【考研类试卷】考研数学三(N维向量)-试卷1及答案解析.doc
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1、考研数学三(N 维向量)-试卷 1 及答案解析(总分:54.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:11,分数:22.00)1.选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。(分数:2.00)_2.已知 A= (分数:2.00)A.B.5C.-1D.13.设 n(n3)阶矩阵 A= ,如伴随矩阵 A * 的秩 r(A * )=1,则 a 为 (分数:2.00)A.B.C.D.4.已知 Q= (分数:2.00)A.t=6 时,r(P)=1B.t=6 时,r(P)=2C.t6 时,r(P)=1D.t6 时,r(P)=25.设 A,B 为满足 AB=0 的任意两个非零矩阵,则必有
2、(分数:2.00)A.A 的列向量组线性相关,B 的行向量组线性相关B.A 的列向量组线性相关,B 的列向量组线性相关C.A 的行向量组线性相关,B 的行向量组线性相关D.A 的行向量组线性相关,B 的列向量组线性相关6.设向量组 , 线性无关, 线性相关,则(分数:2.00)A. 必可由 , 线性表示B. 必不可由 , 线性表示C. 必可由 , 线性表示D. 必不可由 , 线性表示7.向量组 1 , 2 , s 线性无关的充分必要条件是(分数:2.00)A. 1 , 2 , s 均不是零向量B. 1 , 2 , s 中任意两个向量的分量不成比例C. 1 , 2 , s+1 线性无关D. 1
3、, 2 , s 中任一个向量均不能由其余 s-1 个向量线性表出8.设 1 , 2 , 3 , 4 是 3 维非零向量,则下列说法正确的是(分数:2.00)A.若 1 , 2 线性相关, 3 , 4 线性相关,则 1 + 3 , 2 + 4 也线性相关B.若 1 , 2 , 3 线性无关,则 1 + 4 , 2 + 4 , 3 + 4 线性无关C.若 4 不能由 1 , 2 , 3 线性表出,则 1 , 2 , 3 线性相关D.若 1 , 2 , 3 , 4 任意三个向量均线性无关,则 1 , 2 , 3 , 4 线性无关9.若 1 , 2 , 3 线性无关,那么下列线性相关的向量组是(分数:
4、2.00)A. 1 , 1 + 2 , 1 + 2 + 3 B. 1 + 2 , 1 - 2 ,- 3C.- 1 + 2 , 2 + 3 , 3 - 1 D. 1 - 2 , 2 - 3 , 3 - 1 10.设向量组: 1 , 2 , r 可由向量组: 1 , 2 , r 线性表示,则(分数:2.00)A.当 rs 时,向量组()必线性相关B.当 rs 时,向量组()必线性相关C.当 rs 时,向量组()必线性相关D.当 rs 时,向量组()必线性相关11.若 r( 1 , 2 , s )=r,则(分数:2.00)A.向量组中任意 r-1 个向量均线性无关B.向量组中任意 r 个向量均线性无
5、关C.向量组中任意 r+1 个向量均线性相关D.向量组中向量个数必大于 r二、填空题(总题数:4,分数:8.00)12.已知 1 =(2,3,4,5) T , 2 =(3,4,5,6) T , 3 =(4,5,6,7) T , 4 =(5,6,7,8) T , 则 r( 1 , 2 , 3 , 4 )= 1.(分数:2.00)填空项 1:_13.已知 n 阶矩阵 A= (分数:2.00)填空项 1:_14.设 A= (分数:2.00)填空项 1:_15.设 A= (分数:2.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:12,分数:24.00)16.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。(分
