diff --git a/试卷库/线性代数/线代2011秋A.md b/试卷库/线性代数/线代2011秋A.md new file mode 100644 index 0000000..0ce37ac --- /dev/null +++ b/试卷库/线性代数/线代2011秋A.md @@ -0,0 +1,179 @@ +# 2011—2012学年秋季学期《线性代数》考试试卷(A)卷 + +**考试形式:闭卷** +**考试时间:150分钟** +**满分:100分** + +--- + +## 一、填空题(共6小题,每小题3分,共18分) + +1. 已知3阶矩阵 +$$ + A = \begin{bmatrix} + 1 & 0 & 1 \\ + 0 & 2 & 0 \\ + 1 & 0 & 1 + \end{bmatrix}, +$$ + 且正整数$n \geq 2$,则$A^n - 2A^{n - 1} =$__________。 + +2. 已知矩阵$A$的逆矩阵 +$$ + A^{-1} = \begin{bmatrix} + 0 & 0 & 2 \\ + 3 & 1 & 0 \\ + 5 & 2 & 0 + \end{bmatrix}, +$$ + 则$\left(\dfrac{1}{2} A^*\right)^{-1} =$__________。 + +3. 已知4阶矩阵$A$和$B$的列向量组分别为$a_1, a_2, a_3, a_4$和$\beta , a_2, a_3, a_4$,且$|A| = 4$,$|B| = 1$,则$|A + B| =$__________。 + +4. 设$A = [a_{ij}]_{3\times 3}$是正交矩阵,且$b = (1,0,0)^T$,$a_{11} = 1$,则$Ax = b$有一个解是 __________。 + +5. 设$n$阶实对称矩阵$A$的特征值为$\dfrac{1}{n}, \dfrac{2}{n}, \dots , 1$,则当$\lambda$__________ 时,$A - \lambda E$为正定矩阵。 + +6. 线性空间$V = \{ A \in \mathbb{R}^{n \times n} \mid A \text{ 为反对称矩阵} \}$的维数为 __________。 + +--- + +## 二、单选题(共6小题,每小题3分,共18分) + +1. 设 +$$ + A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 4 & 3 \end{bmatrix},\quad B = \begin{bmatrix} a & 1 \\ 2 & b \end{bmatrix}, +$$ +$A$与$B$可交换的充要条件是( )。 + + - (A)$a = b - 1$ + - (B)$a = b + 1$ + - (C)$a = b$ + - (D)$a = 2b$ + +2. 设$n$阶非零矩阵$A$满足$A^{3} = 0$,则( )。 + + - (A)$E - A$不可逆,$E + A$不可逆 + - (B)$E - A$可逆,$E + A$不可逆 + - (C)$E - A$不可逆,$E + A$可逆 + - (D)$E - A$可逆,$E + A$可逆 + +3. 设$A,B$均为$m\times n$矩阵,给定下面四个命题: + ① 若$A x = 0$的解均是$B x = 0$的解,则$\mathrm{rank}A \geq \mathrm{rank}B$; + ② 若$\mathrm{rank}A \geq \mathrm{rank}B$,则$A x = 0$的解均是$B x = 0$的解; + ③ 若$A x = 0$与$B x = 0$同解,则$\mathrm{rank}A = \mathrm{rank}B$; + ④ 若$\mathrm{rank}A = \mathrm{rank}B$,则$A x = 0$与$B x = 0$同解。 + 则上述命题正确的是( )。 + + - (A) ①② + - (B) ①③ + - (C) ②④ + - (D) ③④ + +4. 设$n$阶可逆矩阵$A$的伴随矩阵为$A^{*}$,$n\geq 2$,互换$A$的第一行与第二行得到矩阵$B$,则( )。 + + - (A) 互换$A^{*}$的第一列与第二列得到$B^{*}$ + - (B) 互换$A^{*}$的第一行与第二行得到$B^{*}$ + - (C) 互换$A^{*}$的第一列与第二列得到$-B^{*}$ + - (D) 互换$A^{*}$的第一行与第二行得到$-B^{*}$ + +5. 已知$\eta_{1},\eta_{2}$是非齐次线性方程组$A x = b$的两个不同解,$\xi_{1},\xi_{2}$是对应的齐次线性方程组$A x = 0$的基础解系,$k_{1},k_{2}$为任意常数,则$A x = b$的通解必是( )。 + + - (A)$k_{1}\xi_{1} + k_{2}(\xi_{1} + \xi_{2}) + \dfrac{\eta_{1} - \eta_{2}}{2}$ + - (B)$k_{1}\xi_{1} + k_{2}(\xi_{1} - \xi_{2}) + \dfrac{\eta_{1} + \eta_{2}}{2}$ + - (C)$k_{1}\xi_{1} + k_{2}(\eta_{1} + \eta_{2}) + \dfrac{\eta_{1} - \eta_{2}}{2}$ + - (D)$k_{1}\xi_{1} + k_{2}(\eta_{1} - \eta_{2}) + \dfrac{\eta_{1} + \eta_{2}}{2}$ + +6. 