【考研类试卷】考研数学一-矩阵的特征值和特征向量、线性代数二次型及答案解析.doc
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1、考研数学一-矩阵的特征值和特征向量、线性代数二次型及答案解析(总分:185.04,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:27,分数:27.00)1.设 A=(aij)nn为正定矩阵,则下列结论不正确的是(分数:1.00)A.aij0(i=1,2,n)B.A-1为正定矩阵C.A*为正定矩阵D.对任意正整数 k,A k为正定矩阵2.设 A,B 为 n 阶矩阵,则 A 与 B 相似的充分必要条件是(分数:1.00)A.A,B 都相似于对角矩阵B.|E-A|=|E-B|C.D.3.设 A 为 n 阶矩阵,则下列结论正确的是(分数:1.00)A.矩阵 A 有 n 个不同的特征值B.矩阵 A 与 AT
2、有相同的特征值和特征向量C.矩阵 A 的特征向量 1, 2的线性组合 c1 1+c2 2仍是 A 的特征向量D.矩阵 A 对应于不同特征值的特征向量线性无关4.二次型 (分数:1.00)A.B.C.D.5.已知 (分数:1.00)A.B.C.D.6.已知 A,B 均为 n 阶正定矩阵,则下列结论不正确的是(分数:1.00)A.A+B,A-B,AB 是正定矩阵B.AB 的特征值全大于零C.若 AB=BA,则 AB 是正定矩阵D.对任意正常数 k 与 l,kA+lB 为正定矩阵7.下列结论正确的是(分数:1.00)A.方阵 A 与其转置矩阵 AT有相同的特征值,从而有相同的特征向量B.任意两个同阶
3、的对角矩阵都可以相似于同一个对角矩阵C.对应于实矩阵的相异特征值的实特征向量必是正交的D.设 PTAP=B,若 A 为正定矩阵,|P|0,则 B 必为正定矩阵8.设线性方程组(E-A)x=0 的两个不同解向量是 1, 2,则矩阵 A 的对应于特征值 的特征向量必是(分数:1.00)A. 1B. 2C. 1- 2D. 1+ 29.设 n 阶矩阵 A 可逆, 是 A 的属于特征值 A 的特征向量,则下列结论中不正确的是(分数:1.00)A. 是矩阵-2A 的属于特征值-2 的特征向量B. 是矩阵 的属于特征值C. 是矩阵 A*的属于特征值上D. 是矩阵 P-1A 的属于特征值 A 的特征向量,其中
4、 P 为 n 阶可逆矩阵10.设 A 为 n 阶实对称矩阵,则下列结论正确的是(分数:1.00)A.A 的 n 个特征向量两两正交B.A 的 n 个特征向量组成单位正交向量组C.) A 的 kD.) A11.二次型 f(x1,x 2,x 3)=(x1-2x2)2+(x1-2x3)2+(x2-x3)2的规范形是(分数:1.00)A.B.C.D.12.设 A 为 n 阶矩阵,则在下列条件中,不是“A 的特征值为-1”的充分条件的是(分数:1.00)A.A2=EB.r(A+E)nC.A 的各行元素之和均为-1D.AT=-A,且 1 是 A 的特征值13.设 , 是 n 维列向量, T0,n 阶方阵
5、A=E+ T(n3),则在 A 的 n 个特征值中,必然(分数:1.00)A.有 n 个特征值等于 1B.有 n-1 个特征值等于 1C.有 1 个特征值等于 1D.没有 1 个特征值等于 114.n 阶矩阵 A 可对角化的充分必要条件是(分数:1.00)A.A 有 n 个相异的特征值B.AT有 n 个相异的特征值C.A 有 n 个相异的特征向量D.A 的任一特征值的重数与其对应的线性无关特征向量的个数相同15.设 n 阶矩阵 A 与对角矩阵 相似,则下述结论中不正确的是(分数:1.00)A.A-kE-kE(k 为任意常数)B.Am m(m 为正整数)C.若 A 可逆,则 A-1 -1D.若
6、A 可逆,则 AE16.设 A 为 mn 实矩阵,r(分数:1.00)A.=n,则(A) A TA 必合同于 n 阶单位矩阵B.AAT必等价于 m 阶单位矩阵C.ATA 必相似于 n 阶单位矩阵D.AAT是 m 阶单位矩阵17.设 A 为 n 阶矩阵,则下列命题设 A 为 n 阶实可逆矩阵,如果 A 与-A 合同,则 n 必为偶数若 A 与单位矩阵合同,则|A|0若|A|0,则 A 与单位矩阵合同若 A 可逆,则 A-1与 AT合同中正确的个数是(分数:1.00)A.3 个B.2 个C.1 个D.0 个18.设 A 为 nm 实矩阵,r(分数:1.00)A.=n,则(A) AA T的行列式值不
