【考研类试卷】考研数学三(线性代数)模拟试卷105及答案解析.doc
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1、考研数学三(线性代数)模拟试卷 105 及答案解析(总分:62.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:13,分数:26.00)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.设矩阵 (分数:2.00)A.一 6B.6C.D.3.设 A,B 是 n 阶矩阵,则下列结论正确的是( ) (分数:2.00)A.B.C.D.4.设 A,B 均为二阶矩阵,A * ,B * 分别为 A,B 的伴随矩阵,若|A|=2,|B|=3,则分块矩阵 的伴随矩阵为( ) (分数:2.00)A.B.C.D.5.设 A 是 mn 矩阵,C 是 n 阶可逆矩阵,矩阵 A 的秩为
2、 r,矩阵 B=AC 的秩为 r 1 ,则( )(分数:2.00)A.rr 1B.rr 1C.r=r 1D.r 与 r 1 的关系依 C 而定6.设向量组 1 , 2 , 3 线性无关,则下列向量组中线性无关的是( )(分数:2.00)A. 1 一 2 , 2 一 3 , 3 一 1B. 1 一 2 , 2 + 3 , 3 + 1C. 1 + 2 ,3 1 一 5 2 ,5 1 +9 2D. 1 + 2 ,2 1 +3 2 +4 3 , 1 2 2 37.设 A,B 为 n 阶方阵,P,Q 为 n 阶可逆矩阵,下列命题不正确的是( )(分数:2.00)A.若 B=AQ,则 A 的列向量组与 B
3、 的列向量组等价B.若 B=PA,则 A 的行向量组与 B 的行向量组等价C.若 B=PAQ,则 A 的行(列)向量组与 B 的行(列)向量组等价D.若 A 的行(列)向量组与矩阵 B 的行(列)向量组等价,则矩阵 A 与 B 等价8.某五元齐次线性方程组的系数矩阵经初等变换化为 (分数:2.00)A.1 个B.2 个C.3 个D.4 个9.设有齐次线性方程组 Ax=0 和 Bx=0,其中 A,B 均为 mn 矩阵,现有四个命题:若 Ax=0 的解均是Bx=0 的解,则 r(A)r(B);若 r(A)r(B),则 Ax=0 的解均是 Bx=0 的解;若 Ax=0 与 Bx=0同解,则 r(A)
4、=r(B);若 r(A)=r(B),则 Ax=0(分数:2.00)A.B.C.D.10.已知 =(1,一 2,3) T 是矩阵 (分数:2.00)A.a=一 2,b=6B.a=2,b=一 6C.a =2,b=6D.a=一 2,b=一 611.已知 A 是四阶矩阵,A * 是 A 的伴随矩阵,若 A * 的特征值是 1,一 1,2,4,那么不可逆矩阵是( )(分数:2.00)A.AEB.2AEC.A+2ED.A 一 4E12.下列矩阵中,不能相似对角化的矩阵是( ) (分数:2.00)A.B.C.D.13.n 阶实对称矩阵 A 正定的充分必要条件是( )(分数:2.00)A.二次型 x T Ax
5、 的负惯性指数为零B.存在可逆矩阵 P 使 P 1 AP=EC.存在 n 阶矩阵 C 使 A=C 1 CD.A 的伴随矩阵 A * 与 E 合同二、填空题(总题数:7,分数:14.00)14.设 A 为奇数阶矩阵,且 AA T =A T A=E。若|A|0,则|AE|= 1。(分数:2.00)填空项 1:_15.设 A、B 均为三阶矩阵,E 是三阶单位矩阵,已知 AB=2A+3B,A= (分数:2.00)填空项 1:_16.设 (分数:2.00)填空项 1:_17.设 1 =(6,一 1,1) T 与 2 =(一 7,4,2) T 是线性方程组 (分数:2.00)填空项 1:_18.已知矩阵
