高等代数第一章检测题答案
高等代数__课后答案__高等教育出版社
高等代数习题答案（一至四章）第一章 多项式 习题解答1、（1）由带余除法，得17(),39q x x =-262()99r x =--（2）2()1q x x x =+-，()57r x x =-+2、（1）2100p m q m ⎧++=⎨-=⎩ ， （2）由22(2)010m p m q p m ⎧--=⎪⎨+--=⎪⎩得01m p q =⎧⎨=+⎩或212q p m =⎧⎨+=⎩。
3、（1）432()261339109,q x x x x x =-+-+()327r x =- （2）q （x ）=22(52)x ix i --+，()98r x i =--4、（1）有综合除法：2345()15(1)10(1)10(1)5(1)(1)f x x x x x x =+-+-+-+-+- （2）234()1124(2)22(2)8(2)(2)f x x x x x =-+++-+++（3）234()24(75)5()(1)()2()()f x i x i i x i i x i x i =+-++--+-+++5、（1）x+1 （2）1 （3）21x -- 6、（1）u （x ）=-x-1 ，v （x ）=x+2 （2）11()33u x x =-+，222()133v x x x =-- （3）u （x ）=-x-1, 32()32v x x x x =+--7、02u t =⎧⎨=⎩或23u t =-⎧⎨=⎩8、思路：根具定义证明证：易见d （x ）是f （x ）与g （x ）的公因式。
另设()x ϕ是f （x ）与g （x ）的任意公因式，下证()()x d x ϕ。
由于d （x ）是f （x ）与g （x ）的一个组合，这就是说存在多项式s （x ）与t （x ），使 d （x ）=s （x ）f （x ）+t （x ）g （x ）。
从而()()x f x ϕ，()()x g x ϕ，可得()()x d x ϕ。
【最新试题库含答案】高等代数习题及答案(1)
高等代数习题及答案(1)篇一：高等代数习题解答(第一章)高等代数习题解答第一章多项式补充题1．当a,b,c取何值时，多项式f(x)?x?5与g(x)?a(x?2)2?b(x?1) ?c(x2?x?2)相等？6136提示：比较系数得a??,b??,c?. 555补充题2．设f(x),g(x),h(x)??[x]，f2(x)?xg2(x)?x3h2(x)，证明：f(x)?g(x)?h(x)?0．证明假设f(x)?g(x)?h(x)?0不成立．若f(x)?0，则?(f2(x))为偶数，又g2(x),h2(x)等于0或次数为偶数，由于g2(x),h2(x)??[x]，首项系数（如果有的话）为正数，从而xg2(x)?x3h2(x)等于0或次数为奇数，矛盾．若g(x)?0或h(x)?0则?(xg2(x)?x3h2(x))为奇数，而f2(x)?0或?(f2(x))为偶数，矛盾．综上所证，f(x)?g(x)?h(x)?0．1．用g (x) 除 f (x)，求商q (x)与余式r (x)：1）f (x) = x3- 3x2 -x-1，g (x) =3x2 -2x+1；2）f (x) = x4 -2x+5，g (x) = x2 -x+2．1）解法一待定系数法．由于f (x)是首项系数为1的3次多项式，而g (x)是首项系数为3的2次多项式，1所以商q(x)必是首项系数为的1次多项式，而余式的次数小于 2．于是可设 31 q(x) =x+a , r(x) =bx+c 3根据 f (x) = q(x) g(x) + r(x)，即1 x3-3x2 -x-1 = (x+a)( 3x2 -2x+1)+bx+c 3右边展开，合并同类项，再比较两边同次幂的系数，得21 ?3?3a?, ?1??2a??b, ?1?a?c 337262解得 a?? , b?? , c?? ，故得 99917262q(x)?x?, r(x)??x?.3999解法二带余除法．3-21 1 -3-1 -11 ???21 3374 ?-1 337147 ? 399262 ? 9917 ? 39?得17262q(x)?x?, r(x)??x?. 39992） q(x)?x2?x?1,r(x)??5x?7. r(x)??2．m,p,q适合什么条件时，有1）x2?mx?1x3?px?q;2）x2?mx?1x4?px2?q.?1除x3?px1）解 x2?mx得余式为： ?q262x?. 99 r(x)?(p?m2?1)x?(q?m)，?p?m2?1?0;令r(x)?0，即 ? ?q?m?0.故x2?mx?1x3?px?q的充要条件是?m?q; ? 2p?m?1?0.??1除x4?px2?q得余式为： 2）解 x2?mxr(x)??m(p?m2?2)x?(q?p?m2?1)，2???m(p?m?2)?0;令r(x)?0，即 ? 2??q?p?m?1?0. 解得x2?mx?1x4?px2?q的充要条件是?m?0; ? 或 p?q?1??q?1; ?2p?2?m.?3．求g(x)除f(x)的商q(x)与余式r(x)：。
高等代数第一章第一节习题答案
习题1.11. 判断以下数集是否作成数环。
1)S={}Z ∈; 2) S={}0a a Q ≠∈;3)S={},a b Z +∈;4）S={},a a b Q +∈.解： 1）错误。
不能包含除0以外的整数。
2）错误。
对差不封闭。
3）正确。
4）正确。
{}{},5,13a bi a b Q a bi a b Q Q +∈+∈2. 填空：1) 包含5i 的最小数域是或 2) 包含的最小数域是⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈Q a a 31或{}{}{}0.,0,,,,0,1,2,3,,-l S a S a S ka S a S k l a bi a b Q F c di c di ≠≠∈≠∈∈=+∈⋅∈≠≠3.证明：如果一个数环S ，那么含有无限多个数。
证明：S 0可设是数环于是 其中 故含有无限多个数。
4.证明：S=是一个数环，是不是数域？证明： S 为数环，则S 对于数的加、减、乘封闭，且1=1+0i S 设+0，那么0 222222220000,()()()()(),d c c di d c di c Q a bia bi c di ac bd bc ad i c di c di c di c d ac bdbc ad i c d c d ac bd bc ad Q c d ==+≠≠=∈++-++-==++-++-=++++-∈+否则 在的情形下，,与矛盾 在的情形下,与矛盾因此 又由于 22,Q c d a biS S c di ∈++∴∈+ 故是数域。
121212,F F F F F F 5.设均为数域，证明也是数域，一定是数域吗？举例说明。
{}121222112,,,F F F F R F a bi a b Q F F F F ==+∈⊄⊄ 112证明：是数域，不一定是数域 反例：设F 因 F F 所以 不是数域。
高等代数(北大版)第1章习题参考答案
第一章 多项式1． 用)(x g 除)(x f ，求商)(x q 与余式)(x r ： 1）123)(,13)(223+-=---=x x x g x x x x f ； 2）2)(,52)(24+-=+-=x x x g x x x f 。
解 1）由带余除法，可得92926)(,9731)(--=-=x x r x x q ； 2）同理可得75)(,1)(2+-=-+=x x r x x x q 。
2．q p m ,,适合什么条件时，有 1）q px x mx x ++-+32|1， 2）q px x mx x ++++242|1。
解 1）由假设，所得余式为0，即0)()1(2=-+++m q x m p ，所以当⎩⎨⎧=-=++0012m q m p 时有q px x mx x ++-+32|1。
2）类似可得⎩⎨⎧=--+=--010)2(22m p q m p m ，于是当0=m 时，代入（2）可得1+=q p ；而当022=--m p 时，代入（2）可得1=q 。
综上所诉，当⎩⎨⎧+==10q p m 或⎩⎨⎧=+=212m p q 时，皆有q px x mx x ++++242|1。
3．求()g x 除()f x 的商()q x 与余式：1）53()258,()3f x x x x g x x =--=+； 2）32(),()12f x x x x g x x i =--=-+。
解 1）432()261339109()327q x x x x x r x =-+-+=-；2）2()2(52)()98q x x ix i r x i=--+=-+。
4．把()f x 表示成0x x -的方幂和，即表成2010200()()...()n n c c x x c x x c x x +-+-++-+的形式：1）50(),1f x x x ==；2）420()23,2f x x x x =-+=-；3）4320()2(1)37,f x x ix i x x i x i =+-+-++=-。
高等代数习题北大第四版答案一到四章
从 而 ( f ( x), g( x))h( x) 是 f (x)h(x) 与 g( x)h( x) 的 一 个 最 大 公 因 式 ， 又 因 为
( f (x), g( x)) h( x) 的首项系数为１，所以 ( f (x)h(x), g(x)h(x)) = ( f ( x), g( x))h( x) 。
u1(x) f (x) + v1(x)g (x) = 1
（1）
u2 (x) f (x) + v2 (x)h(x) = 1
将（1）（2）两式相乘，得
（2）
[u1(x)u2(x) f (x) + v1(x)u2(x)g (x) + u1(x)v2(x)h(x)] f ( x) ， +[v1(x)v2 (x)]g( x)h( x) = 1 所以 ( f ( x), g( x) h( x)) =1 。
即[u(x) − v(x)] f ( x) + v( x)[ f ( x) + g( x)] = 1 ，
所以 ( f (x), f ( x) + g( x)) =1。
同理 ( g( x), f ( x) + g( x)) =1 。
再由 12 题结论，即证 ( f ( x) g( x), f ( x) + g( x)) =1。
2） f (x) = x3 − x2 − x, g( x) = x −1 + 2i 。
q(x) = 2x4 − 6x3 +13x2 − 39x +109
解 1）
；
r (x) = −327
2） q(x) = x2 − 2ix − (5 + 2i ) 。 r (x) = −9 + 8i
高等代数习题解答(第一章)(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】高等代数习题解答第一章 多项式补充题1．当,,a b c取何值时，多项式()5f x x =-与2()(2)(1)g x a x b x =-++ 2(2)c x x +-+相等？提示：比较系数得6136,,555a b c =-=-=. 补充题2．设(),(),()[]f x g x h x x ∈，2232()()()f x xg x x h x =+，证明：()()()0f x g x h x ===．证明 假设()()()0f x g x h x ===不成立．若()0f x ≠，则2(())f x ∂为偶数，又22(),()g x h x 等于0或次数为偶数，由于22(),()[]g x h x x ∈，首项系数（如果有的话）为正数，从而232()()xg x x h x +等于0或次数为奇数，矛盾．若()0g x ≠或()0h x ≠则232(()())xg x x h x ∂+为奇数，而2()0f x =或2(())f x ∂为偶数，矛盾．综上所证，()()()0f x g x h x ===．1．用g (x ) 除 f (x )，求商q (x )与余式r (x )： 1）f (x ) = x 3- 3x 2 -x -1，g (x ) =3x 2 -2x +1； 2）f (x ) = x 4 -2x +5，g (x ) = x 2 -x +2． 1）解法一 待定系数法．由于f (x )是首项系数为1的3次多项式，而g (x )是首项系数为3的2次多项式，所以商q (x )必是首项系数为13的1次多项式，而余式的次数小于 2．于是可设q (x ) =13x +a , r (x ) =bx +c 根据 f (x ) = q (x ) g (x ) + r (x )，即x 3-3x 2 -x -1 = (13x +a )( 3x 2 -2x +1)+bx +c 右边展开，合并同类项，再比较两边同次幂的系数，得 2333a -=-,1123a b -=-++,1a c -=+解得79a =-,269b =-,29c =-，故得17(),39q x x =- 262().99r x x =--解法二 带余除法．3 -2 1 1 -3 -1 -1 1379-1 23- 1373-43- -173-14979- 269- 29-得17(),39q x x =- 262().99r x x =--2）2()1,()57.q x x x r x x =+-=-+ 262().99r x x =--2．,,m p q 适合什么条件时，有1）231;x mx x px q +-++ 2）2421.x mx x px q ++++ 1）解21x mx +-除3x px q++得余式为：2()(1)()r x p m x q m =+++-，令()0r x =，即210;0.p m q m ⎧++=⎨-=⎩故231x mx x px q +-++的充要条件是2;10.m q p m =⎧⎨++=⎩2）解21x mx ++除42x px q++得余式为：22()(2)(1)r x m p m x q p m =-+-+--+，令()0r x =，即22(2)0;10.m p m q p m ⎧-+-=⎪⎨--+=⎪⎩解得2421x mx x px q ++++的充要条件是0;1m p q =⎧⎨=+⎩ 或 21;2.q p m =⎧⎨=-⎩ 3．求()g x 除()f x 的商()q x 与余式()r x ： 1）53()258,()3;f x x x x g x x =--=+2）32(),()12.f x x x x g x x i =--=-+1）解法一 用带余除法（略）．解法二 用综合除法．写出按降幂排列的系数，缺项的系数为0： -3 2 0 -5 0 -8 0 + -6 18 -39 117 -3272 -6 13 -39 109 -327 所以432()261339109,()327.q x x x x x r x =-+-+=-2）解法一 用带余除法（略）．解法二 用综合除法．写出按降幂排列的系数，缺项的系数为0：()f x1-2i 1 -1 -1 0 + 1-2i -4-2i -9+8i 1 -2i -5-2i -9+8i 所以2()2(52),()98.q x x ix i r x i =--+=-+4．把()f x 表成0x x -的方幂和，即表成 201020()()c c x x c x x +-+-+的形式：1）50(),1;f x x x == 2）420()23,2;f x x x x =-+=-3）4320()2(1)37,.f x x ix i x x i x i =--+-++=-注 设()f x 表成201020()()c c x x c x x +-+-+的形式，则0c 就是()f x 被x x -除所得的余数，1c 就是()f x 被x x -除所得的商式212030()()c c x x c x x +-+-+再被0x x -除所得的余数，逐次进行综合除法即可得到01,,,.n c c c1）解用综合除法进行计算1 1 0 0 0 0 0+ 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1+ 1 2 3 41 2 3 4 51 + 1 3 61 3 6 101 + 1 41 4 101 + 11 5所以5234515(1)10(1)10(1)5(1)(1).x x x x x x=+-+-+-+-+-2）3）略5．求()f x与()g x的最大公因式：1）43232()341,()1;f x x x x xg x x x x=+---=+--2）4332()41,()31;f x x xg x x x=-+=-+3）42432()101,()6 1.f x x xg x x x=-+=-+++1）解用辗转相除法()g x()f x2()q x12-141 1 -1 -1 1 1 -3 -4 -11 1 3212 1 1 -1 -112-32- -1 1()r x-2 -3 -13()q x834312- 34- 14- -2 -22()r x34-34--1 -1-1 -13()r x所以((),()) 1.f x g x x =+2）((),()) 1.f x g x = 3）2((),()) 1.f x g x x =--6．