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
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。
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,
记
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
构
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
为
的解为【答案】
由
利用反证法,
假设以有
解矛盾,故假设不成立,
则
由
.
得
有
有惟一解知
则方程组
. 即
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
.
所
只有零
有非零解,这与
有非零解,即存在
解得此方程组
将
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.
设
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,
故
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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 ;
求
线性相关,
即
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,
有
故
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
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