6、(分数:2.00)填空项 1:_19.已知 (分数:2.00)填空项 1:_20.设 f=x 1 2 +x 2 2 +5x 3 2 +2ax 1 x 2 2x 1 x 3 +4x 2 x 3 为正定二次型,则未知系数 a 的范围是 1。(分数:2.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:11,分数:22.00)21.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)_22.已知 (分数:2.00)_23.设 A 是 n 阶可逆方阵,将 A 的第 i 行和第 j 行对换后得到的矩阵记为 B。 ()证明 B 可逆; ()求 AB 1 。(分数:2.00)_24.设 A 是 n 阶矩阵
7、,若存在正整数后,使线性方程组 A k x=0 有解向量 ,且 A k1 0。证明:向量组 ,A,A k1 是线性无关的。(分数:2.00)_25.设向量组 1 , 2 线性无关,向量组 1 +b, 2 +b 线性相关,证明:向量 b 能由向量组 1 , 2 线性表示。(分数:2.00)_26.设 (分数:2.00)_27.设矩阵 A=( 1 , 2 , 3 , 4 ),其中 2 , 3 , 4 线性无关, 1 =2 2 一 3 ,向量 b= 1 + 2 + 3 + 4 ,求方程组 Ax=b 的通解。(分数:2.00)_28.设矩阵 A 与 B 相似,且 (分数:2.00)_29.设三阶实对称
8、矩阵 A 的秩为 2, 1 = 2 =6 是 A 的二重特征值,若 1 =(1,1,0) T , 2 =(2,1,1) T , 3 =(一 1,2,一 3) T 都是 A 属于 =6 的特征向量,求矩阵 A。(分数:2.00)_30.某试验性生产线每年 1 月份进行熟练工与非熟练工的人数统计,然后将 熟练工支援其他生产部门,其缺额由招收新的非熟练工补齐。新、老非熟练工经过培训及实践至年终考核有 成为熟练工。设第 n 年 1 月份统计的熟练工与非熟练工所占百分比分别为 x n 和 y n ,记成向量 ()求 的关系式并写成矩阵形式: ()验证 1 = 是 A 的两个线性无关的特征向量,并求出相应
9、的特征值; (分数:2.00)_31.已知 (分数:2.00)_考研数学三(线性代数)模拟试卷 105 答案解析(总分:62.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:13,分数:26.00)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.设矩阵 (分数:2.00)A.一 6B.6C. D.解析:解析:化简矩阵方程,构造 B+E,用因式分解法,则有 A(B+E)+(B+E)=一 E,即(A+E)(B+E)=一 E, 两边取行列式,由行列式乘法公式得 |A+E|.|B+E|=1,3.设 A,B 是 n 阶矩阵,则下列结论正确的是( ) (分数:2
10、.00)A.B.C. D.解析:解析:|AB|=|A|B|=0,故有|A|=0 或|B|=0,反之亦成立,故应选 C。 取 则 AB=O,但AD,BO,选项 A 不成立。 取 选项 B 不成立。 取4.设 A,B 均为二阶矩阵,A * ,B * 分别为 A,B 的伴随矩阵,若|A|=2,|B|=3,则分块矩阵 的伴随矩阵为( ) (分数:2.00)A.B. C.D.解析:解析:若矩阵 A 的行列式|A|0,则 A 可逆,且 A 1 = A * 。因为分块矩阵 的行列式 =(一 1) 22 |A|B|=23=6,即分块矩阵可逆,所以 5.设 A 是 mn 矩阵,C 是 n 阶可逆矩阵,矩阵 A
11、的秩为 r,矩阵 B=AC 的秩为 r 1 ,则( )(分数:2.00)A.rr 1B.rr 1C.r=r 1 D.r 与 r 1 的关系依 C 而定解析:解析:因为 B=AC=EAC,其中 E 为 m 阶单位矩阵,而 E 与 C 均可逆,由矩阵等价的定义可知,矩阵B 与 A 等价,从而 r(B)=r(A)。所以应选 C。6.设向量组 1 , 2 , 3 线性无关,则下列向量组中线性无关的是( )(分数:2.00)A. 1 一 2 , 2 一 3 , 3 一 1B. 1 一 2 , 2 + 3 , 3 + 1C. 1 + 2 ,3 1 一 5 2 ,5 1 +9 2D. 1 + 2 ,2 1
