯一性，即：方程」| 只有零解;u oT °.从而u(x,t) =F 」[U( ・,t)]ii1二 F [•/( )cosa t] F [ ( )sin a t]aojL[Sin a^t] LI —=f (x) = 2a I 0,|x| ：：：at 1— 2a 0,-at ：： x ：： at2）用Green函数法，试求解边值界为g（x, y）的上半平面调和函数的Poisson表达式。
26、（20分）半径为r0的球形区域内部没有电荷，球面上的电位为u°cos -，u0为常数,求球形区域内部的电位分布。
即求解以下定解问题（球坐标形式）：1上(s,M)=o, 0汀5;r2& c r r2s in 日拠的2八u r^=U o COS 6【解答】由于球面上边界条件中不含有变量「,故只考虑轴对称解，可以用分离变量法求解该问题。
为此令u(r,扪二R(r)W)代入方程，得2 20 丄"0、小/ 2d R小dR°(r dr2 2r dr) R(d.2 ct^d.H0改写成r2窘2r dR 赛ctg，霁--------------- = -------------------- =九R 0令=n(n • 1), x =cos v, P -心，可将上面两个方程改写成2d R dR、z 2(r r 2r )「'；R =0dr2dr2(^x2)^^ -2x-dP n(n 1)P=0dx dx上面第二个方程是一个勒让德方程，其通解为P n(x)。
而第一个方程是一个欧拉方程，它的通解是尺(r) =G r nx - C2r4n 1)再根据R的有界性，应有C2 =0，从而尺(r) =C n r nx于是，原问题的解是u(r,x)「C n r n R(x)n =0边界条件为u 0 = u°cos2日或写成2u r 十U0X即有cdu°X2二' C n「0n P n(X)n £根据已有的结果1 2B(x) (3x2—1), R(x)=12或1 2 F2(cos v) (3cos2 v -1), F0(cos v) =12从而2 2 1x2/(x) 3R(X)3 3于是有2 1 - - nU0(2P2(X)fP o(X))八CnQPJx)3 3 nuo比较两端P n(x)的系数，可知C o 二也，C^2u2, C n =0(n =0,2)3 3「o从而u(r, v) = F Po(cosv) r2F2(cosv)3 3 T oU o 2u o 1 2 -- 2 - (3cos 二-1)3 3 T o 21 r2 2 -Uo[1 (—) (3cos 1)]3 T o7、(1o分)用Ritz-Galerkin方法求下列问题的近似解：'-2 .2—U o =0, (x, y) 11« ex cy丨q = 0.其中区域J. ={( x, y) I X2 y2乞R2}，u o为常数。
【提示：取近似解为U1 =A(R2-X2 -y2)】【解】取基函数组・:0二R2—x2—y2，求u( x, y)的近似解，U1 =A o =A(R2 _X 2_y )。
泛函J(u)=丄!! (| U 2 _2fujdxdy2 Q=-(2Ax)2 (2Ay)2 —2u °A(R 2 —x 2 一 y 2) dxdy 2 1 _二丄 I 「4A 2(X 2 y 2)「2u 0AR2 2Au 0(x 2 y 2) dxdy 2 '■.1 _1 2：1 R2 2 2 2dr o (4A 2r 2 -2u 0AR 2 2Au 0r 2)rdrR 2 3 23 -o (4A r -2u o AR r 2u o Ar )dr有 可得最后得到定解问题的近似解为 U(x ，t)=U ^4(R ^x ^y 2) -”R 4dJ(uJdA =0(2 A-土)二 R 4 =02A 上4。