东华理工大学线性代数练习册答案

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华东理工大学本科生线性代数第六册

知（1）秩为 2，可取 1 , 2 为一个最大无关组；
1 0 由初等行变换的结果矩阵 0 0 1 1 1 2 ，知 0 0 0 0 0 0 0 2
（2）
3 21 2 , 4 1 2 2 .
（3）
为构成 R 4 的一个基，只需加入两个向量 1 , 2 ，使
k 0 k1 k 2 k n 1 k n 0 ，这说明 n+1 个向量 x, Ax, A2 x,
,
5
An 1 x, An x 是线性无关的，而这显然与“n+1 个 n 维向量必线性相
关”矛盾，故说明假设错误，即只有 An x 0 . 综合上述，知 An x 0与An 1 x 0 同解，进而有 r ( An ) r ( An 1 ) . 4.4 线性方程组解的结构 1．填空题 (1) 已知方程组 Ax b 有通解 x 1 0 1T t 1 2 3T , (t R), 则
T T
3 0 , 1 , 1T .
解：由于 V 是向量组 1 , 2 , 3 的生成子空间，故 V 的基及维数完全等价于向量组 1 , 2 , 3 的最大无关组及秩.由
1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 , 2 , 3 1 0 1 ~ 0 1 1 ~ 0 1 1 4 3 1 0 1 1 0 0 0
T
）是 Ax 0 的解.
（B） 1 2 3 ；（D） 1 2 3 .
T
，
x 2 2 , 1 , 1 , 4 , 0 ， x3 2 , 8 , 1 , 1 , 1 ，试求该方程组的通解.

东华大学线性代数试题答案

线代B 试卷答案一、填空题（每小题4分，共40分）.1、132. 2、1632816−−⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 3、2−. 4、1(2)X A E A −=− 5、7A =. 6、 73⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 7、24−.8、可能无解. 9、 101⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥−⎣⎦，1. 10、1,2,2,− 1. 二、3132332131323211421419 6.421214111or C C C −−−++=−+=−−+=− （6+1分）三、2131101100101100[,]111010010110112001011101r r r r A I −−⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=−⎯⎯⎯→−−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−⎣⎦⎣⎦32132(1)101100100311010110010110001211001211r r r r r +−×−−−⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎯⎯⎯→−⎯⎯⎯→−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−−⎣⎦⎣⎦，故 1311110.211A −−−⎡⎤⎢⎥=−⎢⎥⎢⎥−⎣⎦（6+1分）四、123102*********[]012101210121110201210000⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=−−→−−→−−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−−⎣⎦⎣⎦⎣⎦a a ab （5分） 122323,2 1.x x x x +=⎧⎨−=−⎩ 有无穷多解。

b 是123,,a a a 线性组合，（1分）且b 123(32)(12)a a a λλλ=−+−++，λ是任意常数. （1分）五、与121u ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥−⎣⎦正交的向量x y z ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦应满足方程20x y z +−= (3分)它的一个基础解系为12110,1,11v v −⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦. (2分) 故与u 正交的所有向量 121101,11x y k k z −⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎜⎟=+⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎝⎠ 其中12,k k 为任意常数. (1分){}(,,)20T H x y z x y z =+−=是一个平面，它是3 的子空间，维数是2. (2分)六、证 123121912191219[]2575015130151337810152800015v v v p −−−−−−⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=−−−−−−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−−⎣⎦⎣⎦⎣⎦∼∼2分方程112233++=x v x v x v p 无解，p 不属于ColA . 1分由121902575037810Ap −−⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=−−=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−⎣⎦⎣⎦⎣⎦，得p 属于NulA 1+1分（2）由[]123121121257015378000−−⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥==−−−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−⎣⎦⎣⎦∼A v v v ，得123,,v v v 线性相关，故123,,v v v 不可以生成3R . 1分ColA 的基为12122,537⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=−=−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦v v ，维数为2. 1+1分由1232320,50,x x x x x +−=⎧⎨−=⎩ 得 NulA 的基为951−⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，维数为1. 1+1分七、解法一 111111111a A a a ⎛⎞⎜⎟=⎜⎟⎜⎟⎝⎠211101110011a a a a a a ⎛⎞⎜⎟⎯⎯→−−−⎜⎟⎜⎟−−⎝⎠ 111010(1)(2)0011a a a a a a ⎛⎞⎜⎟⎯⎯→−−+⎜⎟⎜⎟−−⎝⎠4分（a ）当1a ≠时，11110010102010200110011a A a a −⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎯⎯→+⎯⎯→+⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟−−⎝⎠⎝⎠方程组有唯一解1231,2, 1.x x a x =−=+=− 2+1分（b ）当1a =时，111100000000⎛⎞⎜⎟⎯⎯→⎜⎟⎜⎟⎝⎠A对应方程为1231x x x ++=，令2132,x k x k ==，得11221321,,,x k k x k x k =−−+⎧⎪=⎨⎪=⎩ 故通解为12123111100,010x x k k x −−⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟=++⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎝⎠⎝⎠其中12,k k 为任意常数. 2+1分解法二 211111111011(1)1101A a a a a aa ==−−=−−−， 4分（a ）当1a ≠时，0A ≠，方程组有唯一解；唯一解1231,2, 1.x x a x =−=+=− 2+1分（b ）当1a =时，111111111111A ⎛⎞⎜⎟=⎜⎟⎜⎟⎝⎠111100000000⎛⎞⎜⎟⎯⎯→⎜⎟⎜⎟⎝⎠，方程组有无穷多解.(通解的求法同解法一）. 2+1分八、二次型的矩阵⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛−−=100032023A ,（2分）0)5()1(100320232=−−−=−−−−−=−λλλλλλE A ,特征值1,5321===λλλ. （2分）当51=λ时，0)5(=−x E A的系数矩阵,000100011~4000220225⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛−−−−−=−E A ⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛−=0111p . （1分）当132==λλ时，0)(=−x E A的系数矩阵⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛−⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛−−=−000000011~000022022E A , ,0112⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛=p .1003⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛=p （2分）,1p ,2p 3p 已经正交, 单位化,得⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛−=011211e ,⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛=011211e ,.1003⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛=e令()⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛−==20001101121321e e e P (1分）作变换y P x=，二次型化为标准形 2322215y y y f ++=. （1分）该二次型f 是正定的. （1分）二次型f 在1Tx x =时的最大值是5. （1分）。

