(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。

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