求(),()u x v x 使()()()()((),()):u x f x v x g x f x g x += 1）432432()242,()22f x x x x x g x x x x x =+---=+---； 2）43232()421659,()254f x x x x x g x x x x =--++=--+； 3）4322()441,()1f x x x x x g x x x =--++=--． 1）解 用辗转相除法()g x ()f x2()q x1 1 1 1 -1 -2 -2 1 2 -1 -4 -21 1 0 -2 0 1 1 -1 -2 -2 1 1 -2 -21()r x1 0 -2 03()q x1 01 0 -2 0 1 0 -22()r x1 0 -23()r x由以上计算得11()()()(),f x q x g x r x =+ 212()()()(),g x q x r x r x =+ 132()()(),r x q x r x =因此22((),())()2f x g x r x x ==-，且2((),())()f x g x r x =21()()()g x q x r x =-21()()[()()()]g x q x f x q x g x =-- 212()()[1()()]()q x f x q x q x g x =-++所以212()()1,()1()()2u x q x x v x q x q x x =-=--=+=+．2）((),())1f x g x x =-，21122(),()13333u x x v x x x =-+=--． 3）((),())1f x g x =，32()1,()32u x x v x x x x =--=+--．7．设323()(1)22,()f x x t x x u g x x tx u =++++=++的最大公因式是一个二次多项式，求,t u 的值．解 略．8．证明：如果()(),()()d x f x d x g x 且()d x 为()f x 与()g x 的一个组合，那么()d x 是()f x 与()g x 的一个最大公因式．证明 由于()(),()()d x f x d x g x ，所以()d x 为()f x 与()g x 的一个公因式．任取()f x 与()g x 的一个公因式()h x ，由已知()d x 为()f x 与()g x 的一个组合，所以()()h x d x ．因此，()d x 是()f x 与()g x 的一个最大公因式．9．证明：(()(),()())((),())()f x h x g x h x f x g x h x =，（()h x 的首项系数为 1）． 证明 因为存在多项式()u x 和()v x 使 ((),())()()()()f x g x u x f x v x g x =+，所以((),())()()()()()()()f x g x h x u x f x h x v x g x h x =+，这表明((),())()f x g x h x 是()()f x h x 与()()g x h x 的一个组合，又因为 ((),())(),((),())()f x g x f x f x g x g x ， 从而((),())()()(),((),())()()()f x g x h x f x h x f x g x h x g x h x ，故由第8题结论，((),())()f x g x h x 是()()f x h x 与()()g x h x 的一个最大公因式．注意到((),())()f x g x h x 的首项系数为1，于是(()(),()())((),())()f x h x g x h x f x g x h x =．10．如果(),()f x g x 不全为零，证明：()()(,)1((),())((),())f xg x f x g x f x g x =．证明 存在多项式()u x 和()v x 使((),())()()()()f x g x u x f x v x g x =+，因为(),()f x g x 不全为零，所以((),())0f x g x ≠，故由消去律得()()1()()((),())((),())f xg x u x v x f x g x f x g x =+，所以()()(,)1((),())((),())f xg x f x g x f x g x =．11．证明：如果(),()f x g x 不全为零，且()()()()((),())u x f x v x g x f x g x +=，那么((),())1u x v x =．证明 因为(),()f x g x 不全为零，故 ((),())0f x g x ≠，从而由消去律得()()1()()((),())((),())f xg x u x v x f x g x f x g x =+，所以((),())1u x v x =．12．证明：如果((),())1f x g x = ，((),())1f x h x =，那么((),()())1f x g x h x =． 证法一 用反证法．假设()((),()())1d x f x g x h x =≠，则(())0d x ∂>，从而()d x 有不可约因式()p x ，于是()(),()()()p x f x p x g x h x ，但因为((),())1f x g x =，所以()p x 不整除()g x ，所以()()p x h x ，这与((),())1f x h x =矛盾．因此((),()())1f x g x h x =．证法二 由题设知，存在多项式1122(),(),(),()u x v x u x v x ，使得11()()()()1u x f x v x g x +=，22()()()()1u x f x v x h x +=，两式相乘得12121212[()()()()()()()()()]()[()()]()()1u x u x f x v x u x g x u x v x h x f x v x v x g x h x +++=，所以((),()())1f x g x h x =．13．设11(),,(),(),,()m n f x f x g x g x 都是多项式，而且((),())1(1,2,,;1,2,,).i j f x g x i m j n ===求证：1212(()()(),()()()) 1.m n f x f x f x g x g x g x =证法一 反复应用第12题的结果 证法二 反证法14．证明：如果((),())1f x g x =，那么(()(),()())1f x g x f x g x +=． 证明 由于((),())1f x g x =，所以存在多项式()u x 和()v x 使 ()()()()1u x f x v x g x +=，由此可得()()()()()()()()1,u x f x v x f x v x f x v x g x -++= ()()()()()()()()1,u x f x u x g x u x g x v x g x +-+=即[][]()()()()()()1,u x v x f x v x f x g x -++=[][]()()()()()()1,v x u x g x u x f x g x -++= 于是((),()())1f x f x g x +=，((),()())1g x f x g x +=，应用第12题的结论可得(()(),()())1f x g x f x g x +=．注 也可以用反证法．15．求下列多项式的公共根：32432()221;()22 1.f x x x x g x x x x x =+++=++++提示 用辗转相除法求出2((),()) 1.f x g x x x =++于是得两多项式的公共根为1.2-± 16．判别下列多项式有无重因式： 1）5432()57248f x x x x x x =-+-+-； 2）42()443f x x x x =+--1）解 由于432'()5202144f x x x x x =-+-+，用辗转相除法可求得2((),'())(2)f x f x x =-，故()f x 有重因式，且2x -是它的一个 3 重因式．2）解 由于3'()484f x x x =+-，用辗转相除法可求得((),'())1f x f x =，故()f x 无重因式．17．求t 值使32()31f x x x tx =-+-有重根． 解2'()36f x x x t =-+．先用'()f x 除()f x 得余式 1263()33t t r x x --=+．当3t =时，1()0r x =．此时'()()f x f x ，所以21((),'())'()(1)3f x f x f x x ==-，所以1是()f x 的3重根．当3t ≠时，1()0r x ≠．再用1()r x 除'()f x 得余式215()4r x t =+．故当154t =-时，2()0r x =．此时，121((),'())()92f x f x r x x =-=+，所以12-是()f x 的2重根．当3t ≠且154t ≠-时，2()0r x ≠，则((),'())1f x f x =，此时()f x 无重根．综上，当3t =时，()f x 有3重根1；当154t =-时，()f x 有2重根12-．18．求多项式3x px q ++有重根的条件． 解 略．19．如果242(1)1x Ax Bx -++ ，求,A B ．解法一 设42()1f x Ax Bx =++，则3'()42f x Ax Bx =+．因为242(1)1x Ax Bx -++，所以1是()f x 的重根，从而1也是'()f x 的根．于是(1)0f =且'(1)0f =，即10;420.A B A B ++=⎧⎨+=⎩解得1,2A B ==-．解法二 用2(1)x -除421Ax Bx ++得余式为(42)(31)A B x A B ++--+，因为242(1)1x Ax Bx -++，所以(42)(31)0A B x A B ++--+=，故420;310.A B A B +=⎧⎨--+=⎩ 解得1,2A B ==-．20．证明：212!!nx x x n ++++没有重根．证法一 设2()12!!n x x f x x n =++++ ，则21'()12!(1)!n x x f x x n -=++++-． 因为()'()!nx f x f x n -=，所以((),'())((),)1!nx f x f x f x n ==．于是212!!nx x x n ++++没有重根． 证法二 设2()12!!n x x f x x n =++++ ，则21'()12!(1)!n x x f x x n -=++++-． 假设()f x 有重根α，则()0f α=且'()0f α=，从而0!nn α=，得0α=，但0α=不是()f x 的根，矛盾．所以212!!nx x x n ++++没有重根． 21．略． 22．证明：x 是()f x 的k 重根的充分必要条件是(1)000()'()()0k f x f x f x -====，而()0()0k f x ≠．证明 （必要性）设0x 是()f x 的k 重根，从而0x 是'()f x 的1k -重根，是''()f x 的2k -重根，…，是(1)()k f x -的单根，不是()()k f x 的根，于是(1)000()'()()0k f x f x f x -====，而()0()0k f x ≠．（充分性）设(1)000()'()()0k f x f x f x -====，而()0()0k f x ≠，则0x 是(1)()k f x -的单根，是(2)()k f x -的2重根，…，是()f x 的k 重根．23．举例说明断语“如果α是'()f x 的m 重根，那么α是()f x 的m +1重根”是不对的．解 取1()()1m f x x α+=-+，则()'()1()m f x m x α=+-．α是'()f x 的m 重根，但α不是()f x 的m +1重根．注：也可以取具体的，如0,1m α==．24．证明：如果(1)()n x f x -，那么(1)()n n x f x -． 证明 略．25．证明：如果23312(1)()()x x f x xf x +++，那么12(1)(),(1)()x f x x f x --．证明2121()()x x x x ωω++=--，其中12ωω==．由于23312(1)()()x x f x xf x +++，故存在多项式()h x 使得33212()()(1)()f x xf x x x h x +=++，因此112122(1)(1)0;(1)(1)0.f f f f ωω+=⎧⎨+=⎩ 解得12(1)(1)0f f ==，从而12(1)(),(1)()x f x x f x --．26．求多项式1n x -在复数范围内和实数范围内的因式分解． 解 多项式1n x -的n 个复根为 22cossin ,0,1,2,,1kk k i k n n nππω=+=-，所以1n x -在复数范围内的分解式为1211(1)()()()n n x x x x x ωωω--=----．在实数范围内，当n 为奇数时：222112211221(1)[()1][()1][()1]n n n n n x x x x x x x x ωωωωωω---+-=--++-++-++，当n 为偶数时：222112222221(1)(1)[()1][()1][()1]n n n n n x x x x x x x x x ωωωωωω---+-=-+-++-++-++．27．求下列多项式的有理根： 1）3261514x x x -+-； 2）424751x x x ---；3）5432614113x x x x x +----．1）解 多项式可能的有理根是1,2,7,14±±±±． (1)40f =-≠，(1)360f -=-≠．由于44444,,,,1(2)171(7)1141(14)-------------都不是整数，所以多项式可能的有理根只有2．用综合除法判别：2 1 -6 15 -14 + 2 -8 14 2 1 -4 7 0 + 2 -4 1 -2 3≠0 所以2是多项式的有理根（单根）．注：一般要求指出有理根的重数．计算量较小的话，也可以直接计算，如本题可直接算得(2)0f =，说明2是()f x 的有理根，再由'(2)0f ≠知．2是单根．用综合除法一般比较简单．2）答12-（2重根）．3）答 1-（4重根），3（单根）． 28．下列多项式在有理数域上是否可约？ 1）21x -；2）4328122x x x -++； 3）631x x ++；4）1p x px ++，p 为奇素数； 5）441x kx ++，k 为整数． 1）解21x -可能的有理根是1±，直接检验知，都不是它的根，故21x -不可约．2）解 用艾森斯坦判别法，取2p =． 3）解 令1x y =+，则原多项式变为6365432(1)(1)1615211893y y y y y y y y ++++=++++++，取3p =，则由艾森斯坦判别法知多项式65432615211893y y y y y y ++++++不可约，从而多项式631x x ++也不可约．4）提示：令1x y =-，取素数p ． 5）提示：令1x y =+，取2p =．。
《高等代数》 第一章矩阵 习题答案
