【考研类试卷】考研数学二(向量)-试卷1及答案解析.doc
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1、考研数学二(向量)-试卷 1 及答案解析(总分:58.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:4,分数:8.00)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 n 维列向量组 1 , m (mn)线性无关,则 n 维列向量组 1 , m 线性无关的充分必要条件是( )(分数:2.00)A.向量组 1 , m 可由向量组 1 , m 线性表示B.向量组 1 , m 可由向量组 1 , m 线性表示C.向量组 1 , m 与向量组 1 , m 等价D.矩阵 A=( 1 , m )与矩阵 B=( 1 , m )等价3.设向量组(I) 1 , 2 s
2、 的秩为 r 1 ,向量组() 1 2 t 的秩为 r 2 ,向量组() 1 , 2 s , 1 2 t 的秩为 r 3 ,则下列结论不正确的是( )(分数:2.00)A.若(I)可由()线性表示,则 r 2 =r 3 B.若()可由(I)线性表示,则 r 1 =r 3 C.若 r 1 =r 3 ,则 r 2 r 1 D.若 r 2 =r 3 ,则 r 1 r 2 4.已知向量组(I) 1 , 2 , 3 ;() 1 , 2 , 3 , 4 ;() 1 , 2 , 3 , 5 ,如果各向量组的秩分别为 r(I)=r()=3,r()=4,则向量组 1 , 2 , 3 , 5(分数:2.00)A.
3、2B.3C.4D.5二、填空题(总题数:7,分数:14.00)5.已知向量组 1 =(1,2,3,4), 2 =(2,3,4,5), 3 =(3,4,5,6), 4 =(4,5,6,7),则该向量组的秩是 1(分数:2.00)填空项 1:_6.已知向量组 1 =(1,2,一 1,1), 2 =(2,0,t,0), 3 =(0,一 4,5,一 2)的秩为 2,则 t= 1(分数:2.00)填空项 1:_7.从 R 2 的基 (分数:2.00)填空项 1:_8.已知 3 维空间的一组基为 1 =(1,1,0) T , 2 =(1,0,1) T , 3 =(0,1,1) T ,则向量u=(2,0,0
4、) T 在该组基下的坐标是 1(分数:2.00)填空项 1:_9.已知向量组 1 =(1,1,1,1), 2 =(2,3,4,4), 3 =(3,2,1,k)所生成的向量空间的维数是 2,则 k= 1(分数:2.00)填空项 1:_10.设 1 , 2 , 3 是 3 维向量空间 R 3 的一组基,则由基 (分数:2.00)填空项 1:_11.向量空间 V=x=(x 1 ,x 2 ,x n )Tx 1 ,x 2 ,x n =0,x 1 ,x 2 ,x n R的维数为 1(分数:2.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:18,分数:36.00)12.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤
5、。_13.确定常数 使向量组 1 =(1,1,a) T , 2 =(1,n,1) T , 3 =(a,1,1) T 可由向量组 1 =(1,1,a) T , 2 =(一 2,a,4) T , 3 =(-2,a,a) T 线性表示,但向量组 1 , 2 , 3 不能由向量组 1 , 2 , 3 线性表示(分数:2.00)_14.设向量组(I): 1 =(2,4,一 2) T , 2 =(一 1,a 一 3,1) T , 3 =(2,8,b 一 1) T ;(): 1 =(2,b+5,一 2) T , 2 =(3,7,a 一 4)T T , 3 =(1,2b+4,一 1) T 问(1)a,b 取何