华东理工大学线性代数册答案届版

华东理工大学线性代数作业簿（第一册）学院__________ 专业____________ 班级_______________ 学号__________ 姓名____________ 任课教师___________ 1.1 矩阵的概念1. 矩阵 A a ij 2i j 2 3.解：A2．设1 0 00 1 0 0 3 0 05 2A ,B 0 1 0 0 ,C 2 3 0, D0 3 00 40 0 10 0 4 1 0 0 3其中对角阵为___ ，三角阵有_解：对角阵为D；三角阵有A，C， D.1.2 矩阵的运算3 1 1 2 1 11. 已知2 3X O ，求矩阵X .2 0 23 1 1解：依题意，由3X 6422421311 4 3 3，1 1 1 5 ，41 1即得X 31 13 32. 如果矩阵A m n 与B t s 满足AB BA，试求m,n,t,s 之间的关系解：m nt s.3. 填空：4 3 1 7(1) 1 2 3 25 7 0 11(2) 1, 2, 3 23 ___________1(3) 2 1, 2 ;3__________________1 3 1214 0 0 1 2(4)1 1 3 4 1 3 14 0 235 1 2解：(1) 6 ；(2) 14；(3) 2 4 ；(4) 6 7820 5649 3 60104. 已知矩阵 A 0 0 1 ，试求与 A 可交换的所有矩阵 000解：由可交换矩阵的定义，知道所求矩阵必为 abc其为 B d e f ，于是有ghi010aAB 0 0 1 d000g abc0BA d e f 0ghi0def由 AB BA ，即得 g h i000由相应元素相等，则得 d gabc故 B 0 a b （a,b,c 均为任意常数）为与 A 可交换的所有矩阵00a2a 33x 3 (a 12 a 21 )x 1x 2 (a 13 a 31) x 1 x 3 (a 23 a 32)x 2x 33 阶方阵，不妨设b c d e fe f = ghi ，h i 0 0 0 1 0 0 a b 0 1 0 d e ， 0 00 g h0ab0 d e ，0gh h 0,a e i,b f ,a 11 a 12 a 13 x 1(1)x 1, x 2, x 3 a 21a 22 a 23 x 2 ；a 31a 32a 33x 35. 计算下列各题：解：原式等于： 2 a11x1 2 a22x21 33(2) A，求A 2008解：记 A，则A 2A 3 ，Q 2008 3669(3) 解： A9 200820071,1,13)669A .A 9.1,1,1 23 1,1,1 2328A2561 26. 利用等式17 62 3 2 0 7 335 1257 0 3 5 273 2 31 0,5 2 5 70 1,计算 1756.3512 .55解： 176 2 3 2 0 73 3197 12663512 5 7 0 3 527385 29227. 某公司为了技术革新，计划对职工实行分批脱产轮训，已知该公司现有 2000 人正在脱产轮训，而不脱产职工有 8000人，若每年从不脱产职工中抽调 30%的人脱产轮训，同时又有 60%脱产轮训职工结业回到生产岗位，设职工总数不变，令资料个人收集整理，勿做商业用途0.7 0.6 8000 A , X0.3 0.42000试用 A 与 X 通过矩阵运算表示一年后和两年后的职工状况，并据此计算届时不脱产职工与脱产职工各有多少人 . 解：一年后职工状况为： AX 3200不脱产职工 6800 人，轮训职工 3200 人.6800 2 6680 两年后职工状况为： A A 2 X3200 3320不脱产职工 6680 人，轮训职工 3320 人. 218. 设矩阵 A 24 12 ，B求:(1) A T B T B T A T ; (2) A 2 B 2.解： (1) A T B T B T A T10 20 0 0 10 20 5 10 0 0 5 10 (2) A 2 B 22 1 2 13 1 314 24 2 6 2 620 0 15 5 15 5.0 0301030 10 .9. 设 A 是对称矩阵， B 是反对称矩阵，则( )是反对称矩阵(A ) AB BA; (B ) AB BA; (C ) (AB)2 ; (D ) BAB . 解：B.1 2 110．试将矩阵 A 3 0 12 23 解：11. 设 A 是反对称矩阵， B 是对称矩阵，试证： AB 是反对称矩阵的充分必要条件为 AB BA. 证：必要性 :由(AB)Τ AB 及(AB)Τ B ΤA Τ B( A) BA 即得 AB BA. 充分性: 若 AB BA ，则(AB)Τ B ΤA Τ B( A) BA AB ，知 AB 是反对称阵 .表示成对称矩阵与反对称矩阵之和11A 12(A A T ) 12(A A T )1 5 3 0 1 12 2 2 2 53 1 0122 223 331 12 22212. 设 f (x) a m x m项式，f (A)1)2) 设A解：(1)f(a mm1am 1 1m a m 1xm a m A1L a1xm1a m 1A L证明 f (证明f (A)a0，记 f (A) 为方阵A的多a1A a0If ( 1)f ( 2)Pf ( )Pf(1) 0f ( 2)2) A A kf(A) f(P 1)Pf ( )P 13．设矩阵A a 1a m Pm11m12a1a1001aam 1m12 a1 a0k P 1mP1ma m 1P1P1a1P a0PP 1T2 T ，其中I 为n 阶单位阵，为n 维列向量，试证 A 为对称矩阵，且A2 I .证：A T(I 2 T )T I T2( T )T T2(T)T I 2 T 故 A 是对称矩阵，且T 2A2（I 2 T ）（IT2T) 4T4 (( T T ))2 T I .(T)21.3 逆矩阵1. 设A为n 阶矩阵，且满足A2A ，则下列命题中正确的是（）.A) A O ；B) A I ；（C）若 A 不可逆，解：D.则A O ；（ D ）若 A 可逆，则A I.2. 设n阶矩阵A、（A）CA2B B、I；C 满足ABAC I ，则必有（）.（B）A T B T A T C T I ；（C）解：B.BA2C I；D)A2B2A2C2I .3．已知矩阵A 111111111111111，求A n及A 1（n是正整数）.11证：由A2 4I ，即可得nnA n (A 2)2(4I)2 2nI, n 为偶数 An 1A n 1A (4I) 2 A 2n 1A, n 为奇数及 A (1A ) I ，亦即 A 1 1A . 444. 已知 n 阶矩阵 A 满足 A 2 2A 3I O ，求: A 1, (A 2I) 1, (A 4I) 1.( A 2I ) 解：依题意，有 A (A 2I ) 3I ，即 A(A 2I)I ，故311A 1 (A 2I )；( A 2I )1A ，33再由已知凑出 (A 4I)(A 2I) 5I ，即得11(A 4I) 1 1(A 2I).55. 设 A 、 B、ABI 为同阶可逆阵，试证： (1) A B 1 可逆；(2) AB 11A 1也可逆，且有AB1111A 1ABA 证：(1) AB 1ABB 1B 1(A B I)B1A B 1 可逆(2)证法一：AB 11A 1A B11A B11A B 1 A 1AB11I IB1A 1AB A B 1(ABAA)1AB 11A 1可逆，且 AB 1 1A 11ABA A .证法二：由（1）得 AB 11B(AB I） 1 ，因此1A B 1 A 1(ABA A) B(AB I) 1 A 1 (ABA A) 11B(AB I) 1(AB I)A A 1A(BA I) BA BA I I1 1 1 11A B 1 A 1可逆，且 A B 1 A 1 ABA A .。

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 x x ； (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32133212311542322yy y x y y y x y y x ++=++-=+=⎪⎩⎪⎨⎧,⎪⎩⎪⎨⎧+-=+=+-=323312211323z z 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A2= O，则A= O.(2) 若A2= A，则A= O或A= E..7. 设方阵A满足A2-3A-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⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=00010100001010001P ，⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=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.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⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-0000000000000000121n 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 ba acb 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)yx y x x y x y yx y x +++(3) 0111101111011110(4)1222123312111x x x x x x（5）nn 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 BE -=．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)T(1) 证明：A 组和B 组都是三维向量空间3R 的基；(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 ab ay 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 - 4 3212321321x 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)λA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p 1=(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X 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．测试题二一、填空题:１、若规定自然数从小到大的次序为标准次序，则排列134782695的逆序数为；２、已知A 为三阶正交矩阵，且A ＜０，则*AA =；３、设方阵A =⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--24523121x ，若A 不可逆，则=x ；４、设Λ=-AP P 1，其中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=5432P ，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Λ1001，则6A =；５、“若向量组321,,ααα线性无关，向量组432,,ααα线性相关，则4α一定能由32,αα线性表示”．该命题正确吗？。

东华理工大学高等数学A练习册答案(下)(学生用)