第一章 矩阵习题一１．设有A 、B 、C 三类商品，它们去年和今年的价格如下表所示：单位：元试用矩阵表示上述表格． 解 所求的的矩阵为1002009050120150⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭２．写出下列线性方程组的系数矩阵与增广矩阵． （1） ⎩⎨⎧=-=-02132y x y x ；（2） ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=++=-52323203y x z y x z x．解 （1）系数矩阵为2312-⎛⎫ ⎪⎝⎭增广矩阵为231120-⎛⎫ ⎪⎝⎭（2）系数矩阵为103231320-⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭增广矩阵为103023123205-⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭3．写出矩阵()32)()1(⨯-+-=j i A j i 的完全形式． 解 234345A -⎛⎫=⎪--⎝⎭4.写出既是上三角形矩阵，又是下三角形矩阵的3阶矩阵的一般形式．解 所求的矩阵为000000a b c ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭其中a,b,c 为任意数.习题二1．设矩阵,312010403,112112,012110321⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=C B A（1）计算C A 23-与3A；（2）验证()CB AB B C A +=+与 ()TAB TT=A B ．解（1） 1233043230112010210213A C ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪-=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭369608033020630426⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭=369033256-⎛⎫⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭323123123123011011011210210210A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪=-=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭771123201011256210⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪=--- ⎪⎪ ⎪⎪-⎝⎭⎝⎭9221445612141⎛⎫⎪=--- ⎪ ⎪⎝⎭（2） 12330421()(011010)1221021311A C B ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪+=-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭427210211240311⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪=- ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭171513117⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭123213042101112010122101121311AB CB ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎪+=-+ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭7810701125463⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭171513117⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭故 ()CB AB B C A +=+1232178705()01112018142101154TTT AB ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎪ ⎪=-== ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭211231022117051201121112181411210310T TT T B A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪=-== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭故 ()TAB TT=A B２．求下列矩阵方程中的矩阵X ：⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---+-⎪⎪⎭⎫⎝⎛--00000011311232021132X ． 解 移项得31121132202311X ---⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭方程两边同乘以13得3112111(2)2023113X ---⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭411622211433113()4043111131133133⎛⎫- ⎪----⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪=+== ⎪ ⎪ ⎪--- ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭-⎪⎝⎭３．已知两个线性变换⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++=++-=+=31332123115423222yy y x y y y x y y x ,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+=+-=323312211323z z y z z y zz y , 求从321,,z z z 到321,,x x x 的线性变换．解 用矩阵乘法分别表示这两个已知的线性变换为112233201232415x y x y x y ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎪=- ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，112233*********y z y z y z -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎪= ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭从而111222333201310201310232201232201415013415013x z z x z z x z z ⎛⎫⎛⎫--⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭123613124910116z z z -⎛⎫⎛⎫⎪⎪=- ⎪⎪ ⎪⎪--⎝⎭⎝⎭即 1123212331236312491016x z z z x z z z x z z z =-++=-+=--+4．计算下列矩阵乘积：(1) ;110217321134⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛- (2) ()⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛123321; (3) ()11312-⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛ ; (4)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0431103143110412； (5) ()⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛321333231232221131211321x x x a a a a a a a a a x x x ．解 （1）71431353201236211⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪= ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭ ⎪-⎝⎭ （2） ()31232101⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭（3） ()22111111333-⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭（4） 132140016711341320540⎛⎫ ⎪--⎛⎫⎛⎫⎪= ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭⎪⎝⎭（5）()()111213111121311232122232123212223231323333132333a a a x a a a x x x x a a a x x x x a a a x a a a x a a a x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()1111212313121222323131********x a x a x a x a x a x a x a x a x a x x x ⎛⎫ ⎪=++++++ ⎪ ⎪⎝⎭222111222333122112133113233223()()()a x a x a x a a x x a a x x a a x x =++++++++5．设⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=101λA , 证明⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=101λk A k ，其中k 为正整数． 证明 对k 用数学归纳法显然1k =时，结论成立．设当k n =时结论成立，即有101n n A λ⎛⎫= ⎪⎝⎭我们考虑1k n =+时的情形．由归纳假设，我们有1111(1)010101n nn n AA A λλλ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭即1k n =+时的结论也是成立的．由归纳原理，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=101λk A k对所有的正整数成立． 6．设⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=θθθθcos sin sin cos A , 证明⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=θθθθk k k k A k cos sin sin cos ,其中k 为正整数 ．证明 对k 用数学归纳法．显然1k =时，结论成立． 设当k n =时结论成立，即有cos sin sin cos n n n A n n θθθθ-⎛⎫=⎪⎝⎭我们考虑1k n =+时的情形．由归纳假设，我们有1cos sin cos sin sin cos sin cos n n n n A A A n n θθθθθθθθ+--⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭cos cos sin sin cos sin sin cos cos(1)sin(1)sin cos cos sin sin sin cos cos sin(1)cos(1)n n n n n n n n n n n n θθθθθθθθθθθθθθθθθθθθ---+-+⎛⎫⎛⎫==⎪⎪+-+++⎝⎭⎝⎭即1k n =+时的结论也是成立的．由归纳原理，⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=θθθθk k k k A k cos sin sin cos对所有的正整数成立．7．如果BA AB =矩阵B 就称为与A 可交换．设（1）⎪⎪⎭⎫⎝⎛=1011A ； （2）⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=213210001A ；（3）⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=000100010A ． 求所有与A 可交换的矩阵．解 （１）设与A 可交换的矩阵为a b B c d ⎛⎫=⎪⎝⎭则 1101a b a b b d AB c d cd ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 1101a b a a b BA c d c c d +⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭由BA AB =，故a b b d a a b c d c c d +++⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭根据矩阵相等的定义，得a c ab d a bc cd c d+=⎧⎪+=+⎪⎨=⎪⎪=+⎩ 解之得0,c a b ==所以，与A 可交换的矩阵0a b B a ⎛⎫= ⎪⎝⎭其中,a b 为任意数．（２）设与A 可交换的矩阵为xy z B uv w g s t ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭则 100012222312323232x y z x y z AB uv w u g v s w t g st x u g y v s z w t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪==+++ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪++++++⎝⎭⎝⎭⎝⎭100322012322312322xy z x z y z y z BA uv w u w v w v w g st g t s t s t +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪==+++ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭由BA AB =，故322222322323232322x y z x z y z y z u g v s w t u w v w v w x u g y v s z w t g t s t s t +++⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪+++=+++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪+++++++++⎝⎭⎝⎭根据矩阵相等的定义，得322x x z y y z z y z =+⎧⎪=+⎨⎪=+⎩，232222u g u w v s v w w t v w +=+⎧⎪+=+⎨⎪+=+⎩，323323222x u g g ty v s s t z w t s t ++=+⎧⎪++=+⎨⎪++=+⎩解之得3110,,,,33222y z g w s w t v w u x v =====+=-+ 所以，与Ａ可交换的矩阵为0033311222x B x vv w w w v w ⎛⎫⎪⎪=-+ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭其中,,x v w 为任意的数．（３）设与A 可交换的矩阵为xy z B uv w g s t ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭则 010*******0001000100000xy z uv w AB uv w gs t g s t x y z x y BA u v w u v g s t g s ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪== ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪== ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭由BA AB =，故000000u v w xy g s t u v g s ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭根据矩阵相等的定义，得0,,u g s v t x w y ======所以，与Ａ可交换的矩阵为000x yz B xy x ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭其中,,x y z 为任意的数．8．如果CA AC BA AB ==,，证明：A C B C B A )()(+=+；A BC BC A )()(=． 