西南大学线性代数作业答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/30 14:51:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

?2x1?x2?x3?x4?1??3x1?2x2?x3?3x4?4 ?x?4x?3x?5x??2234?1116?x?x?x??173747答案:化为同解方程组?

595?x2?x3?x4??777??1??1??6??7???7??7????9??5?5??通解为x?k1???k2?????? 7?7??7??1??0??0????1??0???????0??5.已知线性方程组

x1?x2?2x3?3x4?1

x1?2x2?3x3?x4??4 3x1?x2?x3?2x4??4 2x1?3x2?x3?x4??6

(1)求增广矩阵(Ab)的秩r(Ab)与系数矩阵A的秩r(A); (2)判断线性方程组解的情况,若有解,则求解。 答案:(1)r(Ab)=r(A)=4 (2)有唯一解。x1=-1;x2=-1;x3=0;x4=1

第三次

向量的线性关系填空题

1.向量α=(1,3,5,7),β=(a,b,5,7),若α=β,则a= 1 ,b= 3 .

2.已知向量?1=(1,2,3),?2=(3,2,1),则3?1+2?2= (9,10,11) ,?1-?2= (-2,0,2) .

3.设向量组?1,?2,?3线性无关,则向量组?1,?1+?2,?1+?2+?3线

性 无关 .

4.设向量a1,a2,a3线性无关,则a1,a2,2a3线性 无关 。

5.设向量a1,a2,a3线性无关,则向量a1,a2,a3,0线性 相关 . 6. ?1,?2,?3,?4 是3维向量组,则?1,?2,?3,?4线性 相 关. 7.零向量是线性 相关 的,非零向量α是线性 无关 的.

线性关系部分证明题

1 证明:如果向量组?,?,?线性无关,则向量组???,???,???亦线性无关.

证明:设有一组数k1,k2,k3,使

k1(???)?k2(???)?k3(???)?0 成立,整理得

(k1?k3)??(k1?k2)??(k2?k3)??0 由于?,?,?线性无关,所以

?k1?k3?0??k1?k2?0 ?k?k?03?2101因为其系数行列式110?2?0,所以方程组只有零

011解,即k1?k2?k3?0.向量组???,???,???线性无关得证. 2.设向量β可由向量α1,α2,…,αr线性表示,但不能由α1,

α2,…,αr-1线性表示,问向量组α1,α2,…,αr-1,αr与

向量组α1,α2,…,αr-1,β是否等价?为什么?

答案:等价。因为β可由α1,α2,…,αr线性表示,所以有

λ1,λ2,…,λr,使

β=λ1α1+λ2α2+…+λrαr,λr≠0 ①

又α1=α1,…,αr-1=αr-1,故向量组α1,α2,…,αr-1,β可由向量α1,α2,…,αr线性表示。 由式①有

?r???1??1?1?2?2???r?1?r?1??, ?r?r?r?r即α1,α2,…,αr也可由向量组α1,α2,…,αr-1,β线性表示,故两向量组等价。

3.设α1,α2是某个齐次线性方程组的基础解系,问α1+α2,2

α1-α2是否也可构成该方程组的基础解系?

答案:α1+α2,2α1-α2显然是方程组的解。所以以下只证

α1+α2,2α1-α2线性无关。设有一组数λ1,λ2,使得

λ1(α1+α2,)+λ2(2α1-α2)=0,

即 (λ1+2λ2)α1+(λ1-λ2)α2=0, 因α1,α2线性无关,故

??1?2?2?0, ?????0.2?1而

121?1??3?0,

所以λ1=λ2=0,则α1+α2,2α1-α2线性无关,仍是基础解系。 4.已知?1?(1,0,?1),?2?(?2,2,0),?3?(3,?5,2),判定此向量组是线性

相关还是线性无关。

答案:线性相关。 5.设

?1=(1,1,2)T,?2=(1,2,3)T,?3=(1,3,t)T

请问当t为何值时,?1,?2,?3线性相关?并将?3用?1,?2线性表示.

答案:当t=4时,?1,?2,?3线性相关。

?3=-?1+2?2..

6 , 设?1,?2,?,?s线性无关,而?1,?2,?,?s,?线性相关,则?能由?1,?2,?,?s线性表示,且表示法惟一。

答案:因?1,?2,?,?s,?线性相关,故有k1,k2,?,ks,k不全为零,使

k1?1?k2?2??ks?s?k??0.

要证?可由?1,?2,?,?s线性表示,只要证明k?0,假设k=0,则

k1,k2,?,ks不全为零,且有

k1?1?k2?2??ks?s?0.

故?1,?2,?,?s线性相关,矛盾,所以k?0。 设有个表示式

???1?1??2?2???s?s

???1?1??2?2???s?s

两式相减得

(?1??1)?1?(?2??2)?2???(?s??s)?s?0

因?1,?2,?,?s线性无关,所以?i??i?0,即

?i??i(i?1,2,?.s)

所以表示法惟一。

第四次

特征值部分选择题

1. A是n阶正交矩阵,则[A ] (A)A??1 (B)AA(D)A?1??E (C)AT?A

?A

P,使

P?1AP?B2. A与B是两个相似的n阶矩阵,则[ A ] (A) 存在非奇异矩阵(B) |A|?|B|

(C) 存在对角矩阵D,使A与B都相似于D (D)

?I?A??I?B

3 下列结论中,错误的有( B)

(A) 若向量?与?正交,则对任意实数a,b, 与b?也正交

(B) 若向量?与向量?,?都正交,则?与?,?的

1212a?任一线性组合也正交

(C) 若向量?与?正交,则?与?中至少有一个是零向量

(D) 若向量?与任意同维向量正交,则 ?是零向量