12、+3 2 +4 3 , 1 2 2 3 解析:解析:通过已知选项可知 ( 1 一 2 )+( 2 一 3 )+( 3 一 1 )=0, ( 1 一 2 )+( 2 + 3 )一( 3 + 1 )=0, 因此选项 A、B 中的向量组均线性相关。 对于选项C,可设 1 = 1 + 2 , 2 =3 1 一 5 2 , 3 =5 1 +9 2 ,即 1 , 2 , 3 三个向量可由 1 , 2 两个向量线性表示,所以 1 , 2 , 3 必线性相关,即 1 + 2 ,3 1 一 5 2 ,5 1 +9 2 必线性相关。 因而用排除法可知应选 D。 利用矩阵运算。 选项 A 中,( 1 一 2 , 2
13、 一 3 , 3 一 1 )=( 1 , 2 , 3 ) 因为 7.设 A,B 为 n 阶方阵,P,Q 为 n 阶可逆矩阵,下列命题不正确的是( )(分数:2.00)A.若 B=AQ,则 A 的列向量组与 B 的列向量组等价B.若 B=PA,则 A 的行向量组与 B 的行向量组等价C.若 B=PAQ,则 A 的行(列)向量组与 B 的行(列)向量组等价 D.若 A 的行(列)向量组与矩阵 B 的行(列)向量组等价,则矩阵 A 与 B 等价解析:解析:将等式 B=AQ 中的 A、B 按列分块,设 A=( 1 , 2 , n ),B=( 1 , 2 , n ),则有 ( 1 , 2 , n )=(
14、 1 , 2 , n ) 表明向量组 1 , 2 , n 可由向量组 1 , 2 , n 线性表示。由于 Q 可逆,从而有 A=BQ 1 ,即 ( 1 , 2 , n )=( 1 , 2 , n )Q 1 ,表明向量组 1 , 2 , n 可由向量组 1 , 2 , n 线性表示,因此这两个向量组等价,故选项 A 的命题正确。 类似地,对于 PA=B,将 A 与 B 按行分块可得出 A 与 B 的行向量组等价,从而选项 B 的命题正确。 下例可表明选项C 的命题不正确。 8.某五元齐次线性方程组的系数矩阵经初等变换化为 (分数:2.00)A.1 个B.2 个 C.3 个D.4 个解析:解析:因
15、为系数矩阵的秩 r(A)=3,则 nr(A)=53=2,故应当有两个自由变量。 由于去掉 x 4 ,x 5 两列之后,所剩三阶矩阵为 因为其秩与 r(A)不相等,故 x 4 ,x 5 不是自由变量。同理,x 4 ,x 5 不能是自由变量。 而 x 1 ,x 5 与 x 2 ,x 3 均可以是自由变量,因为行列式 9.设有齐次线性方程组 Ax=0 和 Bx=0,其中 A,B 均为 mn 矩阵,现有四个命题:若 Ax=0 的解均是Bx=0 的解,则 r(A)r(B);若 r(A)r(B),则 Ax=0 的解均是 Bx=0 的解;若 Ax=0 与 Bx=0同解,则 r(A)=r(B);若 r(A)=
16、r(B),则 Ax=0(分数:2.00)A.B. C.D.解析:解析:由于线性方程组 Ax=0 和 Bx=0 之间可以无任何关系,此时其系数矩阵的秩之间的任何关系都不会影响它们各自解的情况,所以,显然不正确,利用排除法,可得正确选项为 B。 下面证明,正确: 对于,由 Ax=0 的解均是 Bx=0 的解可知,方程组 Bx=0 含于 Ax=0 之中。从而 Ax=0 的有效方程的个数(即 r(A)必不少于 Bx=0 的有效方程的个数(即 r(B),故 r(A)r(B)。 对于,由于 A,B 为同型矩阵,若 Ax=0 与 Bx=0 同解,则其解空间的维数(即基础解系包含解向量的个数)相同,即 n 一
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