6、数:2.00)_17.设 n 维列向量 1 , 2 , n-1 线性无关,且与非零向量 1 , 2 都正交证明 1 , 2 线性相关, 1 , 2 , n-1 , 1 线性无关(分数:2.00)_18.设 A 为 3 阶矩阵, 1 , 2 为 A 的分别属于特征值-1,1 的特征向量,向量 满足 A 3 = 2 + 3 ,证明 1 , 2 , 3 线性无关(分数:2.00)_19.求向量组 1 =(1,1,4,2) T , 2 =(1,-1,-2,4) T , 3 =(-3,2,3,-11) T , 4 =(1,3,10,0) T 的一个极大线性无关组(分数:2.00)_20.设 4 维向量组
7、 1 =(1+a,1,1,1) T , 2 =(2,2+a,2,2) T , 3 =(3,3,3+a,3) T , 4 =(4,4,4,4+a) T ,问 a 为何值时, 1 , 2 , 3 , 4 线性相关?当 1 , 2 , 3 , 4 线性相关时,求其一个极大线性无关组,并将其余向量用该极大线性无关组线性表出(分数:2.00)_21.已知向量组() 1 , 2 , 3 ;() 1 , 2 , 3 , 4 ; () 1 , 2 , 3 , 5 ,如果它们的秩分别为 r()=r()=3,r()=4,求 r( 1 , 2 , 3 , 4 + 5 )(分数:2.00)_22.设 A 是 n 阶矩
8、阵,证明 r(A * )= (分数:2.00)_23.设 A 是 mn 矩阵,B 是 ns 矩阵,证明 r(AB)r(B)(分数:2.00)_24.设 , 为 3 维列向量,矩阵 A= T + T ,其中 T , T 分别是 , 的转置,证明: ()秩 r(A)2; ()若 , 线性相关,则秩 r(A)2(分数:2.00)_25.设 A 是 n 阶矩阵,A 2 =E,证明:r(A+E)+r(A-E)=n(分数:2.00)_26.已知 A 是 mn 矩阵,B 是 nP 矩阵,r(B)=n,AB=0,证明 A=0(分数:2.00)_27.设 A 是 n 阶实对称矩阵,且 A 2 =0,证明 A=0
9、(分数:2.00)_考研数学三(N 维向量)-试卷 1 答案解析(总分:54.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:11,分数:22.00)1.选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。(分数:2.00)_解析:2.已知 A= (分数:2.00)A.B.5C.-1 D.1解析:解析:经初等变换矩阵的秩不变,对矩阵 A 作初等行变换,有 由 5+4a-a 2 =(a+1)(5-a), 2a 2 -3a-5=(2a-5)(a+1), 可见 a=-1 时,A 3.设 n(n3)阶矩阵 A= ,如伴随矩阵 A * 的秩 r(A * )=1,则 a 为 (分数:2.00)A.B
10、. C.D.解析:解析:由伴随矩阵秩的公式 r(A * )= ,知 r(A)=n-1,那么A=0 且有 n-1 阶子式不为 0 如 a=1,显然A的二阶子式全为 0,故(A)不入选而 a1 时,由题设有 4.已知 Q= (分数:2.00)A.t=6 时,r(P)=1B.t=6 时,r(P)=2C.t6 时,r(P)=1 D.t6 时,r(P)=2解析:解析:若 A 是 mn,矩阵,B 是 ns 矩阵,且 AB=0,则由 B 的每列都是 Ax=0 的解,可有 r(A)+r(B)n,从而 r(P)3-r(Q) 如 t=6,则 r(Q)=1,得 r(P)2因此(A),(B)应排除如 t6,则r(Q)
11、=2,得 r(P)1 因此(D)不正确,而 P 非零,r(P)1,故仅(C)正确5.设 A,B 为满足 AB=0 的任意两个非零矩阵,则必有(分数:2.00)A.A 的列向量组线性相关,B 的行向量组线性相关 B.A 的列向量组线性相关,B 的列向量组线性相关C.A 的行向量组线性相关,B 的行向量组线性相关D.A 的行向量组线性相关,B 的列向量组线性相关解析:解析:设 A 是 mn 矩阵,B 是 ns 矩阵,满足 AB=0,且 A,B 均为非零矩阵,那么 r(A)+r(B)n,r(A)1,r(B)1 所以必有 r(A)n 且 r(B)n 因为,秩 r(A)=A 的列秩n, r(B)=B 的