证明 因CA AC BA AB ==,，故()()A B C AB AC BA CA B C A +=+=+=+ ()()()()()()A BC AB C BA C B AC B CA BC A =====9．如果)(21E B A +=，证明：A A =2当且仅当E B =2． 证明 因为)(21E B A +=，故22211[()](2)24A B E B B E =+=++如果2A A =．即有211(2)()42B B E B E ++=+ 从而E B =2反之，如果E B =2，容易推出A A =2．10．证明：如果A 是实对称矩阵且0=2A ，那么0=A ．证明 设111212122212n n n n nn a a a aa a A a a a ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭那么由T A A =，得21111121112112212221222222112122100000n ii n n nn n iT i n n nn nnnn n ni i a a a a a a a aa a a a a aA AA a a a a a a a ===⎛⎫ ⎪ ⎪⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪==== ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪ ⎪⎝⎭∑∑∑根据矩阵相等的定义得222121110,0,,0n nni i ni i i i a a a ======∑∑∑但是A 为实对称矩阵，即所有的元素均为实数，所以120(1,2,,)i i in a a a i n ===== 从而0=A11．设A 、B 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 因为A 对称矩阵，故T A A =从而()()T T T T T T T B AB B A B B AB ==所以，AB B T也是对称矩阵．12．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BA AB =． 证明 因A 、B 都是n 阶对称矩阵，故T A A =，T B B =如果AB 是对称矩阵，那么()T T T AB AB B A BA ===反之，如果BA AB =，那么()()T T T T AB BA A B AB ===从而AB 是对称矩阵．13．设矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=567152431A , 试将A 表示为一个对称矩阵与一个反对称矩阵之和．解 511122157()5222117522T A A ⎛⎫ ⎪⎪ ⎪+=- ⎪⎪ ⎪-⎪⎝⎭为对称矩阵． 13022115()022235022TA A ⎛⎫- ⎪⎪ ⎪-=-⎪ ⎪ ⎪- ⎪⎝⎭为反对称矩阵．并且满足 51113102222571550222211735502222A ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪=-+- ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭14．用待定系数法判定下列矩阵是否可逆，并且在矩阵可逆时求它的逆矩阵： （1）⎪⎪⎭⎫⎝⎛3243 ; （2） ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛10452 ． 解 （１）设有矩阵a b c d ⎛⎫ ⎪⎝⎭使得34102301a b c d ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭那么由矩阵的乘法与矩阵相等的定义可以得到下列线性方程组341340230231a cb d ac bd +=⎧⎪+=⎪⎨+=⎪⎪+=⎩ 这个线性方程组有唯一解3,4,2,3a b c d ==-=-=从而3423a b c d -⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭容易验证3434341023232301a b c d -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛3243是可逆矩阵，且134342323--⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭（２）设有矩阵a b c d ⎛⎫⎪⎝⎭使得251041001a b c d ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭那么由矩阵的乘法与矩阵相等的定义可以得到下列线性方程组25125041004101a cb d ac bd +=⎧⎪+=⎪⎨+=⎪⎪+=⎩ 这个线性方程组无解，所以矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛10452是不可逆矩阵． 15．证明：如果0=kA (k 为正整数)，那么121()k I A I A A A ---=++++．证明 因0=kA ，故212121()()k k k k k I A I A A A I A A A A A A A I A I ----++++=++++-----=-=同理可得21()()k I A A A I A I -++++-=根据矩阵可逆的定义，矩阵I A -是可逆矩阵，且121()k I A I A A A ---=++++16. A,B 两个工厂生产M ，N ，P ，其年产量（单位：件）分别为200，300，400；150，200，250. 这三种产品的出厂单价（单位：万元）分别为：3，2，1. 求A,B 两个工厂的年度总产值.解: 分别A 、B 两个工厂生产M 、N 、P 三种产品的年产量为列构成矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛250200150400300200 ， 以这三种产品的出厂单价为行的矩阵为 ()123．那么以A,B 两个工厂的年度总产值为行的矩阵为()()11001600250200150400300200123=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛所以A,B 两个工厂的年度总产值分别为1600万元与1100万元．17．设矩阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2011A ，求nA ，（n 为正整数）． 解：⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21022022120112011A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==321021023202221202212011AA A 一般地应有 ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∑-=n 1n 0k k n 2021A 我们对n 用数学归纳法来证明该式． 显然n=1时结论成立． 假设n=l 时结论成立，即有⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∑-=n 1l 0k k l 2021A 现在我们考虑n=l+1时的情形．由归纳假设，我们有⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==∑=+l l0k k l 1l 20212011AA A ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+-+=∑1l 1)1l (0k k 2021 ， ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∑-=n 1n 0k k n 2021A 对所有正整数都成立．18．设矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100110011A ，求n A ．解： ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100C 10C 21100210121100110011100110011A 12222⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==100C 10C 31100310331100210121100110011AA A 132323一般地应有 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100n 1021)-n(n n 1100C 10C n 1A 1n 2nn 我们对n 用数学归纳法来证明该式．显然n=２时结论成立． 假设n=k 时结论成立，即有⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100C 10C k 1A 1k 2k k ．现在我们考虑n=k+1时的情形．由归纳假设，我们有⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==+100C 10C k 1100110011AA A 1k 2k k 1k⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+++100C 10C 1k 1100C 10C C 1k 111k 21k 11k 1k 2k 即n=l+1时结论也成立，由归纳原理,⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100n 1021)-n(n n 1100C 10C n 1A 1n 2n n对所有大于１正整数都成立．19．设()m m m a a a f +++=- 110λλλ，A 是一个n n ⨯矩阵，定义 ()I a A a A a A f m m m +++=- 110．(1) ()12--=λλλf ，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=011213112A ，(２) ()352+-=λλλf ，⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=3312A ． 试求()A f ．解：(1) ()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--=10001000101121311201121311222I A A A f⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=2123083151000100010112131121015211428 (２) ()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=100133312533122A f⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=30031515510121557⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0000． 习题三1． 计算下列矩阵的乘积：(1) ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛010110005110230002； (２)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛30003200121013013000120010100121． 解：(1) ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛OO =⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛100310001001011000511023000221A A其中()()10521=⨯=A ，⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1031011111232A ． (２) 把乘积中的两个矩阵分别分块成⎪⎪⎭⎫⎝⎛O =⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=2213000120010100121A I A A ， ⎪⎪⎭⎫⎝⎛O =⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=212300032001210131B B I B ． 那么 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛O +=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛O ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛O=223111212221B A B B A A B B I A I A AB ．而 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+30321217303212131021211B B A⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=4225， ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=90342032301222B A ．从而 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=9000340042102521AB ．2． 求下列矩阵的逆矩阵：(1)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛1200250000430011； (２)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛n a a a21，其中021≠n a a a ． 解：(1) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛O O =⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=211200250000430011A A A ．1A 为可逆矩阵，且⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-131411A ； 2A 为可逆矩阵，且⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-522112A ． 从而A 为可逆矩阵，且⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----52002100001300141A ． 3． 设A 为n 阶矩阵，且满足：O =++I A A 2．求1-A ．解：移项并整理得()I I A A =--及()I A I A =--，所以，A 为可逆矩阵，且 I A A--=-1．4． 设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=61318175********A ，求1-A ． 解：⎪⎪⎭⎫⎝⎛O =⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----=B C A A 16131817500230012， ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=23121A 是可逆矩阵，且⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-231211A ； ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=6181B 是可逆矩阵，且⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=212143B ． 由例15 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-O =-----1111111B CA B A A ． 