78若当标准型习题
若当标准型求解
• 方法步骤：
由特征值i 对应的线性无关的特征向量的个数确定 J(i) 中 Jordan 块的个数 由特征值i 的代数重数确定主对角线元素是的 i 的 Jordan 矩阵J(i ) 的阶数。 由特征向量求得的Jordan 链条的长度确定Jordan块的阶数 链条中的向量合起来构成可逆矩阵P，Jordan块构成JA
另外，注意的选择。观察上面的公式可以发现
R(( A i I )nj1) N ( A iI )
2 1
例 A
20 2 2
，求可逆矩阵P使得A相似
2 3
2
于Jordan 标准型。
解：可计算A的包含阶数为2和3的两个Jordan块。可计算得：
0 1
00
A2I
0 2
0 3
0
2. 矩阵的化简
方阵A的Jordan 标准形变换矩阵P的求法
• 目标：求可逆矩阵P和Jordan矩阵JA ，使AP=PJA • 求法与步骤：根据前面的计算求出初等因子组
f ( ) I A ( 1 )k1 ( 2 )k2 ( s )ks
矩阵A和JA的特征值相等
APi Pi Ji( i )
先求二阶Jordan对应的特征向量和广义特征向量。显然取
p1 R(( A 2 I )) N ( A 2 I ), p1 (a,0,b,0,0)T , a 0或b 0
这时
p2 (x, a, z, b / 2, 0)T (x, 0, z, 0, 0)T (0, a, 0， b / 2, 0)T
2
1
g( A ) P 15 23 P1
15
关于Jordan标准形的计算
由于计算涉及的内容偏多，有兴趣或需要的可以 参见教材。另外很多定理的证明可参见北京大学 出版社出版的<<高等代数>>教材的相关内容即可。
用初等方法求矩阵的若当标准形
辽宁师专学报 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Journal of Liaoning Teachers College ! ! ! ! ! !
! ! ! ! ! ! !
Vol 12 No 2 Jun 2 0 1 0
基础理论研究
用初等方法求矩阵的若当标准形
关于基 # 1, # 2 , ∀, # n 的矩阵 C 形状为 ∀ 0
b12
0 J1 ! C1 0 C= ! = 0 JK ! ! JK - 1 0 JK 进而可证明 C ( 从而 A ) 与一个若当形矩阵相似 . 关于与 n 阶 矩阵 A 相似的若当形矩阵除去若当块的排列 次序外 , 由 A 所唯一确定的证明此处从略 . 下面我们将给出求矩阵的若当标准形方法 . 先简要证明下述事实 . 命题 1[ 2] ! 设 是 n 阶矩阵的 s ( s % 1) 重特征根 , r i = 秩 ( I - A ) i , i 为正整数 . 那么 , ( i) 存在正整数 k , 使 r k = n - s , 且 r 0 > r 1 > ∀> r k = r k + 1 , 此处 r 0 = n , i 为正整 数 ; ( ii) r i - 1 - r i % r i - r i - 1 , i = 1, 2, ∀, k ; ( iii) 令 m i = r i - 1 - r i , 那么矩阵 A 的若当标准形中 , 与特征 根 对 应的 ( 即主 对角线 上元素 为 的 ) 若 当块阶 数不超 过 k , 且 t 阶若当块有 m t - m t + 1 个 , t = 1, 2, ∀, k . 证明 : 设矩阵 A 的若当标准形 为 B , 那么 A ~ B , 从而 ( I - A ) ~ ( I - B ) , 更一般地 , 有 ( I - A ) i ~ ( I - B ) i , i 为正 整 数 . 故秩 ( I - B ) i = r i . 设在矩阵 B 中 , 与特征根 对应的若当块共 1 个 , 其中 j 阶若 当块 l j 个 , j = 1, 2, ∀, k , l = l 1 + l 2 + ∀ + l k , 那 么可求 得 r 1 = n - 1, r 2 = n - 2 l + l 1 , r 3 = n - 3 l + 2 l 1 + l 2 , 一般地 , r 1 = n - ik + ( i - 1) l 1 + ( i - 2) l 2 + ∀+ l i - 1 . 所以 , r k = n - kl + ( k - 1) l 1 + ( k - 2) l 2 + ∀+ l k- 1 = n - k ( l 1 + l 2 + ∀+ l k ) + ( k - 1) l 1 + ( k - 2) l 2 + ∀+ l k- 1 = n - l 1 - 2 l 2 - ∀- kl k = n - s . 命题中其余结论不难证明 . 根据上述命题 , 求矩阵 A 的若 当标准形可采用如下步骤 : ( 1) 求出矩阵 A 的所有不同特征根及其 重数 ; ( 2) 对每一个特征根 , 按命题 1 所提示 的方向确定 A 的若当标准形中与该特征根对应的各阶若当块的个数 ; ( 3) 根据 ( 2) 的结 果写出 A 的若当标准形 . 在 ( 2) 中 , 应注意的重点在于矩阵 ( I - A ) i 的秩 , 而不是这个矩阵本身 , 故可采用下面的 办法简化计算 . I B1 先对 ( I - A ) 施行初等变换 , 化为 B 1 , 那么秩 B 1 = r 1 , 这里 B 1 = ( 当然 , 由于不作列的变换 , B 1 不 一定有此整齐 0 0 的形状 , 这是无关紧要的 ) . 把 ( I - A ) 左乘以 B 1 , 对所得矩阵施行行的初等变换化为 B 2 , 这时 B 2 可以看作由 ( I - A ) 2 施行行初等变换的结果 , 故 秩 B 2 = r 2 , 依次进行直接求得 B K , 使秩 B K = n - s 为止 . 现在再讨论演化矩阵的求法 . 我们将 n 阶矩阵 A 看成 n 元列空间 v 的线性变换 关于基 ∃1 , ∃2 , ∀, ∃n 的 矩阵 , 设 1 , 2 , ∀, n 为 的所有不同的特征根 . 由矩阵 A 相似于一个若当形矩阵容易证得 . 命题 2[ 3] ! V = ker( - 1 ) k 1 ker( - 2 ) k 2 ∀ ker( - t ) k t . 这里 k i 为 A 的若当标准形中对应于 ( 下转 101 页 )
现代控制技术基础习题集和答案解析
《现代控制技术基础》一、单选题1. 自动控制系统按输入量变化与否来分类，可分为（ A ）A 、随动系统与自动调整系统B 、线性系统与非线性系统C 、连续系统与离散系统D 、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统2. 自动控制系统按系统中信号的特点来分类，可分为（ C ）A 、随动系统与自动调整系统B 、线性系统与非线性系统C 、连续系统与离散系统D 、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统3. 普通机床的自动加工过程是（ C ）A 、闭环控制B 、伺服控制C 、开环控制D 、离散控制4. 形成反馈的测量元器件的精度对闭环控制系统的精度影响（ B）A 、等于零B 、很大C 、很小D 、可以忽略5. 自动控制系统需要分析的问题主要有（ A ）A 、稳定性、稳态响应、暂态响应B 、很大C 、很小D 、可以忽略6. 对积分环节进行比例负反馈，则变为（ D ）A 、比例环节B 、微分环节C 、比例积分环节D 、惯性环节7. 惯性环节的传递函数是（ A ）A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(8. 比例环节的传递函数是（ B ）A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(9. 微分环节的传递函数是（ D ）A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(=D 、Ts s G =)(10. 积分环节的传递函数是（ C ）A 、1)(+=Ts K s G B 、K s G =)( C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(11. 对于物理可实现系统，传递函数分子最高阶次m 与分母最高阶次n 应保持（ C ）A 、n m <B 、n m >C 、n m ≤D 、n m ≥12. f （t ）=0.5t +1，则L [f （t ）]=（ B ）A 、s s 15.02+ B 、s s 1212+C 、25.0sD 、s s +22113. f （t ）=2t +1，则L [f （t ）]=（ B ）A 、s s 122+B 、s s 122+C 、22sD 、s s +22114. 通常把反馈信号与偏差信号的拉普拉斯变换式之比，定义为（ C ）A 、闭环传递函数B 、前向通道传递函数C 、开环传递函数D 、误差传递函数15. 在闭环控制中，把从系统输入到系统输出的传递函数称为（ A ）A 、闭环传递函数B 、前向通道传递函数C 、开环传递函数D 、误差传递函数16. 单位脉冲信号的拉氏变换为（ B ）A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 317. 单位阶跃信号的拉氏变换为（ A ）A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 318. 单位斜坡信号的拉氏变换为（ C ）A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 319. 对于稳定的系统，时间响应中的暂态分量随时间增长趋于（ D ）A 、1B 、无穷大C 、稳态值D 、零20. 当稳定系统达到稳态后，稳态响应的期望值与实际值之间的误差，称为（B ）A 、扰动误差B 、稳态误差C 、暂态误差D 、给定偏差21. 对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取2％时，调整时间为（ A ）A 、t s =4τB 、t s =3τC 、t s =2τD 、t s =τ22. 对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取5％时，调整时间为（ B ）A 、t s =4τB 、t s =3τC 、t s =2τD 、t s =τ23. 根据线性定常系统稳定的充要条件，必须全部位于s 平面左半部的为系统全部的（ C ）A 、零点B 、临界点C 、极点D 、零点和极点24. 对二阶系统当10<<ξ时，其为（ B ）A 、过阻尼系统B 、欠阻尼系统C 、零阻尼系统D 、临界阻尼系统25. 根据劳斯稳定判据，系统具有正实部极点的个数应等于劳斯表中第1列元素（A ） A 、符号改变的次数B 、为负值的个数C 、为正值的个数D 、为零的次数26. 根据劳斯稳定判据，系统具有正实部极点的个数应等于劳斯表中第1列元素（B ） A 、符号改变的次数 B 、为负值的个数C 、为正值的个数D 、为零的次数27. 典型二阶系统的开环传递函数为（ C ）A 、阻尼振荡角频率B 、阻尼特性C 、时间常数D 、无阻尼固有频率28. 时间常数T 的大小反映了一阶系统的（ A ）A 、惯性的大小B 、输入量的大小C 、输出量的大小D 、准确性29. 典型二阶系统的特征方程为（ C ）A 、022=+s s n ξωB 、0222=++n n s ωξωC 、0222=++n n s s ωξωD 、022=++n n s s ωξω30. 调整时间t s 表示系统暂态响应持续的时间，从总体上反映系统的（ C ）A 、稳态误差B 、瞬态过程的平稳性C 、快速性D 、阻尼特性31. 伯德图低频段渐近线是34dB 的水平直线，传递函数是（ A ）A 、1250+sB 、5500+sC 、s 50D 、225s32. 过40=c ω且斜率为-20dB/dec 的频率特性是（ C ）A 、4040+ωj B 、)40(40+ωωj jC 、)101.0(40+ωωj jD 、)101.0(402+-ωωj33. 在ω＝10 rad/s 处，相角滞后90° 的传递函数是（ D ）A 、1020+s B 、20500+sC 、11010502++s sD 、11.001.0502++s s34. 放大器的对数增益为14dB ，其增益K 为（ B ）A 、2B 、5C 、10D 、5035. 过40=c ω且斜率为-40dB/dec 的频率特性是（ D ）A 、4040+ωj B 、)40(40+ωωj jC 、)101.0(40+ωωj jD 、)101.0(16002+-ωωj36. 下列传递函数中不是．．最小相位系统的是（ C ）A 、1020+s B 、20500+-sC 、156502--s sD 、451502+++s s s37. 伯德图低频段渐近线是20dB 的水平直线，传递函数是（ D）A 、12100+sB 、5500+sC 、250+s D 、110+s38. 在ω＝20 rad/s 处，相角滞后45° 的传递函数是（ B ）A 、1220+sB 、20500+sC 、12050+s D 、110+s39. 系统的截止频率愈大，则（ B ）A 、对高频噪声滤除性能愈好B 、上升时间愈小C 、快速性愈差D 、稳态误差愈小40. 进行频率特性分析时，对系统的输入信号为（ B ）A 、阶跃信号B 、正弦信号C 、脉冲信号D 、速度信号41. 积分环节的相角为（ A ）A 、-90ºB 、90ºC 、-180ºD 、180º42. 系统开环奈氏曲线与负实轴相交时的频率称为（ B ）A 、幅值交界频率B 、相位交界频率C 、幅值裕量D 、相位裕量43. 在具有相同幅频特性的情况下，相角变化范围最小的是（ C ）A 、快速响应系统B 、非最小相位系统C 、最小相位系统D 、高精度控制系统44. 微分环节的相角为（ B ）A 、-90ºB 、90ºC 、-180ºD 、180º45. 系统开环奈氏曲线与单位圆相交时的频率称为（ A ）A 、幅值交界频率B 、相位交界频率C 、幅值裕量D 、相位裕量46. 串联校正装置11)(21++=sT s T s G c ，若其为滞后校正，则应该（ B ）A 、T 1>T 2B 、T 1<T 2C 、T 1=T 2D 、T 1≠T 247. 若在系统的前向通路上串联比例－微分（PD ）校正装置，可使（ A） A 、相位超前 B 、相位滞后C 、相位不变D 、快速性变差48. 硬反馈指的是反馈校正装置的主体是（ C ）A 、积分环节B 、惯性环节C 、比例环节D 、微分环节49. 串联校正装置11)(21++=s T s T s G c ，若其为超前校正，则应该（ B ）A 、T 1>T 2B 、T 1<T 2C 、T 1=T 2D 、T 1≠T 250. 若在系统的前向通路上串联比例－积分（PI ）校正装置，可使（ B ）A 、相位超前B 、相位滞后C 、相位不变D 、快速性变好51. 软反馈指的是反馈校正装置的主体是（ D ）A 、积分环节B 、惯性环节C 、比例环节D 、微分环节52. 校正装置的传递函数是101.011.0++s s ，该校正是（ A ） A 、比例微分校正 B 、近似比例积分校正C 、比例积分校正D 、比例积分微分校正53. 比例－积分（PI ）校正能够改善系统的（ C ）A 、快速性B 、动态性能C 、稳态性能D 、相对稳定性54. 硬反馈在系统的动态和稳态过程中都起（ D ）A 、超前校正作用B 、滞后校正作用C 、滞后－超前校正作用D 、反馈校正作用55. PD 校正器又称为（ B ）A 、比例－积分校正B 、比例－微分校正C 、微分－积分校正D 、比例－微分－积分校正56. 闭环采样系统的稳定的充分必要条件为：系统特征方程的所有根均在Z 平面的（ D ）A 、左半平面B 、右半平面C 、单位圆外D 、单位圆内57. 采样控制系统中增加的特殊部件是（ A ）A 、采样开关和采样信号保持器B 、采样开关和模数转换器C 、采样信号保持器和数模转换器D 、采样开关和信号发生器58. 采样系统的闭环脉冲传递函数的极点位于单位圆内的正实轴上，则其暂态分量（ B ）A 、为衰减振荡函数B 、按指数规律衰减C 、是发散的D 、衰减越慢59. 单位阶跃函数的Z 变换是（ C ）A 、1B 、z 1C 、1-z zD 、zz 1- 60. 采样信号保持器的作用是将采样信号恢复为（ A ）A 、连续信号B 、离散信号C 、输出信号D 、偏差信号61. 采样系统的闭环脉冲传递函数的极点位于单位圆内的负实轴上，则其暂态分量（ A ）A 、为衰减振荡函数B 、按指数规律衰减C 、是发散的D 、衰减越慢62. 单位脉冲函数的Z 变换是（ A ）A 、1B 、z 1C 、1-z zD 、zz 1- 63. 采样控制系统的闭环脉冲传递函数的极点距z 平面坐标原点越近，则衰减速度（ B ）A 、越慢B 、越快C 、变化越慢D 、变化越快64. 为了使采样控制系统具有比较满意的暂态响应性能，闭环极点最好分布在（ D ）A 、单位圆外的左半部B 、单位圆外的右半部C 、单位圆内的左半部D 、单位圆内的右半部65. 在工程实际中，为了保证采样过程有足够的精确度，常取ωs 为（ C ）A 、2～4ωmaxB 、3～5ωmaxC 、5～10ωmaxD 、8～12ωmax66. 状态变量描述法不仅能反映系统输入和输出的关系，而且还能提供系统（ D ）A 、全部变量的信息B 、外部各个变量的信息C 、线性关系D 、内部各个变量的信息67. 能观标准型的系统矩阵是能控标准型系统矩阵的（ C ）A 、对称矩阵B 、逆阵C 、转置D 、单位阵68. 约当标准型的系统矩阵是对角线阵，对角线元素依次为（ C ）A 、零点B 、开环极点C 、系统特征根D 、各部分分式的系数69. 在现代控制理论中采用的状态变量描述法，又称为（ D ）A 、全部变量描述法B 、外部描述法C 、线性描述法D 、内部描述法70. 能观标准型的控制矩阵是能控标准型输出矩阵的（ C ）A 、对称矩阵B 、逆阵C 、转置D 、单位阵71. 线性定常系统状态能控的充分必要条件是，其能控性矩阵的（ B ）A 、行数为nB 、秩为nC 、列数为nD 、行列式值为n72. 系统状态变量的个数等于系统（ C ）A 、全部变量的个数B 、外部变量的个数C 、独立变量的个数D 、内部变量的个数73. 能观标准型的输出矩阵是能控标准型控制矩阵的（ C ）A 、对称矩阵B 、逆阵C 、转置D 、单位阵74. 线性定常系统状态完全能观的充分和必要条件是，其能观性矩阵的（ B ）A 、行数为nB 、秩为nC 、列数为nD 、行列式值为n75. 一个状态变量为n 维的单输入，单输出系统，下面说法正确的是（ A ）A 、系数阵A 为n ×n 维B 、控制阵B 为1×n 维C 、输出阵C 为n ×1维D 、A ，B ，C 三个阵均为n ×n 维二、计算题76. 求如图所示系统的微分方程，图中x(t)为输入位移，y(t)为输出位移。