7、为零B.AAT必与单位矩阵相似C.ATA 的行列式值不为零D.ATA 必与单位矩阵相似19.设 n(n2)阶矩阵 A 的行列式|A|=a0, 是 A 的一个特征值,A *为 A 的伴随矩阵,则 A*的伴随矩阵(A*)*的一个特征值是(分数:1.00)A. -1an-1B. -1an-2C.a n-2D.a n-120.设二次型 f(x1,x 2,x n)=xTAx,其中 AT=A,x=(x 1,x 2,x n)T,则 f 为正定二次型的充分必要条件是(分数:1.00)A.f 的负指数是 0B.存在正交矩阵 Q,使 QTAQ=EC.f 的秩为 nD.21.设 A,B 为实对称矩阵,则 A 合同于
8、 B,如果(分数:1.00)A.r()=r()B.A,B 为同型矩阵C.A,B 的正惯性指数相等D.上述三项同时成立22.设 1, 2是 n 阶矩阵 A 的特征值, 2, 2分别是 A 的对应于 1, 2的特征向量,则(分数:1.00)A.当 1= 2时, 1与 2必成比例B.当 1= 2时, 1与 2必不成比例C.当 1 2时, 1与 2必成比例D.当 1 2时, 1与 2必不成比例23.设 A 为 n 阶实对称矩阵,B 为 n 阶可逆矩阵,Q 为 n 阶正交矩阵,则下列矩阵与 A 有相同特征值的是(分数:1.00)A.B-1QTAQBB.(B-1)TQTAQB-1C.D.BQTAQ(BT)
9、-124.与矩阵 合同的矩阵是(分数:1.00)A.B.C.D.25.已知矩阵 ,则下列矩阵与 A 既相似又合同的是(分数:1.00)A.B.C.D.26.正定实二次型的矩阵必是(分数:1.00)A.实对称矩阵且所有元素为正数B.实对称矩阵且对角线上元素为正数C.实对称矩阵且各阶顺序主子式为正数D.实反对称矩阵且行列式值为正数27.设矩阵 A 与 B 相似,则必有(分数:1.00)A.A,B 同时可逆或不可逆B.A,B 有相同的特征向量C.A,B 均与同一个对角矩阵相似D.矩阵 E-A 与 E-B 相等二、填空题(总题数:24,分数:35.00)28.已知 =(1,3,2) T,=(1,-1,
10、2) T,B= T,苦矩阵 A,B 相似,则(2A+E) *的特征值为_(分数:1.00)填空项 1:_29.设 4 阶方阵 A 满足|3E+A|=0,AA T=2E,|A|0,其中 E 是 4 阶单位矩阵,则方阵 A 的伴随矩阵 A*的一个特征值为_(分数:1.00)填空项 1:_30.设 n 阶方阵 A 的各列元素之和都是 1,则 A 的特征值是_(分数:1.00)填空项 1:_31.设 A 为 n 阶方阵,且 A2-5A+6E=0,其中 E 为单位矩阵,则 A 的特征值只能是_(分数:1.00)填空项 1:_32.设 A 为 n 阶方阵AE,且 r(A+3E)+r(A-E)=n,则 A
11、的一个特征值是 1,(分数:1.00)填空项 1:_33.已知向量 (分数:1.00)填空项 1:_34.设 A 为 n 阶可相似对角化的矩阵,且 r(A-E)=rn,则 A 必有特征值 =_,且其重数为_,其对应的线性无关的特征向量有_个(分数:3.00)填空项 1:_35.设 AP=PB,其中 (分数:2.00)填空项 1:_36.设 A 是 2 阶实对称矩阵, 1, 2是 A 的两个不同的特征值, 1, 2是分别对应于 1, 2的单位特征向量,则矩阵 B=A+ 1 (分数:1.00)填空项 1:_37.已知矩阵 (分数:2.00)填空项 1:_38.设 (分数:1.00)填空项 1:_3
12、9.设矩阵 (分数:1.00)填空项 1:_40.已知 3 阶方阵 A 的特征值为 1,-1,0,对应的特征向量分别为 1=(1,0,-1) T, 2=(0,3,2) T, 3=(-2,-1,1) T,则矩阵 A=_(分数:1.00)填空项 1:_41.设 2 阶矩阵 A 的特征值为 1=1, 2=2,已知 B=A2-3A+4E,则 B=_(分数:1.00)填空项 1:_42.设-1,5, 都是矩阵 (分数:3.00)填空项 1:_43.设 1, 2是 n 阶实对称矩阵 A 的两个不同的特征值, 是 A 的对应于特征值 1的一个单位特征向量,则矩阵 B=A- 1 T的两个特征值为_(分数:1.