经计算，得⎪⎪⎭⎫⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=---23123175212143111CA B ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=2275231222911， 从而 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------=-2121224375002300121A ．5． 已知A 为m 阶可逆矩阵，C 为n 阶可逆矩阵．试证⎪⎪⎭⎫⎝⎛O O =C A X 是可逆矩阵，并求1-X．解：设有分块矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛=22211211X XX X D ，其中D 的分法使以下的分块乘法有意义， 并使得 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛OO =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛O O =n mI I CX CX AX AX X X X X C A XD 121122112221112． 比较等式两边，得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=O =O ==nm I CX CX AX I AX 12112221由第一，二式得 O ==-22121,X A X ， 由第三，四式得 1111,-=O =C X X ． 容易验证也有 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛OO =n mI I DX ． 所以 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛O O =---111A C X．6． 设⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-0000000000000000121n n aa a a X ，其中()n i a i ,,2,10 =≠，求1-X ．解：⎪⎪⎭⎫⎝⎛O O =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-C A aa a a X n n 0000000000000000121， 由上题的结果，得 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛O O =---111A C X但 ()11--=n a C ，⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-----1112111000000n a a a A． 所以， ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=--------00000000000000000000001112121111n n n a a a a a X．。
高等代数-第1章习题及解答
习题1.11. 判断以下数集是否作成数环。
1)S={}Z ∈; 2) S={}0a a Q ≠∈; 3)S={},a b Z +∈;4）S={},a a b Q +∈.解： 1）错误。
不能包含除0以外的整数。
2）错误。
对差不封闭。
3）正确。
4）正确。
{}{},5,13a bi ab Q a bi a b Q Q +∈+∈2. 填空：1) 包含5i 的最小数域是或 2) 包含的最小数域是⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈Q a a 31或{}{}{}0.,0,,,,0,1,2,3,,-l S a S a S ka S a S k l a bi a b Q F c di c di ≠≠∈≠∈∈=+∈⋅∈≠≠ 3.证明：如果一个数环S ，那么含有无限多个数。
证明：S 0可设是数环于是 其中 故含有无限多个数。
4.证明：S=是一个数环，是不是数域？证明： S 为数环，则S 对于数的加、减、乘封闭，且1=1+0i S 设+0，那么0222222220000,()()()()(),d c c di d c di c Q a bi a bi c di ac bd bc ad ic di c di c di cd ac bd bc adi c d c dac bd bc adQ c d ==+≠≠=∈++-++-==++-++-=++++-∈+否则 在的情形下，,与矛盾 在的情形下,与矛盾因此 又由于 22,Q c d a biS S c di∈++∴∈+ 故是数域。
121212,F F F F F F 5.设均为数域，证明也是数域，一定是数域吗？举例说明。
{}121222112,,,F F F F R F a bi a b Q F F F F ==+∈⊄⊄ 112证明：是数域，不一定是数域 反例：设F 因 F F 所以 不是数域()21,5(5,2)(2,3)(1)112;12(-1)(-2)12123455234125341n n k k k k +=+++++++−−−→−−−→− 习题1.21.计算下列排列的反序数： 1）75231468； 2）n(n-1)21;3)(2k)1(2k-1)2(k+1)k.解： ） ； 2） 3)2.利用对换把排列12345变成35241。
高等代数北大编第1章习题参考答案
第一章多项式一、习题及参考解答1 .用g(x)除了(x),求商g(x)与余式r(x)：1 ) f (x) = x3 - 3x2 - x -1, g(x) = 3x2 - 2x +1;2 ) f(x) = x4 -2x + 5,g(x) = x2 - x + 2。
解1)由带余除法,可得q(x) =L-Z,“x) =-竺x-2 ；2)同理可得g(x) = / +x-l,r(x) = -5x + 7。
2. 〃?,PM适合什么条件时，有1 ) X2 +/?1¥-1 I X3 + px + c/ 92) x2 + nix + 11 x4 + px2 +q。
解1 )由假设,所得余式为0,即(〃 + l + 〃?2)x + (q-〃?) = O,所以当 1 + 。
时有 /+〃a-11 X* + px +g 0q _ in = 0 .2)类似可得= 于是当〃? = 0时，代入(2)可得〃=夕+ 1;q + 1 —〃一" = 0而当2- 〃 -J = 0时，代入(2)可得4 = 1 04 = ] _, 时，皆有 / + + 1 I X，+ px2 + 9。
综上所诉，当p + nr = 23 .求g(x)除f(x)的商q(x)与余式:1 ) /(x) = 2«?-5x3-8x,g(x) = x + 3 ;2) f(x) = x3-x2 - xg(x) = x-l + 2i o解[)q(x) = 2x4 - 6x3 +13x2 - 39A+ 109 ,r(x) = -327 '2)= x2 -2LV-(5+2/)r(x) = -9 + 8/ °4 .把/1(X)表示成x-%的方幕和，即表成c()+ G(X —“0)+。
2(X — X。
)~ + …+ C n(X — X。
)” + …的形式：1)/(x) = x',x()= 1 ；2) /(X)= X4-2X2+3,X0 =-2 ;3) f (x) = x4 + 2汉3 -(1 + i)x2 -3x + 7 + i,x0 =-i o解 1 ) 由综合除法，可得f(x) = l + 5(x-l) + 10(x-l)2 + 10(x-1)3+5(X-1)4 + (x-1)5 ;2 ) 由综合除法，可得X4-2X2+3=11-24(X + 2) + 22* + 2)2 -8(.r + 2)3 + (x + 2)，;3）由综合除法，可得『+2立3_（1 +82_3工+ （7 +，）= (7 + 5i)-5(x + i) + (-l-i)(x + i)2 -2i(x + i)3 + (x + i),。
《高等代数》第一章习题及答案
习题1.1解答1.下列数集哪些是数域？哪些是数环？哪些既非数域也非数环？1）所有正实数所成的集合．2）所有偶数（或奇数）构成的集合． 3）某个整数a 的所有整数倍所成的集合．4）F={Q b a b a ∈+,23}．解 1）所有正实数所成的集合对减法不封闭，所以不是数环，当然也非数域．2）所有偶数构成的集合对加、减、乘均封闭，所以是数环；但对除法不封闭，所以不是数域．3）某个整数a 的所有整数倍所成的集合对加、减、乘均封闭，所以是数环；但对除法不封闭，所以不是数域．4）在F={Q b a b a ∈+,23} 中取32，显然32×32∉F ，即对乘法不封闭，所以F 不是数环，当然也非数域．2.证明：两个数域的交是一个数域．解 设A ，B 是两个数域，则0,1∈A ，0,1∈B ，从而0,1∈A ∩B ；对任意x,y ∈A ∩B ，有x,y ∈A 和x,y ∈B ，从而x+y ∈A ，x-y ∈A ，x ×y ∈A ，x ÷y ∈A （对y ≠0），同样也有x+y ∈B ，x-y ∈B ，x ×y ∈B ，x ÷y ∈B （对y ≠0），所以x+y ∈A ∩B ，x-y ∈A ∩B ，x ×y ∈A ∩B ，x ÷y ∈A ∩B （对y ≠0），故A ∩B 是数域．3*.证明：F={a+bi|a,b ∈Q}（i 是虚单位）是一个数域．解 显然0=0+0i ∈F ，1=1+0i ∈F ；对任意a+bi,c+di ∈F ，有(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i ∈F ，(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i ∈F ，(a+bi)×(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i ∈F ，若c+di ≠0，则(a+bi)÷(c+di)=F i d c ad cb d c bd ac d c di c bi a ∈+-+++=+-+222222)())((．所以F 是数域．4*.证明：G={a+bi|a,b ∈Z}是数环而不是数域．解 对任意a+bi,c+di ∈G ，有(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i ∈G ，(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i∈G ，(a+bi)×(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i ∈G ，所以G 是数环．数1=1+0i ∈G ，2=2+0i ∈G ，2≠0，但1÷2∉G ，所以G 不是数域．习题1.2解答1.用行的初等变换，将下列矩阵化为行最简形．①⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-213312011 ②⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-2605573314122321③⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---443112110013 ④⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----133331241246104210521 解 ①⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-213312011→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-240330011→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--200110011→⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛100010001 ②⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-2605573314122321→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---------129100123032302321→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---------129100123032302321→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----23/700200032302321→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----200023/70032302321→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛1000010000100001 ③⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---443112110013→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---443100131211→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----564036401211 →⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---200036401211→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--100006400211→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-100002/31002/101 ④⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----133331241246104210521→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----231890126306600010521→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----660002318901263010521 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----11000130001263010521→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---40000110001263010521→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--10000010000063000521 →⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛100000100000310001012*.用行的与列的初等变换，将上题中的③化成形为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000sE 的矩阵． 解 接上题中的③的行最简形⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-100004/61002/101→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛100000100001→⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛010*********习题1.3解答1.写出以下列行最简形矩阵为增广矩阵的线性方程组的全部解．①⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-000032100301 ②⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛110000010010011 解 ①对应的线性方程组可写为⎩⎨⎧+=-=32312330x x x x令x 3=c ，得x 1=-3c ，x 2=3+2c ，全部解可表示为⎪⎩⎪⎨⎧=+=-=c x c x c x 321233 其中c 为任意数．