若尔当标准型求法 例题
若尔当标准型求法例题
若尔当标准型求法是一种矩阵分解的方法，用于将一个线性变换表示为若尔当矩阵的乘积形式。
它在线性代数中被广泛应用，特别是在研究矩阵的特征值和特征向量时。
若尔当标准型提供了一种简洁的方式来描述矩阵的特征结构。
为了理解若尔当标准型的求法，我们首先需要了解若尔当矩阵。
一个若尔当矩阵是一个由多个若尔当块组成的矩阵，其中每个若尔当块都由一个特征值和对应的特征向量所确定。
若尔当矩阵的形式类似于一个对角矩阵，但是对角线上可以有多个非零元素。
若尔当标准型的求法涉及以下步骤：
1. 计算特征值和特征向量：首先，我们需要计算给定矩阵的特征值和特征向量。
这可以通过求解矩阵的特征方程来完成。
2. 构建若尔当块：对于每个特征值，我们根据对应的特征向量构建一个若尔当块。
若特征值有重复的根，则若尔当块的大小将相应增加。
3. 形成若尔当标准型：将所有构建的若尔当块按照特定的顺序排列，形成若尔当标准型矩阵。
通常，若尔当块按照特征值的大小进行排序。
若尔当标准型的求法允许我们更好地理解线性变换的行为，特别是当矩阵的特征值存在重复根时。
通过将矩阵分解为若尔当矩阵的乘积形式，我们可以更清楚地看到特征向量的线性组合如何影响变换。
总结起来，若尔当标准型求法是一种用于将线性变换表示为若尔当矩阵乘积形式的方法。
它通过计算特征值和特征向量来构建若尔当块，并按照特征值的大小排列它们，从而形成若尔当标准型矩阵。
这种表示方式有助于我们更好地理解矩阵的特征结构和线性变换的行为。
求矩阵的若尔当标准型例题
求矩阵的若尔当标准型例题矩阵的若尔当标准型是指一个矩阵经过有限次初等行变换和初等列变换，化为一个标准型矩阵。
若尔当标准型有若干种，其中最常用的是若尔当型和双角型。
以下是一个求矩阵的若尔当标准型的例题：给定矩阵$A = \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{bmatrix}$，求其若尔当标准型。
首先，对矩阵$A$进行初等行变换，将其化为上三角矩阵。
通过交换第1行和第3行，得到新矩阵$B = \begin{bmatrix} 7 & 8 & 9 \\ 4 & 5 & 6 \\ 1 & 2 & 3 \end{bmatrix}$。
接下来，对矩阵$B$进行初等列变换，将其化为标准型矩阵。
将第2列乘以$-2$加到第1列，得到新矩阵$C = \begin{bmatrix} 7 & 0 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 1 & 0 & -3 \end{bmatrix}$。
再将第2列乘以$-4$加到第3列，得到新矩阵$D = \begin{bmatrix} 7 & 0 & 3 \\ 0 & 5 & -2 \\ 0 & 0 & -9 \end{bmatrix}$。
最后，对矩阵$D$进行初等行变换，将其化为双角型矩阵。
将第1行加到第2行，得到标准型矩阵$E = \begin{bmatrix} 7 & 0 & 3 \\ 0 & 10 & -2 \\ 0 & 0 & -9 \end{bmatrix}$。
因此，矩阵$A$的若尔当标准型为$E$。
1。
若当标准型求解
若当标准型的计算 1.首先，给出如下定义：
2. 矩阵的化简
方阵A的Jordan 标准形变换矩阵P的求法
• 目标：求可逆矩阵P和Jordan矩阵JA ，使AP=PJA • 求法与步骤：根据前面的计算求出初等因子组
f ( ) I A ( 1 )k1 ( 2 )k2 ( s )ks
15
关于Jordan标准形的计算
由于计算涉及的内容偏多，有兴趣或需要的可以 参见教材。另外很多定理的证明可参见北京大学 出版社出版的<<高等代数>>教材的相关内容即可。
A2I
0 2
0 3
0
0 0 0
000
(A 2 I )2
0 0 6
0
0
0
R((A 2 I)) {(x,0, y, z,0)T | x, y, z C}
R((A 2 I)2 ) {x (0,0,1,0,0)T | x C}
很明显前一个向量属于N(A-2I)，因此可以去除的。 再由 ( A 2 I ) p5 p4
p5 ( x, 0, z, 0, c / 6)T ( x, 0, z, 0, 0)T (0, 0, 0, 0, c / 6)T
很明显前一个向量属于N(A-2I)，因此可以去除的。
综合前面的两步可得
Jordan 标准形
我们称
其中
若当标准型的基本性质：
• 任意矩阵A若当标准型J可以写成 J=D+R的形式, 那么 DR= R D 证明：由于D和R为相同划分的块对角矩阵，因此乘积对应的块等 于相应块的乘积，而D中相应分块为单位单位矩阵的数乘，即
若尔当标准型
若尔当标准型例：求矩阵的若尔当标准型。
STEP1：求的初等因子注:定理陈述了矩阵的特征矩阵()可以通过初等变换转化为上述标准型，称为矩阵的标准型。
初等因子:矩阵标准对角线上的次数大于0且第一项是1的一次幂。
本例题中，初等因子为，。
注:以上两个初等因子虽然有相同的特征值，但代表两个不同的Jordan块。
STEP2：写出每个初等因子对应的若尔当块初等因子对应的特征值是对应Jordan块的对角元素，初等因子的阶是对应Jordan块的阶。
对应的若尔当块为：；对应的若尔当块为：若尔当标准型 4和的顺序可以改变，但一般是按初等因子的顺序。
方法二：求特征值法例：求矩阵的若尔当标准型。
STEP1：求矩阵的特征值令，解得；STEP2：求每个特征值的几何重数（相同特征值求一次即可）几何重数：代表该特征值对应的若尔当块的个数；几何重数=特征矩阵的列数-rank(特征矩阵)。
本题中：对应的几何重数==3-1=2。
STEP3：求每个特征值对应的若尔当块的最大阶数设每个特征值对应的Jordan块的最大阶为，并且是成立的最小正整数。
引用本题中，由于为零矩阵，所以k=2，即对应的若尔当块的最大阶数为2，所以有两个若尔当块，一个一阶的，一个二阶的，即：若尔当标准型 9与的顺序可以变。
方法三：求Q矩阵（特征值均互异可用）STEP1：求矩阵的特征值STEP2：求矩阵的特征值对应的特征向量p1,p2,p3STEP3：由特征向量组成Q矩阵STEP4：求JJ=Q-1*A*Q参考文献[1]王萼芳，石生明.高等代数[M].北京:高等教育出版社,2013:342-348.。
运筹学复习题——考试题
《运筹学》复习题一、填空题（ 1 分× 10=10 分）1．运筹学的主要研究对象是（组织系统的管理问题）。
2．运筹学的核心主要是运用（数学）方法研究各种系统的优化。
3．模型是一件实际事物或现实情况的代表或抽象。
4．通常对问题中变量值的限制称为（约束条件），它可以表示成一个等式或不等式的集合。
5．运筹学研究和解决问题的基础是（最优化技术），并强调系统整体优化功能。
6．运筹学用（系统）的观点研究（功能）之间的关系。
7．运筹学研究和解决问题的优势是应用各学科交叉的方法，具有典型综合应用特性。
8．运筹学的发展趋势是进一步依赖于计算机的应用和发展。
9．运筹学解决问题时首先要观察待决策问题所处的环境。
10．用运筹学分析与解决问题，是一个科学决策的过程。
11．运筹学的主要目的在于求得一个合理运用人力、物力和财力的最佳方案。
12．运筹学中所使用的模型是数学模型。
用运筹学解决问题的核心是（建立数学模型），并对模型求解。
13．用运筹学解决问题时，要分析，定义待决策的问题。
14．运筹学的系统特征之一是用系统的观点研究功能关系。
15．数学模型中，“ . ”表示约束。
16．建立数学模型时，需要回答的问题有性能的客观量度，可控制因素，不可控因素。
17．运筹学的主要研究对象是各种有组织系统的管理问题及经营活动。
18. 1940 年 8 月，英国管理部门成立了一个跨学科的11 人的运筹学小组，该小组简称为OR。
19．线性规划问题是求一个( 线性目标函数), 在一组 ( 线性约束 ) 条件下的极值问题。
20．图解法适用于含有两个变量的线性规划问题。
21．线性规划问题的可行解是指满足所有约束条件的解。
22．在线性规划问题的基本解中，所有的( 非基变量 ) 等于零。
23．在线性规划问题中，基可行解的非零分量所对应的列向量线性无关24．若线性规划问题有最优解，则最优解一定可以在可行域的顶点（极点）达到。
25．线性规划问题有可行解，则必有基可行解。
6. 方阵的若当标准形
§6 方阵的若当标准形一、 不变子空间设L 为一个实（或复）线性空间V 的一个线性变换，S 为V 的一个子空间，若S S ⊂L ，则称S 为关于L 的一个不变子空间.设s V V V ,,,21 是n 维线性空间V 的一个线性变换L 的不变子空间，V 可以用它们的直和：s V V V V ⊕⊕⊕= 21来表示的充分必要条件是：在某基底下线性变换L 对应的矩阵A 可化为分块对角矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s A A A A 0021式中i A 的阶数分别等于i V 的维数),,2,1(s i =.二、方阵的标准化[若当块与若当标准方阵] 形为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=i ii m i i J λλλλ0101, 的m 阶方阵称为若当块，式中i λ是一特征值.一个方阵的分块矩阵在主对角线上的子阵都是若当块，而其余的子阵都是零矩阵，即⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s s m m m J J J J λλλ,,,2211O O （1） 则称其为若当标准方阵或若当标准形. 注意，不同块里的这些i λ未必两两不同.[方阵的标准化]1o 特征值都不同的情形 若一个方阵A 的特征值都不相等，则A 可以化为对角矩阵， 它的主对角线上的元素就是这些特征值：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡n λλλ00212o 特征值有相等的情形 任意方阵A 都可以化为与它相似的若当标准形（1），其中i λ 是它的特征值，i m 是特征值i λ的重数. 如不计若当块i i m J λ,的次序，则A 的标准形是唯一的.当且仅当一切若当块的阶i m 都等于1时，可化为对角矩阵. 这就是1o 的情形. 以上说明，假定A 是一个方阵，那末总可找到一个非奇异的方阵T ，使得方阵AT T 1-与A 相似.AT T J 1-=三、方阵标准化的方法与步骤[λ矩阵] 假定一个n 阶方阵A 的元素都是变数λ的复系数多项式 )(λA A =则)(λA 称为λ矩阵. 一个λ矩阵)(λA 的不恒等于零的子式的最高阶数r 称为)(λA 的秩. [不变因子与初等因子] 设r 为)(λA 的秩，k 是正整数r k ≤≤1，)(λk D 为)(λA 的一切k 阶子式的最高公因式，则)(λk D 是一个λ的多项式，规定)(λk D 的λ最高次项系数是1；此外规定)(0)(,1)(o n k r D D k ≤<==λλ 称⎪⎩⎪⎨⎧≤<≤≤=-)(0)()()()(1n k r n k r D D d k k k λλλ为)(λA 的不变因子.把每个)(λk d 分解为一次因子，得到),,2,1()()()()(2121r k d ikk k t i t t k =---=λλλλλλλ式中指数ik t 有的可能是零，当0≠ik t 时，ik t i )(λλ-称为)(λA 的一个初等因子.[初等变换·矩阵的等价] 对λ矩阵)(λA 的下列三种变换的有限次组合称为)(λA 的初等变换.（i ）任何两行（列）互换；（ii ）把任何一行（列）的各元素乘上同一个λ的多项式后加到另一行（列）的相应的元素上；（iii ）把任何一行（列）的元素乘上同一个不等于零的复数. 应当指出，适当地施行（ii ），（iii ）两种变换可以得到（i ）.若)(λB 可由)(λA 经过有限次初等变换得到，则称)(λA 与)(λB 等价，记作)()(λλB A ≅. λ矩阵经过初等变换后，其不变因子和初等因子都不变.[λ矩阵的标准形] 设λ矩阵)(λA 的秩为r ，不变因子为)(,),(),(21λλλr d d d ，则⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡≅000)()(0)()(21 λλλλr d d d A称右边的方阵为)(λA 的标准形. 它是由)(λA 唯一确定的.等价的λ矩阵具有相同的标准形.[特征矩阵] 方阵A 的特征矩阵)(I A λ-是一个特殊的λ矩阵. 所以 1o 若)(I A λ-的初等因子为 m s s m m )(,,)(,)(2211λλλλλλ--- 其中各i λ未必两两不同，则n m m m s =+++ 21 且有⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---≅-ms s m m I A )(0)()(101)(2211λλλλλλλ 2o 如果n 阶λ矩阵⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=ms s m m B )(0)()(101)(2211λλλλλλλ 其中n m m m s =+++ 21，则)()(I J B λλ-≅式中J 为A 的若当标准形.3o 若A 的特征矩阵的初等因子为m s s m m )(,,)(,)(2211λλλλλλ---则 J A ~ J 为A 的若当标准形.[方阵标准化的步骤] 把方阵A 化为A 的若当标准形的步骤如下： (1) 利用初等变换把)(I A λ-化为对角矩阵，分解对角线上的多项式，就得到I A λ-的全部初等因子.(2) 相应于每个初等因子m )(0λλ-，作出一个m 阶的若当块⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡0000101λλλ (3) 把全部若当块合并起来就得到A 的若当标准形. 例1 求方阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----=412927313A 的若当标准形.解⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--------=-λλλλ412927313I A 容易求出它的不变因子为1，1，2)2)(1(--λλ，所以初等因子是2)2(),1(--λλ，因此得到A的若当标准形⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡200120001 例2 求方阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----=01514121600140013A 的若当标准形. 解⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------=-λλλλλ1514121600140013I A 经过初等变换可以把它化为如下形式的对角线矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10000)1(0000)1(0000122λλ 所以初等因子为2)1(-λ，2)1(-λ，相应的若当块为⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡1011,1011 所以A 的若当标准形为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1000110000100011。
《线性代数》习题集(含答案)
《线性代数》习题集（含答案）第一章【1】填空题 （1） 二阶行列式2a ab bb=___________。
