线性代数习题集(带答案)
发布时间:2024-10-18
发布时间:2024-10-18
研究生入学考试,做完考研,线代可以拿全分
第一部分 专项同步练习
第一章 行列式
一、单项选择题
1.下列排列是5阶偶排列的是 ( ).
(A) 24315 (B) 14325 (C) 41523 (D)24351
2.如果n阶排列j1j2 jn的逆序数是k, 则排列jn j2j1的逆序数是( (A)k (B)n k (C)
n!n(n2
k (D) 1)2 k3. n阶行列式的展开式中含a11a12的项共有( )项.
(A) 0 (B)n 2 (C) (n 2)! (D) (n 1)!
0014.
0010
0100 ( ). 1000
(A) 0 (B) 1 (C) 1 (D) 2
00105.
0100
0001 ( ).
1000
(A) 0 (B) 1 (C) 1 (D) 2
2xx 11
6.在函数f(x) 1 x12
32 x3中x3项的系数是( ).
0001 (A) 0 (B) 1 (C) 1 (D) 2
). 1
研究生入学考试,做完考研,线代可以拿全分
a11a12 a22a32
7. 若D a21
a31
1
a23 ,则D1 2a21
2a332a31
a132a11a13 a23
a33
a11 2a12
a21 2a22 ( ). a31 2a32
(A) 4 (B) 4 (C) 2 (D) 2 8.若
a11a12
a21a22
a,则
a12a11
ka22ka21
( ).
(A)ka (B) ka (C)k2a (D) k2a
9. 已知4阶行列式中第1行元依次是 4,0,1,3, 第3行元的余子式依次为
2,5,1,x, 则x ( ).
(A) 0 (B) 3 (C) 3 (D) 2
87436 23 10. 若D ,则D中第一行元的代数余子式的和为( ).
111143 75(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D)0
3040
1111
11. 若D ,则D中第四行元的余子式的和为( ).
0 10053 22(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D)0
x1 x2 kx3 0
12. k等于下列选项中哪个值时,齐次线性方程组 x1 kx2 x3 0有非零解.
kx x x 0
23 1
( )
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D)0
二、填空题
2
研究生入学考试,做完考研,线代可以拿全分
1. 2n阶排列24 (2n)13 (2n 1)的逆序数是2.在六阶行列式中项a32a54a41a65a13a26所带的符号是3.四阶行列式中包含a22a43且带正号的项是
.
.
.
4.若一个n阶行列式中至少有n2 n 1个元素等于0, 则这个行列式的值等于
.
10
5. 行列式
00
00
1110
1000
1011
0200
01 10
00
.
6.行列式
0n
n 1
.
a11 a1(n 1)
a21 a2(n 1)
7.行列式
an1 a11
a12 a22
a32
a1n00
a11
a13 3a12 3a12a23 3a22a33 3a32
3a22 3a32
.
0a13
8.如果D a21
a31a23 M,则D1 a21a33a31
.
9.已知某5阶行列式的值为5,将其第一行与第5行交换并转置,再用2乘所有元素,则所得的新行列式的值为
.
3
研究生入学考试,做完考研,线代可以拿全分
1 11x 11 1x 1 1
10.行列式
1x 11 1x 1 11 1 1
11
11.n阶行列式
11则该行列式的值为
.
.
1
1
1
.
12.已知三阶行列式中第二列元素依次为1,2,3, 其对应的余子式依次为3,2,1,
15
13.设行列式D
482637372648
,A4j(j 1,2,3,4)为D中第四行元的代数余子式,15
.
则4A41 3A42 2A43 A44
ac
14.已知D
babbaccaab
, D中第四列元的代数余子式的和为ccbd1234
.
15.设行列式D
3344
6,A4j为a4j(j 1,2,3,4)的代数余子式,则
15671122,A43 A44
.
A41 A42
4
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320
503
2n 0
016.已知行列式D ,D中第一行元的代数余子式的和为
00
n
.
kx1 2x217.齐次线性方程组
x3 0 2x1 kx 0仅有零解的充要条件是.
2
x1
x2 x3 0
18.若齐次线性方程组
x1 2x2 x3 0
2x2 5x3 0有非零解,则k=.