13、00)填空项 1:_44.f(x1,x 2,x 3,x 4)= 的矩阵 A=_() (分数:3.00)填空项 1:_45.已知二次型 ,经过正交变换 后可化为 (分数:2.00)填空项 1:_46.若二次型 f(x1,x 2,x 3)= (分数:1.00)填空项 1:_47.若二次型矩阵 (分数:2.00)填空项 1:_48.设二次型 (分数:2.00)填空项 1:_49.若二次型(分数:1.00)填空项 1:_50.若实对称矩阵 A 与矩阵 (分数:1.00)填空项 1:_51.设 A 为 n 阶实对称矩阵,B,C 为 n 阶矩阵,已知(A-E)B=0,(A+2E)C=0,r(B) +r(C
14、) =n,且 r(B) =r,则二次型 xTAx 的标准形为_(分数:1.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:24,分数:123.00)52.已知矩阵 A=(aij)nn的秩为 n-1,求 A 的伴随矩阵 A*的特征值和特征向量(分数:5.00)_53.已知 n 阶矩阵 A 的每行元素之和为 a,求 A 的一个特征值,并求 Ak的每行元素之和,其中 k 为正整数(分数:5.00)_54.设 A 是 3 阶矩阵, 0是 A 的特征值,对应的特征向量为 =(1,1,1) T,已知|A|=1,又 A*是 A 的伴随矩阵,且(分数:5.00)_已知 A=E+ T,其中 =(a 1,a 2,a 3)
15、T,=(b 1,b 2,b 3,) T,且 T=2(分数:5.01)(1).求矩阵 A 的特征值与特征向量;(分数:1.67)_(2).证明 A 可逆,并求 A-1;(分数:1.67)_(3).求行列式|A *+E|的值(分数:1.67)_设 A 和 B 均是 n 阶非零方阵,且满足 A2=A,B 2=B,AB=BA=0证明:(分数:5.00)(1).0 和 1 必是 A 和 B 的特征值;(分数:2.50)_(2).若 是 A 的属于特征值 1 的特征向量,则 必是 的属于特征值 0 的特征向量(分数:2.50)_设 A,B 均为 n 阶非零矩阵,且满足 A2+A=0,B 2+B=0,证明:
16、(分数:5.00)(1).-1 是 A,B 的特征值;(分数:2.50)_(2).若 AB=BA=0, 1, 2分别是 A,B 的对应于特征值 =-1 的特征向量,则 1, 2线性无关(分数:2.50)_设 A 是 4 阶矩阵,=0 是 A 的三重特征值, (分数:5.00)(1).问 (分数:2.50)_(2).问 s,t 满足什么条件时,s 1+t 2是 A 的对应于 =0 的特征向量(分数:2.50)_55.设 A 是 3 阶实对称阵,满足|A+2E|=0,AB=A,其中 (分数:5.00)_已知 n 阶非零矩阵 A1,A 2,A 3满足(分数:5.01)(1).证明:A i(i=1,2
17、,3)的特征值有且仅有 1 和 0;(分数:1.67)_(2).证明:A i属于 =1 的特征向量是 Aj属于 =0 的特征向量(ij);(分数:1.67)_(3).若 1, 2, 3分别是 A1,A 2,A 3属于 =1 的特征向量,证明 1, 2, 3线性无关(分数:1.67)_已知 2 阶实矩阵 (分数:5.00)(1).若|A|0,判断 A 可否对角化,并说明理由;(分数:2.50)_(2).若 ad-bc=1,|a+d|2,判断 A 可否对角化,并说明理由(分数:2.50)_设矩阵 (分数:5.00)(1).求参数 a,b 的值;(分数:2.50)_(2).问 A 能否相似于对角阵?
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