【考研类试卷】考研数学三(线性代数)-试卷34及答案解析.doc
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1、考研数学三(线性代数)-试卷 34 及答案解析(总分:64.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:10,分数:20.00)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 1 , 2 , 3 , 4 为 3 维非零列向量,则下列结论: 如果 4 不能由 1 , 2 , 3 线性表出,则 1 , 2 , 3 线性相关; 如果 1 , 2 , 3 线性相关, 2 , 3 , 4 线性相关,则 1 , 2 , 4 也线性相关; 如果 r( 1 , 1 + 2 , 2 + 3 )=r( 4 , 1 + 4 , 2 + 4 , 3 + 4 ),则 4
2、可以由 1 , 2 , 3 线性表出 其中正确结论的个数为 ( )(分数:2.00)A.0B.1C.2D.33.设 1 , 2 , 3 均为线性方程组 Ax=b 的解,下列向量中 1 2 , 1 2 2 + 3 , (分数:2.00)A.4B.3C.2D.14.设 A 是秩为 n1 的 n 阶矩阵, 1 , 2 是方程组 Ax=0 的两个不同的解向量,则 Ax=0 的通解必定是 ( )(分数:2.00)A. 1 + 2B.k 1C.k( 1 + 2 )D.k( 1 2 )5.设 A 是 n 阶矩阵,对于齐次线性方程组()A n x=0 和()A n+1 x=0,现有命题 ()的解必是()的解;
3、 ()的解必是()的解; ()的解不一定是()的解; ()的解不一定是()的解 其中正确的是 ( )(分数:2.00)A.B.C.D.6.n 维向量组 1 , 2 , 3 (3sn)线性无关的充要条件是 ( )(分数:2.00)A.存在一组全为零的数 k 1 ,k 2 ,k s ,使 k 1 1 +k 2 2 +k s s =0B. 1 , 2 , s 中任意两个向量都线性无关C. 1 , 2 , s 中任意一个向量都不能由其余向量线性表出D.存在一组不全为零的数 k 1 ,k 2 ,k s ,使 k 1 1 +k 2 2 +k s s 07.设有两个 n 维向量组() 1 , 2 , s ,
4、() 1 , 2 , s ,若存在两组不全为零的数 k 1 ,k 2 ,k s , 1 , 2 , s ,使(k 1 + 1 ) 1 +(k 2 + 2 ) 2 +(k s + s ) s +(k 1 1 ) 1 +(k s s ) s =0,则 ( )(分数:2.00)A. 1 + 1 , s + s , 1 1 , s s 线性相关B. 1 , s 及 1 , s 均线性无关C. 1 , s 及 1 , s 均线性相关D. 1 + 1 , s + s , 1 1 , s s 线性无关8.已知向量组() 1 , 2 , 3 , 4 线性无关,则与()等价的向量组是 ( )(分数:2.00)A
5、. 1 + 2 , 2 + 3 , 3 + 4 , 4 + 1B. 1 2 , 2 3 , 3 4 , 4 1C. 1 + 2 , 2 3 , 3 + 4 , 4 1D. 1 + 2 , 2 3 , 3 4 , 4 19.设向量组() 1 , 2 , s 线性无关,且 i (i=1,2,s)不能由() 1 , 2 , t 线性表出, i (i=1,2,t)不能由() 1 , 2 , s 线性表出,则向量 1 , 2 , s , 1 , 2 , s ( )(分数:2.00)A.必线性相关B.必线性无关C.可能线性相关,也可能线性无关D.以上都不对10.已知 n 维向量的向量组 1 , 2 , s
6、 线性无关,则向量组 1 , 2 , s 可能线性相关的是 ( )(分数:2.00)A. i (i=1,2,s)是 i (i=1,2,s)中第一个分量加到第 2 个分量得到的向量B. i (i=1,2,s)是 i (i=1,2,s)中第一个分量改变成其相反数的向量C. i (i=1,2,s)是 i (i=1,2,s)中第一个分量改为 0 的向量D. i (i=1,2,s)是 i (i=1,2,s)中第 n 个分量后再增添一个分量的向量二、填空题(总题数:6,分数:12.00)11.设 A,B 为 3 阶相似矩阵,且 2E+A=0, 1 =1, 2 =1 为 B 的两个特征值,则行列式A+2AB
