福州大学2011年6月线性代数
试卷
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(附
答案
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)
2011年6月线形代数(2.5学分) 试卷 一( 选择
题
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:(每小题3分,共15分)
1. 下列行列式 ( ) 的值必为零。
(A) 行列式的主对角线上元素全为零 (B) 行列式中每个元素都是两个数的和 (C) 行列式中有两列元素对应成比例 (D) 阶行列式中零元素的个数多于个 nn2. 设为阶矩阵,下述论断中不正确的是 ( )。 A,Bn
AA,B(A) 可逆,且,则 (B) 可逆,则可逆 A,BAB,OB,O
TAB (C) 中有一个不可逆,则不可逆 (D) 可逆,则可逆 A,BA,BAB
AAA3. 设是4阶矩阵,且的行列式,则中 ( )。 A,0
(A) 必有一列元素全为零 (B) 必有一列向量是其余列向量的线性组合 (C) 必有两列元素成比例 (D) 任意列向量是其余列向量的线性组合
A4. 设矩阵的秩r,m,n,下述结论中正确的是 ( )。 m,nA
AA(A) 的任意m个列向量必线性无关 (B) 的任意一个m阶子式不等于零 (C) 齐次线性方程组只有零解 (D) 非齐次线性方程组一定有无穷AX,0AX,b多解
AA,5. 设矩阵是三阶方阵,是的二重特征值,则下面各向量组中: 0
142123100111,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(1)3,,1,6(3),1,,2,,3(4)0,1,0(2)0,1,1 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,23,4001246001,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
,肯定不属于的特征向量共有 ( )。 0
(A) 2组 (B) 1组 (C) 3组 (D) 4组 二(填空题:(每小题5分,共25分)
1110222
1110222D,D, 1. 设行列式,则 。 1110222
1110222
21,,BA,B,2I,, 2. 已知矩阵A,B满足,且,则行列式|B|, 。 A,,,,12,,
1112,,,,,,,,,,,,,,,,3,,0,,,1,,,1,,13. 已知的一组基底为,则向量在上述基底下的坐R,,,,,,,,123
,,,,,,,,0011,,,,,,,,
标为 。
,1,AA,2A, 4. 若3阶方阵有特征值,则行列式 。 1,1,2
,Ar,35. 已知4阶矩阵的秩,则齐次线性方程组的基础解系含 个线性Ax,0A
,A无关的解向量(A为的伴随矩阵)。
福州大学线形代数2011年6月
试题
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及答案 1/4
1,3,21,,,,,,,,,,,,,,,,,211,4,,,,,,,,三((10分)设向量组, ,,,,,,,,,,,1234,,,,,,,,,1,7,3,7,,,,,,,,,,,,,,,,3,14,9t,,,,,,,,
,,,,,,,1(问t为何值时,线性相关, 1234
,,,,,,,(线性相关时,求出其秩和一个极大线性无关组。 21234
x,x,x,x,0,1234,2x,3x,x,2x,0,1234四((12分)求齐次线性方程组 的基础解系和解空间的一组正交,x,2x,2x,x,01234,,x,3x,5x,x,01234,
基。
222五((12分)已知二次型, f(x,x,x),x,2x,2x,2kxx123123231(k为何值时,此二次型为正定二次型;
2(时,求一正交变换将此二次型化为
标准
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形(要写出所用的正交变换和此标准形)。 k,2
10012,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3,,0,,,1,,,0,,4,,,0,六((10分)已知中的两组基与 R,,,,,,,,,,12312
,,,,,,,,,,00121,,,,,,,,,,
3101,,,,,,,,,,1A,110,,,,,,,,,,,若线性变换在基下的矩阵为,试求在基下,,,,,,1233123
,,,,2,121,,,,