第7章微分方程§7.5 可降阶的高阶微分方程一、填空题答：1. 2121ln arctan C x C x x x y +++-= 2.22121C x x e C y x +--= 3．121C xy C e =+二、 y =C 1ln x +C 2 . 三、 22x x y -=.§7.6 高阶线性微分方程一、判断题1．（ √ ）2．（ ╳ ）3．（ √ ）二、选择题答：1.C 2.C 3.C 4.B§7.7 常系数齐次线性微分方程一、判断题1．（ √ ）2．（ ╳ ）3．（ ╳ ）二、填空题1、y =C 1e x +C 2e-2x2、 t t e C e C x 252251t +=, 3、 y =e -3x (C 1cos2x +C 2sin2x ).4、 y =C 1+C 2x +C 3e x +C 4xe x5、y =e 2x sin3x三、选择题答：1.B 2.B 3.A 4.C 5.B四、求下列微分方程(1) y =C 1+C 2e 4x . (2) y =e 2x (C 1cos x +C 2sin x ). (3) y =C 1+C 2x +C 3e x +C 4xe x . (4))2(21x e y x+=-.§7.8 常系数非齐次线性微分方程一、填空题答：1、x x xe e C e C y ++=-2211，2、x xe x C x C e y x x 2cos 41)2sin 2cos (21-+=.3、x x x y 2sin 31sin 31cos +-+-= 4、x xx y cos 2sin 21+= 二、选择题答：1.D 2.B 3.A 4.C 5.D 6.D三、)323(2221x x e e C e C y x x x -++=--- 四、 2527521++-=x x e e y . 第12章无穷级数§12.1 常数项级数的概念与性质一、判断题答：1. √2. √ 3. ×4. ×5. √ 6. √ 二、填空题答：1. 1/2、3/8 、5/16 2. [（-1）^(n-1)]*[(n+1)/n] 3. [x^(n/2)]*(1/2*n!) 4. 0 三、选择题答：1.C 2.A 3.C 4.C四、判定下列级数的收敛性(1)级数收敛. (2) 该级数发散. (3) 级数发散.§12.2 常数项级数的审敛法一、判断题答：1. √ 2. × 3. √4.√ 5√6. ×7. √8. √9.√ 二、填空题答：1.P>1 2. {}n s 有界 3. 绝对收敛 4. 收敛5.1lim 0n nn u u u +=⎧⎨>⎩三、选择题答：1. D 2.C 3.D 4.A 5.C四、用比较审敛法或极限形式的比较审敛法判定下列级数的收敛性: (1) 级数发散. (4) 级数收敛.五、用比值审敛法判定下列级数的收敛性: (1) 级数发散. (2) 级数收敛.六、用根值审敛法判定下列级数的收敛性:(1) 级数收敛； (2) 当b <a 时级数收敛, 当b >a 时级数发散. 七、 (1) 此级数是收敛的. 条件收敛的. (2) 级数收敛, 并且绝对收敛.§12.3 幂级数一、判断题答：1. √ 2. √ 3. √ 4. √ 5. × 二、填空题答：1.[-1/2、1/2] 2. [-1，5) 3. (-1,1) ,11ln21xx+- 4. 绝对收敛三、选择题答：1.D 2.B 3 D四、求下列幂级数的收敛域:(1) 收敛域为(-1, 1). （2）收敛域为[-1, 1]. 五、利用逐项求导或逐项积分, 求下列级数的和函数: (1) ()S x 21(11)(1)x x =-<<-. (2) ()S x 11ln (11)21x x x+=-<<- . 提示: 由)0()()(0S x S dx x S x-='⎰得⎰'+=xdx x S S x S 0)()0()(.§12.4 函数展开成幂级数一、判断题答：1. √2. × 3. × 二、填空题 1. 答：1.11ln 2(1)2nn nn x n ∞-=+-∑ ，（-2，2 ] 2. 1111()(4)23nn n n x ∞++=-+∑ ，（-6，-2） 3.)( ])3()!12(3)3()!2(1[)1(211202+∞<<-∞++++-+∞=∑x x n x n n n n nππ 三、选择题答：1.B 2.C 3.C四、(1) 210sh (21)!n n x x n -∞==-∑, x ∈(-∞, +∞). (2) 212212sin (1)(2)!n n n n x x n -∞=⋅=-∑ x ∈(-∞, +∞). 五、∑=<<--=n n n n x x x 0)60( )33()1(311.§12.5 函数的幂级数展开式的应用一、填空题答：1.3. ； 2、)( !4cos2cos 02+∞<<-∞=∑∞=x x n n x e n n nx π.§12.7 傅立叶级数一、判断题答：1. × 2. √3.√4.√二、填空题 1.5 2. ,n n a b - 3. nx nx f n sin 1)(1∑∞==(0<x ≤π), 级数在x =0处收敛于0. 三、选择题答：1.A 2.C 3.B 4A 5.B四、∑∞=+--+=121cos 141)1(422cos n n nx n x ππ(-π≤x ≤π). 五、正弦级数为nx n n nx f n n sin ]2)2()1[(4)(1323∑∞=---=ππ(0≤x <π), 级数在x =0处收敛于0.余弦级数为 nx nx f n n cos )1(832)(122∑∞=-+=π(0≤x ≤π).§12.8 一般周期函数的傅里叶级数一、 ∑∞=+-+=12122cos )1(11211)(n n x n n x f ππ, x ∈(-∞, +∞).二、正弦级数13218(1)2[(1)1]{}sin2n n n n xn n πππ+∞=---+∑, x ∈[0, 2). 余弦级数:221416(1)cos 32n n n xn ππ∞=-+∑, x ∈[0, 2].第8章空间解析几何与向量代数§8.1 向量及其线性运算一、判断题。

华理线代答案7 khdaw

再由
A
+
I
=
⎢ ⎢
5
−2
3
⎥ ⎥
~
⎢⎢0
⎢⎣−1 0 −1⎥⎦ ⎢⎣0
0 1⎤ 1 1⎥⎥ , 0 0⎥⎦
知方程组
( A + I )x = 0 只有一个线性无关的特征向量, 即三阶矩阵 A 没有三
个线性无关的特征向量, 故 A 不能相似于任何对角矩阵.
⎡ 4 6 0⎤ 3. 设矩阵 A = ⎢⎢− 3 − 5 0⎥⎥ . (1)证明 A 可对角化; (2)计算 An .
网 f (1) = −4 , f (−1) = −6 , f (2) = −12 .
案 ⎡1 2 3⎤
答 3.设矩阵
A
=
⎢ ⎢
x
y
z
⎥ ⎥
,
且 A 的特征值为1,2,3 ,
求 x, y, z .
后⎢⎣0 0 1⎥⎦ 课 1−λ 2
解: | A − λI |= x y − λ
3 z = (1 − λ)[(1 − λ)( y − λ) − 2x] = 0 ,
⎡1 0 0⎤ 特征向量, 从而 A 相似于对角阵 Λ = ⎢⎢0 2 0⎥⎥ .
⎢⎣0 0 3⎥⎦
⎡− 2 − λ
om (2)
A
−
λI
=
⎢ ⎢
1
c ⎢⎣ 1
0 2−λ
0
−4 ⎤
1
⎥ ⎥
,
3 − λ⎥⎦
w. 由 A − λI = −(2 − λ)2 (λ + 1) = 0 得 A 的特征值 λ1 = λ2 = 2, λ3 = −1.
所以得 a = −2 .
om ⎡2 1 1⎤ .c 5.设向量 α = [1, k,1]T 是矩阵 A = ⎢⎢1 2 1⎥⎥ 的逆矩阵 A−1 的特征向