3x1 2x2 kx3 0
三、计算题
a
bcd
2
a2
1.bc2d
2
xyx ya3
b3
c3
d
3
; 2.yx yx;b c da c da b da b c
x y
x
y
x
a1a2 an 201x1
a1
x
a2 an 23.解方程101x
a1a2x an 2x110
0; 4.
1x10
a1a2a3
x
a1
a2
a3 an 1
;
5
11
1
11
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a015. 1
1a111 1
1
1(aj 1,j 0,1, ,n);
1 a2
1
1
1
an
111 131 b1
16. 1
12 b
1
111 (n 1) b
111 1
b1
a1
a1 a1
7. b1
b2a2 a2; b1
b2b3 an
x2
1x1x2
x1xn9.
x2x11 x2
2 x2xn
; xnx1
xnx2
1 x2
n
a
a
0 1
1 aa011.D 0
11 aa
00 11 a0
1
6
x
a1a2 an
a1xa2
an
8.a1a2x an; a1a2a3
x2
10 001
21 00 10.
012 00
000 210
1
2
00.
a a
1
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四、证明题
1a21b2 a2
ab1a1111.设abcd 1,证明:
b2
b 0. c2 1c2
c1c1d2 11d
2
d
d1
a1 b1x
a1x b1
c1a1b1c12.a2 b2xa2x b2
c2 (1 x2)a2
b2c2. a3 b3xa3x b3c3
a3
b3
c3
11113.abcd
a2
b2c2d2 (b a)(c a)(d a)(c b)(d b)(d c)(a b c d). a4b4c4d4
11 1a1
a2
an
4.
a21a22 a2n
n
ai
(a
j
ai).
i 1
1 i j n
an 21an 2n 22 anan
1an2
ann
1
11
5.设a,b,c两两不等,证明a
bc 0的充要条件是a b c 0. a3b3
c3
7
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参考答案
一.单项选择题
A D A C C D A B C D B B 二.填空题
1.n; 2.“ ”; 3.a14a22a31a43; 4.0; 5.0; 6.( 1)n 1n!; 7.( 1)
n(n 1)
2
a1na2(n 1) an1; 8. 3M; 9. 160; 10.x4; 11.( n) n 1; 12. 2;
n
1
13.0; 14.0; 15.12, 9; 16.n!(1 ); 17.k 2,3; 18.k 7
k 1k三.计算题
1. (a b c d)(b a)(c a)(d a)(c b)(d b)(d c); 2. 2(x3 y3); 3. x 2,0,1; 4.
n
n
(x a
k 1
n 1
k
)
5.
(ak 1)(1
k 0
n
1
); 6. (2 b)(1 b) ((n 2) b);
k 0ak 1
n
n
7. ( 1)
(b
k 1
n
k
ak); 8. (x ak) (x ak);
k 1
k 1
9. 1 xk; 10. n 1;
k 1
n
11. (1 a)(1 a2 a4). 四. 证明题 (略)
8
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第二章 矩阵
一、单项选择题
1. A、B为n阶方阵,则下列各式中成立的是( )。 (a)
A2 A
2
(b)
A2 B2 (A B)(A B)
(c)
(A B)A A2 AB
(d)(AB)T ATBT 2.设方阵A、B、C满足AB=AC,当A满足( )时,B=C。
(a) AB =BA (b) A 0 (c) 方程组AX=0有非零解 (d) B、C可逆 3.若A为n阶方阵,k为非零常数,则kA ( )。 (a) kA (b)
kA (c) knA (d) kA
n
4.设A为n阶方阵,且A 0,则( )。
(a) A中两行(列)对应元素成比例 (b) A中任意一行为其它行的线性组合
(c) A中至少有一行元素全为零 (d) A中必有一行为其它行的线性组合 5.设A,B为n阶可逆矩阵,下面各式恒正确的是( )。 (a) (A B) 1 A 1 B 1 (b) (AB)T AB
