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时间:2018-09-17
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1、线性代数练习答案练习一一、1.2.3.D4.C5.二、1.2.3.164.5.三、证:左=练习二一、1.2.3.4.D5.C二、1.。2.163.4.三、1.方程组有唯一解;2.设由已知可得求得D=48,D1=96,D2=--240,D3=0,D4=336,则练习三一、1.A2.D3.D4.A5.C二、1.(1)线性无关(2)c=5时,线性相关设2.设存在一组数,使16由无关得方程有非零解线性相关3.由于分量组成的行列式不为0,所以线性无关。又因为线性相关(5个4维向量一定线性相关)所以一定可由线性表示。设,根据此向量等式,我们可以得到一个四个方程组成的方程组。把看成未知
2、数,解出,就得到由线性表示的表示方式。因为的解唯一,所以由线性表示的表示方式唯一。4.(1)由于线性无关,所以也线性无关。又因为线性相关,所以可由线性表示。(2)假设可由线性表示又因为可由线性表示,所以可由线性表示。则线性相关。这与已知线性无关矛盾。所以假设不成立。则不可由线性表示。三、证:可由,,,线性表示,存在不全为零的数:,使得:显然,否则若,则与不能由,,,线性表示矛盾。故,因此有:16即:向量可由,,,,线性表示。练习四一、1.B2.B3.D4.C5.C二、解法一:分量组成的行列式为0,所以线性相关。而容易判断,,也线性相关。再有线性无关,所以是的极大无关组。解
3、法二:则为向量组的一个最大无关组三、线性无关,且,所以线性相关,且秩为2,是的一个极大无关组。由于和有相同的秩,所以线性相关,则又可由线性表示且,所以线性相关。则,于是四、证:设是的一个极大无关组,且是的一个极大无关组。由于可由线性表示,所以是的一个极大无关组。所以的秩也是,而是16的一个极大无关组,所以也是的一个极大无关组,则可由线性表示,那么就可由线性表示。则与等价。练习五一、1.2.C3.C4.C5.D二、1.2.3.原式=4.1或10三、为对称矩阵;16令则时,练习六一、1.A2.C3.B4.A5.D二、三、四、;;16五、1.,得2.是非奇异矩阵练习七一、1.D
4、2.B3.A4.A5.B二、1.(1),(2)2.因则3.16,因此4.三、1.由,得。从而有:即:所以有:,故:可逆。且:。2.只要证明即可。又因为:,;知:故:。所以不可逆。练习八一、1.A2.B3.C4.B5.A二、1.16取基础解系:方程组通解为,其中为任意实数。`2.≌,对应的方程组为取,得,对应的齐次线性方程组的同解方程组为:,其基础解系为:所求通解为:,其中为任意实数。3.(1)当且时,,方程组有唯一解。(2)当且时,则,方程组有无穷多解;(3)当时,若则,方程组无解;若则,方程组无解。三、若是一个基础解系,则线性无关16已知线性无关…①,而,即方程组①只有
5、零解四、由线性无关及知,且是齐次方程组的基础解系,又由知是方程组的解,因此非齐次方程组的通解为,其中为任意实数。阶段自测题(一)一、1.2.63.,其中为任意实数4.25.二、1.D2.C3.D4.D5.D三、1.原式=162.原式3.令,方程组有解,则可由线性表示(1)有唯一解(2)有无穷个解无穷个解(3)无解无解四、设还有一种表示方式为,两式相减,则有0=,若线性无关,则所有,表示法唯一;若线性相关,则存在,表示法不唯一。五、由及有,于是有。练习九一、1.0,2.正交3.4.,.5.,,二、161.单位化,得:为所求2.由题意知=-1,且有所以3.,故对应于特征值-1
6、的全部特征向量为4.设特征向量对应的特征值为,则有,可得,a=7,b=8。三、1.则是正交矩阵是正交矩阵,由于都是正交矩阵,所以也是正交矩阵。2.假设是对应的特征向量,则有,再由,整理可得,由线性无关知,矛盾。练习十一、1.有n个线性无关的特征向量2.63.14.正交矩阵对角矩阵5.二、1.2.,所以特征值为-3和616对于特征值-3,特征向量为对于特征值6,特征向量为,把特征向量正交单位化得,则即可使3.由于A与B相似,因此有相同的特征值,所以B的特征值也为1,0,-1由有,即所以PX为B的特征向量,求之分别为4.令,有5.可逆存在;与相似练习十一一、1.是,是,否,否
7、2.3.4.,负定二次型5.0二、1.不是正定的162.正定三、都正定,有:也正定四、由二次型矩阵的各阶主子式大于0,可解得(1)(2)五、,,所以特征值为1,4,-5,对应特征向量分别为,单位化后,得到,则,X=PY使阶段自测题(二)一、1.2.且3.34.-4,-6,-12.5.二、1.C2.D3.C.4.B5.A三、1.(1)16(2)(3)2.有n个不同特征值可对角化有可逆矩阵,使=(2n-3)!!3.由解得,设,由,把特征值和特征向量代入,得到关于的方程组,解得分别为,所以四、证:由,对于任意向量X,有,所以X是A的
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