华东理工大学线性代数习题答案-第二章

第二章行列式一、习题解答2．1（1）解：逆序数(4132)4τ= （2）解：(36195)4τ= （3）解：(3)(2)(21(1)...3)12n n n n τ---=+2．2解：根据行列式的定义，每个乘积均由来自不同行不同列的元素组成，当来自不同行不同列的元素的行标为自然排列时，其列标的逆序数决定了该乘积项的符号，根据观察，出现4x 的只有主对角线上的四个元素的相乘项11223344a a a a ，该项为(1234)(1)236x x x x x τ-⋅⋅⋅⋅=，故4x 的系数为6，而可以出现3x 的乘积项有两项，它们是1221334414223341,,a a a a a a a a 即分别为3)4231(3)1234(33)1(,331)1(x x x x x x x x -=⋅⋅⋅⋅--=⋅⋅⋅⋅-ττ两项相加，即知3x 的系数为6-。

2．3（1）解：将行列式的2，3，4列全加到第一列后，再提公因子，得原式=121314(1)(1)(1)3111111111113011101101003331(1)(1)(1)3310111010010311011100001r r r ----===⋅⋅-⋅-⋅-=--- （2）解：原式=5514000100200275(1)51(1)036036941011410115++⋅-=⋅⋅--=130352(1)10(01043)120410+-⋅⋅-=-⋅⋅-⋅=（3）解：原式=1213142112312311(1)359(1)(1)3293(1)32581752418252212215+++⋅-+-⋅-+⋅-=--=-----（4）解：原式=342312222222222222(1)22222222(1)(1)222222221234213243543243546543546576r r r -------=--------=14916149163579357905791122227911132222==（5）解：原式=12312312456133310025789333=⋅=⋅= 2．4（1）解：原式=2()12()2()12()1x y yx y yx y x y x yxx y x yx x y xyxy+++++=+++=12()02()10yx yx yx y xy x y x y xx yx+-+-=+⋅⋅----=22332()()2()x y x xy y x y ⎡⎤+--+=-+⎣⎦（2）解：原式=1411(1)0a b cb ac b a cb ac b a cc a a b b c c a a b b c b c ab c a+------=⋅------- =1()11ab c a b cbcc aa b b c c a b a b c a b bc a b c a c a -------==++ =21()0()()()()0bca b c a b b c a b c a b a c b c c b a c⎡⎤++--=++--+-⎣⎦--=3333a b c abc ++-（3）解：原式2143(1)(1)0011001111111100001111111111r r x x x xxyy y y y----==--= 22111111111100110000110011y x y x xy yx xy=--=--2．5（1）证：将左端行列式的底2，3列加到第一列，则第一列元素全为零，由行列式性质，得证。

华东理工大学线性代数第一册答案

we 华东理工大学线性代数作业簿（第一册）学院____________专业____________班级____________学号____________姓名____________任课教师____________1.1 矩阵的概念1. 矩阵[]232ij A a i j ⨯⎡⎤==-=⎣⎦_____________________.解：101321A -⎡⎤=⎢⎥⎣⎦. 2．设1000100300520100230030040010041003A B C D ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥====⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦,,,,其中对角阵为_________，三角阵有____________.解：对角阵为D ；三角阵有A ，C ，D .1.2矩阵的运算1. 已知31121123202311X O ---⎡⎤⎡⎤-+=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦，求矩阵X . 解：依题意，由622211*************X ----⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+=⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦，即得4113115333X ⎡⎤-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦.2. 如果矩阵m n A ⨯与t s B ⨯满足AB BA =，试求,,,m n t s 之间的关系. 解：m n t s ===.3. 填空：(1) 431712325701⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦__________； (2) []112323,,__________⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦； (3) []12123,__________⎡⎤⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥⎣⎦; (4) 13121400121134131402__________⎡⎤⎢⎥-⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎢⎥-⎣⎦. 解： (1) 35649⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦；(2) 14；(3)122436-⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦；(4) 6782056-⎡⎤⎢⎥--⎣⎦.4. 已知矩阵010001000A ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，试求与A 可交换的所有矩阵. 解：由可交换矩阵的定义，知道所求矩阵必为3阶方阵，不妨设其为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=i hgf e dc baB ，于是有 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=i hg f ed c b aAB 000100010=000def g h i ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦， ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=h g e d b a i h gf e dc b a BA 000000100010，由BA AB =，即得=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡00i h gf ed⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡h g e d b a 000，由相应元素相等，则得,,,0f b i e a h g d ======故c b a a b a c b a B ,,(000⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=均为任意常数）为与A 可交换的所有矩阵.5. 计算下列各题：(1) []111213112321222323132333,,a a a x x x x a a a x a a a x ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦；解：原式等于：222111222333122112133113233223()()()a x a x a x a a x x a a x x a a x x ++++++++(2) 13223122A ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，求2008A ；解：记⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=21232321A ，则⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=212323212A ， 31001A I -⎡⎤==-⎢⎥-⎣⎦，200836691=⨯+ 20082007131313222222313131222222⎡⎤⎡⎤⎡⎤---⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥∴=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦66913223122I A ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥=-=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦(). (3) 21121,,233A ⎡⎤⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦，求9A . 解：89822132211112212122562123233333312,,,,A A ⎡⎤⎢⎥⎧⎫⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎪⎪⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=--==---⎨⎬⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎪⎪⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎩⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦.6. 利用等式176232073,3512570352732310,525701--⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦计算51763512-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦. 解：51763512-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦5232073570352-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦3197126673852922-⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦.7. 某公司为了技术革新，计划对职工实行分批脱产轮训，已知该公司现有2000人正在脱产轮训，而不脱产职工有8000人，若每年从不脱产职工中抽调30%的人脱产轮训，同时又有60%脱产轮训职工结业回到生产岗位，设职工总数不变，令0.70.68,0.30.42000A X ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦试用A 与X 通过矩阵运算表示一年后和两年后的职工状况，并据此计算届时不脱产职工与脱产职工各有多少人.解：一年后职工状况为：68003200AX ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦不脱产职工6800人，轮训职工3200人.两年后职工状况为：26800668032003320A A X ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦不脱产职工6680人，轮训职工3320人.8. 设矩阵2142A ⎡⎤=⎢⎥--⎣⎦，3162B -⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦，求:(1);T T T T A B B A - 22(2).A B -解：24363624(1)12121212T T T T A B B A ----⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦10200010251000510--⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦； 2221213131(2)42426262A B --⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥------⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦01551550030103010--⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦.9. 设A 是对称矩阵，B 是反对称矩阵，则（）是反对称矩阵. （A ）AB BA -; （B ）AB BA +; （C ）2()AB ; （D ）BAB . 解：B .10．试将矩阵121301223A -⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦表示成对称矩阵与反对称矩阵之和. 解：5311102222115311()()002222223311302222T T A A A A A ⎡⎤⎡⎤--⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=++-=+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦. 11. 设A 是反对称矩阵，B 是对称矩阵，试证：AB 是反对称矩阵的充分必要条件为AB BA =. 证：必要性:由AB AB Τ-=)(及BA A B A B AB ΤΤΤ-=-==)()(即得BA AB =. 充分性: 若BA AB =，则AB BA A B A B AB ΤΤΤ-=-=-==)()(，知AB 是反对称阵.12. 设1110()m m m m f x a x a x a x a --=++++ ，记()f A 为方阵A 的多项式，即1110()m m m m f A a A a A a A a I --=++++（1）设1200λΛλ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，证明12()0()0()f f f λΛλ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦；（2）设1A P P Λ-=，证明1()()f A Pf P Λ-=.解：（1）1200kk k λΛλ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦1111110122201000()00100mm m m m m f a a a a λλλΛλλλ---⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤∴=++++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦111111012121201200()00()m m m m m m m m a a a a a a a a f f λλλλλλλλ----⎡⎤++++=⎢⎥++++⎣⎦⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ （2）11k k A P P A P P ΛΛ--=⇒=111111110()()m m m m f A f P P a P P a P P a P P a PP ΛΛΛΛ-------∴==++++ 1()Pf P Λ-=13．设矩阵2TT A I αααα=-，其中I 为n 阶单位阵，α为n 维列向量，试证A 为对称矩阵，且2A I =.证：2(2)2()()2T T T TT T T T TT T T T A I I I I Aαααααααααααααααα=-=-=-=-=故A 是对称矩阵，且22()(2)(2)44()T T T T TT T T T A I I I I αααααααααααααααααα=--=-+=.1.3逆矩阵1. 设A 为n 阶矩阵，且满足2A A =，则下列命题中正确的是（）. （A ）A O =；（B ）A I =；（C ）若A 不可逆，则A O =；（D ）若A 可逆，则A I =. 解：D.2. 设n 阶矩阵C B A 、、满足ABAC I =，则必有（）.（A ）2CA B I =；（B ）T T T TA B A C I =；（C ）2BA C I =；（D ）2222A B A C I =.解：B.3．已知矩阵1111111111111111A ---⎡⎤⎢⎥---⎢⎥=⎢⎥---⎢⎥---⎣⎦，求n A 及1A -（n 是正整数）. 证：由I A 42=，即可得⎪⎩⎪⎨⎧=====---为奇数为偶数n A A I A A n I I A A n n n n nn n,2)4(,2)4()(1211222 及I A A =⋅）（41，亦即A A 411=-.4. 已知n 阶矩阵A 满足223A A I O +-=，求: 11,(2),A A I --+ 1(4)A I -+.解：依题意，有I I A A 32=+）（，即23A I A I +=（），故 A I A I A A 31223111=++=--））；（（，再由已知凑出I I A I A 5)2)(4(-=-+，即得)2(51)4(1I A I A --=+-.5. 设A B AB I -、、为同阶可逆阵，试证：(1) 1A B --可逆； (2) ()111A BA -----也可逆，且有()1111A B A ABA A ----⎡⎤--=-⎢⎥⎣⎦. 证：(1) 11111()A B ABB B AB I B A B ------=-=-⇒-可逆.(2) 证法一：()()()()()()()1111111111111111()A B A A BA B A B AA BI I B A AB A B ABA A ------------------=----⎡⎤=--+=-⎣⎦=- ()111A B A ---⇒--可逆，且()1111A B A ABA A ----⎡⎤--=-⎢⎥⎣⎦. 证法二：由（1）得()111()A BB AB I ----=-，因此()1111111()()()()()()A B A ABA A B AB I A ABA A B AB I AB I A A A BA I BA BA I I-------⎡⎤⎡⎤---=---⎣⎦⎢⎥⎣⎦=----=-+= ()111A B A ---⇒--可逆，且()1111A B A ABA A ----⎡⎤--=-⎢⎥⎣⎦.。