6、值时,r(I)=r(),且(I)与()等价?(2)a,b 取何值时,r(I)=r(),但(I)与()不等价?(分数:2.00)_15.已知向量组 A: 1 =(0,1,2,3) T , 2 =(3,0,1,2) T , 3 =(2,3,0,1) T ;B: 1 =(2,1,1,2) T , 2 =(0,一 2,1,1) T , 3 =(4,4,1,3) T 试证 B 组能由 A 组线性表示,但 A 组不能由 B 组线性表示(分数:2.00)_16.已知向量组 A: 1 =(0,1,1) T , 2 =(1,1,0) T ;B: 1 =(一 1,0,1) T , 2 =(1,2,1) T , 3
7、 =(3,2,一 1) T 试证 A 组与 B 组等价(分数:2.00)_17.设 (分数:2.00)_18.设向量组 1 =(1,3,2,0) T , 2 =(7,0,14,3) T , 3 =(2,一 1,0,1) T , 4 =(5,1,6,2) T , 5 =(2,一 1,4,1) T ,求该向量组的秩和一个极大线性无关组,并把不是极大线性无关组的向量用此极大线性无关组线性表示(分数:2.00)_19.设向量组 1 =(a,3,1) T , 2 =(2,b,3) T , 3 =(1,2,1) T , 4 =(2,3,1) T 的秩为 2,求 a,b 的值及该向量组的一个极大线性无关组,
8、并把其余向量用此极大线性无关组线性表示(分数:2.00)_20.已知向量组(I) 1 =(0,1,一 1) T , 2 =(a,2,1) T , 3 =(b,1,0) T 与向量组() 1 =(1,2,一 3) T , 2 =(3,0,1) T , 3 =(a,b,一 7) T 有相同的秩,且 3 可由 1 , 2 , 3 线性表示,求 a,b 的值(分数:2.00)_21.求单位向量 3 ,使向量组 1 =(1,1,0) T , 2 =(1,1,1) T , 3 与向量组 1 =(0,1,1) T , 2 =(1,2,1) T , 3 =(1,0,一 1) T 的秩相同,且 4 可由 1 ,
9、 2 , 3 线性表示(分数:2.00)_22.验证 1 =(1,一 1,0) T , 2 =(2,1,3) T , 3 =(3,1,2) T 为 R 3 的一个基,并把 1 =(5,0,7) T , 2 =(一 9,一 8,一 13) T 用这个基线性表示(分数:2.00)_23.求一组向量 1 , 2 ,使之与 3 =(1,1,1) T 成为 R 3 的正交基;并把 1 , 2 , 3 化成 R 3 的一个标准正交基(分数:2.00)_24.设 V 是向量组 1 =(1,1,2,3) T , 2 =(一 1,1,4,一 1) T , 3 =(5,一 1,一 8,9) T 所生成的向量空间,
10、求 V 的维数和它的一个标准正交基(分数:2.00)_设 4 维向量空间 V 的两个基分别为(I) 1 , 2 , 3 , 4 ;() 1 = 1 + 2 + 3 , 2 = 2 + 3 , 3 = 3 + 4 , 4 = 4 ,求(分数:4.00)(1).由基()到基(I)的过渡矩阵;(分数:2.00)_(2).在基(I)和基()下有相同坐标的全体向量(分数:2.00)_25.设 B 是秩为 2 的 54 矩阵, 1 =(1,1,2,3) T , 2 =(一 1,1,4,一 1) T , 3 =(5,一1,一 8,9) T 是齐次线性方程组 Bx=0 的解向量,求 Bx=0 的解空间的一个标
11、准正交基(分数:2.00)_26.设 i =( i1 , i2 in ) T (i=1,2,r,rn)是 n 维实向量,且 1 , 2 r 线性无关,已知 =(b 1 ,b 2 ,b n ) T 是线性方程组 (分数:2.00)_27.设 A=( 1 , 2 , 3 )是 53 矩阵 1 , 2 是齐次线性方程组 A T x=0 的基础解系,试证 1 , 2 , 3 , 1 , 2 线性无关(分数:2.00)_28.已知 3 阶矩阵 A 与 3 维列向量 x,使 x,Ax,A 2 x 线性无关,且满足 A 3 x=3Ax 一 2A 2 x,令P=(x,Ax,A 2 X) (1)求 3 阶矩阵