（2） 二阶行列式cos sin sin cos αααα-=___________。
（3） 二阶行列式2a bi b aa bi+-=___________。
（4） 三阶行列式xy zzx y yzx =___________。
（5） 三阶行列式a bc c a b c a bbc a+++=___________。
答案：1.ab(a-b)；2.1；3.()2a b -；4.3333x y z xyz ++-；5.4abc 。
【2】选择题（1）若行列式12513225x-=0，则x=（）。
A -3；B -2；C 2；D 3。
（2）若行列式1111011x x x=，则x=（）。
A -1， B 0， C 1， D 2，（3）三阶行列式231503201298523-=（）。
A -70；B -63；C 70；D 82。
（4）行列式00000000a ba b b a ba=()。
A 44a b -；B ()222a b-；C 44b a -；D 44a b 。
（5）n 阶行列式0100002000100n n -=（）。
A 0；B n ！；C （-1）·n ！；D ()11!n n +-•。
答案：1.D ；2.C ；3.A ；4.B ；5.D 。
【3】证明33()by az bz ax bx ay x y z bx ay by az bz ax a b zx y bz ax bx ay by azyzx++++++=++++ 答案：提示利用行列式性质将左边行列式“拆项”成八个三阶行列式之和，即得结果。
【4】计算下列9级排列的逆序数，从而确定他们的奇偶性： （1）134782695；（2）217986354；（3）987654321。
答案：（1）τ（134782695）=10，此排列为偶排列。
线性代数-历年在线作业-含2014年春
《线性代数》在线练习题（50%）选择题1.n 阶行列式 n D 可按任一行（列）展开，其展开式共有!n 项.如果按逆序数表示可写为（ B ）B. nnn j n j j j j j j j j r n a a a D 21212121)()(∑-=2、行列式D 按第k 行展开等于（ C ）C.),,2,1(1n k A ai k ni ik =∑=2. 互换行列式的两行（列），则行列式（ B ） B. 变号3. 范德蒙行列式的计算公式)(1111121121==---n nn n nn x x x x x x V(A)A.∏≤<≤-nj i i j x x 1)(答案： 选 A.4.)(=AB (B) B.BA ⋅5. 若,0≠A 则矩阵A 可逆，且（ A ）A.*-=A A1A16. 若A 为正交矩阵，则其行列式 )(=A (C)C. 1±7.向量),,(554用向量 )2,3,3(,)4,1,1(,)3,2,1(-的线性表示式为（ B ） B. )5,5,4(),,(),,(233321+= 或)5,5,4(),,(),,(4113213--=8.n 元齐次线性方程组 =x A 0有非零解的充分必要条件是（ C ）C. nr <)(A9. 若向量组k b b b ,,,21 可用向量组ma a a ,,,21 线性表示，则（ D ）D. r rk ≤),,,(21b b b ),,,(21m a a a10. 方阵A互不相同的特征值k λλλ,,,21 所对应的特征向量k ααα,,,21 必（ B ）B. 线性无关11.设λ是矩阵A的 k 重特征值，则有不等式（ D ）D. ).(A E --≥λr n k12.n 阶矩阵()ji a =A 所有特征值之和等于A 的主对角线上所有元素之和等于（ D ）D..1i i ni a ∑=13. 二次型xA x T 为正定的充分必要条件是（B ） B.A的顺序主子式都大于零14.设方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+-=-+=++.0200z y x z y k x z y x k 有非零解，则其中 )(=kD. 1-=k 或 4=k 答案： 选D .15.设,0010,1000⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=B A 则BA =（ D ）D.⎥⎦⎤⎢⎣⎡001016.若,cos sin sin cos ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=θθθθA 则),(=kA 其中k 为一个正整数.C. ,cos sin sin cos ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=θθθθk k k k kA (C)17.用初等变换可求得矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=431212321A 的逆矩阵)(1=-AA. .315416112⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---答案： 选 A.18.矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡=2112A 的特征值为（ A ） A. ,11=λ32=λ19.已知向量Tk )1,,1(=α是矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=211121112A 的逆矩阵1-A 的特征向量，则常数 k 等于（ B ）B. 1 或 - 220. 向量的范数有如下三角不等式关系（ C ） C．βαβα+≥+21、已知二次型,)0(2332),,(32232221321>+++=a x x a x x x x x x f 通过正交变换化成标准型,52232221y y y f ++=则参数 a 等于（ C ）C ．2=a21.用配方法求出二次型3132********),,(x x x x x x x x x f +-=的标准形为（A ） A.232221622w w w f +-=22. 向量组)1,1,3,4(),2,4,3,1(,)0,2,1,3(,)1,3,1,2(4321-=-=-=-=αααα中的一个极大无关组是（ C ） C ． 21αα,23.设有向量组⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=411,512,102:321ααααA ， 及向量,⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=11βb 已知向量b 不能由向量组A 线性表示,则βα,应为（ C ）C ． 4-=α，0≠β24. 若 ,010113221=λλ 则21,λλ必须满足（ ）.答案： 选 )(C .25.行列式 0401011>-a a a 的充分必要条件是（ D ）.26. 计算).(0000000=v u d c y x b a (B)27.排列)2(42)12(31n n - 的逆序数是（ A ）.28.用行列式性质，化下列行列式为上三角形行列式，再求出行列式的值..)(1111111111111111=------(C)( C ) 8.29.下列行列式中，其值为零的是（ D ）.(D) 261422613-30. 行列式.)(0001110333322211==b a a a b a a b a D (C)31.设c b a ,,两两互不相同，则 0222=+++=c b a c b a b a a c c b D 的充分必要条件是.)((A)32. 利用行列式性质先简化行列式，再计算行列式.1111111111111111yy x x-+-+其值为（ C ）.33.如果线性方程组⎩⎨⎧=+=+2122c y kx c ky x 21,(c c 为不等于零的常数）有唯一解，则 k必须满足（ ）. (D) 2-≠k且 2≠k答案： 选 )(D .34. 若齐次线性方程组 ⎪⎩⎪⎨⎧=++=-+=+-.0002321321321x x kx x x k x x x x 有非零解，则k必满足(A)(A) 1-=k或 4=k35.线性方程组 ⎪⎩⎪⎨⎧-=--=+=++32282422z y x y x z y x 的增广矩阵是（ B ）.36.已知 ,723322⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-+-+b a a b a b a 则b a ,的值为（ A ）.37..)(22121=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡n n b b b a a a (A)38.设,70,2,70⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=y xy v u y x C B A 且,2O C B A =-+则vu y x ,,,的值等于（ A ）.39.设CB,A,均为n阶方阵，且,ECACBAB===则).(222=++CBA(A)40.乘积).(24131211314311412=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---⎥⎦⎤⎢⎣⎡-(A)41.设,25123211⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=A则).(])[(1=-*TA(A)(A)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----10642442.将线性方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=+--=++=-+11222221432432432xxxxxxxxxxx，求得其秩为（ D ）.(D) 4.43.用两种方法求矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=321211A的逆矩阵. 其逆矩阵是（A ）．（Ａ）.31310021210011⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=-A 44.设齐次线性方程O X A = 有非零解，其中,11223112321⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=t A 则).(=t (C)45.设 ⎪⎩⎪⎨⎧=++-=-+=+++,332,1,1234214324321x x x x a x a x x x x x 问)(≠a 时，方程组有解 ？并在有解时,其通解中含有（ ）个任意常数.(D)46.),1,0,2,1(,)0,0,1,2(,)1,0,1,1(--=-=-=γβα 则向量=ξ).(23=+-γβα(B))2,0,1,6()(--B 47.设a 为三维列向量，Ta 是a 的转置. 若,111111111⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=T aa 则).(=a a T(C)3)(C48. 设向量组321,,a a a 线性无关，向量321,,a a a 线性表可由321,,a a a 线性表示，而向量2β不能由321,,a a a 线性表示，则对于任意常数,k 必有（ ）.)(A 321,,a a a ,21ββ+k 线性无关(A)49. 设三阶矩阵,403212221⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=A 三维列向量(),1,1,Ta =a 已知A a 与 a 线性相关，则a =（ B ）.B 、 -150.向量组⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=7431,6514,3121321a a a 的一个最大无关组是（ C ）.51.齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++0003213213221x x x x x x x x x λλλλ的系数矩阵记为,A 若存在三阶矩阵,O B ≠使得,O B A =则（ C ）.1)(=λC 且0=B52.四元线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-==+00041241x x x x x 的基础解系是（ B ）.T B )0,2,0,0()(53.设α是A 关于特征值λ的特征向量，则α不是（ ）的特征向量.(C)54. 设A 为n 阶方阵，以下结论中不成立的是（A ）．)(A 若A 可逆，则矩阵A 属于特征值λ的特征向量也是矩阵1-A 的属于特征值λ1的特征向量．55.与矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=200010001A 相似的矩阵是（ C ）.56.n 阶方阵A 具有n 个不同的特征值是A 与对角矩阵相似的(B))(B 充分而非必要条件57.设A 、B 均为n 阶矩阵，且A 与B 合同，则（D ）. )(D r r =)(A )(B58.对于二次型,),,,(21Ax x T n x x x f = 其中A 为n 阶实对称矩阵，下述结论正确的是（ D ）.)(D f 的规范形是唯一的59.设A 是n 阶对称矩阵，则A 是正定矩阵的充分必要条件是（ D ）. )(D A 与单位矩阵合同62、设A 是n 阶方阵，且A^2=2A,则未必有(A)A.A 可逆；63、二次型的秩为(B)B. 264、n 元实二次型正定的充分必要条件是其标准形中n 个平方项的系数全大于零(C)C. 充分必要条件65、若，其中n为一个正整数(B)B.66、(C)C.65、(A)A.66、(D)D.67、(C)C.68、行列式1221≠--k k 的充分必要条件是（ C ）.31)(31)(3)(1)(≠-≠≠-≠≠-≠k k D k k C k B k A 或且69、 若,010113221=λλ 则21,λλ必须满足（ C ）.均可为任意数可为任意数21212121,)(,2)()(0,2)(λλλλλλλλD C B A =====270、已知行列式 ,111111111bb aD -++=则.)(=D (B)22222)()()1()()(ba D ba Cb a B b b a A -+--71、 行列式 0401011>-aa a 的充分必要条件是（ D ）.2)(2)(2)(2)(<>≤>a D a C a B a A72、 )0(.)(010100111121210≠=n na a a a a a a 其中(B)（A ） 0. ( B ) .)1()(101∑∏==-ni ini ia a a( C ) .1∏=ni ia( D ) .0∑=ni i a73、设c b a ,,两两互不相同，则行列式 0222=+++=c b a c b a ba a c cb D 的充分必要条件是(A)1))()(()(0))()()(()())()(()(0)(=---≠---++---==++b c a c a b D b c a c a b c b a C b c a c a b abc B c b a A74. 如果线性方程组⎩⎨⎧=+=+2122c y kx c ky x 21,(c c 为不等于零的常数）有唯一解，则 k必须满足（ ）.(A) 0=k(B) 2-=k 或 2=k(C) 2-≠k 或 2≠k (D) 2-≠k 且 2≠k（第1章 选D ）75. 乘积 ).(20413121013143110412=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡---6520867)(654321)(6520876)(6520876)(D C B A（第2章． 选 A . 按矩阵乘法定义计算 )76. 若A , B都是三阶可逆矩阵，则下列结论不一定正确的是 ( ).)(A TTTA B AB =)(. )(B 111)(---=A B AB .)(C ***=A B AB )(. )(D 222)(A B AB =. （ 第2章. 选 D . 注意：问的是：不一定正确者 ) 77. 若 ),,0(2k k =β能由)1,1,1(,)1,1,1(,)1,1,1(321k k k +=+=+=ααα唯一线性表示，则k 等于（ ）.0)(≠k A 3)(-≠k B 0)(≠k C 且 3-≠k k D )(任意. （ 第4章.选 C .78. 设向量组r B b b b ,,,:21 能由向量组m A a a a ,,,:21 线性表示，则( ).)(D 当m r >时，向量组B 必线性相关（第4章． 选 D . 解法提示：用反证法排除其余三种可能 )79. 设A 为n 阶方阵，以下结论中成立的是（）．)(A 若A 可逆，则矩阵A 属于特征值λ的特征向量也是矩阵1-A的属于特征值λ1的特征向量．)(B A 的特征向量即为方程o x A E =-)(λ的全部解．)(C 若A 存在属于特征值λ的n 个线性无关的特征向量， 则E A λ≠．)(D A 与TA 不可能有相同的特征值． （第5章．选 A ）80. n 阶方阵A 具有n 个不同的特征值是A 与对角矩阵相似的).()(A 充分必要条件 )(B 充分而非必要条件 )(C 必要而非充分条件 )(D 既非充分也非必要条件（第5章． 选 B . ）81. 设A ,B 均为n 阶矩阵，且A 与B 合同，则（ ）.)(A A 与B 相似 )(B =A B)(C A 与B 有相同的特征值 )(D r r =)(A )(B（第5章．选D ）82. 若 44553321a a a a a j i 是5阶行列式中带有正号的一项, 则j i ,的值应为（ ）. )A (3,1==j i )B (3,2==j i )C (2,1==j i )D (1,2==j i （第1章． 选C.）83. 设D 是n 阶行列式, 则下列各式中正确的是（ B ）.)(A n j A aj i ni ji ,,2,1,01 ==∑= )(B n j D A a j i ni j i ,,2,1,1==∑=)(C D A aj nj j=∑=111 )(D n i A aj i nj ji ,,2,1,01==∑=（第1章．选B . 解法提示：根据行列式展开定理知选B . 它是行列式按第j 列展开的公式. ）84、若A为正交矩阵,则其行列式|A|=( C )C85、C:-16答案为C的解为（C）86、方程87答案为B88、设向量组则（B）B、B能由A线性表示，但A不能有B线性表示88、设A为三阶矩阵，|A|＝1/2，求|(2A)^(-1)－5A*|C、-16 答案：C14、若A~B矩阵A与B等价，即A~B，则它们的秩有如下关系（B）B、r（A）一定等于r（B）89、如果则方程组的解是(C)90、n阶矩阵A所有特征值得乘积等于（C）C、|A|91、设有三个线性无关的特征向量，则x 和y 应满足条件（B ）B 、x+y=092、设则行列是|AB|=（A ）A 、24 93、设矩阵矩阵X 满足，其中是的伴随矩阵，则矩阵X=（B ）94、与矩阵相似的矩阵是（D ）95、行列式与其转置行列式（A ） A 、相等96、若齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=-+=+-.0002321321321x x kx x x k x x x x 仅有零解，则k必满足（D ）97、（AB ）^T=（B ） B 、B^T A^T98、A 的特征值全大于零是二次型为正定的（C ）C 、充分必要条件99、若方程组无解，则k 应等于（B ）B、k=4100、设则AB=（C）C、101、排列的逆序数是（A）A、n（n-1）102、已知向量a1,a2,a3线性无关。