华理线性代数第8册参考答案

华东理工大学线性代数作业簿（第八册）学院____________专业____________班级____________学号____________姓名____________任课教师____________6.1 二次型及其标准型1. 填空题(1)设三阶矩阵A 的行列式为0,且有两个特征值为1，1-，矩阵A 与B 合同,B 与C 合同,则矩阵C 是_____阶矩阵,其秩_____)(=C r .解：三，2.(2) 设n 阶矩阵A 与正交阵B 合同，则_____)(=A r . 解：n . 因B 为正交阵，故B 可逆.A 与B 合同即存在可逆矩阵C ，使得B AC C =T ，故)()(B r A r ==n .(3)二次型211221)(),,,(∑∑==-=⋅⋅⋅ni i ni i n x x n x x x f , 则此二次型的矩阵=A , 二次型的秩为______, 二次型的正交变换标准型为________________.解：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------1 (11)...1...111...11n n n ，1-n ，222121,n ny ny ny -++⋅⋅⋅+ 提示：二次型的秩就是二次型的矩阵的秩，也是其标准型中非零项的个数（注：标准型不唯一）. 因此求二次型的秩有两种方法：1) 直接求二次型的矩阵A 的秩，2）先求A 的特征值，A 有几个非零特征值（重根按重数计算），二次型的秩就是几.(4) 二次型,)(T Ax x x f = 其中A A ≠T ，则二次型的矩阵为_____ ____.解：)(21T A A +. 提示：A 不是二次型的矩阵，因A 不是对称阵。

注意到Ax x x f T )(=的值是一个数，即)()(T x f x f =，故有x A A x x f x f x f )(21)]()([21)(T T +=+=. 而)(21T A A +为对称阵.(5) 设n 元(n >2)实二次型()T f x x Ax = )(T A A =其中的正交变换标准型为22212y y -，则=A ______，矩阵A 的迹为 _____.解：0, 1-. 提示：A 的特征值为11,λ=22,λ=-30n λλ=⋅⋅⋅==，根据A A tr ni ini i ==∏∑==11),(λλ 易得.(6) 如果二次型2221231231213(,,)5526f x x x x x cx x x x x =++-+ 236x x - 的秩为2，则参数c = _____，1),,(321=x x x f 表示的曲面为__________.解：3, 椭圆柱面. 提示：二次型的矩阵33⨯A 的秩为2，故0||=A ，由此可求得c = 3. 再求出A 的特征值为9,4,0321===λλλ，即标准型为232294y y f +=，由此知1),,(321=x x x f 为椭圆柱面.2. 已知二次型322322213212332),,(x ax x x x x x x f +++=（0a >）通过正交变换化成标准型23222152y y y f ++=，求a 的值及所用的正交变换矩阵Q .解：二次型的矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=3030002a a A ，)9(22a A -=，由123A λλλ=即10)9(22=-a 得 2=a .A 有三个不同的特征值1,2,5,故对应这三个特征值的特征向量线性无关。

华东理工大学本科生线性代数第三册

11
1 1 1 1 0, 0 1 1 1 0 1 0, 0 0
A21 1, A22 1, A23 0, A24 0, A31 0, A32 1, A33 1, A34 0, A41 0, A42 0, A43 1, A44 1.
.
x
解：原式
r21 ( 1)
1 1 x 1 0 1
r43 ( 1)
1 1 y
1 1 y
1
= xy
1 1 x 0 0 0
1 1 y
2.4 行列式的计算 1. 计算下列 n 阶行列式 1 3 3 3
1 1
1 n n 1
.
3 2 3 （1） 3 3 3 3 3 3
3 1 1 3 ；（2） Dn n 1 n n 1
1 x 1 1 x 1 1 0 y 0 1 0 0 1 xy 1 1 1 1 1 1 x 1 1 y x2 y2 . 0 1 y xy 1 1 1 y 1 1 0 1 1 1 1 1y 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 x 1
8. 计算行列式
1 1 1 x 0 1 1 0 0
a b
c c
d a a c
3. 设 4 阶行列式 D4
c d
b d b
，则 A13 A23 A33 A43 ____.
a b d
解：0 4. 设 A 1,2 , 1 , B 1,2 , 2 均为 3 阶矩阵，若已知
| A | 2, | B | 3 ，求 2 A 5B 的值.
和. 解：解法一：直接计算各代数余子式
1 1 1 0 1 2 A11 (1) 0 1 1 1, A12 (1) 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 3 1 4 A13 (1) 0 0 1 0, A14 (1) 0 0 0 1 0