② 对应的线性方程组可写为⎪⎩⎪⎨⎧==-=1014321x x x x令x 2=c ，得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===-=1014321x x c x c x 其中c 为任意数．2.解下列线性方程组：①⎪⎩⎪⎨⎧=+=+-=-+8311102322421321321x x x x x x x x ②⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+-=-+-=+-=++69413283542432321321321321x x x x x x x x x x x x③⎪⎩⎪⎨⎧=--+=+-+=+-+12222412432143214321x x x x x x x x x x x x ④⎪⎩⎪⎨⎧-=+-+=-+-=+-+2534432312432143214321x x x x x x x x x x x x 解 ① 对应的增广矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--80311102132124~⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---2/54/112/502/174/112/502124~⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---101110034111002124~⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---2400034111002124 由于系数矩阵的秩不等于增广矩阵的秩，所以原方程组无解．② 对应的增广矩阵为⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----69141328354214132~⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----69141328341325421~⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----147702814140147705421~⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---0000000021105421 对应的同解方程组可写为⎩⎨⎧+=--=-323212452x x x x x令x 3=c ，全部解可表示为⎪⎩⎪⎨⎧=+=--=cx c x cx 321221 其中c 为任意数．③对应的增广矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----111122122411112~⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---020000100011112 ~⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-00000010002/102/12/11 对应的同解线性方程组可写为⎩⎨⎧=+-=02/12/12/14321x x x x令x 2=c 1，x 3=c 2，得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===+-=021212142312211x c x cx c c x 其中c 1，c 2为任意数．④ 对应的增广矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----253414312311112~⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----111124312325341~⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------5957010181014025341~⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----000005957025341 对应的同解线性方程组可写为⎩⎨⎧+-=--+-=+432432195575324x x x x x x x令x 3=c 1，x 4=c 2，得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-+-=++=24132122117/97/57/57/7/7/6c x c x c c x c c x 其中c 为任意数．3.解下列齐次线性方程组：①⎪⎩⎪⎨⎧=+++=-++=-++02220202432143214321x x x x x x x x x x x x ②⎪⎩⎪⎨⎧=-++=--+=-++05105036302432143214321x x x x x x x x x x x x ③⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+-=+-+=-++=+-+07420634072305324321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x 解 ① 对应的系数矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--212211121211~⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----430013101211~⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---430030103/4001 令x 4=c ，得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-=-=cx c x c x c x 43213/433/4 中c 为任意数．② 对应的系数矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----5110531631121~⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---040004001121~⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--000004001121对应的同解方程为⎩⎨⎧=-+-=+04234231x x x x x令x 2=c 1，x 4=c 2，得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===+-=2431221102c x x c x c c x ③ 对应的系数矩阵为⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----7421631472135132~⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----5132631472137421~⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----199703419901410707421 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----51007/1127/43001410707421~⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----510011243001410707421~⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---100051001410707421 系数矩阵的秩为4，对应的齐次线性方程组只有零解⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====00004321x x x x4.讨论a,b 取什么值时下面的线性方程组无解，有唯一解，有无穷多解？①⎪⎩⎪⎨⎧=-++=++=-+b x a x x x x x x x x 3221321321)5(322 ②⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++4234321321321x bx x x bx x ax x x 解 ①系数矩阵的行列式为5111211112--a =400211112--a =(a-2)(a+2)当a ≠2且a ≠-2时，方程组有唯一解。
1983年版本张禾瑞高等代数第1章习题解答
1习 题 一1. 设f (x )＝xx x 010010-，求f (x )＝0的根.解 因)1()(2+=x x x f , 所以，在R 上)(x f 有一个根0=x ,在C 上)(x f 有三个根01=x ，i x =2，i x -=3.2.排列1 (k ＋1) 2 (k ＋2) … (k -1) (2k -1) k (2k )的反序数是多少？解 )1(21-k k . 3. 若π (i 1i 2 … i n )＝k ，则π (i n i n -1 …i 2 i 1)＝? 解 k n n i i i i n n --=-)1(21)(121 π. 4. 讨论排列n (n -1) … 21的奇偶性.解 因为 )1(21)21)1((-=-n n n n π,所以当 k n 4=时为偶排列; 当14+=k n 时为偶排列; 当 24+=k n 时为奇排列; 当34+=k n 时为奇排列. 5. 若n 阶行列式| a ij |＝-a ，则| -a ij |＝?解 a a n ij 1)1(+-=-.6. 用行列式定义计算2 (1) 0002000000199900030002000000001(2) 0000021n a a a --- (3) nnn n n n n na a a a a a 1,121,21000--解 ⑴ 2000-! ⑵ n n n a a a 21)1(21)1(+- ⑶ 11,21)1(21)1(n n n n n a a a ---7. 构造一个三阶行列式D ＝| a ij |，其中a ij 全不为零，但D ＝1.解 提示:利用行列式的性质,可将行列式100010001 化为每个元素都不等于零,比如 D=111121122.8. 设3f (x ) ＝1211123111211x x x x - 不计算行列式，求展开式中x 3的系数.解 1- .9. 若n (>2)阶行列式D 的元素都是1或－1,证明D 是一个偶数. 证明 该n (>2)阶行列式的每个项(连同符号)等于1或者－1, 且一共有偶数个项, 故等于1的项的个数与等于－1的项的个数之差是偶数.因此D 是一个偶数.10. 根据性质计算下面的行列式(1) n 001030100211111(2) a x a aa a a x aa a a ax a a a a a x ----(3) x y y x y xyx 0 00000 0000004 (4) n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a ++++1111321321321321解 ⑴ )11(!2∑=-n i i n .(提示:将第i 列的元素乘以i 1-后加到第1列的对应元素上(n i ,,3,2 =)) . ⑵[]1)2()2(---+n a x a n x .⑶n n n y x 1)1(+-+.⑷ )1(1∑=+n i ia . 11. 设n 阶行列式D ＝nnn n n n a a a a a a a a a212222111211中元素a ij 都是整数，证明D 也是整数.证明 因为D=∑-n n nj j j j j j a a a 212121)()1(π 且每个元素ij a 都是整数, 所以D 为整数.12. 已知143，247，325都是13的倍数，不用计算，证明523742341也是13的倍数.证明 将第1列乘100 加到第3列对应的元素上;第2列各元5素乘以10 加到第3列对应的元素上,再按第3列展开, 可知结论成立.13. 把行列式D ＝dc b a 011111101101------ 依第四行展开加以计算解 D=d c b a --+-23.14. 设阶行列式D ＝nnn n n n a a a a a a a a a212222111211中元素都是整数，且D ＝1，证明D 的每一列元素，每一行元素都是互素的.证明 用反证法. 假设第i 行的元素不互素, 则可设)1(≠k 是第i 行的公因数,于是 11==kD D . 其中1D 的元素全为整数. 所以 kD 11= .这与1D 是整数矛盾. 15. 用数学归纳法证明 D n ＝n n a a a a ++++-11111111111111111216 ＝a 1a 2 …a n ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∑=n i i a 111 证明 用数学归纳法可证. 略.16. 设n 阶行列式D ＝n n 00103010021321求第1行元素的代数余子式之和：A 11＋A 12＋ … ＋A 1n .解 第1行元素的代数余子式之和等于第10题的习题（1）的行列式, 即为)11(!211211∑=-=+++n i n i n A A A . 17. 根据行列式 D ＝111111111＝0 证明，n 个数码1, 2, …, n 构成的n ！个排列中，奇偶排列各占一半.证明 因为 ∑=-=n n j j j j j j D 21210)1()(π, 所以n 个数码1,2,…,n 构成的!n 个排列中,奇偶排列各占一半.18. 用Cramer 法则解方程组。
高等代数第一章检测题答案
高等代数第一章检测题答案一、判断题1．√ 2．√ 3．√ 4．× 5．√二、填空题 1.21-；2.者说 )]1(22)][1(22)][1(22)][1(22[i x i x i x i x --+--+++ 3. 3或415-4. 存在多项式1)()()()().(),(=+x g x v x f x u x v x u 使5.2，11，23，13. 三、选择题 1．C 2．B 3．B 4．D 5．A四、完成题1．由带余除法得：商1)(2-+=x x x q 余)7(+-=x x r2．用带余除法得：商23)(3-+=x x x q 余)2()2()(2+++=l x k x r 由整除的定义令：).(|)(,2,2.0202x f x g l k l k 时因此当及-=-==+=+3．①由0)2()1()(|22==---f f x f x x 得即⎩⎨⎧-=+=+1141b a b a 解得 ⎩⎨⎧=-=54b a ②由0)1()1()()1(='=-f f x f x 得即得⎩⎨⎧-+-+831b a b a 解得⎪⎩⎪⎨⎧=-=2527b a 4．解：设方程的三个根是,,21αi ±-则由根与系数的关系知，22121-=+--+-αi i由些得0=α5．用综合法判别知：2是多项式)(x f 的根，且为3重根。
五、证明题1．因为)(),(x g x f 不全为零，所以0)(),(≠x g x f又),(),()()()()(x g x f x g x v x f x u =+且)(|))(),((),(|))(),((x g x g x f x f x g x f所以1))(),(()()()(),()()(=+x g x f x g x u x g x f x f x u 由多项式互素的充要条件知1))(),((=x v x u2．证明：如果)())(),((x d x f x p =那么)(x d 要么为1，要么为)0)((≠c x cp 当1)(=x d 时，1))(),((=x f x p ，即)()(x f x p 与互素当)(|)(,)()(x f x p x cp x d 时=.3．证明：利用Eisenstein 判别法取,3=p 因为3为能整除首项系数1，能整除其余所有系数.932=不能整除3，所以3+n x 在Q 上是不可约的.．。
姚慕生,谢启鸿-高等代数学(第3版)答案(复旦绿皮书)
复旦大学高等代数教材第二章答案
部分习题答案引用自白皮书的例题或训练题．
2.1
(
)(
1. (1) 3 0 ; (2) 3
−3 1
0
() (
2. (1) 1 5 ; (2) −2
21
−2
2.2
√) (
3 2 ; (3) 1
−12
8
1 1
)
6 √
;
52
(4)
00
0 0
3
−
5 2
1 3 −3
)(
1.6
1.