已知$A$是4阶矩阵,且$\mathrm{rank}(3E - A) = 2$,则$\lambda = 3$是$A$的( )。 + + - (A) 一重特征值 + - (B) 二重特征值 + - (C)$k$重特征值,$k\geq 2$ + - (D)$k$重特征值,$k\leq 2$ + +--- + +## 三、(10分)计算$n$阶行列式 + +$$ +D_n = \begin{vmatrix} +1 + a_1 & a_1 & a_1 & \cdots & a_1 \\ +a_2 & 1 + a_2 & a_2 & \cdots & a_2 \\ +a_3 & a_3 & 1 + a_3 & \cdots & a_3 \\ +\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ +a_n & a_n & a_n & \cdots & 1 + a_n +\end{vmatrix} +$$ + +**专业:** __________ +**年级:** __________ +**学院:** __________ +**姓名:** __________ +**学号:** __________ + +--- + +## 四、(10分)设 +$$ +A = \begin{bmatrix} +1 & 1 & -1 \\ +-1 & 1 & 1 \\ +1 & -1 & 1 +\end{bmatrix}, +$$ +$A^{*}X = A^{- 1} + 2X$,求矩阵$X$。 + +--- + +## 五、(10分)已知齐次线性方程组 (I) 的基础解系为 + +$$ +\xi_1 = \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ -1 \\ 0 \end{pmatrix},\quad +\xi_2 = \begin{pmatrix} 2 \\ 3 \\ 0 \\ -1 \end{pmatrix}, +$$ + +齐次线性方程组 (II) 的基础解系为 + +$$ +\eta_1 = \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ -1 \\ 2 \end{pmatrix},\quad +\eta_2 = \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \\ -2 \\ 3 \end{pmatrix}, +$$ + +试求方程组 (I) 和 (II) 的公共解。 + +--- + +## 六、(10分)设$p_1, p_2$分别是$n$阶矩阵$A$对应于特征值$\lambda_1, \lambda_2$的特征向量,$\lambda_1 \neq \lambda_2$,证明$p_1 + p_2$必不是$A$的特征向量。 + +--- + +## 七、(12分)设 + +$$ +a_{1} = \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \\ 2 \end{bmatrix},\ +a_{2} = \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \\ 3 \end{bmatrix},\ +a_{3} = \begin{bmatrix} 1 \\ -1 \\ a \end{bmatrix}, +$$ +$$ +\beta_{1} = \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \\ a + 1 \end{bmatrix},\ +\beta_{2} = \begin{bmatrix} 2 \\ 1 \\ 2a \end{bmatrix},\ +\beta_{3} = \begin{bmatrix} 1 \\ 2 \\ -2 \end{bmatrix}. +$$ + +试问:当$a$为何值时,向量组$a_{1},a_{2},a_{3}$与向量组$\beta_{1},\beta_{2},\beta_{3}$等价?当$a$为何值时,向量组$a_{1},a_{2},a_{3}$与向量组$\beta_{1},\beta_{2},\beta_{3}$不等价? + +--- + +## 八、(12分)已知二次型 + +$$ +f(x_{1},x_{2},x_{3}) = ax_{1}^{2} + ax_{2}^{2} + 6x_{3}^{2} + 8x_{1}x_{2} - 4x_{1}x_{3} + 4x_{2}x_{3} \quad (a > 0) +$$ + +通过正交变换可以化为标准形$7y_{1}^{2} + 7y_{2}^{2} - 2y_{3}^{2}$,求参数$a$及所用的正交变换。 + +--- + +**注意:** +1. 所有答题都须写在此试卷纸密封线右边,写在其它纸上一律无效。 +2. 密封线左边请勿答题,密封线外不得有姓名及相关标记。 \ No newline at end of file