(c) (A 1 B)T A 1 B (d) (A B) 1 A 1 B 1 6.设A为n阶方阵,A*为A的伴随矩阵,则( )。 (a) (a) A* A 1 (b) A* A (c) A* A
n 1
(d) A* A
n 1
7. 设A为3阶方阵,行列式A 1,A*为A的伴随矩阵,则行列式
(2A) 1 2A* ( )。
(a)
278278 (b) (c) (d) 827827
9
研究生入学考试,做完考研,线代可以拿全分
8. 设A,B为n阶方矩阵,A2 B2,则下列各式成立的是( )。
(a) A B (b) A B (c) A B (d) A B 9. 设A,B均为n阶方矩阵,则必有( )。
(a) A B A B (b) AB BA (c) AB (d) A B 2
2
2
2
10.设A为n阶可逆矩阵,则下面各式恒正确的是( )。 (a)2A 2AT (b) (2A) 1 2A 1
(c) [(A 1) 1]T [(AT)T] 1 (d) [(AT)T] 1 [(A 1)T]T
a11
a12a13 a11 3aa12 3a32
a13 3a33
11.如果A
aaa 21
22a
31
23 a22a
23 ,则A ( a31
a32
a33 21
a31
a32
a33
100 10 3 00 3 1 (a) 010 (b) 010 (c) 010 (d) 001 301 001 101 0 3 131
12.已知A 220
,则( )。
311
(a)AT A (b) A 1 A*
100 113 100 113 (c)A 001 202 (d) 001 A 202
010 311 010 311
13.设A,B,C,I为同阶方阵,I为单位矩阵,若ABC I,则( )。
(a)ACB I (b)CAB I (c)CBA I (d)BAC I 14.设A为n阶方阵,且|A| 0,则( )。 (a)A经列初等变换可变为单位阵I
(b)由AX BA,可得X B
10
)。
0
0 1
研究生入学考试,做完考研,线代可以拿全分
(c)当(A|I)经有限次初等变换变为(I|B)时,有A 1 B
(d)以上(a)、(b)、(c)都不对 15.设A为m n阶矩阵,秩(A) r m n,则( )。
(a)A中r阶子式不全为零 (b)A中阶数小于r的子式全为零
Ir(c)A经行初等变换可化为 0
0 (d)A为满秩矩阵 0
16.设A为m n矩阵,C为n阶可逆矩阵,B AC,则( )。 (a)秩(A)> 秩(B) (b) 秩(A)= 秩(B)
(c) 秩(A)< 秩(B) (d) 秩(A)与秩(B)的关系依C而定 17.A,B为n阶非零矩阵,且AB 0,则秩(A)和秩(B)( )。
(a)有一个等于零 (b)都为n (c)都小于n (d)一个小于n,一个等于n
18.n阶方阵A可逆的充分必要条件是( )。
(a)r(A) r n (b) A的列秩为n
(c) A的每一个行向量都是非零向量 (d)伴随矩阵存在 19.n阶矩阵A可逆的充要条件是( )。 (a) A的每个行向量都是非零向量 (b) A中任意两个行向量都不成比例
(c) A的行向量中有一个向量可由其它向量线性表示
(d)对任何n维非零向量X,均有AX 0
二、填空题
1.设A为n阶方阵,I为n阶单位阵,且A2 I,则行列式A _______
a
b
2.行列式 a0c _______
b c0
11
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101
3.设2A 020 ,则行列式(A 3I) 1(A2 9I)的值为_______
001
4.设A
1232
2 ,且已知A6 I,则行列式A11 _______ 1 2
5.设A为5阶方阵,A*是其伴随矩阵,且A 3,则A* _______ 6.设4阶方阵A的秩为2,则其伴随矩阵A*的秩为_______
a1b1 a2b1
7.非零矩阵
ab n1
a1b2a2b2 anb2
a1bn
a2bn
的秩为________
anbn
8.设A为100阶矩阵,且对任何100维非零列向量X,均有AX 0,则A的秩为_______
9.若A (aij)为15阶矩阵,则ATA的第4行第8列的元素是_______
4IA 10.若方阵与相似,则_______ A
2K 1
K
K 12 _______ 11.lim
K 11
3K K
1
212.lim 0
n 0
12
1
1 _______ 3
1 0
4
n
三、计算题
1.解下列矩阵方程(X为未知矩阵).
