17级线性代数B期末试卷答案.doc

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线性代数B

填空题(共21分,每小题3分)

1.设,则.

2.设阶方阵满足,则.

3.维列向量线性相关行列式等于.(填等于或不等于)

4.若且,则必是的极大无关组.

5.设元齐次方程组的通解为,则.

6.设是阶方阵,若将的第行加到第行得到,则.

7.设,若矩阵与相似,则.

得分二、(10分)计算阶行列式.

解将行列式按第一行展开,可得

(8分)

.(10分)

得分三、(12分)设,证明可逆,并求.

解因为,所以可逆.(3分)

,(10分)

可得.(12分)

得分四、(12分)求

的一个极大无关组,并将其余向量

用该极大无关组线性表示.

解记,(2分)

对作一系列初等行变换,化成最简形:

(9分)

由此可见,所以是它的一个极大无关组,且

,.(12分)

得分五、(15分)设线性方程组,问取何值时,该方程组

(1)有唯一解;(2)无解;(3)有无穷多解?并在有无穷多解时,试用导出组的基础解系表示方程组的通解.

解(1)因为,

所以由Cramer法则可知,当,时,,方程组有唯一解.(4分)

(2)当时,,

因为,所以方程组无解.(8分)

(3)当时,,

因为,所以方程组有无穷多解.(12分)

(4)当时,由(3)可得同解方程组,从而

原方程组特解为;同样由(3)可得导出组的基础解系为.

所以原方程组通解为

,.(15分)

得分六、(6分)设为阶矩阵,为可逆矩阵,且

,求.

解由,根据矩阵的分块乘法可得

.(5分)所以.(6分)

得分七、(12分)求矩阵的全体特征值与特征向量.

解由可得,

的特征值.(6分)

当时,由可得,的基础解系为

,所以属于的全体特征向量为.(9分)

当时,由可得,的基础解系为

所以属于的全体特征向量为(不全为零).(12分)

八、证明题(共12分,每小题6分)

1.设线性无关,证明,,也线性无关.

证明设有数组,使得,即

.

因为线性无关,所以(*)(3分)

而系数行列式(*)仅有零解,从而,

所以,,线性无关.(6分)

2.设方阵可逆,证明:也可逆,且.

证明因为可逆,所以.由两边同除可得,,

由此可知可逆,且.(3分)

又由两边左乘由可得,.

所以.(6分)

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