12、行秩n,故 A 的列向量组线性相关,B 的行向量组线性相关应选(A)6.设向量组 , 线性无关, 线性相关,则(分数:2.00)A. 必可由 , 线性表示B. 必不可由 , 线性表示C. 必可由 , 线性表示 D. 必不可由 , 线性表示解析:解析:7.向量组 1 , 2 , s 线性无关的充分必要条件是(分数:2.00)A. 1 , 2 , s 均不是零向量B. 1 , 2 , s 中任意两个向量的分量不成比例C. 1 , 2 , s+1 线性无关D. 1 , 2 , s 中任一个向量均不能由其余 s-1 个向量线性表出 解析:解析:(A),(B)均是线性无关的必要条件例如, 1 =(1,1
13、,1) T , 2 =(1,2,3) T , 3 =(2,3,4) T ,虽 1 , 2 , 3 均为非零向量且任两个向量的分量都不成比例,但 1 + 2 - 3 =0, 1 , 2 , 3 线性相关 (C)是线性无关的充分条件由 1 , 2 , s , s+1 线性无关 1 , 2 , s 线性无关,但由 1 , 2 , a 线性无关 8.设 1 , 2 , 3 , 4 是 3 维非零向量,则下列说法正确的是(分数:2.00)A.若 1 , 2 线性相关, 3 , 4 线性相关,则 1 + 3 , 2 + 4 也线性相关B.若 1 , 2 , 3 线性无关,则 1 + 4 , 2 + 4 ,
14、 3 + 4 线性无关C.若 4 不能由 1 , 2 , 3 线性表出,则 1 , 2 , 3 线性相关 D.若 1 , 2 , 3 , 4 任意三个向量均线性无关,则 1 , 2 , 3 , 4 线性无关解析:解析:若 1 =(1,0), 2 =(2,0), 3 =(0,2), 4 =(0,3),则 1 , 2 线性相关, 3 , 4 线性相关,但 1 + 3 =(1,2), 2 + 4 =(2,3)线性无关故(A)不正确 对于(B),取 4 =- 1 ,即知(B)不对 对于(D),可考察向量组(1,0,0),(0,1,0),(0,0,1),(-1,-1,-1),可知(D)不对 至于(C),
15、因为 4 个 3 维向量必线性相关,如若 1 , 2 , 3 线性无关,则 4 必可由 1 , 2 , 3 线性表出现在 4 不能由 1 , 2 , 3 线性表出,故 1 , 2 , 3 必线性相关故应选(C)9.若 1 , 2 , 3 线性无关,那么下列线性相关的向量组是(分数:2.00)A. 1 , 1 + 2 , 1 + 2 + 3 B. 1 + 2 , 1 - 2 ,- 3C.- 1 + 2 , 2 + 3 , 3 - 1 D. 1 - 2 , 2 - 3 , 3 - 1 解析:解析:用观察法由 ( 1 - 2 )+( 2 - 3 )+( 3 - 1 )=0, 可知 1 - 2 , 2
16、 - 3 , 3 - 1 线性相关故应选(D) 至于(A),(B),(C)线性无关的判断可以用秩也可以用行列式不为 0 来判断 例如,(A)中 r( 1 , 1 + 2 , 1 + 2 + 3 )=r( 1 , 1 + 2 , 3 )=r( 1 , 2 , 3 )=3 或( 1 , 1 + 2 , 1 + 2 + 3 )=( 1 , 2 , 3 ) 由行列式 10.设向量组: 1 , 2 , r 可由向量组: 1 , 2 , r 线性表示,则(分数:2.00)A.当 rs 时,向量组()必线性相关B.当 rs 时,向量组()必线性相关C.当 rs 时,向量组()必线性相关D.当 rs 时,向量
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