12、B,使 A=PBP -1 ;(2)求A+E的值(分数:2.00)_考研数学二(向量)-试卷 1 答案解析(总分:58.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:4,分数:8.00)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 n 维列向量组 1 , m (mn)线性无关,则 n 维列向量组 1 , m 线性无关的充分必要条件是( )(分数:2.00)A.向量组 1 , m 可由向量组 1 , m 线性表示B.向量组 1 , m 可由向量组 1 , m 线性表示C.向量组 1 , m 与向量组 1 , m 等价D.矩阵 A=( 1 , m
13、)与矩阵 B=( 1 , m )等价 解析:解析:本题考查向量线性表示与等价向量组的概念以及对充分必要条件的理解要求考生掌握两个向量组等价充分必要条件是这两个向量组能互相线性表示;两个同型矩阵等价充分必要条件是它们的秩相等选项 A、B、C 都不是向量组 1 2 m 线性无关的必要条件例如 这两个向量组都线性无关,秩都为 2,但这两组向量不能互相线性表示,从而不等价所以选项 A、B、C 均不正确但是“矩阵 A、B 等价的充要条件是 r(A)=r(B)”,而 3.设向量组(I) 1 , 2 s 的秩为 r 1 ,向量组() 1 2 t 的秩为 r 2 ,向量组() 1 , 2 s , 1 2 t
14、的秩为 r 3 ,则下列结论不正确的是( )(分数:2.00)A.若(I)可由()线性表示,则 r 2 =r 3 B.若()可由(I)线性表示,则 r 1 =r 3 C.若 r 1 =r 3 ,则 r 2 r 1 D.若 r 2 =r 3 ,则 r 1 r 2 解析:解析:本题考查向量组的秩的概念和性质因为当(I)可由()线性表示时,则()可由()线性表示,而()又可由()线性表示,因此,()和()等价,A 正确同理 B 也正确由于(I)与()均在()中有 r 1 r 3 和 r 2 r 3 ,因此当 r 1 =r 3 时,有 r 2 r 1 ;当 r 2 =r 3 时,有 r 1 r 2 ,
15、故 D 正确,而 C 不正确,故选 C4.已知向量组(I) 1 , 2 , 3 ;() 1 , 2 , 3 , 4 ;() 1 , 2 , 3 , 5 ,如果各向量组的秩分别为 r(I)=r()=3,r()=4,则向量组 1 , 2 , 3 , 5(分数:2.00)A.2B.3C.4 D.5解析:解析:本题考查向量组的线性相关、线性无关和线性表示以及向量组的秩的概念由题设知 1 , 2 , 3 线性无关, 1 , 2 , 3 , 4 线性相关,因而 4 可以 1 , 2 , 3 线性表示,若 1 , 2 , 3 , 5 一 4 线性相关,则 5 一 4 也可由 1 , 2 , 3 线性表示,从
16、而有 5 可由 1 , 2 , 3 线性表示,即 1 , 2 , 3 , 5 线性相关,这与 r()=4 矛盾故选 C二、填空题(总题数:7,分数:14.00)5.已知向量组 1 =(1,2,3,4), 2 =(2,3,4,5), 3 =(3,4,5,6), 4 =(4,5,6,7),则该向量组的秩是 1(分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:2)解析:解析:本题主要考查用矩阵的初等变换求向量组的秩要求考生掌握矩阵的秩等于其行(列)向量组的秩,而矩阵进行初等变换后其秩不变令 A=( 1 T , 2 T , 3 T , 4 T ),对 A 施以初等行变换:6.已知向量组 1 =(
17、1,2,一 1,1), 2 =(2,0,t,0), 3 =(0,一 4,5,一 2)的秩为 2,则 t= 1(分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:3)解析:解析:本题主要考查向量组的秩的概念,与前一题不同,本题向量组的秩为已知,要确定参数分析方法与前一题类似,借助矩阵进行分析由于矩阵 的秩为 2,所以 A 的所有的 3 阶子式全为 0,可得 62t=0,于是 t=3,故应填 3 注:本题也可以对矩阵 A 施以初等行变换化成行阶梯形,7.从 R 2 的基 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:*)解析:解析:本题主要考查向量空间两个基之间过渡矩阵的概念设所求的
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