12
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223 22 010 13
20
1) 1 10 X 32 ; 2) 100 X 2 1
121 0 2 001 11 10 ; 3) X(I B 1C)TBT I,其中B 310 404 ; C 101
212
422 121
; 101 4) AX A2 X I,其中A 020
101 ; 425) AX A 2X,其中A 3 110
123
;
2.设A为n阶对称阵,且A2 0,求A.
1 103.已知A 021
,求(A 2I)(A2 4I) 1.
10 1
4.设A 12 A2
01 A 34 00 12
A11 ,2 , 23 A3 , 00 A4 ,求 01
A3
A 4
.
5.设A 112 224
,求一秩为2的方阵B,使AB 0.
336
211 011 6.设A 101 ,B 121
,求非奇异矩阵C,使A CTBC.
110 110
7.求非奇异矩阵P,使P 1AP为对角阵.
13
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1 2 1
21
1) A 2) A 1 31
12 20 1
8.已知三阶方阵A的三个特征根为1,1,2,其相应的特征向量依次为
(0,0,1)T,( 1,1,0)T,( 2,1,1)T,求矩阵A.
5 32
9.设A 6 44 ,求A100.
4 45
四、证明题
1. 设A、B均为n阶非奇异阵,求证AB可逆. 2. 设Ak 0(k为整数), 求证I A可逆.
3.设a1.a2, ,ak为实数,且如果ak 0,如果方阵A满足
Ak a1Ak 1 ak 1A akI 0,求证A是非奇异阵.
4. 设n阶方阵A与B中有一个是非奇异的,求证矩阵AB相似于BA. 5. 证明可逆的对称矩阵的逆也是对称矩阵. 6. 证明两个矩阵和的秩小于这两个矩阵秩的和.
7.证明两个矩阵乘积的秩不大于这两个矩阵的秩中较小者.
8. 证明可逆矩阵的伴随矩阵也可逆,且伴随矩阵的逆等于该矩阵的逆矩阵的伴随矩阵.
9.证明不可逆矩阵的伴随矩阵的逆不大于1.
10.证明每一个方阵均可表示为一个对称矩阵和一个反对称矩阵的和。
14
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第二章参考答案
一:1. a;2. b;3.c;4.d;5.b;6.d;7.a;8.d;9.c;10.d;11.b;12.c;13.b;14.a;15.a;16.b;17.c;18.b;19.d.
二.1. 1或-1;2. 0;3. -4;4. 1;5. 81;6. 0;7. 1;8. 100;9. ai4 ai8;
i 115
02
10. I;12. 0;11. 00 .
100
三、1.1)、 13 2
160
1
22)、 ; 2 1
2
130
1 4 3 201
1 5 3030;3)、;4)、 ;
16 102 4
0 1 21
31 3 8 6 0
01 21 5)、 2 9 6 . 2. 0;3. 1 3 1 ; 001 2 212 9 0 ;10 4. 0001
3 1 1 010 11 3 11
11 不唯一;6. 100 ;7. 5. 11)、 11 . 2)、 211 ;
1 001 122 00
3100 (20 22100 1)2 2100 31003100 1 3
10010010010010022 3) 44 2 (23)(23 1)8. 100 ;9. ( . 100100100 1 11 (23 1)(21 3)(23) 1
15
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第三章 向量
一、单项选择题
1. 1, 2, 3, 1, 2都是四维列向量,且四阶行列式
1 2 3 1 m, 1 2 3 2 n,则行列式
1 2 3 1 2 (
)
(a)m n (b)m n (c) m n (d) m n2. 设A为n阶方阵,且A 0,则( )。
(a)A中两行(列)对应元素成比例 (b)A中任意一行为其它行的线性组合 (c)A中至少有一行元素全为零 (d)A中必有一行为其它行的线性组合
3. 设A为n阶方阵,r(A) r n,则在A的n个行向量中( (a)必有r个行向量线性无关
(b)任意r个行向量线性无关
(c)任意r个行向量都构成极大线性无关组
(d)任意一个行向量都能被其它r个行向量线性表示 4. n阶方阵A可逆的充分必要条件是( )
(a)r(A) r n
(b)A的列秩为n
16
。
)