2018年厦门大学财政系396经济类联考综合能力[专业硕士]之工程数学—线性代数考研强化五套模拟题
● 摘要
一、解答题
1. 证明n
阶矩阵
与相似.
【答案】
设 分别求两个矩阵的特征值和特征向量为,
故A 的n 个特征值为
且A 是实对称矩阵,则其一定可以对角化,且
所以B 的n
个特征值也为
=-B的秩显然为1,故矩阵B 对应n-1
重特征值
对于n-1
重特征值由于矩阵(0E-B )
的特征向量应该有n-1个线性无关,进一步
矩阵B 存在n 个线性无关的特征向量,即矩阵B 一定可以对角化,且从而可
知n
阶矩阵
与相似.
2.
已知矩阵可逆矩阵P ,使
和
若不相似则说明理由。
试判断矩阵A 和B 是否相似,若相似则求出
【答案】由矩阵A 的特征多项式
得到矩阵A
的特征值是当
时,由秩
知
有2个线性无关的解,即
时矩阵A 有2个线性无关的特征向量,矩阵
A 可以相似对角化,因此矩阵A 和B 不相似。
3. 已知A
是矩阵,齐次方程组
的基础解系是次方程组Bx=0
的基础解系是
(Ⅰ)求矩阵A ;
(Ⅱ
)如果齐次线性方程组
【答案】(1
)记
A
的行向量)是齐次线性方程组
由
的解.
对
得到
所以矩阵
的基础解系为
则既可由
对
作初等行变换,有
不全为
当a=0时,
解出
又知齐
与有非零公共解,求a 的值并求公共解.
知
贝腕阵
的列向量(即矩阵
作初等行变换,有
(Ⅱ)设齐次线性方程组Ajc=0与Sx=0
的非零公共解为由
线性表出,
故可设
于是
线性表出,也可
因此,Ax=0与Bx=0
的公共解为
4. 设二次
型
(Ⅰ)用正交变换化二次型(Ⅱ
)求【答案】
(Ⅰ)由
其中t 为任意常数.
矩阵A 满足AB=0, 其
中
为标准形,并写出所用正交变换;
知,矩阵B 的列向量是齐次方程组Ax=0的解向量.
记
值(至少是二重)
,
根据
值是0, 0, 6.
设
有
对
正交化,
令的特征向量为
有
则是
的线性无关的特征向量.
由此可知
,是矩阵A 的特征
故知矩阵A
有特征值因此,矩阵A 的特征
那么由实对称矩阵不同特征值的特征向量相互正交,
则
解出
再对,单位化,得
那么经坐标变换
即
二次型化为标准形(Ⅱ)因为
又
有
所以由
进而
得