西南大学线性代数作业答案.doc

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1、第一次行列式部分的填空题1在 5 阶行列式 中,项 a13a24a32a45a51 前的符号应取 + 号。ij2排列 45312 的逆序数为 5 。3行列式 中元素 x 的代数余子式是 8 2144行列式 中元素-2 的代数余子式是 11 。0355行列式 中, 的代数余子式是 5 。251xx6计算 = 0 0dcba行列式部分计算题1计算三阶行列式381402解:原式=2 (4)3+0(1)(1)+1181(1)(4)0132(1)8=42决定 i 和 j,使排列 1 2 3 4 i 6 j 9 7 为奇排列.解:i=8 ,j=5。3(7 分 )已知 ,求 的值01x解:原式=3x 2x2

2、4x=2 x24x=2x(x2)=0解得:x 1=0; x2=2所以 x=xx 0;x 2 xR 4(8 分 )齐次线性方程组 0zyx有非零解,求 。解: 21101D由 D=0 得 =15用克莱姆法则求下列方程组:103294zyx解:因为 03130214710249170843513254 231 )(rrD所以方程组有唯一解,再计算:8102941 810329542D35103295D因此,根据克拉默法则,方程组的唯一解是:x=27,y=36,z=45第二次线性方程组部分填空题1设齐次线性方程组 Ax=0 的系数阵 A 的秩为 r,当 r= n 时,则 Ax=0 只有零解;当 Ax

3、=0 有无穷多解时,其基础解系含有解向量的个数为 n-r .2设 1, 2 为方程组 Ax=b 的两个解,则 1 2 或 2 1 是其导出方程组的解。3设 0 是线性方程组 Ax=b 的一个固定解,设 z 是导出方程组的某个解,则线性方程组 Ax=b 的任意一个解 可表示为 = 0+z .4若 n 元线性方程组 Ax=b 有解,R(A)=r,则当 r=n 时,有惟一解;当 ,rn 时,有无穷多解。5A 是 mn 矩阵,齐次线性方程组 Ax=0 有非零解的充要条件是 R(A)n .6n 元齐次线性方程组 Ax=0 仅有零解的充分必要条件是 |A|不等于 0 。7 线性方程组 Ax=b 有解的充要

4、条件是 r(Ab)=r(A) 。8设 是线性方程组 Ax=b 的一个特解, 是其导出组的1u rnv,21基础解系,则线性方程组 Ax=b 的全部解可以表示为 = urnvcvc211求线性方程组的通解.223347131xx答案:通解为:x=k 1 ),(01022Rkk2求齐次线性方程组的一个基础解系.0510536324xx答案:基础解系为 v1= 10,23求非齐次线性方程组的通解321431xx答案:同解方程组为,通解为12034341x )(2130Rkx4 求方程组的通解 2534421xx答案:化为同解方程组 75975614321xx通解为 075619075121kx5已知

5、线性方程组 3241xx423321xx6(1)求增广矩阵(Ab)的秩 r(Ab)与系数矩阵 A 的秩 r(A ) ;(2)判断线性方程组解的情况,若有解,则求解。答案:(1)r(Ab)=r(A)=4(2)有唯一解。x1=-1;x2=-1;x3=0;x4=1第三次向量的线性关系填空题1向量 = (1,3,5,7) ,= (a,b,5,7 ) ,若 =,则 a= 1 ,b= 3 .2已知向量 =(1,2,3) , =(3,2,1) ,则 3 +2 = 12(9,10,11) , - = (-2,0,2) 13设向量组 线性无关,则向量组 , + , + + 线321, 12123性 无关 4设向

6、量 线性无关,则 线性 无关 。321,a321,a5设向量 线性无关,则向量 线性 相关 0,6. 是 3 维向量组,则 线性 相 关.4321,4321,7零向量是线性 相关 的,非零向量 是线性 无关 的.线性关系部分证明题1 证明:如果向量组 线性无关,则向量组,亦线性无关,证明:设有一组数 ,使321,k0)()()(32k成立,整理得)()()( 322131kkk由于 线性无关,所以,0321k因为其系数行列式 ,所以方程组只有零解,021即 向量组 线性无关得证0321k,2设向量 可由向量 1, 2, r 线性表示,但不能由 1, 2, r-1 线性表示,问向量组 1, 2,

7、 r-1, r 与向量组 1, 2, r-1, 是否等价?为什么?答案:等价。因为 可由 1, 2, r 线性表示,所以有 1, 2, r,使 = 1 1+ 2 2+ r r, r0 又 1= 1, , r-1= r-1,故向量组 1, 2, r-1, 可由向量 1, 2, r 线性表示。由式有 ,121 rrrr 即 1, 2, r 也可由向量组 1, 2, r-1, 线性表示,故两向量组等价。3设 1, 2 是某个齐次线性方程组的基础解系,问 1+ 2,2 1 2 是否也可构成该方程组的基础解系?答案: 1+ 2,2 1 2 显然是方程组的解。所以以下只证 1+ 2,2 1 2 线性无关。

8、设有一组数 1, 2,使得 1( 1+ 2, )+ 2( 2 1 2)=0,即 ( 1+2 2) 1+( 1 2) 2=0,因 1, 2 线性无关,故.0,21而 ,3所以 1= 2=0,则 1+ 2,2 1 2 线性无关,仍是基础解系。4已知 ,判定此向量组是线),53(),0(),0(21 性相关还是线性无关。答案:线性相关。5设=( 1,1 ,2) T, =(1,2,3) T, =(1,3,t) T请问当 t 为何值时, , , 线性相关?并将 用 , 线12性表示答案:当 t=4 时, , , 线性相关。123 .36 , 设 线性无关,而 线性相关,则 能s,21 ,21s 由 线性