7、= 1(分数:2.00)填空项 1:_12.设 A=E+ T ,其中 , 均为 n 维列向量, T =3,则A+2E= 1(分数:2.00)填空项 1:_13.已知 ABC=D,其中 (分数:2.00)填空项 1:_14.设 1 =1,0,1,2 T , 2 =2,1,2,6 T , 3 =3,1,t,4 T ,=4,1,5,10 T ,已知 不能由 1 , 2 , 3 线性表出,则 t= 1(分数:2.00)填空项 1:_15.已知 3 维向量组 1 , 2 , 3 线性无关,则向量组 1 2 , 2 k 3 , 3 1 也线性无关的充要条件是 k 1(分数:2.00)填空项 1:_16.设
8、 n 维向量 1 , 2 , 3 满足 2 1 2 +3 3 =0,对于任意的 n 维向量 ,向量组 l 1 + 1 ,l 2 + 2 ,l 3 + 3 都线性相关,则参数 l 1 ,l 2 ,l 3 应满足关系 1(分数:2.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:16,分数:32.00)17.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。(分数:2.00)_18.设有矩阵 A mn ,B mn ,E m +AB 可逆 (1)验证:E n +BA 也可逆,且(E n +BA) 1 =E n B(E m +AB) 1 A; (2)设 其中 (分数:2.00)_19.已知 1 =1,1,1 T
9、, 2 =1,t,1 T , 3 =t,1,2 T ,=4,t 2 ,4 T ,若 可由 1 , 2 , 3 线性表示,且表示法不唯一,求 t 及 的表达式(分数:2.00)_20.设向量组 1 , 2 , s (s2)线性无关,且 1 = 1 + 2 , 2 = 2 + 3 , s1 = s1 + s , s = s + 1 讨论向量组 1 , 2 , s 的线性相关性(分数:2.00)_21.设向量组 1 , 2 , t 是齐次线性方程组 Ax=0 的一个基础解系,向量 不是方程组 Ax=0的解,即 A0证明:向量组 ,+ 1 ,+ 2 ,+ t 线性无关(分数:2.00)_22.设向量组
10、()与向量组(),若()可由()线性表示,且 r()=r()=r证明:()与()等价(分数:2.00)_23.求齐次线性方程组 (分数:2.00)_24.问 为何值时,线性方程组 (分数:2.00)_25. 为何值时,方程组 (分数:2.00)_26.设四元齐次线性方程组()为 (分数:2.00)_27.设 1 , 2 , t 和 1 , 2 s 分别是 AX=0 和 BX=0 的基础解系证明:AX=0 和BX=0 有非零公共解的充要条件是 1 , 2 , t , 1 , 2 , s 线性相关(分数:2.00)_28.已知 1 =1,2,3,1 T , 2 =5,5,a,11 T , 3 =1
11、,3,6,3 T , 4 =2,1,3,a T 问: (1)a 为何值时,向量组 1 , 2 , 3 , 4 线性相关; (2)a 为何值时,向量组 1 , 2 , 3 , 4 线性无关; (3)a 为何值时, 4 能由 1 , 2 , 3 线性表出,并写出它的表出式(分数:2.00)_29.已知 (分数:2.00)_30.设向量组 1 =a 11 ,a 21 ,a n1 T , 2 =a 12 ,a 22 ,a n2 T , s =a 1s ,a 2s ,a ns T 证明:向量组 1 , 2 , s 线性相关(线性无关)的充要条件是齐次线性方程组 (分数:2.00)_31.已知 1 , 2