运筹学复习题——考试题
《运筹学》复习题一、填空题（1分×10=10分）1．运筹学的主要研究对象是（组织系统的管理问题）。
2．运筹学的核心主要是运用（数学）方法研究各种系统的优化。
3．模型是一件实际事物或现实情况的代表或抽象。
4．通常对问题中变量值的限制称为（约束条件），它可以表示成一个等式或不等式的集合。
5．运筹学研究和解决问题的基础是（最优化技术），并强调系统整体优化功能。
6．运筹学用（系统）的观点研究（功能）之间的关系。
7．运筹学研究和解决问题的优势是应用各学科交叉的方法，具有典型综合应用特性。
8．运筹学的发展趋势是进一步依赖于计算机的应用和发展。
9．运筹学解决问题时首先要观察待决策问题所处的环境。
10．用运筹学分析与解决问题，是一个科学决策的过程。
11．运筹学的主要目的在于求得一个合理运用人力、物力和财力的最佳方案。
12．运筹学中所使用的模型是数学模型。
用运筹学解决问题的核心是（建立数学模型），并对模型求解。
13．用运筹学解决问题时，要分析，定义待决策的问题。
14．运筹学的系统特征之一是用系统的观点研究功能关系。
15．数学模型中，“s.t.”表示约束。
16．建立数学模型时，需要回答的问题有性能的客观量度，可控制因素，不可控因素。
17．运筹学的主要研究对象是各种有组织系统的管理问题及经营活动。
18. 1940年8月，英国管理部门成立了一个跨学科的11人的运筹学小组，该小组简称为OR。
19．线性规划问题是求一个(线性目标函数),在一组(线性约束)条件下的极值问题。
20．图解法适用于含有两个变量的线性规划问题。
21．线性规划问题的可行解是指满足所有约束条件的解。
22．在线性规划问题的基本解中，所有的(非基变量)等于零。
23．在线性规划问题中，基可行解的非零分量所对应的列向量线性无关24．若线性规划问题有最优解，则最优解一定可以在可行域的顶点（极点）达到。
25．线性规划问题有可行解，则必有基可行解。
26．如果线性规划问题存在目标函数为有限值的最优解，求解时只需在其基可行解的集合中进行搜索即可得到最优解。
现代控制理论第3版课后习题答案
《现代控制理论参考答案》第一章答案1-1 试求图1-27系统的模拟结构图，并建立其状态空间表达式。
图1-27系统方块结构图解：系统的模拟结构图如下：图1-30双输入--双输出系统模拟结构图系统的状态方程如下：u K K x K K x K K x X K x K x x x x J K x J x J K x J K x x J K x x x pp p p n pb1611166131534615141313322211+--=+-==++--===••••••令y s =)(θ，则1x y =所以，系统的状态空间表达式及输出方程表达式为[]⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡••••••654321165432111111112654321000001000000000000010010000000000010x x x x x x y uK K x x x x x x K K K K K K J K J J K J K J K x x x x x x p p pp n p b1-2有电路如图1-28所示。
以电压)(t u 为输入量，求以电感中的电流和电容上的电压作为状态变量的状态方程，和以电阻2R 上的电压作为输出量的输出方程。
U图1-28 电路图解：由图，令32211,,x u x i x i c ===，输出量22x R y =有电路原理可知：•••+==+=++3213222231111x C x x x x R x L ux x L x R 既得22213322222131111111111x R y x C x C x x L x L R x u L x L x L R x =+-=+-=+--=•••写成矢量矩阵形式为：[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡32121321222111321000*********x x x R y u L x x x CCL L R L L R x x x 。
3-3.方阵的若当标准型
其中，每个初等因子 (i )kti 对应J 的若当
子块 J it
Department of Mathematics
33
例6： 求矩阵 1 1 0
A
4
3
0
1 0 2 的Jordan标准形。
解： 先求出 A 的初等因子。对I A 运用初等
变换可以得到
所以 A 的初等
J
s
其中
Ji1
Ji
Ji2
J isi
mi mi
为A的特征值 i 的若当块, m i 为 i 的代数重复度
Department of Mathematics
31
而:
i 1
i 1
J it
i
1
i kti kti
为A的特征值 i 的若当子块,
t 1 ,2 , si ,i 1 ,2 , , .
换，相当于用相应的 m 阶初等矩阵左乘 A ( ) 。对A ( )
的列作初等列变换，相当于用相应的 n 阶初等矩阵 右
乘 A( ) 定义4 如果 A经( 过) 有限次的初等变换之后变成
B，( 则) 称 与A ( ) 等价B (， )记之为
A()B()
定理2: A ( ) 与 B ( ) 等价的充要条件是存在两个可逆
为不变因子
Department of Mathematics
13
练习1
(1)
A()
(1)2
将其化成Smith标准形。
解：
(1)
A()
(1)2
Department of Mathematics
14
(1)
A()
(1)2
( 1)
( 1)
(常考题)北师大版高中数学必修四第三章《三角恒等变形》测试卷(包含答案解析)(3)
一、选择题1．已知函数44()cos sin f x x x =-在区间,()4t t t R π⎡⎤-∈⎢⎥⎣⎦上的最大值为()M t ，最小值为()N t 则函数()()()g t M t N t =-的最小值为（ ） A1-B ．1C．2D．12-2．已知tan 2α=，则sin cos 2sin cos αααα+=-（ ）A ．1B ．1-C ．2D ．2-3．若1sin 34a π⎛⎫-= ⎪⎝⎭，则sin 26a π⎛⎫-= ⎪⎝⎭（ ）A ．78-B ．78C ．1516-D ．15164．化简22221sin sin cos cos cos 2cos 22αβαβαβ+-=( ) A ．12B1C ．14D．15．设等差数列{}n a 满足：()22222222272718sin cos cos cos sin sin 1sin a a a a a a a a -+-=+，公差()1,0d ∈-．若当且仅当11n =时，数列{}n a 的前n 项和n S 取得最大值，则首项1a 的取值范围是（ ） A ．9,10ππ⎛⎫⎪⎝⎭B ．11,10ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦C ．9,10ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．11,10ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭6．在ABC 中，内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c，已知sin cos 2b A B b =-，则A =（ ）A ．3π B ．4π C ．6π D ．23π 7．角α的终边与单位圆的交点坐标为1)2，将α的终边绕原点顺时针旋转34π，得到角β，则cos()αβ+=（ ） ABCD ．08．已知α为锐角，且3cos()65πα+=，则sin α=（ ）A ．310B ．310C ．410D ．4109．已知αβ、均为锐角，满足sin ,cos 510αβ==，则αβ+=（ ） A ．6πB ．4π C ．3π D ．34π 10．已知函数22()2sin cos ()sin (0)24x f x x x ωπωωω=-->在区间25[,]36ππ-上是增函数，且在区间[0,]π上恰好取得一次最大值，则ω的范围是（ ）A ．3(0,]5B ．13[,]25C ．13[,]24D ．15[,)2211．若()tan 804sin 420α+=，则()tan 20α+的值为（ ）A ．5-B ．5C D12．人体满足黄金分割比的人体是最美人体，0．618是黄金分割比12m =的近似值，黄金分割比还可以表示为2cos72︒（ ）A ．4B 1C ．2D 1二、填空题13．若5,24ππα⎛⎫∈⎪⎝⎭，3cos 45πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭，则cos2=α______. 14．已知A 、B 、C 为△ABC 的三内角，且角A 为锐角，若tan 2tan B A =，则11tan tan B C+的最小值为______.15．将22sin cos x x x +化简为sin()A x B ωϕ++（0A >，0>ω，π2ϕ<）的形式为______. 16．已知,2παπ⎛⎫∈⎪⎝⎭，3tan 24α=．则2sin 2cos αα+=______．17．若函数()2cos 2,[0,]f x x x x π=-+∈的图象与直线y m =恰有两个不同交点，则m 的取值范围是________.18．已知sin10cos102cos140m ︒-︒=︒，则m =_________. 19．已知()tan 2tan αββ+=，,(0,)2παβ∈，则当α最大时，tan2α=________.20．已知tan （3π+α）＝2，则()()()()3222sin cos sin cos sin cos ππαππααααπα⎛⎫⎛⎫-+-+--+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=--++_____.三、解答题21．（1）求值：4sin 220tan320-︒︒； （2）已知43sin ,4544x x πππ⎛⎫+=--<<⎪⎝⎭，求22cos sin 2x x +的值.22．已知函数()2sin cos 144f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=+--⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. （1）求函数()f x 的最小正周期；（2）若函数()()2g x f x x =-，求函数()g x 的单调增区间.23．已知向量()21,cos 1a x =-，(sin 21,b x =+，()()f x a b x R =⋅∈.（1）求函数()f x 的对称中心及单调减区间； （2）若,43x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦，求()f x 的值域. 24．已知0πx <<，sin cos 5x x +=． （Ⅰ）求sin cos x x -的值；（Ⅱ）求2sin 22sin 1tan x xx+-的值．25．已知函数()22sin cos ,06f x x x x πωωωω⎛⎫=+-> ⎪⎝⎭． （1）若函数()f x 的最小正周期为π，则当0,4x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，求函数()f x 的最大值和最小值；（2）若()f x 在区间(),2ππ内没有零点，求ω的取值范围． 26．已知函数2()sin 22sin 6f x x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭. （1）求512f π⎛⎫⎪⎝⎭；（2）求()f x 的单调递增区间及最小正周期. （3）若(0,)2πα∈，且()22f α=，求sin α.（4）若tan 2β=，求3()cos 22f ββ+的值.【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．D 解析：D 【分析】先利用平方差公式、同角三角函数关系以及二倍角公式将函数变形为()cos 2f x x =，然后发现区间长度刚好是四分之一个周期，从而利用余弦函数的对称性，得到当区间,4t t π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，关于cos 2y x =的对称轴对称时，此时最大值与最小值的差值最小，求出此时的最大值和最小值，即可得到答案． 【详解】 函数44222222()cos sin (cos sin )(cos sin )cos sin cos 2f x x x x x x x x x x =-=+-=-=，所以函数()f x 的周期为22T ππ==，区间,()4t t t R π⎡⎤-∈⎢⎥⎣⎦的区间长度刚好是函数()f x 的四分之一个周期， 因为()f x 在区间,()4t t t R π⎡⎤-∈⎢⎥⎣⎦上的最大值为()M t ，最小值为()N t ，由函数cos 2y x =的对称性可知，当区间,4t t π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，关于2y cos x =的对称轴对称时，此时最大值与最小值的差值最小，即函数()()()g t M t N t =-取最小值，区间,4t t π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，的中点为428t tt t ππ-+==-，此时()f t 取得最值±1， 不妨()f t 取得最大值()=1M t ， 则有cos 2()18t π-=，解得224t k ππ-=，所以,,8t k k Z ππ=+∈所以()cos 2cos 2cos 442N t t k πππ⎛⎫==+==⎪⎝⎭, 故()()()g t M t N t =-取最小值为12-． 故选：D ． 【点睛】关键点睛：本题考查了三角函数的最值，涉及了二倍角公式的应用、同角三角函数关系的应用、三角函数的周期性、对称性的应用，解题的关键是分析出当区间,4t t π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦关于cos 2y x =的对称轴对称时，此时最大值与最小值的差值最小.2．A解析：A 【分析】已知正切值要求正余弦值，可以利用商的关系将“弦化切”，代入数值即可. 【详解】原式分子分母同除以cos α得 原=tan 12112tan 141αα++==--故选：A. 