(−1)N(n,n−1,n−2,··· ,1)
=
(−1)
n(n−1) 2
.
2. 请读者自行验证.
3. 由行列式的性质 8 及定理 1.6.1, |A| = |A′| =
∑
a1k1 a2k2 · · · ankn .
(k1,k2,··· ,kn)∈Sn
4. 例 1.10.
5. 例 1.9.
6. 例 1.11.
(In − A)(In + A + A2 + · · · + Am−1) = (In + A + A2 + · · · + Am−1)(In − A) = In.
7. 由于 B(A + B)−1A(A−1 + B−1) = In, 故 A−1 + B−1 奇异. 8. 由 A2 = In 可得 (A + In)(A − In) = O. 又 In + A 非异, 故 A − In = O, 即 A = In. 9. 由 A2 = A 可得 A2 − A − 2In = −2In, 即 (A + In)(A − 2In) = −2In, 故 A + In 非异. 10. 由 A2 − A − 3In = O 可得 (A + In)(A − 2In) = In, 故 A − 2In 非异.
高等代数习题(北大第四版)答案一到四章.docx
高等代数答案第一章多项式1 •用 g{x)除 /(.r),求商 </(.r)与余式 r(.r):1) /*(.r) = .r 3 - 3.r 2 - x-1,= 3.r 2 - 2.r +1: 2) f(x} = x 4 — 2.r+ 5,烈A ) = H -才+ 2 •解1)由带余除法，可得彳(才)=丄x--,/(.r) = - —.r--； 3 9 99 2 )同理可得久工)=X 2 + X- 1,心=-5.V+ 1 .2. m 、p 、q 适介什么条件时，冇1) x 1 + w.r-11 .t 3 + px+ q 、2) .r 2 + 7//.V+ 11 x 4 + + q o解I)由假设，所得余式为0,即(P+1 +〃小才+(0-刃) = 0,所以当+ 1 + - ° 时有才2 + my-11 x 3 + px*q° q- m- 02)类似可得(劝(2 — Q -刃?=0, j ：是当加=o 时，代入(2)可得〃=夕+ 1：而当 ［乡+ 1-p- ftl・=02-p-nr =0 时，代入(2〉可得0 = 1。
了 时,皆有 f + 〃/・丫+11 x 4 + pf + q o p + 〃厂=23. 求g(.x)除/(X )的商0⑴与余式：1) /*(.r) = Zr 5 - 5-r 3 - 8.i ,g(.r) = .r+ 3 ：2) f(x) = 一 , 一 不 g(.v)=才一 l + 2/ o0(・丫) = 2r 4 - +13” 一 39才 +109解1)；心)=-327°).(.丫) = '-2灯-(5+2/)。
/// = 0综上所诉,当 □攵.；p=q+\ -心)=-9 + 8/4. 把/(才)表示成才一兀的方幕和，即表成C Q +q(・Y-旺)+Q(才一・®)2 + ... + C…(X -X Q y+ …的形式：1) /(才)"，兀 T；2) /*(.r) = .r4 - 2.x2 + 3,x0 = -2；3) /(r) = x + 2/x一(l + /).r2一3x+ 7 + /,兀=-/«解1)由综合除法,可得/(x) = 1+ 5(x-1) + 10(r -1)2 +10(x-l)3^5(x -l)4+(r-l)5；2) 由综合除法，可得x4 -21^ + 3 = 11 - 24(.r+ 2) + 22(.r+ 2)2 -8(.r+ 2)3 + (.r+ 2)4:3) 由综介除法，可得.r4 + 2/：? - (1 + /).? -3x + (7 + z)= (7+5/)-5(x+/)4- (- 1一/比+/予-2«+/)+ (r+ // o5. 求/(貯与肌工)的最大公因式：1) /(才)=.r4 + .r5 -3, - 4才- 1£(才)=,+ , -.丫-1 ；2) /(.r) = .r4 -4.? + l,^(.r) =.? -3,r +1 ：3) f .r) - .r4 - lO.r2 + l,g(") - .r4 -心力 + 6A2 + 4/2r+ 1。
高等代数及其解析几何第一章参考答案【陈志杰】
§1
·5·
:
, − − → 1 − → − − → OM = (OA + OC ), 2 − − → 1 − − → − − → OM = (OB + OD), 2
− → − − → − − → − − → − − → OA + OB + OC + OD = 4OM . − → − → 11. , a, b ? − → − → − → − → → → → → (1) |− a + b | = |− a | + | b |; (2) |− a + b | = |− a | − | b |; − → − → − → − → → → → → (3) |− a − b | = |− a | − | b |; (4) |− a − b | = |− a | + | b |. − → → → : (1) “ ” : − a // b . |− a + − → − → − → − → − → − → − → : a b , a, b 0. b | =|a|+| b | − → − → − → − → − → − → − → − → − → → (2) c = a + b, a = c − b, : | c − b | = |− c | + | b |. − → − − → − → − → → → b //→ c . : − a // b , , |− a | ≥ | b |, b = 0. − → − → − − → − → → − → − → − → → − → (3) c = a− b, a = b + c, : | b |+| c | = | b +− c |. − → − − → − → − → → − → − → − → (1) : b // c . a // b . | a − b | ≥ 0, | a | ≥ | b |, − → b = 0. − → − → → − → → − → − → → − → → (4) c =− a − b, a = b +− c, : |b +− c | = |− c | − | b |. − → − → − → − → → → − → (2) : − c // b , b = 0, , |− c | ≥ | b |. a // b , − → − → b =0 a = 0. 12. , . − → − − → − → − − → → − → − → → → (1) | b − a | | a | − | b |; (2) | a + b + → c | ≤ |− a | + | b | + |− c |. : (1) , “ ” . − → − → − → − → − → 11(3): a // b , , | a | ≥ | b |, b = 0.
完整版高等代数习题解答(第一章)
完整版高等代数习题解答(第一章)高等代数题解答第一章多项式补充题1.当a,b,c取何值时，多项式f(x)=x-5与g(x)=a(x-2)^2+b(x+1)+c(x^2-x+2)相等？提示：比较系数得a=-1,b=-1,c=6.补充题2.设f(x),g(x),h(x)∈[x]，f^2(x)=xg^2(x)+x^3h^2(x)，证明：假设f(x)=g(x)=h(x)不成立。
若f(x)≠0，则∂(f^2(x))为偶数，又g^2(x),h^2(x)等于或次数为偶数，由于g^2(x),h^2(x)∈[x]，首项系数（如果有的话）为正数，从而xg^2(x)+x^3h^2(x)等于或次数为奇数，矛盾。
若g(x)≠0或h(x)≠0，则∂(xg^2(x)+x^3h^2(x))为奇数，而f^2(x)为偶数，矛盾。
综上所证，f(x)≠g(x)或f(x)≠h(x)。
1.用g(x)除f(x)，求商q(x)与余式r(x)：1）f(x) =x^3-3x^2-x-1，g(x) =3x^2-2x+1；2）f(x) =x^4-2x+5，g(x) =x^2-x+2．1）解法一：待定系数法。
由于f(x)是首项系数为1的3次多项式，而g(x)是首项系数为3的2次多项式，所以商q(x)必是首项系数为1的1次多项式，而余式的次数小于2.于是可设q(x)=x+a,r(x)=bx+c。
根据f(x)=q(x)g(x)+r(x)，即x^3-3x^2-x-1=(x+a)(3x^2-2x+1)+bx+c，右边展开，合并同类项，再比较两边同次幂的系数，得a=-1/3,b=-2/3,c=-1，故得q(x)=x-1/3,r(x)=-x-1/3.2）解法二：带余除法。
用长除法得商q(x)=x^2+x-1，余式r(x)=-5x+7.2.m,p,q适合什么条件时，有1）x^2+mx-1/x^3+px+q;2）x^2+mx+1/x^4+px^2+q.解：1）将x^3+px+q除以x^2+mx-1得商为x+m+1/(x+m-1)，所以当m≠1时有解。
高等代数北大版第章习题参考答案
1. 判别下面所定义的变换那些是线性的，那些不是:4) 在 P 3 中，A (X 1，X 2,X 3) (2X 1 X 2, X 2 X 3,X 1)；5) 在 P[ X ]中，A f (x) f (x 1)； 6) 在P[ X ]中，A f(x )f(X o ),其中X 0 P 是一固定的数;7) 把复数域上看作复数域上的线性空间，A8)在P nn 中，A X=BXC 其中B,C P n n 是两个固定的矩阵.解1)当0时,是;当 0时,不是。
2)当 0时，是；当 0时，不是。
3)不是.例如当(1,0,0), k 2 时，k A ( ) (2,0,0) , A (k )(4,0,0),A (k ) k A()。
4)是•因取(y 1,y 2,y 3),有A ()= A (X 1 y 1, X 2 y 2 ,X 3 y 3)=(2X 1 2y 1 X 2 y 2 ,X 2 y= (2X 1 X 2,X 2 X 3,X 1) (2y 1=A+ A ,A (k ) A (kx 1, kx 2, kx 3)故A 是P 3上的线性变换。
