线性代数求解小题求解

线性代数求解练习题答案第一章 荇列式1.计算下列三阶行列式:(1) ;(2) ; (3) ; 381402?bac221cba(4) ;(5) ;(6)????710254;?????efcbfda(7) ,其中对角线上元素都是 未写出的元素嘟是aDn1O?a0;解 (1) ??3)4(2??????)(42?= 4?(2) 得24AEO??E,要据矩阵乘法及加法的性质得3()?根据可逆矩阵的定义知, 可逆且(3)AE?1(3)AE???4. 解:12|3aAa?當 时, 所以 R(A)=32a?|0当 时, 另外显然有 A 的二阶子式 不为零,所有 R(A)=2?|A2315.解: 1291A?????????6. 解: ()2,()RB?7. 解: .A第 3 章 线性方程组1.非齐次线性方程組 ???????232131,?x当 取何值时有解并求出它的解.?解 ???????????????? )2(1031221~??B方程组有解,须 得)(??,当 时,方程组解為1??????????????0132kx当 时,方程组解为2???????????????232kx2. 已知 试讨论向量组 , 以及 ,, ???????????????????7450132?? 1?231?的线性相关性2解 ???????751420),(321?????? ?? 一 系 列 初 等 行 变 换 ,??????012可见 向量組 线性相关;),(321R321,?而 向量组 线性无关。?2,3. 设矩阵 求矩阵 A 的列向量组的一个最大线性无????????A关组,并把不属于最大线性无关組的列向量用最大线性无关组线性表示解A初 等 行 变 换~,初 等 行 变 换 ??????????????知 3)(?R .3 个 向 量组 含故 列 向 量 组 的 最 大 無 关三 列 ,、、元 在而 三 个 非 零 行 的 非 零 首 421事实上.,421 无 关 组为 列 向 量 组 的 一 个 最 大故 a?),421( ???????76321初 等 行 变 换 ??????01线 性 无 關, 故知 421421,),(aaR而由行最简形矩阵??????42153 , 即 得4. 求齐次线性方程组???????037,252421xx的基础解系和通解解 第一步, ,21~???????????????A得同解方程组 ??????.745, 321x第二步 ,1043????????????及令 x,743521?????????????及对 应 有 ,10,7521??????????即 得 基 础 解 系第三步, 并 由 此 得 到 通 解 ).,(432 Rccx??????????????????5. 求解非齐次线性方程组 ????????.x解 第一步 ,~~ ????????????????A4)(??BR可 见 并 有故 方 程 组 有 无 穷 多 解 ,,?????.21 ,43x第二步, 得??????042x取 即 得 方 程 组 的 一 个 特 解 .021???????X第三步 ,?????x4321 组 为导 出 方 程 组 的 同 解 方 程取 得到基础解系为,1042?????????????及x,031??????及则 ,12 ,01??????????第四步原非齐次线性方程组的通解为).,(21210 RcX??即 ).,(cx??????????????第四章 1. 计算矩阵 的特征值与特征向量???????20143解:因为方阵 A 的特征多项式为 ),2(120143?????????E所以 A 的特征值为 , 3当 时,代入特征方程组 由21????OXAE??????????? ???????????0110242经 初 等 行 变 换AE得基础解系 ,因此属于 的全部特征向量为 。??????21?21??)0(1?k?当 时代入特征方程组 ,由3????OXAE??????????? ?????????010142经 初 等 行 变 换AE得基础解系 因此,属于 的全部特征向量为 ???????21?23??)0(21?k?2. 已知三阶矩阵 A 的 3 个特征值分别为 1, -1, 2,矩阵 求 B 的特征值,235AB??并求出行列式 的值B解:因为 ,所以 B 的特征值为 将235?? )()(23的 特 征 值是其 中f??矩阵 A 的 3 个特征值分别为 1, -1, 2 分别代入 得 B 的三个特征值:-4, -6,-12.从而 8)1(6)4(??B3. 设三阶方阵 A 的三个特征值为 , ,对应的特征向量分别為1?02?13?? , 求 。T)2,1(??T),2(??T),(3??EA?2解:根据题意知 A 能对角化故根据矩阵对角化的性质有:,其中 11 010?? ???????????????PP ????????21所以有 , 13????????PA12???????A所以 ,又因为 所以123 204?????????PEA ?????????2191??????. 判断下列矩阵是否与对角阵相似。若与对角阵相似求一个可逆矩阵 P,使 为A1?对角矩阵(1) (2)???????3210 ???????120解:(1)由 求解得 (二重) 。将 代入特征方程组得:0?AE?,41??2??

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线性无关解的个数=n-r(A)
解集S的秩Rs也就昰解集S的极大无关组所含向量个数,也就是线性无关解的个数,所以

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