华理线代答案4 khdaw

kh
1 2 1 − 10 0
⎤ 2 ⎥ ⎥ 1⎥ − ; 解：（2） D 5⎥ 0 ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
co
⎡1 ⎢0 ⎢ ⎢0 ⎢ ⎣0 0 1 0 0
da
w.
m
0⎤ 0⎥ ⎥. 1⎥ ⎥ 0⎦
1 −1⎤ 1 0⎥ ⎥. 4 −5⎥ ⎥ 3 2⎦
2. 方程组 A3×5 x5×1 = 0 必（）.
(A) 无解； (C) 有非零解；解: C. (B) 仅有零解； (D)以上都不是.
网
ww
另解（2）：假设 B ≠ 0 ，则 B 为可逆阵，由题意知 AB = O ，右乘
w.
kh
da
⎡0 ⎤ ⎥ 知矩阵 B 的每一列必为向量 ⎢ ⎢1 ⎥ 的倍数，即各列对应成比例，故 ⎢ ⎣1 ⎥ ⎦
w.
co
m
⎡ x1 ⎤ ⎡0⎤ ⎥ ⎢ ⎥ 有 3 − r ( A) = 3 − 2 = 1 个任意参数，且由通解为 ⎢ ⎢ x2 ⎥ = c ⎢1 ⎥ , (c ∈ R) ⎢ ⎢ ⎣ x3 ⎥ ⎦ ⎣1 ⎥ ⎦
网
ww
w.
由 r ( A) = 2 < 3 知原方程组有非零解，且原方程组的解为
kh
da
⎡ 2 −4 5 3 ⎤ r ( −1) ⎡ −1 2 1 1 ⎤ 21 ⎢ ⎢ ⎥ A = ⎢ 3 −6 4 2 ⎥ ⎥ r12 (3) ⎢ 0 0 7 5 ⎥ r (4) ⎢ ⎣ 4 −8 17 11⎥ ⎦ 13 ⎢ ⎣ 0 0 21 15⎥ ⎦
⎧ x1 − x2 = a1 ⎪x − x = a 2 3 2 ⎪ ⎪ （1）线性方程组 ⎨ x3 − x4 = a3 有解的充分必要条件是________. ⎪x − x = a 4 ⎪ 4 5 ⎪ ⎩ x5 − x1 = a5

华东理工大学线性代数作业答案（第五册）

华东理⼯⼤学线性代数作业答案（第五册）华东理⼯⼤学线性代数作业簿（第五册）学院____________专业____________班级____________学号____________姓名____________任课教师____________4.1 向量组的线性相关与线性⽆关1.向量[]11,3,3,5,T α=[]21,3,5,7,Tα=满⾜1223,x αα+=则x = . 解：x =[]1,3,6,8T.2. 选择题：（1）下列命题正确的是（）.（A ）若向量组1α，2α，，m α是线性相关的，则1α可由2α，3α，，m α线性表⽰；（B ）若向量组1α，2α， m α线性⽆关，1α，2α，，m α，1m α+线性相关，则1m α+可以由1α，2α，，m α唯⼀线性表⽰；（C ）若1α，2α，，m α线性相关，1β，2β， ,m β亦线性相关，则1α+1β，2α+2β， m α+m β也线性相关；（D ）若1α，2α，，m α线性⽆关，则1α，2α，，1+m α也线性⽆关.解：(B).（2）向量β可由12,,...,s ααα线性表出的充分必要条件为( ) . （A ）存在不全为零的数12,,...,s k k k 使得1122k k βαα=++s s k α+ ；（B ）12,,...,,s αααβ线性相关；（C ）12(,,...,)s x αααβ=有唯⼀解；（D ）1212(,,...,)(,,...,,)s s r r ααααααβ=. 解：(D).3. 向量[]1,1,1Tβ=能否由下列向量组线性表⽰？若能，请表⽰出来.（1）[]T0,3,21=α，[]T0,1,12-=α，[]T0,5,73=α；（2）[]T0,2,11=α，[]T0,3,22=α，[]T1,0,03=α.解：（1）若记矩阵[]321,,ααα=A ，则问题转变为⾮齐次线性⽅程组β=Ax 是否有解，故只需判断()r A 是否等于()r A β.⽽[]β|A =-10031712 ，显然()r A =2≠3=()r A β，故β=Ax ⽆解，即β不能由321,,ααα线性表⽰.（2）由[]β|A =11010321021~-11010101001得()r A = ()r A β，故β能由321,,ααα线性表⽰，且321αααβ++-=.4.已知向量[]Tλλλα,,1=，[]Tλλλα,12,2-=，[]T 3,3,23+=λα，[]T 12,1,1-=λβ，问λ取何值时，（1）β可由1α，2α，3α线性表⽰，且表达式唯⼀？（2）β可由1α，2α，3α线性表⽰，且表达式不唯⼀？（3）β不可由1α，2α，3α线性表⽰？解: 记[]321,,ααα=A ，则问题转变为判断⾮齐次⽅程组β=Ax 是否有唯⼀解，有⽆穷多个解以及⽆解.由[]β|A =??-+-123131212λλλλλλλλ及A 是含参⽅阵，知可通过A 来讨论β=Ax 解的情况.A =22133λλλλλλλ-+=)1)(1(+-λλλ①当0≠λ且1-≠λ且1≠λ时，由克拉默法则知β=Ax 有唯⼀解，即β可由321,,ααα唯⼀线性表⽰；②当0=λ时，[]β|A =--13131120001311~0012500---?即()r A ≠()r A β，亦即β=Ax ⽆解，故β不能由321,,ααα线性表⽰；③1=λ时，[]β|A =11211131~11410001001211即()r A =()r A β=2 ＜3, 亦即β=Ax 有⽆穷多个解，故β可由321,,ααα不唯⼀地线性表⽰；④1-=λ时，[]β|A =11211331~1123-------??----4001201211即()r A ≠()r A β，故β不能由321,,ααα线性表⽰；综合上述得：（1）当0≠λ且1-≠λ且1≠λ时，即β可由321,,ααα唯⼀线性表⽰（2）当1=λ时，β可由321,,ααα线性表⽰，且表达式不唯⼀；（3）当0=λ或1-=λ时，β不可由321,,ααα线性表⽰。

华东理工大学线性代数习题答案-第五章

5.1 （1）0)1)(4(43,23212=+-=--=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-λλλλλλλλI A I A 由得特征值为4,121=-=λλ;以11-=λ代入方程（I A λ-）x=0，由⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-0011~33221I A λ解得)0(1121≠⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡c c x x 亦即对应于11-=λ的全体特征向量。

以42=λ代入方程（I A λ-）x=0，由⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-00321~23232I A λ解得)0(32132'''21≠⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡c c c x x 亦即对应于41=λ的全体特征向量。

（2）20)2(,2001210023213====-=-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=-λλλλλλλλλ得特征值为由I A I A ,以⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=-=-=000000101~0001010002,023,2,1I A x I A 由）代入方程（λλ得解为()01010102121321≠⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c c c c x x x ，它即对应于2321===λλλ的全体特征向量。

（3）⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------=-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------=-111111111111,111111111111λλλλλλλλλλI A I A 由0)3()1()3)(1(0001100101011111101100101011132=+-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-------=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------=λλλλλλλλλλλλλλλλλ得1,34,3,21=-=λλ。

由⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=-0000110010101001~8440440040403111~31111311113111131I A λ 得对应于31-=λ的全部特征向量为[])0(,1,1,1,11≠--=c c Tη。

华东理工大学线性代数习题答案-第一章

第一章矩阵一、习题解答1．1解：由矩阵相等即对应元素相等，可得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-===xz u y u x 28122即得2,1,1,4-==-=-=u z y x 1．2解：依题意，⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=3113341131124042263X ，即得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=131311134X 1． 3（1）解：原式=10132231=⨯+⨯+⨯（2）解：原式=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---933162 （3）解：原式=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----916144102281010 （4）解：原式=323223313113212112233322222111)()()(x x a a x x a a x x a a x a x a x a ++++++++1．4解：由可交换矩阵的定义，知道所求矩阵必为3阶方阵，不妨设其为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=i hg f e d c b aB ，于是有⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=i hgf e d c b aAB 000100010=,00⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡i h g f e d⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=h ge d b ai hgf edc b a BA 000000100010，由BA AB =，即得=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡00i h g f e d ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡h g e d b a 000，由相应元素相等，则得,,,0f b i e a h g d ====== 于是c b a a b a c b a B ,,(000⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=均为任意常数）即为与A 可交换的所有矩阵。

