2019练习册三解答

发布 2024-04-16 14:00:06 阅读 4407

一.判断题(正确打√,错误打×)

1.的充分必要条件是.(×

解答:如果可逆, 那么,所以的充分必要条件是.

如果不可逆, 等式没有意义, 但此时仍可以成立, 例如, ,那么, 所以.

正确命题: 如果可逆, 则的充分必要条件是.

2.矩阵不可逆.(√

解答:因为, 所以, 而是三阶方阵,所以不可逆.

3.如果,则.(×

解答:如果为方阵,那么由知可逆,从而.

如果不是方阵,则没有意义.

注:不是方阵,但的情况是存在的,例如:

如果, 由知,所以的秩都必须至少是2, 等式才有可能成立.

4.若为阶非零矩阵,并且则.(√

解答:因为如果,那么可逆,于是由知,这与为非零矩阵矛盾!时同理可证, 所以.

5.若为阶可逆矩阵,并且的每行元素之和全为常数,则的每行元素之和全为.(√

解答:由于为可逆矩阵,所以.又因为的每行元素之和全为常数, 所以。

从而,所以的每行元素之和全为.

二.单项选择题。

1. 若为阶可逆矩阵,则下列结论不正确的是(d).

(a); b);

(c); d).

解答:(a),(b),(c)都是公式,要记住,而.

2.均为三阶可逆矩阵,则下列等式成立的是(a).

(ab);

(c); d).

解答:因为,所以(b)不正确.

因为不一定可交换,所以(c)不正确,而.

3.设,那么必满足 (d).

(a) 三阶子式全为零;(b)至少有一个四阶子式不为零;

(c)二阶子式全为零; (d)至少有一个二阶子式不为零.

4.若都是维非零列向量,矩阵,则的秩为(b).

(a); b); c); d).

解答:因为都是维非零列向量,所以,所以。

5.设为非零矩阵,且,则必有(a).

(a)的列向量线性相关,的行向量线性相关;

b)的列向量线性相关,的列向量线性相关;

c)的行向量线性相关,的行向量线性相关;

d)的行向量线性相关,的列向量线性相关.

解答:因为,即,因为为非零矩阵,所以存在不全为零的数使得,所以的列向量线性相关,进一步,由。

知,同理可得的行向量线性相关, 所以选(a).

三.填空题。

1.若,,那么.

解答:是交换两行或两列的初等矩阵, 所以得此结论.

2.设为三阶矩阵,, 则.

解答:因为,所以。

3.已知是一个多项式,,则 .

解答:注意到对角矩阵的和还是对角矩阵, 对角矩阵乘以常数还是对角矩阵, 并且, 设, 按照的定义, 代入即可。

.已知均为阶矩阵,并且,是单位矩阵,

那么. 解答:因为,所以,又因为得,所以,所以。

5.若是3维列向量,,则 3 .

解答:方法一: 设, ,所以.

方法二: 记,那么。

所以是中的元素,所以.

方法三:,所以.

四.计算题。

1.已知,,计算。

解答:如果记,那么。

所以当时。2.设矩阵,求.

解答:方法一由,

归纳出。设数列,,,求通项:

因为,所以)

证明当时,因为,所以结论成立;

假设当时结论成立,即;

当时,所以结论成立.

方法二 ,而,, 所以.

3.已知,,求的伴随矩阵。

解答:,所以。

4.求的逆矩阵。

解答:设,,则,,所以。

5.求矩阵的秩。

解答: 所以。

6. 讨论参数的取值,求矩阵的秩.

解答:因为,所以。

当时,;当时,.

7.求的逆矩阵.解答:.

8.已知,解矩阵方程。

解答:因为,所以,,由于,所。

以可逆,所以。 而。

所以。9. 已知为三阶可逆矩阵,并且。 若,求.

解答:因为, 所以,所以.

10. 求向量组,,,的最大无关组,并将其余向量用该最大线性无关组线性表示.

解答: 所以一个最大线性无关组为,,,并且。

五.证明题。

1.设均为阶矩阵,且满足,及, 证明.

证明因为,所以,所以。

所以,所以, 所以.当然也.

2.用矩阵的初等行变换证明向量组a:,与向量组b:,等价.

证明因为,所以向量组的秩为2,所以都是的极大无关组,所以等价.

或者由上式也可知,从而,所以等价)

3. 若为阶矩阵, 且满足, ,试证明不可逆.

证明:因为, 所以, 所以。

而,,所以,所以,所以不可逆.

4.设为3维列向量,矩阵,证明(1);(2)若线性相关,则.

证明利用, ,得到。

若线性相关, 不妨设,于是。所以.

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