B的矩阵。
,,,,?,,,,,,?,,七((8分)设向量组线性无关,可由线性表示,不能由,,12s12s,,,,?,,,,,,?,,,,,,线性表示,证明:向量组线性无关。 12s12s
TBB八((8分)设为正定矩阵,是满足方程的唯一解,证明:是正定A,CAX,XA,C矩阵。
2011年6月线形代数(2.5学分) 答案 一.是非题(每题3分,共15分):
1.C 2. B 3. B 4. D 5.A 二. 填空题(每题5分,共25分):
1,,,,312501. 2. 2 3. 4. 5. ,3,,216,,1,,
三((共10分) 解:
1,3,211,3,21,,,,,,,,,211,40,5,3,2,,,,(,,,,,,,),, 1234,,,,,1,7,3,7001,2,,,,,,,,3,14,9t000t,1,,,,
,,,,,,,所以时,,向量组线性相关, r,3,4t,11234{,,,,,,,}1234
,,,,,为一个极大无关组( 123
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四((共12分) 解:
111111111111,,,,,,,,,,,,23,1201,3001,30,,,,,, A,,,,,,,,,12,2101,300000,,,,,,,,,,,,13,5102,600000,,,,,,
x,x,x,x,0x,,4x,x,,1234134由同解方程组 ,解得 , ,,x,3x,0x3x,2323,,x,1,x,0;x,0,x,1取 3434
,4,1,,,,,,,,30,,,,得基础解系, 将,,,正交化, ,,,,,1212,,,,10,,,,,,,,01,,,,
5,,,,,,4,1,4,,,,,,13,,,,,,,,6,,303(,,,)2,,,,,,,21,,,,,,,,,,,,,令,,,,即为解空间 ,,131122112,,,,,,101(,,,)1311,,2,,,,,,,,,,,,,,,010,,,,,,13,,1,,
的一组正交基。
100,,,,A,02k五((共12分) 解: ,,
,,0k2,,
100102,,1,0,,,,2,0,,,A,02k,4,k,01(因为,得 123020k2
,所以时,二次型为正定二次型。 ,2,k,2,2,k,2
100,,,,100,,A,0222(此时,, ,I,A,0,,2,2,,(,,1)(,,4),,
,,0220,2,,2,,
得特征值。 ,,0,,,1~,,4123
0,,,,,,0,,,1对,特征向量为, ,,11
,,1,,
1,,,,,,0,,1对,特征向量为, ,,22
,,0,,
0,,,,,,4,,1对,特征向量为, ,,33
,,1,,
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010,,,,,,,,,,,,,,,11312,,,,1,,,0,,,,1~单位化: ,,,,,,123,,,22123,,,,,,101,,,,,,
,,,,
010,,
11,,令,作正交变换,得标准形 ,(,,,,,),,0X,TYT123,,22,,11,,0,,22,,
22f,y,4y( 23
P,,,,,,,,,,六((共10分) 解:设从基到基的过渡矩阵为,则 123123
123,,,,P,,(,,,,,),401(,,,,,),(,,,,,)P ,,123123123
,,211,,
,1所以 B,PAP
11,2101123,1077,,,,,,,,,,,,,,,,,64,11110401,,613735 ,,,,,,,,,,,,,,,,,4,38,12121145,26,24,,,,,,,,
,,,,?,,,,,,,,,,?,,七((共8分)证明:反证,若线性相关,因线性无关, 12s12s
,,,,?,,所以可由线性表示,??(4分) ,,,12s
,,,,?,,,,,,?,,而已知可由线性表示,从而有也可由线性表示,与不能由,,,12s12s
,,,,?,,,,,,?,,,,,,线性表示矛盾,故线性无关。??(4分) 12s12s
TTTTTTAB,BA,C,(AB,BA),BA,AB,C,C八((共8分)证明:因,即
TTTB也是的解,所以,即为对称矩阵。 BB,BAX,XA,C
B设为的任一特征值,是相应的特征向量,即,则 x,Bx,,x
TTTTTTTxCx,xABx,xBAx,xA,x,(,x)Ax,2,xAx
B因A,C为正定矩阵,故,因此正定。 ,,0
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