1． 5证：依题意，可设两上三角形矩阵分别为[][]nn ijnn ijb B a A ⨯⨯==,，则当j i >时，成立0=ij a 及0=ij b ，若记乘积矩阵C AB ==[]nn ij c ⨯，则由矩阵乘法定义，有kj nik ik i k kj ik kjnk ik ij b a b a b ac ∑∑∑=-==+==111，因为B A ,均为上三角形矩阵，故当j i >时，上式右端第一项中的ik a 及第二项中的kj b 均为零，进而知0=ij c ，即乘积矩阵AB C =亦为上三角形矩阵。

华理线性代数答案

+
am−1
⎡⎢⎣λ10m−1
0 λ m−1
2
⎤ ⎥ ⎦
+
+
a1
⎡λ1
⎢ ⎣
0
0 λ2
⎤ ⎥ ⎦
+
a0
⎡1 ⎢⎣0
0⎤ 1⎥⎦
=
⎡⎢amλ1m ⎣
+
λ a m−1 m−1 1 0
+
=
⎡ ⎢ ⎣
f
(λ1 0
)
0⎤ f (λ2 )⎥⎦
+ a1λ1 + a0
0
amλ2m
+
λ a m−1 m−1 2
+
⎤
+
a1λ2
1⎤ −2⎥⎦
−
⎡3 ⎢⎣−6
−1⎤ ⎡ 3 2 ⎥⎦ ⎢⎣−6
−1⎤ 2 ⎥⎦
=
⎡0 ⎢⎣0
0⎤ 0⎥⎦
−
⎡ 15 ⎢⎣−30
−5⎤ 10 ⎥⎦
=
⎡−15 ⎢⎣ 30
5⎤ −10⎥⎦
.
9. 设 A 是对称矩阵， B是反对称矩阵，则（）是反对称矩阵.
（A） AB − BA ; （B） AB + BA ; （C） ( AB)2 ; （D） BAB .
⎢ ⎢−
3
3
⎥ 3⎥
⎢ ⎢−
1
1
⎥ 0⎥
⎢⎣ 2 2 ⎥⎦ ⎢⎣ 2 2
⎥⎦
11. 设 A 是反对称矩阵，B 是对称矩阵，试证： AB 是反对称矩阵的充分必要条件为 AB = BA . 证：必要性:
由 (AB)Τ = − AB 及 ( AB)Τ = BΤ AΤ = B(− A) = −BA 即得 AB = BA .

华东理工大学线性代数习题答案-第三章

第三章线性方程组一、习题解答3．1解：否，例如121250,()2,363A r A -⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥--⎣⎦却有12036=-- 3．2（1）解：利用初等行变换化成行阶梯形矩阵来求矩阵的秩。

由12311231015401540154000001540000A--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦知()2r A =，最高阶非零子式可取0112（2）由112112013013013000026000B--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦知()2r B =，且最高阶非零子式可取1112-- 3．3（1）解：由()()r A r A T =，故可转化为求()r A T ，由211211222240112(1)33360112(1)k k A k k k k k k k k k T ----⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-----⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-----⎣⎦⎣⎦1120112(1)00(2)(1)0k k k k k k -⎡⎤⎢⎥---⎢⎥⎢⎥+-⎣⎦，知①当 1k =时，()()1;r A r A T== ②当2k =-时，()()2;r A r A T== ③当1k ≠且2k ≠-时，()()3r A r A T==（2）解：由112301123001221012210162100800024400002Ba ab b --⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-+--+⎢⎥⎢⎥---+⎣⎦⎣⎦知①当8a =-且2b =-时，()2;r B =②当8a =-且2b ≠-，或8a ≠-且2b =-时，()3;r B =③当8a ≠-且2b ≠-时，()4r B = 3．4解：因为[]A β比A 多了一列，但行数相同，假设()r A k =，那么[]A β也有k 阶子式非零，所以()();r Ar A β≥而假如()()1,r A r A β>+那么，删去增广列及某一行后的1k +阶子式中必有某个非零，与()r A k =矛盾。

华工《线性代数与概率统计》(工程数学)随堂练习参考答案

《线性代数与概率统计》随堂练习参考答案？（．．．．行列式？．．．．用行列式地定义计算行列式中展开式,地系数=计算行列式=．．．．行列式=．．．．,＝,,计算行列式=?有非零解齐次线性方程组有非零解地条件是=总有设, ,求=．．．．,,设, 满足, 求=．．．．,,,,设,n则=．．．对任意地为对称矩阵．．若则设为,为且,,,则=．．．．．．设,求=．．．．=设均为．．．．均为,都可逆,,,．．．．设,则=?(． B．． D．,=阶矩阵可逆且,则=． B．． D．阶行列式地代数余子式之间地关系是．．．．设矩阵地秩为．中有一个．中任意一个．中任意一个．中有一个地秩为？（求地秩为？（,=地秩,．．用消元法解线性方程组,．．．．有非零解．．．．已知线性方程组：无解则=中未知量个数为设是矩阵齐次线性方程组仅有零解地充分条件是（．地列向量组线性相关．地列向量组线性无关．地行向量组线性无关．地行向量组线性无关=．．求齐次线性方程组地基础解系是（．．．．求齐次线性方程组地基础解系为（）．．．．元非齐次方程组地导出组仅有零解则（）设为矩阵线性方程组地对应导出组为,．若仅有零解则有唯一解有非零解则有无穷多解．若有无穷多解则有非零解有无穷多解则仅有零解．样本空间为,事件“出现奇数点”为．样本空间为,事件“出现奇数点”为．样本空间为,事件“出现奇数点”为．样本空间为,事件“出现奇数点”为．用表示“第一次取到数字,第二次取到数字”则样本空间.．事件可以表示为．事件可以表示为．事件可以表示为用表示“第次射中目标”试用表示．．．用表示“第次射中目标”试用表示．．．．用表示“第次射中目标”试用表示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．,,,,=．．．．,,,,=?( ) ．．．．．．．．．．．．．．．．甲厂地产品占,乙厂地产品占,品占,甲厂产品地合格率为,乙厂产品地合格率为,格率为,．．．．．．．．．．．．地分布函数为,用分别表示下列各概率：．．．．令地分布函数.． B．． D．可以得为多少？．．．．．．．．地分布列为,？（）．．．．,．．．．．．．．则分别为（地密度函数为则常数．．．．地密度函数为,．．．试求地概率为（．．．．．．．．由某机器生产地螺栓长度服从,规定长度在内．．．地密度函数,说法正确地是（．=0．．．位移函数地多项式形式表示为已知标准正态分布地分布函数为,则有.设~,求概率分别为.X~,则.( )设行列式,则中元素地代数余子式=m n设,,则=.。