【点睛】已知正切值求正余弦值,通常有两种做法：一是将所求式子分子分母同除cos α或2cos α，化为tan α求解； 二是利用sin tan cos ααα=得sin tan cos ααα=代入消元即可. 3．B解析：B 【分析】 化简sin 2cos 2()63a ππα⎛⎫-=- ⎪⎝⎭，再利用二倍角公式化简求值. 【详解】22sin 2sin[(2)]cos(2)=cos 2()cos 2()632333a ππππππαααα⎛⎫-=-+=--=- ⎪⎝⎭=21712sin ()123168πα--=-⨯=. 故选：B 【点睛】方法点睛：三角恒等变换常用的方法有：三看（看角、看名、看式）三变（变角变名变式），要根据已知条件灵活选择方法化简求值.4．A解析：A 【分析】由原式利用二倍角公式，和同角三角函数基本关系进行化简，即可得到结果. 【详解】()()2222cos 2cos 2cos sin cos sin αβααββ=--22222222cos cos cos sin sin cos sin sin αβαβαβαβ=--+，所以22221sin sin cos cos cos 2cos 22αβαβαβ+-()2222222222221sin sin cos cos cos cos cos sin sin cos sin sin 2αβαβαβαβαβαβ=+---+()222222221sin sin cos cos +cos sin +sin cos 2αβαβαβαβ=+ ()()()2222221sin sin +cos cos cos +sin 2αββαββ=+()2211sin cos 22αα=+=. 故选：A 【点睛】本题主要考查三角函数的化简求值，涉及到同角三角函数基本关系和三角恒等变换，属于中档题.5．D解析：D 【解析】因为22222222272718sin cos cos cos sin sin 1sin()a a a a a a a a -+-=+，所以由余弦二倍角公式、平方差公式及两角和与差的余弦公式可得2272718cos 2cos()cos()1sin()a a a a a a a -+-+=+，再运用积化和差公式可得227181cos 2[cos 2cos 2]21sin()a a a a a -++=+，即72181[cos 2cos 2]21sin()a a a a -=+，再由差化积公式可得727218sin()sin()1sin()a a a a a a --+=+．由于{}n a 是等差数列，因此1827a a a a +=+，即1827sin()sin()a a a a +=+，所以72sin()1a a -=-即sin51d =-注意到()1,0d ∈-，则()55,0d ∈-，所以5210d d ππ=-⇒=-，故对称轴方程故等差数列的前n 项和是1(1)2n n n S na d -=+，即221()()222020n d d S n a n n a n ππ=+-=-++，其对称轴是1202a n ππ+=，由题设可得1202123222a ππ+<<，即11110a ππ<<，应选答案D ．点睛：解答本题的关键是先借助三角变换中的两角和差的余弦公式、余弦二倍角公式、积化和差与和差化积公式等三角变换公式进行化简，再借助差数列的定义和性质求出等差数列的公差10d π=-，然后将等差数列的前n 项和公式1(1)2n n n S na d -=+变形为221()()222020n d d S n a n n a n ππ=+-=-++，借助对称轴11n =的位置建立不等式组1202123222a ππ+<<，进而求得数列首项的取值范围是11110a ππ<<． 6．C解析：C 【分析】由正弦定理，两角和的正弦函数公式化简已知等式，结合sin 0B ≠，可得2sin 23A π⎛⎫+= ⎪⎝⎭，根据题意可求范围(0,)A π∈，根据正弦函数的图象和性质即可求解A 的值. 【详解】解：∵ bsin cos 2A B b -=，∴由正弦定理可得：sin sin cos 2sin B A A B B C =，∴sin sin cos 2sin B A A B B C =2sin cos cos sin )B A B A B =-+，∴sin sin 2sin sin B A B A B =，又∵sin 0B ≠，∴sin 2A A +=，∴2sin 23A π⎛⎫+= ⎪⎝⎭，可得232A k πππ+=+，Z k ∈， 又(0,)A π∈，∴6A π=.故选：C . 【点睛】本题考查正弦定理和三角恒等变换的运用，考查运算求解能力，求解时注意角的范围.7．A解析：A 【分析】先求α的正余弦三角函数，再求β的正余弦三角函数，然后根据余弦的两角和与差的公式计算即可得到答案. 【详解】由角α的终边经过点1)2，得1sin ,cos 2αα==， 因为角β的终边是由角α的终边顺时针旋转34π得到的，所以3331sin sin()sin cos cos sin (4442πππβααα=-=-=⨯=3331cos cos()cos cos sin sin (4442πππβααα=-=+=+=1cos()cos cos sin sin 2αβαβαβ+=-==， 故选：A. 【点睛】本题主要考查了三角函数的定义以及两角和与差的正余弦公式的应用，属于中档题.8．B解析：B 【分析】由同角三角函数可得in （α6π+）4=5，再利用两角差的正弦公式展开sinα＝sin[（α6π+）6π-]即可. 【详解】∵cos （α6π+）3=5（α为锐角），∴α6π+为锐角， ∴sin （α6π+）4=5，∴sinα＝sin[（α6π+）6π-]＝sin （α6π+）cos 6πcos （α6π+）sin 6π431552=-⋅=， 故选:B ． 【点睛】本题考查了三角函数的同角公式和两角差的正弦公式，考查了计算能力和逻辑推理能力，属于基础题目.9．B解析：B 【分析】依题意，求cos （α+β），结合角的范围可求得α+β的值． 【详解】由已知α、β均为锐角，sin αβ==，cos αβ∴==又cos （α+β）＝cosαcosβ﹣sinαsinβ＝2， ∵0＜α+β＜π，∴α+β＝4π． 故选B ． 【点睛】解答给值求角问题的一般思路：①求角的某一个三角函数值，此时要根据角的范围合理地选择一种三角函数；②确定角的范围，此时注意范围越精确越好；③根据角的范围写出所求的角．10．B解析：B 【分析】先化简函数，根据()f x 在区间25,36ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数，则为函数含有零的增区间的子集，再根据区间[]0,π上恰好取得一次最大值，则取得最大值时对应的最小正数解属于[]0,π，最后取交集.【详解】因为()222sin cos sin 24x f x x x ωπωω⎛⎫=-- ⎪⎝⎭，()2sin 1sin sin x x x ωωω=+-，22sin sin sin x x x ωωω=+-，sin x ω=，令22,22k x k k Z πππωπ-+≤≤+∈，则22,22k k x k Z ππππωωωω-+≤≤+∈， 因为()f x 在区间25,36ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数， 25,23,2262,k k k Z ππππωωωωππ⎡⎤∴-++∈⎢⎥⎣⎦⎡⎤-⊆⎢⎥⎣⎦ 所以223562ππωππω⎧-≤-⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩，解得35ω≤，令2,2x k k Z πωπ=+∈，因为在区间[]0,π上恰好取得一次最大值， 所以02ππω≤≤，所以12ω≥， 所以ω的取值范围是1325ω≤≤. 故选：B. 【点睛】本题主要考查三角函数的单调性和最值以及二倍角公式的应用，还考查了运算求解的能力，属于中档题.11．D解析：D 【分析】 由()tan804sin 420α+=得：()tan 804sin 4204sin 6023α+===，然后将()tan 20α+化为()tan 8060α⎡⎤+-⎣⎦，用正切的差角公式求解.【详解】 因为()tan804sin 4204sin 6023α+===，则()()()()tan 80tan 6023tan 20tan 806071tan 80tan6012αααα+-⎡⎤+=+-===⎣⎦++⋅+. 故选:D . 【点睛】本题考查诱导公式、正切的差角公式的运用，难度一般.解答时要注意整体思想的运用，即观察目标式与条件式角度之间的和差关系，然后运用公式求解.12．C解析：C 【分析】根据2cos72m ︒=，结合三角函数的基本关系式，诱导公式和余弦的倍角公式，准确运算，即可求解. 【详解】根据题意，可得2cos72m ︒=， 则22cos722sin1442cos 271cos54cos54︒==︒-︒︒()2sin 90542cos542cos54cos54︒+︒︒===︒︒. 故选：C ． 【点睛】本题主要考查了三角函数的化简、求值，其中解答中熟练应用三角函数的基本关系式，诱导公式和余弦的倍角公式，准确运算是解答的关键，着重考查推理与运算能力.二、填空题13．【分析】由已知利用诱导公式求得然后分析角的范围得到的范围则答案可求【详解】∵即又∴则∴得∴故答案为：【点睛】角变换用已知角构造所求角是解决问题的关键如上：解析：2425-. 【分析】由已知利用诱导公式求得sin 2α，然后分析角α的范围，得到2α的范围，则答案可求. 【详解】∵3cos 45πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭，2237cos 22cos 12144525ππαα⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴-=--=⨯-=- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦，即7sin 225α=， 又5,24ππα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，∴,44ππαπ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭，3cos cos 0445ππαα⎛⎫⎛⎫-=-=> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭， 则,442πππα⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭，∴3,24ππα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，得32,2παπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，∴24cos 225α==-. 故答案为：2425-. 【点睛】角变换用已知角构造所求角是解决问题的关键，如上：2=224ππαα⎛⎫-- ⎪⎝⎭14．【分析】由三角形内角的性质结合可得由目标函数式并利用基本不等式即可求得其最小值注意基本不等式的使用条件一正二定三相等其中为锐角【详解】为△的三内角为锐角∴故有即可得∴当且仅当时等号成立∴的最小值为故解析：23【分析】由三角形内角的性质结合tan 2tan B A =，可得23tan tan tan 2BC B =-，由目标函数式11tan tan B C+并利用基本不等式即可求得其最小值，注意基本不等式的使用条件“一正二定三相等”，其中A 为锐角，tan 2tan 0B A => 【详解】A 、B 、C 为△ABC 的三内角，A 为锐角，tan 2tan 0B A => ∴tan 2tan[()]2tan()B B C B C π=-+=-+故有2(tan tan )tan tan tan 1B C B B C +=-，即可得23tan tan tan 2BC B =-∴2111tan 2tan 12tan tan tan 3tan 33tan 3B B BC B B B -+=+=+≥=，当且仅当tan 1B =时等号成立 ∴11tan tan B C +的最小值为23故答案为：23【点睛】本题考查了由三角形内角间的函数关系，利用三角恒等变换以及基本不等式求目标三角函数的最值，注意两角和正切公式、基本不等式(使用条件要成立)的应用15．【分析】利用正弦二倍角和余弦二倍角公式及辅助角公式化简得解【详解】故答案为：【点睛】本题考查二倍角公式及辅助角公式属于基础题解析：π2sin(2)16x -+【分析】利用正弦二倍角和余弦二倍角公式及辅助角公式化简得解. 【详解】2π2sin cos 1cos 222sin(2)16x x x x x x +=-=-+故答案为：π2sin(2)16x -+ 【点睛】本题考查二倍角公式及辅助角公式，属于基础题.16．【分析】由正切的二倍角公式求得用正弦二倍角公式变形化用1的代换化求值式为关于析二次齐次分式再弦化切后求值【详解】因为所以或（舍）所以故答案为：【点睛】本题考查二倍角公式考查同角间的三角函数解题关键是解析：12-【分析】由正切的二倍角公式求得tan α，用正弦二倍角公式变形化用“1”的代换化求值式为关于sin ,cos αα析二次齐次分式，再弦化切后求值．【详解】 因为22tan 3tan 21tan 4ααα==-，所以tan 3α=-或13（舍），所以222222sin cos cos 2tan 11sin 2cos sin cos tan 12ααααααααα+++===-++． 故答案为：12-． 【点睛】本题考查二倍角公式，考查同角间的三角函数．解题关键是由221sin cos αα=+化待求值式为关于sin ,cos αα析二次齐次分式，然后利用弦化切求值．17．【分析】化简函数解析式为做出函数的图象数形结合可得的取值范围【详解】解：因为所以由可得则函数的图象与直线恰有两个不同交点即方程在上有两个不同的解画出的图象如下所示：依题意可得时函数的图象与直线恰有两 解析：[4,6)【分析】化简函数解析式为()4sin()26f x x π=-+，做出函数的图象，数形结合可得m 的取值范围． 【详解】解：因为()2cos 2,[0,]f x x x x π=-+∈所以()2cos 24sin()26f x x x x π=-+=-+，[0,]x π∈，由[]0,x π∈，可得5,666x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦， 则函数()f x ，[]0,x π∈的图象与直线y m =恰有两个不同交点，即方程4sin()26x m π-+=在[]0,x π∈上有两个不同的解，画出()f x 的图象如下所示：依题意可得46m ≤<时，函数()232cos 2,[0,]f x x x x π=-+∈的图象与直线y m =恰有两个不同交点，故答案为：[)4,6 【点睛】本题主要考查正弦函数的最大值和单调性，函数sin()y A x ωϕ=+的图象变换规律，正弦函数的图象特征，体现了转化、数形结合的数学思想，属于中档题．18．【分析】化简得再利用诱导公式与和差角公式化简求解即可【详解】由题故答案为：【点睛】本题主要考查了根据余弦的诱导公式与和差角公式化简求解的问题需要根据题中的角跟特殊角的关系用和差角公式属于中档题 3【分析】 化简得sin102cos140cos10m ︒-︒=︒,再利用诱导公式与和差角公式化简cos140︒求解即可.【详解】 由题()sin102cos 1030sin102cos140cos10cos10m ︒+︒+︒︒-︒==︒︒sin102cos10cos302sin10sin 302cos10cos302cos303cos10cos10︒+︒︒-︒︒︒︒===︒=︒︒.3【点睛】本题主要考查了根据余弦的诱导公式与和差角公式化简求解的问题.需要根据题中的角跟特殊角的关系用和差角公式,属于中档题.19．【分析】根据正切的和角公式将用的函数表示出来利用均值不等式求最值求得取得最大值的再用倍角公式即可求解【详解】故可得则当且仅当即时此时有故答案为：【点睛】本题考查正切的和角公式以及倍角公式涉及均值不等【分析】根据正切的和角公式，将tan α用tan β的函数表示出来，利用均值不等式求最值，求得取得最大值的tan α，再用倍角公式即可求解. 【详解】0,,0,22ππαβ⎛⎫⎛⎫∈∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭tan 0,tan 0αβ∴>> tan()2tan αββ+=故可得tan tan2tan 1tan tan αββαβ+=- 则2tan 1tan 112tan 2tan tan βαβββ==≤=++当且仅当12tan tan ββ=，即tanβ=时，max tan 4α=此时有222tan4tan 221tan 116ααα⨯===--故答案为：7. 【点睛】本题考查正切的和角公式，以及倍角公式，涉及均值不等式的使用.20．2【分析】计算化简得到原式计算得到答案【详解】原式故答案为：【点睛】本题考查了诱导公式化简齐次式意在考查学生的计算能力解析：2 【分析】计算tan 2α=，化简得到原式tan tan 1αα=-，计算得到答案.【详解】()tan 3tan 2παα+==.