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2018年山西大学山西大学生物工程学院314数学(农)之工程数学—线性代数考研基础五套测试题

  摘要

一、解答题

1.

已知矩阵可逆矩阵P ,使

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

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。

2.

设二次型

(1)证明二次型f

对应的矩阵为(2

)若

【答案】(1)由题意知,

正交且均为单位向量,证明f

在正交变换下的标准形为

故二次型/

对应的矩阵为(2)证明:

设则

而矩阵A

的秩

故f

在正交变换下的标准形为

3. 求个齐次线件JTP

技使它的场础解系由下列向量成.

【答案】由题意,

设所求的方程组为

由这两个方程组知,

所设的方程组的系数都能满足方程组的基础解系为

4. 设A

的解为【答案】

利用反证法,

假设以有

解矛盾,故假设不成立,

.

有惟一解知

则方程组

. 即

可逆.

故所求的方程组可取为有唯一解. 证明:

矩阵为A 的转置矩阵).

易知

于是方程组

只有零解.

使

.

只有零

有非零解,这与

有非零解,即存在

解得此方程组

代入得,

,由于

所以

为矩阵对应特征值所以

为矩阵对应特征值

所以

的特征向量;

的特征向量; 也是矩阵的一个特征值;

矩阵

且为可逆矩阵,

且方程组

二、计算题

5.

线性无关

线性相关, 求向量B 用

线性表示的表示式.

使

【答案】

方法一、因

线性相关,

故存在不全为零的常数

,不然,由上式得

,这与

不全为零矛盾. 于是得

因线性无关,

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方法二、因关.

又因

线性无关,故

线性相关,故

,于是存在使

6.

在某国,每年有比例为p 的农村居民移居城镇,有比例为q 的城镇居民移居农村

. 假设该国总人数不变,且上述人迁移的规律也不变.

把n

年后农村人和城镇人占总人

的比例依次记为和

(1)求关系式

中的矩阵A ;

线性相关,

线性相

2)设目前农村人口与城镇人口相等

,【答案】(1)这是一个应用问题.

关系式可看做是向量

的递推关系式,

从而有

即把应用问题归结为求

A 的

遵循这一思路,先求

A. 由题设,

的特征向量为

其中,

因此

再求A 的特征值和特征向量. 易求得

A

的特征值对应于令

的特征向量为则P

可逆,且

7. 在

中求向量

在基

对应于

下的坐标.

下的坐标就是a 由向量组

【答案】由定义,向量在基线性表示式中对应的