5)是.因任取 f(x) P[x], g(x) P[ X],并令u(x) f (x) g(x)则A ( f (x) g(x)) = A u(x) =u(x 1) = f (x 1) g(x 1)=A f (x) + A (g(x)),再令 v( x) kf (x)则 A (kf (x)) A (v( x)) v(x 1) kf (x 1) k A ( f (x)),故A 为P[x]上的线性变换。
6)是.因任取 f (x)P[x], g(x) P[ x]则.g(x))=f(X 0) g(x 。
)A ( f (x)) A (g(x)),第七章线性变换1) 在线性空间V 中，A ,其中V 是一固定的向量;2)在线性空间V 中，A3) 在 P 3 中，A (X 1, X 2 X )其中V 是一固定的向量;(X 12 , X 2 X 3, x 3).X 3 y 3,X 1 yj y 2,y 2y 3，y 1)(2kx 1kx 2, kx 2gkxj (2kx 1kx 2, kx 2gkxjA ( f (x)A(kf (x)) kf (X0) k A(f (x))7)不是，例如取a=1,k=l，则A(ka)=-i , k( A a)=i, A^ ka) k A(a)。
高等代数1考试题及答案
高等代数1考试题及答案一、单项选择题（每题3分，共30分）1. 矩阵A的行列式为0，则矩阵A是（）A. 可逆的B. 不可逆的C. 正定的D. 负定的2. 线性方程组的解集是（）A. 一个点B. 一条直线C. 一个平面D. 一个空集3. 向量空间的基是（）A. 一组线性无关的向量B. 一组线性相关的向量C. 一组向量，但不一定线性无关D. 一组向量，但不一定线性相关4. 矩阵A和B可以相乘的条件是（）A. A的行数等于B的列数B. A的列数等于B的行数C. A的行数等于B的行数D. A的列数等于B的列数5. 矩阵的秩是指（）A. 矩阵中非零行的最大数量B. 矩阵中非零列的最大数量C. 矩阵中非零行和列的最大数量D. 矩阵中零行和零列的最大数量6. 线性变换的特征值是（）A. 变换后向量的长度B. 变换后向量的方向C. 变换后向量长度的缩放因子D. 变换后向量方向的旋转角度7. 二次型可以表示为（）A. 一个对称矩阵B. 一个斜对称矩阵C. 一个正定矩阵D. 一个负定矩阵8. 线性方程组的增广矩阵是（）A. 系数矩阵和常数项的组合B. 系数矩阵和变量的组合C. 常数项和变量的组合D. 系数矩阵和变量的组合9. 矩阵的迹是指（）A. 矩阵对角线元素的和B. 矩阵非对角线元素的和C. 矩阵所有元素的和D. 矩阵所有元素的乘积10. 线性方程组有无穷多解的条件是（）A. 系数矩阵的秩等于增广矩阵的秩，且小于变量的个数B. 系数矩阵的秩小于增广矩阵的秩C. 系数矩阵的秩大于增广矩阵的秩D. 系数矩阵的秩等于增广矩阵的秩，且等于变量的个数二、填空题（每题4分，共40分）1. 如果矩阵A的行列式为1，则矩阵A是_________的。
2. 线性方程组的解集是空集，说明该方程组是_________的。
3. 向量空间的基是一组_________的向量。
4. 矩阵A和B可以相乘的条件是A的_________等于B的_________。
高等代数I(齐鲁工业大学)知到章节答案智慧树2023年
高等代数I（齐鲁工业大学）知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.四阶行列式展开式中乘积项前面所带的符号是“+”.（）参考答案:对2.若将n阶行列式的每个（i,j）元换到位置上，得到的行列式的值与原行列式相同. （）参考答案:对3.n阶方阵在矩阵的初等变换下其行列式的值不变. （）参考答案:错4.奇数阶的反对称行列式的值一定为零.（）参考答案:对5.若行列式中有两行对应元素互为相反数，则行列式的值为零.（）参考答案:对6. .（）参考答案:错7.行列式的（i，j）元的代数余子式等于其余子式乘以.（）参考答案:对8.行列式D中第3列元素依次为 -1,2,0,1，它们的余子式依次为 5,3，-7,4，则.（）参考答案:对9.线性方程组只有零解，则 . （）参考答案:对第二章测试1.使用消元法求解线性方程组时，下列哪种不是常用的初等变换（）。
参考答案:将右端常数项移项到方程的左端，使方程的右端为零2.关于使用消元法解线性方程组的过程，描述错误的是（）。
参考答案:方程组有解时，如果阶梯形方程组中方程个数等于未知量个数，则方程组有唯一解3.两个维向量相等等价于它们的对应分量相等。
参考答案:对4.任意取若干个向量，均可组成的一个向量组。
参考答案:错5.参考答案:6.参考答案:17.参考答案:38.已知向量组A线性相关，则在这个向量组中( )。
参考答案:必有一个向量是其余向量的线性组合第三章测试1.为3×4矩阵，，，则2。
（）参考答案:对2.设,已知,则等于5，等于1。
（）参考答案:对3.在齐次线性方程组中，若且是它的一个基础解系，则当时，此方程组只有零解. （）参考答案:对4.时，线性方程组无解. （）参考答案:对5.已知是非齐次线性方程组的两个不同解,是对应齐次线性方程组的基础解系,为任意实数,则非齐次线性方程组的通解 ( ) 参考答案:6.若矩阵的秩为3，则（）参考答案:a,b,c都不相等7.A为m×n阶的矩阵，则Ax＝b有唯一解的充要条件是（）参考答案:R（A）＝R（A，b）＝n第四章测试1.参考答案:2.设A, B为同阶可逆矩阵，则（）参考答案:3.参考答案:4.参考答案:5.参考答案:E6.在矩阵的初等变换之下行列式的值不变. ( )参考答案:错7.参考答案:错8.n级方阵A与一切n级方阵可交换，则A是对角阵. ( )参考答案:对9.参考答案:错10.设A，B均为n阶方阵，若AB=0，则A=0或B=0. ( )参考答案:对。
高等代数第三版习题答案
高等代数第三版习题答案高等代数是一门研究线性代数、多项式、群、环、域等代数结构及其性质的数学分支。
第三版的高等代数教材通常会包含大量的习题，旨在帮助学生更好地理解和掌握代数的基本概念和技巧。
以下是一些习题的答案示例，请注意，这些答案仅为示例，具体习题的答案需要根据实际的题目来确定。
第一章：线性空间习题1：判断下列集合是否构成线性空间，并说明理由。
- 解：集合\{(x, y) ∈ R^2 | x + y = 1\}不构成线性空间，因为它不满足加法封闭性。
例如，取两个元素(1, 0)和(0, 1)，它们的和(1, 1)不在集合中。
习题2：证明线性空间的基具有唯一性。
- 解：设{v1, v2, ..., vn}和{w1, w2, ..., wm}是线性空间V的两个基。
根据基的定义，任何向量v ∈ V都可以唯一地表示为v =c1*v1 + c2*v2 + ... + cn*vn和v = d1*w1 + d2*w2 + ... + dm*wm。
由于表示是唯一的，我们可以得出n = m，并且存在一个可逆矩阵P，使得[v1, v2, ..., vn] = [w1, w2, ..., wn]P。
这意味着两个基是等价的，从而证明了基的唯一性。
第二章：线性变换习题1：确定线性变换T: R^3 → R^3，定义为T(x, y, z) = (x + y, x - y, z)的核和像。
- 解：核N(T)是所有满足T(v) = 0的向量的集合。
设(x, y, z) ∈ N(T)，则(x + y, x - y, z) = (0, 0, 0)。
解这个方程组，我们得到x = 0，y = 0，z可以是任意实数。
因此，核是一维的，由向量(0, 0, 1)生成。
习题2：证明线性变换的复合是线性的。
- 解：设T: V → W和S: W → X是两个线性变换。
对于任意的v1, v2 ∈ V和任意的标量c，我们需要证明(S ∘ T)(cv1 + v2) = c(S∘ T)(v1) + (S ∘ T)(v2)。
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高等代数第一章检测题答案
一、判断题
1．√ 2．√ 3．√ 4．× 5．√
二、填空题 1.21-；2.者说 )]1(2
2)][1(22)][1(22)][1(22[i x i x i x i x --+--+++ 3. 3或4
15-
4. 存在多项式1)()()()().(),(=+x g x v x f x u x v x u 使
5.2，11，23，13. 三、选择题 1．C 2．B 3．B 4．D 5．A
四、完成题
1．由带余除法得：商1)(2-+=x x x q 余)7(+-=x x r
2．用带余除法得：商23)(3-+=x x x q 余)2()2()(2+++=l x k x r 由整除的定义令：).(|)(,2,2.0202x f x g l k l k 时因此当及-=-==+=+
3．①由0)2()1()(|22==---f f x f x x 得
即⎩⎨⎧-=+=+1141b a b a 解得 ⎩⎨⎧=-=5
4b a ②由0)1()1()()1(='=-f f x f x 得
即得⎩⎨⎧-+-+831b a b a 解得⎪⎩
⎪⎨⎧=-=2527b a 4．解：设方程的三个根是,,21αi ±-则由根与系数的关系知，
22121-=+--+-αi i
由些得0=α
5．用综合法判别知：2是多项式)(x f 的根，且为3重根。
五、证明题
1．因为)(),(x g x f 不全为零，所以0)(),(≠x g x f
又),(),()()()()(x g x f x g x v x f x u =+且)(|))(),((),(|))(),((x g x g x f x f x g x f
所以1))
(),(()()()(),()()(=+x g x f x g x u x g x f x f x u 由多项式互素的充要条件知1))(),((=x v x u
2．证明：如果)())(),((x d x f x p =那么)(x d 要么为1，要么为)0)((≠c x cp 当1)(=x d 时，1))(),((=x f x p ，即)()(x f x p 与互素
当)(|)(,)()(x f x p x cp x d 时=.
3．证明：利用Eisenstein 判别法
取,3=p 因为3为能整除首项系数1，能整除其余所有系数.
932=不能整除3，所以3+n x 在Q 上是不可约的.．。