原式sin cos cos 2sin sin tan 2sin cos sin cos tan 1ααααααααααα--++====---.故答案为：2. 【点睛】本题考查了诱导公式化简，齐次式，意在考查学生的计算能力.三、解答题21．（1）2）825. 【分析】（1）利用诱导公式，同角三角函数的基本关系，二倍角公式，两角和的正弦与余弦公式以及辅助角公式求解即可；（2）先利用已知条件得到4x π+的范围，进而求出cos 4x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值，再利用二倍角公式和诱导公式求解即可. 【详解】（1）4sin 220tan320-︒︒()()sin 18040tan 360404︒+︒-︒-=︒ sin 440tan 40︒+=-︒sin 440sin 40cos 40︒︒=-+︒sin 40cos 40sin 40cos 440︒︒+︒-=︒sin80sin 40co 402s -=︒+︒︒()0sin 3010cos 402cos1︒+︒+︒=-︒0sin 30cos10cos32cos 0sin10co 01s 4︒+︒︒+︒︒=-︒3cos1022cos 40-︒︒︒40cos 40︒==︒（2）344x ππ-<<，422则cos 04x π⎛⎫+> ⎪⎝⎭， 所以3cos 45x π⎛⎫+=⎪⎝⎭， 又2cos 22cos 1x x =-，cos 2sin 2sin 22sin cos 2444x x x x x ππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=+=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭432425525⎛⎫=⨯-⨯=- ⎪⎝⎭，则22412cos cos 2112525x x =+=-+=； sin 2cos 2cos 224x x x ππ⎛⎫⎛⎫=-+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2972cos 12142525x π⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+-=-⨯-= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦，所以21782cos sin 2252525x x +=+=； 【点睛】关键点睛：本题主要考查了三角函数与三角恒等变换问题.灵活的运用诱导公式，同角三角函数的基本关系，二倍角公式，两角和的正弦与余弦公式以及辅助角公式是解决本题的关键.22．（1）最小正周期为π；（2）5,1212k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦，. 【分析】（1）由三角函数恒等变换化简函数得()sin 2f x x =，由三角函数的周期公式可得答案；（2）由余弦的二倍角公式和辅助角公式得()g x 2sin23x π=-（），再由正弦函数的性质可求得函数的单调增区间. 【详解】 解：（1）函数()22sin cos 12cos 1cos 2sin 24444f x x x x x x ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+--=--=⨯-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦，所以函数()f x 的最小正周期为22ππ=.（2）()()22sin 22cos 1sin 2g x f x x x x x x =-=-=）3令222232k x k k Z πππππ-≤-≤+∈，，得51212k x k k Z ππππ-≤≤+∈，， 所以函数()g x 的单调增区间为51212k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦，，. 【点睛】方法点睛：解决三角函数的周期和单调性等相关问题，先利用三角函数的恒等变换化简函数为一个角一个三角函数，再运用整体思想代入是常用的方法. 23．（1）对称中心为,126k ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭，k Z ∈，单调递减区间是71212k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦，；（2）[]0,3. 【分析】（1）由()f x a b =⋅可得()2sin 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭，然后由正弦函数的对称中心和单调递减区间可得答案； （2）根据x 的范围得到23x π+的范围，可以得sin 23x π⎛⎫+⎪⎝⎭的范围，从而得到答案. 【详解】（1）∵()21,cos 1a x =-，(sin 21,b x =，∴()f x a b =⋅22sin 21sin 21x x x x =++-=+)2sin 22cos 11sin 2212sin 213x x x x x π⎛⎫=+-+=+=++ ⎪⎝⎭.∴()2sin 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭， 由2,3x k k Z ππ+=∈得,26k x k Z ππ=-∈， ∴对称中心为,126k ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭，k Z ∈， 令3222232k x k πππππ+≤+≤+，则71212k x k ππππ+≤≤+，即函数()f x 单调递减区间是71212k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦， （2）∵()2sin 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭，∵43x ππ-≤≤，∴2223x ππ-≤≤，∴263x πππ-≤+≤，∴当236x ππ+=-，即4πx =-时，min 1()2102f x ⎛⎫=⋅-+= ⎪⎝⎭， ∴当232x ππ+=，即12x π=时，max ()213f x =+=，∴当43x ππ-≤≤时，()f x 的值域为[]0,3.【点睛】本题考查了三角函数的化简与性质，关键点是化简为()2sin 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭，要熟练掌握三角函数的性质，考查了学生的基本运算.24．（1）5；（2）415【分析】（1）先根据sin cos x x +的值和二者的平方关系联立求得 sin cos x x 的值，再把sin cos x x -平方即可求出；（2）结合（1）求sin x ，cos x 的值，最后利用商数关系求得tan x 的值，代入即可得解． 【详解】（1）∵sin cos x x +=， ∴21(sin cos )12sin cos 5x x x x +=+=， ∴2sin cos 5x x =-， ∵0πx <<，∴sin 0x >，cos 0x <，sin cos 0x x -> ∴249(sin cos )12sin cos 155x x x x -=-=+=，∴sin cos x x -=.（2）sin cos x x +=，sin cos x x -=解得sin 5x =，cos 5x =-， ∴sin tan 2cos xx x==-∵4sin 25x =-，24sin 5x =， ∴24sin 22sin 4551tan 81215x xx -++==-+． 【点睛】方法点睛：三角恒等常用的方法：三看（看角、看名、看式），三变（变角、变名、变式）.25．（1）最大值为1，最小值为12；（2）1150,,6312⎛⎤⎡⎤⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦. 【分析】（1）先利用两角和与差的正弦公式和辅助角公式化简整理成()sin 3f x x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，再结合周期公式求得ω得到解析式，根据04x π≤≤得到52336x πππ≤+≤，寻找正弦的最大值与最小值即可.（2）由(,2)x ππ∈，得到22,4333x πππωωπωπ⎛⎫+∈++⎪⎝⎭，再利用该区间不包含正弦函数的零点列不等式计算ω取值范围即可. 【详解】解： 依题意()sin 2coscos 2sinsin 266f x x x xππωωω⎫=+-⎪⎭1cos 2sin 2sin 2223x x x πωωω⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭. （1）由于函数()f x 的最小正周期为π，所以21T πω==，∴()sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭．因为04x π≤≤，所以52336x πππ≤+≤， 所以1sin 2123x π⎛⎫≤+≤ ⎪⎝⎭，且当5236x ππ+=，即4x π=时()f x 最小，为142f π⎛⎫= ⎪⎝⎭，当232x ππ+=，即12x π=时()f x 最大，为112f π⎛⎫=⎪⎝⎭， 即函数()y f x =在区间0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦π上的最大值为1，最小值为12； （2）当(,2)x ππ∈时，22,4333x πππωωπωπ⎛⎫+∈++ ⎪⎝⎭， 由()f x 在区间(),2ππ内没有零点，区间2,433ππωπωπ⎛⎫++⎪⎝⎭不包含正弦函数的零点，而正弦函数的零点是,x k k Z π=∈， 故2,4(2,2)33k k ππωπωππππ⎛⎫++⊆+ ⎪⎝⎭或2,4(2,2)33k k ππωπωππππ⎛⎫++⊆- ⎪⎝⎭，k Z ∈， 即223423k k πωπππωπππ⎧+≥⎪⎪⎨⎪+≤+⎪⎩或223423k k πωππππωππ⎧+≥-⎪⎪⎨⎪+≤⎪⎩，k Z ∈， 故11626k k ω-≤≤+或213212k k ω-≤≤-，k Z ∈， 因为0>ω，所以1k ≤-，且k Z ∈时，区间端点均小于0，不符合题意；0k =时1166ω-≤≤或21312ω-≤≤-，故106ω<≤满足题意； 1k =时5466ω≤≤或15312ω≤≤，故15312ω≤≤满足题意； 2k ≥且k Z ∈时，111062623k k k ⎛⎫⎛⎫--+=-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，故11626k k ->+，即()11,626k k k Z ω-≤≤+∈无解，21703212212k k k ⎛⎫⎛⎫---=-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，故213212k k ->-，即()21,3212k k k Z ω-≤≤-∈无解. 综上，ω的取值范围是1150,,6312⎛⎤⎡⎤ ⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦． 【点睛】关键点点睛： 本题解题关键在于根据区间2,433ππωπωπ⎛⎫++ ⎪⎝⎭不包含正弦函数的零点，得到11626k k ω-≤≤+或213212k k ω-≤≤-，kZ ∈之后，根据k 的取值情况找出满足0>ω的取值范围，才能突破难点.26．（11（2）5[,],1212k k k Z ππππ-+∈，π（341+ 【分析】 （1）化简函数解析式代入直接求值即可；（2）由正弦型函数的性质求解即可； （3）先求出cos()3πα-，sin()3πα-再利用33ππαα=-+求解即可； （4）由两角差的正弦化简后再利用弦化切求解.【详解】（1）2()sin 22sin 6f x x x π⎛⎫=-+= ⎪⎝⎭ sin2cos cos2sin 1cos 266x x x ππ⋅-⋅+-1cos21cos22x x x =-+-3sin2cos2122x x =-+213x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,故55sin()111263f πππ⎛⎫=-+= ⎪⎝⎭.（2）由（1）知()213f x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, 令222,232k x k k Z πππππ-≤-≤+∈, 解得5,1212k x k k Z ππππ-≤≤+∈, 所以函数()f x 的单调递增区间为5[,],1212k k k Z ππππ-+∈， 函数()f x 的周期为22T ππ==. （3）(0,)2πα∈，且()22f α=，())1223f απα=-+=，即sin()33πα-=， 因为(0,)2πα∈，所以cos()33πα-=， 故sin sin[()]sin()cos cos()sin 333333ππππππαααα=-+=-+-12=+=（4）33()cos 2)1cos 2232f πββββ+=-++3sin 221cos 2222βββ=-++211β=+=+1=+1= 【点睛】关键点点睛：涉及三角函数的求值化简问题，关键要根据式子结构特征，选择合适的公式，正用、逆用公式，并结合切化弦、弦化切思想，角的变换技巧，灵活运用公式，熟练运算，属于中档题.。
线性代数练习册附答案
第1章 矩阵 习 题1. 写出下列从变量x , y 到变量x 1, y 1的线性变换的系数矩阵： (1)⎩⎨⎧==011y xx ； (2) ⎩⎨⎧+=-=ϕϕϕϕcos sin sin cos 11y x y y x x2.(通路矩阵)a 省两个城市a 1,a 2和b 省三个城市b 1,b 2,b 3的交通联结情况如图所示，每条线上的数字表示联结这两城市的不同通路总数.试用矩阵形式表示图中城市间的通路情况.3. 设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=111111111Α，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=150421321B ，求3AB -2A 和A T B .4. 计算(1) 2210013112⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛(2) ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛1)1,,(212221211211y x c b b b a a b a a y x5. 已知两个线性变换 32133212311542322y y y x y y y x y y x ++=++-=+=⎪⎩⎪⎨⎧,⎪⎩⎪⎨⎧+-=+=+-=323312211323zz y z z y z z y ,写出它们的矩阵表示式,并求从321,,z z z 到321,,x x x 的线性变换.6. 设f (x )=a 0x m + a 1x m -1+…+ a m ，A 是n 阶方阵，定义f (A )=a 0A m + a 1A m -1+…+ a m E .当f (x )=x 2-5x +3，⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=3312A 时，求f (A ).7. 举出反例说明下列命题是错误的. (1) 若A 2= O ，则A = O .(2) 若A 2= A ，则A = O 或A = E . .7. 设方阵A 满足A 2-3A -2E =O ，证明A 及A -2E 都可逆，并用A 分别表示出它们的逆矩阵．8.用初等行变换把下列矩阵化成行最简形矩阵：(1)⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------=132126421321A(2)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------=03341431210110122413B .9. 对下列初等变换，写出相应的初等方阵以及B 和A 之间的关系式.⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=121121322101A ~122r r -⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---121123302101~13c c +⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--131123302001=B .10. 设ΛAP P =-1，其中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=1141P ，⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=2001Λ，求A 9.11. 设⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=200030004A ，矩阵B 满足AB =A+2B ，求B .12. 设102212533A--⎛⎫⎪=-⎪⎪-⎝⎭, 利用初等行变换求A-1.复习题一1. 设A , B , C 均为n 阶矩阵，且ABC =E ,则必有（ ）. (A ) ACB =E ； (B ) CBA =E ； (C ) BAC =E ； (D ) BCA =E .2. 设⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=333231232221131211a a a a a a a a a A ,⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++=133312321131131211232221a a a a a a a a a a a a B , ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1000010101P ,⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=1010100012P ，则必有 ( ) .(A ) AP 1P 2=B ； （B ）AP 2P 1=B ； (C ) P 1P 2A =B ； (D ) P 2P 1A =B .3. 设A 为4阶可逆矩阵，将A 的第１列与第４列交换得B ，再把B 的第2列与第3列交换得C ，设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=00010*******10001P ，⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=10000010010000012P ，则C -1=（ ）. (A) A -1P 1P 2； (B) P 1A -1P 2； (C) P 2P 1A -1； (D) P 2A -1P 1.4. 设n 阶矩阵A 满足A 2-3A +2E =O ，则下列结论中一定正确的是（ ）. (A) A -E 不可逆 ； (B) A -2E 不可逆 ； (C) A -3E 可逆； (D) A -E 和A -2E 都可逆.5. 设A =(1,2,3)，B =(1,1/2,1/3)，令C =A T B ，求C n .6. 证明：如果A k =O ，则(E -A )-1=E +A +A 2+…+A k -1，k 为正整数.7.设A ,B 为三阶矩阵,⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=710004100031A ,且A -1BA =6A +BA ，求B .8. 设n 阶矩阵A 及s 阶矩阵B 都可逆，求1-⎪⎪⎭⎫⎝⎛O O B A .9. 设⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-000000000000000121n n aa a a X （021≠n a a a ），求X -1.第2章 行列式习 题1.利用三阶行列式解下列三元线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-+-=-+-=+-013222321321321x x x x x x x x x2.当x 取何值时，0010413≠xx x .3.求下列排列的逆序数：(1) 315624； (2)13…(2n-1)24…(2n).4. 证明： 3232a cb a b a ac b a b a a c b a=++++++.5. 已知四阶行列式|A |中第2列元素依次为1,2,-1,3，它们的余子式的值依次为3,-4,-2,0 ,求|A |.6. 计算下列行列式: (1) 1111111111111111------ (2) y xy x x yx y y x yx +++(3) 0111101111011110(4) 1222123312111x x x x x x（5）n n a a a D +++=11111111121，其中021≠n a a a ．7．设n阶矩阵A的伴随矩阵为A*，证明：|A*|=|A|n-1，(n ≥2)．8. 设A,B都是三阶矩阵，A*为A的伴随矩阵，且|A|=2，|B|=1，计算|-2A*B-1|．9.设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=111012112A ，利用公式求A -1.复习题二1．设A , B 都是n 阶可逆矩阵，其伴随矩阵分别为A *、B *，证明：(AB )*= B *A *．2.设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2200020000340043A ，求A -1．3.已知A 1, A 2, B 1, B 2都是3⨯1矩阵，设A =( A 1, A 2, B 1,)，B =( A 1, A 2, B 2)，|A |=2，|B |=3，求|A+2B |．4．设A , B 都是n 阶方阵，试证：AB E E A B E -=．第3章向量空间习题1. 设α1=(1,-1,1)T, α2=(0,1,2)T, α3=(2,1,3)T，计算3α1-2α2+α3．2. 设α1=(2,5,1,3)T, α2=(10,1,5,10)T, α3=(4,1,-1,1)T,且3(α1- x)+2(α2+x)=5(α3+x) ,求向量x.3. 判别下列向量组的线性相关性:(1) α1=(-1,3,1)T, α2=(2,-6,-2)T, α3=(5,4,1)T；(2) β1=(2,3,0)T, β2=(-1,4,0)T,β3=(0,0,2)T .4. 设β1=α1, β2=α1+α2, β3=α1+α2+a3，且向量组α1, α2, α3线性无关，证明向量组β1, β2, β3线性无关．5. 设有两个向量组α1, α2, α3和β1=α1-α2+α3, β2=α1+α2-α3,β3= -α1+α2+α3，证明这两个向量组等价.6. 求向量组α1=(1,2,-1)T, α2=(0,1,3)T, α3=(-2,-4,2)T,α4=(0,3,9)T的一个极大无关组，并将其余向量用此极大无关组线性表示.7. 设α1, α2,…,αn是一组n维向量，已知n维单位坐标向量ε1,ε2,…,εn能由它们线性表示，证明：α1, α2,…,αn线性无关．8. 设有向量组α1, α2, α3,α4, α5，其中α1, α2, α3线性无关，α4=aα1+bα2,α5=cα2+dα3(a, b, c, d 均为不为零的实数)，求向量组α1, α3,α4, α5的秩．9. 设矩阵A= (1,2,…,n), B=(n,n-1,…,1)，求秩R(A T B).10. 设矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------=97963422644121121112A ，求A 的秩，并写出A 的一个最高阶非零子式.11. 已知矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+---=120145124023021t t A ，若A 的秩R (A )=2，求参数t 的值.12. 设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-------=5913351146204532A ，求A 的列向量组的秩，并写出它的一个极大无关组.13. 设A 为n 阶矩阵，E 为n 阶单位矩阵，证明：如果A 2=A ,则R (A )+R (A -E )=n ．14. 已知向量空间3R 的两组基为 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=010,01121αα,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1130α和⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=111,01121ββ-,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1103β， 求由基α1, α2, α3到基β1, β2, β3的过渡矩阵.复习题三1.设矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=k k k k 111111111111A ，已知A 的秩为3，求k 的值.2．设向量组A : α1, …,αs 与B : β1,…,βr ，若A 组线性无关且B 组能由A 组线性表示为(β1,…,βr )＝(α1, …,αs )K ，其中K 为r s ⨯矩阵, 试证：B 组线性无关的充分必要条件是矩阵K 的秩R (K )＝r .3．设有三个n维向量组A：α1, α2, α3；B：α1, α2, α3,α4；C：α1, α2, α3,α5．若A组和C组都线性无关，而B组线性相关，证明向量组α1, α2, α3,α4-α5线性无关．4．设向量组A: α1=(1,1,0)T,α2=(1,0,1)T,α3=(0,1,1)T和B: β1=(-1,1,0)T,β2=(1,1,1)T,β3=(0,1,-1)TR的基；(1) 证明：A组和B组都是三维向量空间3(2) 求由A组基到B组基的过渡矩阵；(3) 已知向量α在B组基下的坐标为(1,2,-1)T,求α在A组基下的坐标．第4章 线性方程组习 题1. 写出方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+++=+++=+322 3512254321432121x x x x x x x x x x 的矩阵表示形式及向量表示形式.2.用克朗姆法则解下列线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+=+--=-0322az cx bc bz cy abay bx ,其中0≠abc3.问μλ,取何值时，齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++02 00 321321321x x x x x x x x x μμλ有非零解？4. 设有线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧-=+-=++=++42 - 43212321321x x x k x kx x x k x x ，讨论当k 为何值时，(1)有唯一解？(2)有无穷多解？(3)无解？5. 求齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-++=-++=++-0 26 83054202108432143214321x x x x x x x x x x x x 的一个基础解系.6.设四元非齐次线性方程组的系数矩阵的秩为3，已知η1, η2, η3是它的三个解向量，且η1=(2,3,4,5)T , η2+η3=(1,2,3,4)T ，求此方程组的的通解．7 .求下列非齐次线性方程组的通解：⎪⎩⎪⎨⎧=+++=+++=+322 3512254321432121x x x x x x x x x x8. 设有向量组A ：12122,131-==-⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭αα，3110-=⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭α及向量131β=-⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭， 问向量β能否由向量组A 线性表示？9. 设η*是非齐次线性方程组AX=b的一个解，ξ1, ξ2,…, ξn-r是它的导出组的一个基础解系，证明：（1）η*, ξ1, ξ2,…, ξn-r线性无关；（2）η*, η*+ξ1, η*+ξ2,…, η*+ξn-r线性无关．复习题四1.设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=101102121a a a A ，且方程组AX =θ的解空间的维数为2，则a = .2．设齐次线性方程组a 1x 1+a 2x 2+…+a n x n =0,且a 1,a 2,…,a n 不全为零，则它的基础解系所含向量个数为 .3.设有向量组π：α1=(a ,2,10)T , α2=(-2,1,5)T , α3=(-1,1,4)T 及向量β=(1,b ,-1)T ，问a , b 为何值时,（1）向量β不能由向量组π线性表示；（2）向量β能由向量组π线性表示，且表示式唯一；（3）向量β能由向量组π线性表示，且表示式不唯一，并求一般表示式．4．设四元齐次线性方程组（Ⅰ）⎩⎨⎧=-=+004221x x x x （Ⅱ）⎩⎨⎧=+-=+-00432321x x x x x x 求: (1) 方程组(Ⅰ)与(Ⅱ)的基础解系；(2) 方程组(Ⅰ)与(Ⅱ)的公共解．5．设矩阵A =(α1, α2, α3, α4)，其中α2, α3, α4线性无关，α1=2α2-α3，向量β=α1+α2+α3+α4，求非齐次线性方程组Ax= β的通解．6. 设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=321a a a α,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=321b b b β,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=321c c c γ,证明三直线⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++0:0:0:333322221111c y b x a l c y b x a l c y b x a l 3,2,1,022=≠+i b a i i相交于一点的充分必要条件是向量组βα,线性无关，且向量组γβα,,线性相关．第5章矩阵的特征值和特征向量习题1.已知向量α1=(1,-1,1)T，试求两个向量α2, α3，使α1, α2, α3为R 3的一组正交基．2.设A, B都是n阶正交矩阵，证明AB也是正交矩阵．3.设A是n阶正交矩阵，且|A|=-1，证明：-1是A的一个特征值．4.求矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----201335212的特征值和特征向量.5. 已知三阶矩阵A 的特征值为1,2,3，计算行列式|A 3-5A 2+7E |．6.设矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------=12422421x A 与⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=40000005y Λ相似，求y x ,；并求一个正交矩阵P ，使P -1AP =Λ．7.将下列对称矩阵相似对角化：（1）⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----020212022（2）⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛310130004．8. 设λ是可逆矩阵A 的特征值，证明：(1)A 是A *的特征值．(2)当1,-2,3是3阶矩阵A的特征值时，求A *的特征值．9.设三阶实对称矩阵A的特征值为λ1=6, λ2=λ3=3，属于特征值λ1=6的特征向量为p1=(1,1,1)T，求矩阵A．复习题五1.设n 阶矩阵A 的元素全为1，则A 的n 个特征值是 ．2.已知3阶矩阵A , A -E , E +2A 都不可逆，则行列式|A +E |= ．3.设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=11111b b a a A ，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=200010000B ，已知A 与B 相似，则a , b 满足 ．4.设A 为2阶矩阵, α1, α2为线性无关的2维列向量，A α1=0, A α2=2α1+, α2，则A 的非零特征值为 .5.已知矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=50413102x A 可相似对角化，求x ．6.设矩阵A 满足A 2-3A +2E =O ，证明A 的特征值只能是1或2．7.已知p 1=(1,1,-1)T 是对应矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=2135212b a A 的特征值λ的一个特征向量．(1) 求参数a , b 及特征值λ； (2) 问A 能否相似对角化？说明理由．8. 设⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=3223A ，求φ(A )=A 10-5A 9．第6章 二次型习 题1.写出下列二次型的矩阵表示形式：42324131212423222146242x x x x x x x x x x x x x x f -+-+-+++=2.写出对称矩阵⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----=32201112121A 所对应的二次型．3. 已知二次型322123222132164),,(x x x x ax x x x x x f ++++=的秩为２，求a 的值．4.求一个正交变换将322322213214332),,(x x x x x x x x f +++=化成标准形．5.用配方法将二次型31212322214253x x x x x x x f -+++=化成标准形，并写出所用的可逆线性变换．6. 设二次型)0(233232232221>+++=a x ax x x x f ，若通过正交变换Py x =化成标准形23222152y y y f ++=，求a 的值．7. 判别下列二次型的正定性：（1）312123222122462x x x x x x x f ++---=（2）4342312124232221126421993x x x x x x x x x x x x f --+-+++=8. 设3231212322214225x x x x x ax x x x f +-+++=为正定二次型，求a 的取值范围．复习题六1. 设A 为n m ⨯矩阵，B =λE +A T A ，试证：λ>0时，矩阵B 为正定矩阵．2.设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2100120000010010A ,写出以A , A -1为矩阵的二次型，并将所得两个二次型化成标准形．3. 已知二次曲面方程5223121232221=-+++x x x bx ax x x ，通过正交变换X=PY 化为椭圆柱面方程522221=+y y ，求b a ，的值．4. 设矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=101020101A ，2）（A E B +=k ，其中k 为实数，求对角矩阵Λ，使B与Λ相似，并讨论k 为何值时，B 为正定矩阵．测试题一一、计算题：1.计算行列式111131112+=n D n. 2．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=201A ，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=210530001B ，计算T B A 3．3．设A 、B 都是四阶正交矩阵，且0<B ，*A 为A 的伴随矩阵,计算行列式 *2BAA -．4．设三阶矩阵A 与B 相似，且⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=321A ，计算行列式 E B 22-． 5．设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=2411120201b a A ，且A 的秩为2，求常数b a ,的值． 二、解答题： 6．设4,3,2,1),,,1(32==i t t t T i i i i α，其中4321,,,t t t t 是各不相同的数，问4维非零向量β能否由4321,,,αααα线性表示？说明理由．7．求齐次线性方程组 ⎪⎩⎪⎨⎧=-++=--+=-++05105036302432143214321x x x x x x x x x x x x 的一个基础解系．8．问k 取何值时，线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++23213213211k x x kx k x kx x kx x x(1)有唯一解；(2)有无穷多解；(3)无解．9．已知四阶方阵A ＝（4321,,,αααα），其中321,,ααα线性无关，3243ααα-=，求方程组4321αααα+++=Ax 的通解．10．三阶实对称矩阵A 的特征值是1,2,3.矩阵A 的属于特征值1,2的特征向量分别是T )1,1,1(1--=α,T )1,2,1(2--=α,求A 的属于特征值3的所有特征向量,并求A 的一个相似变换矩阵P 和对角矩阵Λ,使得Λ=-AP P 1.三、证明题:11．设2112ααβ+=，32223ααβ+=，13334ααβ+=，且321,,ααα线性无关，证明：321,,βββ也线性无关．12．设A 为实对称矩阵，且满足O E A A =--22，证明E A 2+为正定矩阵．。
若当标准形(参考答案)
(2) 共有两种可能： 2 2 −3 1 −3 −3 −3 Exercise 8 设
和
2 2
−3 1 −3 −3 1 −3
2 0 0 0 6 −1 −1 0 A= 0 0 −1 0 0 0 0 −1
第 3 次讨论课参考答案
Exercise 1 设 σ 是实数域上 于 V 的某个基的矩阵是 6 4 10
3 维线性空间 V 的一个线性变换，它关 −3 −2 −1 −2 −5 −3
(1) 求 σ 的极小多项式 m(x)，并将 m(x) 在 R[x] 内分解为两个首项系数 为 1 的不可约多项式的乘积：m(x) = m1 (x)m2 (x)； (2) 令 Wi = {ξ ∈ V|mi (σ )ξ = 0}, i = 1, 2，证明：Wi 是 σ 的不变子空 间，并且 V = W1 ⊕ W2 ； (3) 在每一个子空间 Wi 中选取一个基，凑成 V 的基，使得 σ 关于这个 基的矩阵里只出现 3 个非零元素。 解： (1) 计算 σ 的特征多项式，得到 fA (λ) = (λ − 2)(λ2 + 1)，从而可以知道 极小多项式为： mA (x) = (x − 2)(x2 + 1) 故 m1 (x) = x − 2, m2 (x) = x2 + 1。 (2) ∀α ∈ W1 , m1 (σ )σα = σm1 (σ )α = 0，即 σα ∈ W1 ，故 W1 是 σ 的 不变子空间。 同理可证，W2 也是 σ 的不变子空间。 下面来证 V = W1 ⊕ W2 ： 已知存在 u(x), v (x) 使得 u(x)m1 (x) + v (x)m2 (x) = 1，即： u(σ )m1 (σ ) + v (σ )m2 (σ ) = ε ∀α ∈ V，上式两边同时对 α 作用，得到： α = u(σ )m1 (σ )α + v (σ )m2 (σ )α 又有： m2 (σ ) (u(σ )m1 (σ )α) = u(σ )m(σ )α = 0 m1 (σ ) (v (σ )m2 (σ )α) = v (σ )m(σ )α = 0 故有：u(σ )m1 (σ )α ∈ W2 ，v (σ )m2 (σ )α ∈ W1 。 所以 α ∈ W1 + W2 ，即 W1 + W2 = V。 又对于任意的 β ∈ W1 W2 ，β = εβ = u(σ )m1 (σ )β +v (σ )m2 (σ )β = 0， 所以，W1 W2 = {0}。 故 V = W1 ⊕ W2 。 2 0 0 2 0 1 (3) 因为 + I = 0，所以 A 可以相似于 0 0 1 。 −1 0 0 −1 0
求若当标准型例题4阶
求若当标准型例题4阶本例题目，问一个分数的问题。
要求给一个方程式，求出这一个数量的数的平方和。
求这个数的乘积，和就是四则运算的减法运算。
若不想减分，也可以不写。
这道题给出了四个条件，要求用什么方式求？这三种类型都是题型特点，可以作为解题的标尺；或者直接写答案；也可以结合其他方法解题。
其实这样做有两个好处：第一、对于初学者来说，本题考察了一定范围内任意数都可以从不同方向得出结果；第二点说明了只要在求解这类题目时只考虑几个字母就行了。
本例题是先给出一个数。
一般情况下这种题型有两种解法，一是直接给出答案或一个答案；二是把题所求之值减去相应的系数进行求和(-1),再乘以相应得出结论或结果。
这种题型又称“一次不变式”或“求为式”或“不求为式”，它有三个特点：①计算简便；②要求数形结合；③有规律可循、条件易于证明。
解出后若能根据已知结果直接求答案更为省时省力，但此选项不是最终结果；也不是必选项）等。
这里我们要注意三个基本的条件:(1) x与 z成对(0-1)(2+4)=8等式中2x-9=0,,因此要做二次不等式才能得到答案，否则不能够求出问题也没有办法解决；因为x+1>4是数据点，所以无法通过运算得出答案。
所以需要二次元函数或者等差的代数形式为 y= x+2x-y轴的交点为坐标轴时,,也就是正方形时，然后用最小值得此答案；二次方程也可由 y= k 得到结果，但只有到x时才能算出题目中所要求的所有解的情况下。
②只需利用求出结果来计算。
注意本题是一道典型的二一、对于有多个数相乘的题，因为求出的数太多，求不出结果；出多个数而又未给出任何结果时不能用一次方程计算，只能通过求和来求解；②用不等式或二次不等式求出结果后，再根据结果来求得相应解项。
③因二次方程未给出结果而只需找出二次方程中的一阶解即可，所以用最小值的方法可以得到答案。
①由于本题用的二次方程是由 y=k- l x= k得到的结果，所以用求和结果计算就行了；②由于本题要求的所有解都是二次方程，所以用最小值就可以求得解项了；③对于多个数相乘的题，通过求出多个相乘的解即可，在求解的过程中二次元函数的性质必须同时满足(y= k+1)两个条件。
78若当标准型习题
i 0 都是若当块； 1 i
而下面的准对角形则是一个若当形矩阵.
0 J (1,2) 0 0 J (4,1) 0 0 J ( i ,3) i
注：一级若当块就是一级矩阵，从而对角矩阵都是 若当形矩阵.
第4页共14页
第9页共14页
（二）重难点归纳
教学重点：线性变换的定义与运算，线性变换
的矩阵、特征值与特征向量的概念、矩阵的相 似对角化方法。 教学难点：线性变换的值域与核、若当标准形、 最小多项式。
第10页共14页
本章的基本题型
1、线性变换的判定与证明。 2、线性变换在某组基下矩阵的求法。 3、线性变换的核与值域的求法。 4、基变换与坐标变换公式的应用，过渡矩阵的求法。 5、矩阵相似的证明。 6、线性变换或矩阵的特征值与特征向量的求法。 7、线性变换的不变子空间的有关证明。
8、矩阵可对角化的判定及相似对角阵的求法。
第11页共14页
第六章线性空间
一 、重难点归纳与分析 二、题型归类与分析
第12页共14页
一 、重难点归纳与分析
(一)基本内容 1、线性空间的概念、性质。 2、线性空间的基与维数，向量的坐标，过渡矩阵等概 念。 3、线性子空间、生成子空间、子空间的和与直和，余 子空间的概念及性质。 4、同构映射及线性空间同构的概念。 （二）重难点归纳 教学重点：线性空间的概念、子空间的和，基、维数。 教学难点：线性空间定义，线性相关性和子空间的直 和。
二、若当(Jordan)标准形
1、设 A是复数域C上n维线性空间的一个线性变换， 在V中必存在一组基，使 A 在这组基下的矩阵是若当 形矩阵，并是除若当块的排列次序外，该若当形由
利用若当标准型讨论矩阵的秩
利用矩阵的秩讨论若当标准型首先， 对于如下r ⨯r 的若当块矩阵J =100100λλ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭任给η∈C ，考虑矩阵 Q(η)= η⋅E r ⨯r - J , 那么我们如下简单性质：性质1. 如果η≠λ, 那么Q(η)为可逆矩阵.性质2. 当1≤ m ≤ r 时，rank(Q(λ)m )= r -m .性质3. 当m ≥ r 时Q(λ)m = 0.设矩阵A 为n ⨯n 的矩阵，它的若当标准型J =diag(J 1,J 2,…,J K ),即存在可逆矩阵P 使得A =PJP -1成立，其中J i =100100i i λλ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭, 并且J i 的阶数为r i , i =1,2,…,K . 很明显，对于不同的i ，相应的若当块的对角元素可能是相同的。
很自然，我们有如下的简单关系：r 1+r 2+…+r K = n下面我们讨论一下矩阵(λ⋅E n ⨯n - A )m 的秩。
由于存在可逆矩阵P 使得A =PJP -1成立，我们只需要分析矩阵(λ⋅E n ⨯n - J )m 的秩就可以了。
当λ 不为A 的特征值时，(λ⋅E n ⨯n - J )m 为可逆矩阵，这对于我们进一步的讨论没有任何意义。
因此，我们只考虑λ 是A 特征值的情形, 并且不妨设在A 的若当标准型中λ=λi =λi +1=…=λi +s -1所对应的若当块为J i , J i +1,…, J i +s -1共s 个，那么rank((λ⋅E n ⨯n - A )m )=rank ((λ⋅E n ⨯n - J )m )= 1rank(())i i Km r r ii λ⨯=⋅-∑E J 很明显，当j < i 或者j ≥ i +s 时rank((λ⋅j jr r ⨯E - J j )m )= r j ; 对于i ≤j ≤i +s -1 的情形，我们需要区分1≤m ≤ r j 和m >r j 的情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0 2 0 0 1 如： 1 2 0 , 0 0 1 2 0
1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 i 1 0 0 0 0 0 i 1
0 0 1 0
0 0 0 1
0 0, 0 0
第5页共14页
3、在一个线性变换 A 的若当标准形中，主对角线 上的元素是 A 的特征多项式的全部根（重根按多数 计算）.
第6页共14页
附：有时也规Байду номын сангаас形式为
0 J ( , k ) 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 k k
8、矩阵可对角化的判定及相似对角阵的求法。
第11页共14页
第六章线性空间
一 、重难点归纳与分析 二、题型归类与分析
第12页共14页
一 、重难点归纳与分析
(一)基本内容 1、线性空间的概念、性质。 2、线性空间的基与维数，向量的坐标，过渡矩阵等概 念。 3、线性子空间、生成子空间、子空间的和与直和，余 子空间的概念及性质。 4、同构映射及线性空间同构的概念。 （二）重难点归纳 教学重点：线性空间的概念、子空间的和，基、维数。 教学难点：线性空间定义，线性相关性和子空间的直 和。
第13页共14页
二、题型归类与分析
本章的基本题型主要有： 1、线性空间和子空间的判定与证明。 2、线性相关与线性无关的判定与证明。 3、基与维数的确定。 4、过渡矩阵与坐标的求法。 5、直和与同构的判定与证明。
第14页共14页
i 0 都是若当块； 1 i
而下面的准对角形则是一个若当形矩阵.
0 J (1,2) 0 0 J (4,1) 0 0 J ( i ,3) i
注：一级若当块就是一级矩阵，从而对角矩阵都是 若当形矩阵.
第4页共14页
§7.8 若当(Jordan)标准形
一、若当(Jordan)形矩阵 二、若当(Jordan)标准形
第1页共14页
引入
由§7.5知，n维线性空间V的线性变换在某组基下 的矩阵为对角形 A 有n个线性无关的特征向量 .
A 的所有不同特征子空间的维数之和等于n .
可见，并不是任一线性变换都有一组基，使它在这 组基下的矩阵为对角形. 本节介绍，在适当选择基下，一般的线性变换的 矩阵能化简成什么形状.
第2页共14页
一、若当(Jordan)形矩阵
定义：形式为
1 J ( , k ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 k k
的矩阵称为若当(Jordan)块，其中 为复数； 由若干个若当块组成的准对角矩阵称为若当形矩阵.
的矩阵为若当(Jordan)块.
第7页共14页
高等代数第七章重难点指导
一、 重难点归纳与分析 二、题型归类与分析
第8页共14页
(一)基本内容
1、线性变换的定义、线性变换的运算、线性
变换的矩阵。 2、特征值与特征向量。 3、对角矩阵；线性变换的值域与核。 4、不变子空间。 5、若当标准形。 6、最小多项式。
第9页共14页
（二）重难点归纳
教学重点：线性变换的定义与运算，线性变换
的矩阵、特征值与特征向量的概念、矩阵的相 似对角化方法。 教学难点：线性变换的值域与核、若当标准形、 最小多项式。
第10页共14页
本章的基本题型
1、线性变换的判定与证明。 2、线性变换在某组基下矩阵的求法。 3、线性变换的核与值域的求法。 4、基变换与坐标变换公式的应用，过渡矩阵的求法。 5、矩阵相似的证明。 6、线性变换或矩阵的特征值与特征向量的求法。 7、线性变换的不变子空间的有关证明。
二、若当(Jordan)标准形
1、设 A是复数域C上n维线性空间的一个线性变换， 在V中必存在一组基，使 A 在这组基下的矩阵是若当 形矩阵，并是除若当块的排列次序外，该若当形由
A 唯一决定，称之为 A 的若当标准形.
2、任一n级复矩阵A总与某一若当形矩阵相似， 并且除若当块的排列次序外，该若当形矩阵由矩阵 A唯一决定，称之为矩阵A的若当标准形.