9、表示,且表示法惟一。s21答案:因 线性相关,故有 不全为零,使,21s kks,2121k.0ks要证 可由 线性表示,只要证明 ,假设 k=0,则s,21 0k不全为零,且有sk,21 21k.s故 线性相关,矛盾,所以 。s,21 0k设有个表示式 s21s两式相减得 0)()()(2211 ss因 线性无关,所以 ,即s,21 0ii).,1(sii 所以表示法惟一。第四次特征值部分选择题1. 是阶正交矩阵,则A () () () ()1EAATA12. A 与 B 是两个相似的 n 阶矩阵,则 A (A) 存在非奇异矩阵 P,使 (B) |A| |B| BP1 (C) 存在对角矩阵

10、D,使 A 与 B 都相似于 D (D) BII3 下列结论中,错误的有( B)(A) 若向量 与 正交,则对任意实数 a,b, 与 也正交ab(B) 若向量 与向量 都正交,则 与 的任一线性组合也正交21 21,(C) 若向量 与 正交,则 与 中至少有一个是零向量(D) 若向量 与任意同维向量正交 ,则 是零向量4 设矩阵 ,则 A 的特征值为 C 10A(A) 1,0,1 (B) 1,1,2 (C) -1,1,2 (D) -1,1,15 n 阶矩阵 A 与对角矩阵相似的充分必要条件是 B(A) A 有 n 个特征值(B) A 有 n 个线性无关的特征向量(C) A 的行列式不等于零(D

11、) A 的特征多项式没有重根线性代数1.下列 n 阶(n2)行列式的值必为 0 的有:B:行列式非零元素的个数小于 n 个。2.有二阶行列式,其第一行元素是(1,3) ,第二行元素是(1,4) ,该行列式的值是:B:13 有二阶行列式,其第一行元素是(2 ,3) ,第二行元素是(3,-1) ,则该行列式的值是:A:-114. 有三阶行列式,其第一行元素是(0,1 ,2) ,第二行元素是(-1 ,-1,0 ) ,第三行元素是(2,0,-5) ,则该行列式的值是:B:-15.有三阶行列式,其第一行元素是(1 ,1,1) ,第二行元素是(3,1,4) ,第三行元素是(8,9,5 ) ,则该行列式的值

12、是:C:56. 行列式 A 的第一行元素是( k,3,4),第二行元素是(-1,k,0),第三行元素是 (0,k,1),如果行列式 A 的值等于 0,则 k 的取值应是: C:k=3 或 k=17. 6.排列 3721456 的逆序数是:C:88. .行列式 A 的第一行元素是( -3,0,4) ,第二行元素是(2 ,a ,1),第三行元素是(5,0,3 ) ,则其中元素 a 的代数余子式是:B:-299 已知四阶行列式 D 中第三行元素为(-1,2 ,0,1) ,它们的余子式依次分别为 5,3,-7 ,4,则 D 的值等于. C:-1510. 矩阵 A 适合下面哪个条件时,它的秩为 r. B

13、:A 中线性无关的列向量最多有 r 个。11 矩阵 A 的第一行元素是(1,0,5) ,第二行元素是(0 ,2,0) ,则矩阵 A 乘以 A 的转置是:C:第一行元素是(26,0) ,第二行元素是(0,4 ) 。12. 若矩阵 A 的行数不等于矩阵 B 的列数,则矩阵 A 乘以 B 没有意义。正确答案:错误13. 齐次线性方程组 AX=0 是线性方程组 AX=b 的导出组,则C:u 是 AX=0 的通解,X1 是 AX=b 的特解时,X1+u 是 AX=b 的通解。D:V1,V2 是 AX=b 的解时,V1-V2 是 AX=0 的解。14. n 阶矩阵可逆的充要条件是: A:r(A)=n B:

14、A 的列秩为 n。15. 向量组 a1,a2,.,as 的秩不为零的充分必要条件是:A:a1,a2,as 中至少有一个非零向量。D:a1,a2,as 中有一个线性无关的部分组。16 向量组 a1,a2,.,as 线性相关的充分必要条件是:C:a1,a2,as 中至少有一个向量可由其余向量线性表示。D:a1,a2,as 中至少有一部分组线性相关17. 矩阵 A 为三阶矩阵,若已知|A|=m,则|-mA|的值为 C:-m*m*m*m18. 若矩阵 A 可逆,则它一定是非奇异的。正确答案:正确19. 向量组 a1,a2,.,as 线性无关的必要条件是:A:a1,a2,as 都不是零向量。C:a1,a

15、2,as 中任意两个向量都不成比例 D:a1,a2,as 中任一部分组线性无关20. 若矩阵 A 的列数等于矩阵 B 的行数,则矩阵 A 乘以 B 有意义正确答案:正确. 初等数论 作业1. 如果 a|b,b|c,则(C:a|c)2. 360 与 200 的最大公约数是(D:40 ) 。3. 如果 a|b,b|a ,则(C:a=b 或 a=-b ) 。4. 下面的数是 3 的倍数的数是(C:1119)5. 4 除 -39 的余数是(C:1 ) 。6. 设 n,m 为整数,如果 3 整除 n,3 整除 m,则 9(A:整除 )mn 。7. 整数 6 的正约数的个数是( D:4 ) 。8. 1 到 20 之间的素数是(B:2,3,5 ,7,11,13,17,19 )9.

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