12、 , s 线性无关, 可由 1 , 2 , s 线性表出,且表示式的系数全不为零证明: 1 , 2 , s , 中任意 s 个向量线性无关(分数:2.00)_32.已知向量组 1 , 2 , s+1 (s1)线性无关, i = i +t i+1 ,i=1,2,s证明:向量组 1 , 2 , s 线性无关(分数:2.00)_考研数学三(线性代数)-试卷 34 答案解析(总分:64.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:10,分数:20.00)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 1 , 2 , 3 , 4 为 3 维非零列向量
13、,则下列结论: 如果 4 不能由 1 , 2 , 3 线性表出,则 1 , 2 , 3 线性相关; 如果 1 , 2 , 3 线性相关, 2 , 3 , 4 线性相关,则 1 , 2 , 4 也线性相关; 如果 r( 1 , 1 + 2 , 2 + 3 )=r( 4 , 1 + 4 , 2 + 4 , 3 + 4 ),则 4 可以由 1 , 2 , 3 线性表出 其中正确结论的个数为 ( )(分数:2.00)A.0B.1C.2 D.3解析:解析:如果 1 , 2 , 3 线性无关,由于 1 , 2 , 3 , 4 为 4 个 3 维向量,故 1 , 2 , 3 , 4 线性相关,则 4 必能由
14、 1 , 2 , 3 线性表出,可知是正确的 令 3.设 1 , 2 , 3 均为线性方程组 Ax=b 的解,下列向量中 1 2 , 1 2 2 + 3 , (分数:2.00)A.4 B.3C.2D.1解析:解析:由 A 1 =A 2 =A 3 =b 可知 A( 1 2 )=A 1 A 2 =bb=0, A( 1 2 2 + 3 )=A 1 2A 2 +A 3 =b2b+b=0, 4.设 A 是秩为 n1 的 n 阶矩阵, 1 , 2 是方程组 Ax=0 的两个不同的解向量,则 Ax=0 的通解必定是 ( )(分数:2.00)A. 1 + 2B.k 1C.k( 1 + 2 )D.k( 1 2
15、) 解析:解析:因为通解中必有任意常数,显见(A)不正确由 nr(A)=1 知 Ax=0 的基础解系由一个非零向量构成 1 , 1 + 2 与 1 2 中哪一个一定是非零向量呢? 已知条件只是说 1 , 2 是两个不同的解,那么 1 可以是零解,因而 k 1 可能不是通解如果 1 = 2 0,则 1 , 2 是两个不同的解,但 1 + 2 =0,即两个不同的解不能保证 1 + 2 0因此要排除(B),(C)由于 1 2 ,必有 1 2 0可见(D)正确5.设 A 是 n 阶矩阵,对于齐次线性方程组()A n x=0 和()A n+1 x=0,现有命题 ()的解必是()的解; ()的解必是()的
16、解; ()的解不一定是()的解; ()的解不一定是()的解 其中正确的是 ( )(分数:2.00)A.B. C.D.解析:解析:当 A n x=0 时,易知 A n+1 x=A(A n x)=0,故()的解必是()的解,也即正确,错误 当 A n+1 x=0 时,假设 A n x0,则有 x,Ax,A n x 均不为零,可以证明这种情况下x,Ax,A n x 是线性无关的由于 x,Ax,A n x 均为 n 维向量,而 n+1 个 n 维向量都是线性相关的,矛盾,故假设不成立,因此必有 A n x=0可知()的解必是()的解,故正确,错误故选(B)6.n 维向量组 1 , 2 , 3 (3sn
17、)线性无关的充要条件是 ( )(分数:2.00)A.存在一组全为零的数 k 1 ,k 2 ,k s ,使 k 1 1 +k 2 2 +k s s =0B. 1 , 2 , s 中任意两个向量都线性无关C. 1 , 2 , s 中任意一个向量都不能由其余向量线性表出 D.存在一组不全为零的数 k 1 ,k 2 ,k s ,使 k 1 1 +k 2 2 +k s s 0解析:解析:可用反证法证明之必要性:假设有一向量,如 s 可由 1 , 2 , s1 线性表出,则 1 , 2 , s 线性相关,这和已知矛盾,故任一向量均不能由其余向量线性表出充分性:假设 1 , 2 , s 线性相关至少存在一个
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