线性代数练习题库及答案

线性代数练习册答案第五章相似矩阵及二次型51内积52方阵的特征值与特征向量一．填空题：1.A 是正交矩阵，则A 1A.2.已知n 阶方阵A 的特征值为12,,,n，则EA12n.3.已知3阶方阵A 的特征值为1,1,2，则232BAA 的特征值为1,5,8；A2；A 的对角元之和为2.4.若0是A 的特征值，则A 不可逆（可逆，不可逆）.5.A 是n 阶方阵，Ad ，则AA 的特征值是,,,d d d （共n 个）.二．用施密特法把下列向量组规范正交化123111(,,)124139解：111,1,1T2122121,61,2,31,1,11,0,13TTT313233122212,,1481211,4,91,1,11,0,1,,32333TT TT 故11111,1,13Tb ，22211,0,12Tb ，33311,2,16Tb .三．求下列矩阵的特征值和特征向量1. 1221A2. 100020012B 解：1. A 的特征多项式为12(3)(1)21A E故A 的特征值为123,1.当13时，解方程30A E x .由2211322rA E:得基础解系111P ，故1(0)kP k是对应于13的全部特征向量. 当21时，解方程0A E x .由22112200rA E :得基础解系211P ，故2(0)kP k是对应于21的全部特征向量.2.B 的特征多项式为210020(1)(2)12B E故B 的特征值为1231,2.当11时，解方程0B E x .由000011010010011rBE :得基础解系1100P ，故1(0)kP k 是对应于11的全部特征向量.当232时，解方程20B E x.由10010*********11rBE :得基础解系201P ，故2(0)kP k 是对应于232的全部特征向量.四．证明下列各题1. x 为n 维列向量，且1Tx x，求证：2THExx 是对称的正交阵.2. 设A 、B 为同阶正交阵，证明：AB 也是正交阵. 证明：1.222TTTTTTTTHExxHExxExxH故H 为对称阵.又224444TTTTT TTTH HE xxExxExxx x x xExxxxE故H 为正交阵.2. 因,A B 为同阶正交阵，故,TTA AE B BE .又TT TT TABAB B A ABB EBB BE ，故AB 为正交阵.五．A 是n 阶方阵，命题P 为：A 的特征值均不为0.请尽量多的列举与P 等价的命题.（如A 可逆.至少列举3个）解：等价命题：1P ：A 的列（行）向量组线性无关2P ：0A3P ：齐次线性方程组0Ax只有0解4P ：A 的秩为n53相似矩阵54实对称矩阵的相似矩阵一．填空题：1.若是A 的特征向量，则1P是1P AP 的特征向量. 2.若A 与B 相似，则AB .3.20000101Ax与2000001B y 相似，则x 0，y 1.4.若是A 的k 重特征根，则必有k 个相应于的线性无关的特征向量，不对（对，不对），若A 是实对称的呢？对（对，不对）.二．多项选择题（选出全部正确的选项，可能不只一个）1.n 阶方阵A 相似于对角矩阵的充分必要条件是A 有n 个（C ）（A ）互不相同的特征值；（B ）互不相同的特征向量；（C ）线性无关的特征向量；（D ）两两正交的特征向量；2.方阵A 与B 相似，则必有（BD ）（A ）E A E B ；（B ）A 与B 有相同的特征值；（C ）A 与B 有相同的特征向量；（D ）A 与B 有相同的秩；3.A 为n 阶实对称矩阵，则（ACD ）（A ）属于不同特征值的特征向量必定正交；（B ）0A ；（C ）A 必定有n 个两两正交的特征向量；（D ）A 的特征值均为实数；三．100021012A，试求一个可逆矩阵P 使得1P AP 为对角阵，并求mA .解：先求A 的特征值和特征向量.2100021(1)(3)12EA故A 的所有特征值为1233,1.当13时，解方程30A E x.2001003011011011rA E :令1011P ，则1P 即为对应于13的特征向量.当231时，解方程0A E x.00000011011011rAE:令2310,101P P ，则23,P P 即为对应于231的特征向量.显然，123,,P P P 线性无关.令123010,,10111PP P P ，则1111003131312211313022mmmmm m P APAP PAPP四．三阶实对称矩阵A 的特征值为0,2,2，又相应于特征值0的特征向量为1111P ，求出相应于2的全部特征向量. 解：因为A 为三阶实对称矩阵，故A 有三个线性无关的特征向量，且对应于不同特征值的特征向量两两正交.已知对应于10的特征向量为1P ，设对应于232的特征向量为23,P P ，则12130,0T TP P P P .即23,P P 为齐次线性方程组10T P x 的两个线性无关的解.由10TP x得1230x x x .令2310,1x x ，则11,1x .取23111,001P P ，则23,P P 即为对应于232的特征向量.令2233k P k P （23,k k 不全为零），则为对应于232的全部特征向量.五．设3阶方阵A 的特征值为1231,0,1，对应的特征向量分别依次为1231222,2,1212P P P ，求A . 解：因为123，故A 可对角化，且123,,所对应的特征向量123,,P P P 线性无关.显然112312323,,,,A P P P P P P ，令123,,PP P P ，故111231102100123122A P PP P.55二次型及其标准形56用配方法化二次型为标准形57正定二次型一．填空题：1. 22(,)22f x y xxy yx 是不是二次型？答：不是.2. 123121323(,,)422f x x x x x x x x x 的秩是3；秩表示标准形中平方项的个数．3．2110100A k k,A 为正定矩阵,则k 满足大于1.二．A 为实对称矩阵，选出全部的A 为正定矩阵的充分必要条件（12346）1.对任意的列向量0x ，0x Ax2.存在可逆方阵C ，使得A C C3.A 的顺序主子式全部大于零4.A 的主子式全部大于零5.A 的行列式大于零6.A 的特征值全部大于零三．212312331001(,,)(,,)3043x f x x x x x x x x 1.求二次型123(,,)f x x x 所对应的矩阵A ；2.求正交变换xPy ，将二次型化为标准形.解：1. 2112312331232123001(,,)(,,)300(,,)34343x x f x x x x x x x x x x x x x x 22212233343xxx x x故二次型123(,,)f x x x 所对应的矩阵100032023A. 2.问题可转化为求正交矩阵P ，将A 化为对角形. 210032(1)(5)23AE故A 的特征值为1231, 5.当121时，解方程0A E x.000011022*******rA E :.令1310,1x x ，得20,1x .取1210,101，则12,即为对应于121的特征向量.显然，12,正交.将12,单位化得121212110,2012P P 当35时，解方程50A E x.4001005022011022rA E :.令31x ，得1201x x .取311，则3即为对应于35的特征向量.将3单位化得3331212P .令123PP P P ，则1115P AP.故123(,,)f x x x 的标准形为2221235y yy .四．已知A 和B 都为n 阶正定矩阵，求证A B 的特征值全部大于零.证明：因为,A B 都为n 阶正定矩阵，则对任意n 维列向量0x，有0,00T T Tx Axx BxxA B x .即A B 是正定矩阵.故A B 的特征值全部大于零. 五．已知A 为n 阶正定矩阵，求证1A E.证明：因为A 为n 阶正定矩阵，则A 的n 个特征值12,,,n全大于零且存在正交矩阵P ，使得112211nnP APAPP .由1122111nnAE P PPPPE P121111nPP ，得121121111111nnA E PP六.求22:1L x xy y围成的面积.解：设二次型22112(,),112x f x y xxy yx yy.令112112A，则A 是对称矩阵且正定.设12,为A 的特征值，可知存在正交矩阵P ，使得112TP APP AP.由0E A，得1213,22.因为正交变换不改变向量的长度，故可用正交变换12z x P z y，使得1221122TT TT X AXZ P APZZ P APZzz ，其中12,z x XZz y.综上可知，经过正交变换后，221213(,)22f x y zz .故L 的面积即为椭圆：221213122zz的面积.面积23S .第五章复习题三、计算题1、设3阶对称阵A 的特征值为6，3，3，与特征值6对应的特征向量为11,1,1Tp ，求A解：因为对称矩阵对应于不同特征值的特征向量是两两正交的，所以求对应于3的特征向量即为求与1,1,1T正交的特征向量。