(完整)南京师范大学考研高等代数2008——2011
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2008年硕士研究生招生入学考试试卷
高等代数
一、判断题(共60分,每小题6分;若正确,打钩并给出证明,若错误,打叉并给出反例或说明理由)
1.对多项式18+x 来说,不存在素数p 满足艾森斯坦()Eisenstein 判别法的条件,故18+x 不是有理数域上的不可约多项式。
2.若数域P 上的多项式)(x f 在复数域上有重根,则在P 上一定有重因式。
3.设向量组(I )的秩大于向量组(II )的秩,则(I )不能由(II )线性表出。
4.设B A ,都是n 阶方阵,A 是对角矩阵,BA AB =,则B 也是对角矩阵。
5.设B A ,都是半正定矩阵,则AB 的特征值大于或等于0。
6.设),2,1(s i V i =是n 维线性空间V 的子空间,n s <≤2,若{}0=j i V V
()j i ≠,则s V V V +++ 21是直和。
7.实矩阵n m R A ⨯∈的秩为n 的充要条件是对任意的n 阶实矩阵C B ,,有AC AB =可推得C B =。
8.设b a ,属于数域P ,[]{}{}0))((,)()( n x f x P x f x f V <∂∈=,则V 是一个线性空间,并且)()(:b ax f x f +→ϕ是V 上的一个线性变换。 9.)(λλA 矩阵-是可逆的当且仅当)(λA 的行列式0)(≠λA 。
10.在n 维欧几里得空间中,正交变换在一组基下的矩阵是正交矩阵。
二、计算题(每小题10分,共40分)
1.设()n j i a j
i n
j n i ij ,2,1,=--=
βαβα,n 阶方阵()ij a A =,求A 的行列式A 。 2.求⎪⎪⎪
⎭
⎫ ⎝⎛--=143021002A 的所有不变因子,初等因子以及若尔当()Jordan 标准形。
3.设[]4x P 是所有次数小于4的多项式和零多项式构成的线性空间,求线性变换
()()()()()x f x f x f x x f ++='''2ϕ的特征值,求最大特征值的特征向量。 4.已知三维欧几里得空间V 中有一组基321,,ααα,其度量矩阵为
⎪⎪⎪
⎭
⎫ ⎝⎛--=110121012A ,求向量312ααβ-=的长度。
三、证明题(1,2题每小题10分,3,4题每小题15分,共50分)
1.设V 是一个n 维线性空间,1V 是一个r 维子空间,2n
r ≤,证明:存在一个线性
变换ϕ,使得()V V ϕϕ⊆=-011。
2.设分块实对称矩阵⎪⎪⎪
⎭
⎫
⎝⎛=b A a A '1'00γγβ
β,其中n n n R A R R b a ⨯∈∈∈1,,,,γβ,证明:A 正定的充要条件是0,0>>b a 且矩阵''11
1γγββb
a A --正定。
3.设[]x C 是由所有复系数多项式所构成的集合,n n C A ⨯∈,令
[]{}x C x f A f V ∈=)()(,设A 最小多项式的次数为m ,证明:(1)V 是一个有限维线性空间;(2)12,,,,-m A A A E 构成V 的一个基。
4.设V 是数域P 上的有限维线性空间,ϕ是V 上的线性变换,()()
2
21)(--=λλλf 是ϕ的最小多项式;再设()()2,1=-=k k Ker V k
k ϕε,其中()•Ker 表示核空间,证明:21V V V ⊕=。
高等代数
考生注意: 答案必须写在答题纸上,否则无效,后果自负。
一、(20分)c bx ax x x f +++=23)(是整系数多项式,若c a ,是奇数,b 是偶数,证明:)(x f 是有理数域上的不可约多项式。
二、(20分)设ϕ是欧式空间V 的一个正交变换,λ和μ是ϕ两个不同的特征值,设ϕ的属于λ的特征向量为α,属于μ的特征向量为β,证明:α和β是正交的。
三、(20分)设B A ,为n 级矩阵满足22,2B B E A A ==+且BA AB =,证明:存在可逆矩阵Q 使得AQ Q 1-和BQ Q 1-都是对角矩阵。
四、(30分)求二次型2
11)(∑∑==⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-=n
i n j j
i n
x x x f 的矩阵及正负惯性指数。
五、(30分)设ϕ是有限维线性空间V 上的线性变换,证明:()01-⊕=ϕϕV V 的充要条件是V V ϕϕ=2。
六、(30分)设n 维线性空间上的线性变换ϕ的特征多项式为
()(),,)(212121λλλλλλλ≠--=n
n
f
并有()()1112111111,,-=-=-=n n ααελϕααελϕαλϕα ,
, ()()1212212122,,-=-=-=n n ββελϕββελϕβλϕβ ,
证明:211121,,n n βββααα,,
,,, 构成整个线性空间的一组基,并写出ϕ在这组基下的矩阵。
高等代数
一、(15分)计算行列式7
300047000007300047300047
=
n D 。
二、(15分)设整系数多项式3)(2
4
-++=bx ax x x f ,记())(),(x g x f 为)(x f 和)(x g 的
首项系数为1的最大公因式,)('
x f 为)(x f 的导数,若
(
)
)
(),()
('x f x f x f 为二次多项式,求
22b a +的值。
三、(16分)设矩阵⎪⎪⎪
⎭
⎫ ⎝⎛-=102111003A ,求矩阵A 的若尔当标准形和A 的有理标准形。
四、(15分)设n 级行列式ij ij n A a D ,0≠=为n D 中的元素ij a 的代数余子式,证明:当n
r <时,线性方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧=+++=+++=+++0
00
221122221211212111n rn r r n n n n x a x a x a x a x a x a x a x a x a
有一个基础解系为:()jn j j A A A ,,,21 , n r r j ,,2,1 ++=。
五、(20分)设V 是由数域F 上x 的次数小于n 的全体多项式,再添上零多项式构成的线
性空间,定义V 上的线性变换A ,使())()()('
x f x xf x f A -=,其中)('
x f 为)(x f 的导数,
(1)求A 的核()01
-A 与值域AV ;(2)证明:线性空间V 是()01
-A 与AV 的直和。