【考研类试卷】考研数学二(线性代数)-试卷25及答案解析.doc
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1、考研数学二(线性代数)-试卷 25 及答案解析(总分:76.00,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.齐次线性方程组的系数矩阵 A 45 = 1 , 2 , 3 , 4 , 5 经过初等行变换化成阶梯形矩阵为 (分数:2.00)A. 1 不能由 3 , 4 , 5 线性表出B. 2 不能由 1 , 3 , 5 线性表出C. 3 不能由 1 , 2 , 5 线性表出D. 4 不能由 1 , 2 , 3 线性表出3.设 A 为 mn 矩阵,齐次线性方程组 AX=0 仅有零解的充分条件
2、是 ( )(分数:2.00)A.A 的列向量线性无关B.A 的列向量线性相关C.A 的行向量线性无关D.A 的行向量线性相关4.设 A 为 n 阶实矩阵,则对线性方程组(I)aX=0 和()A T AX=0,必有 ( )(分数:2.00)A.()的解是()的解,()的解也是()的解B.()的解是()的解,但()的解不是()的解C.()的解不是()的解,()的解也不是()的解D.()的解是()的解,但()的解不是()的解5.已知 1 , 2 是 AX=b 的两个不同的解, 1 , 2 是相应的齐次方程组 AX=0 的基础解系,k 1 ,k 2 是任意常数,则 AX=b 的通解是 ( )(分数:2
3、.00)A.k 1 1 +k 2 ( 1 + 2 )+ B.k 1 1 +k 2 ( 1 - 2 )+ C.k 1 1 +k 2 ( 1 一 2 )+ D.k 1 1 +k 2 ( 1 一 2 )+ 6.设 A 是 mn 矩阵,线性非齐次方程组为 AX=b 对应的线性齐次方程组为 AX=0 则 ( )(分数:2.00)A.有无穷多解仅有零解B.有无穷多解有无穷多解C.仅有零解有唯一解D.有非零解有无穷多解7.设 A 是 mn 矩阵,则方程组 AX=b 有唯一解的充分必要条件是 ( )(分数:2.00)A.m=n,且|A|0B.AX=0 有唯一零解C.A 的列向量组 1 , 2 , n 和 1
4、, 2 , n ,b 是等价向量组D.r(A)=n,b 可由 A 的列向量线性表出8.设矩阵 Amn 的秩,r(A)=r(A|b)=mn,则下列说法错误的是 ( )(分数:2.00)A.AX=0 必有无穷多解B.AX=b 必无解C.AX=b 必有无穷多解D.存在可逆阵 P,使 Ap=E m O9.设 A 是 45 矩阵,且 A 的行向量组线性无关,则下列说法错误的是 ( )(分数:2.00)A.A T X=0 只有零解B.A T AX=0 必有无穷多解C.对任意的 b,A T X=b 有唯一解D.对任意的 b,AX=b 有无穷多解10.设 A 是 ms 矩阵,B 是 sn 矩阵,则齐次线性方程
5、组 BX=0 和 ABX=0 是同解方程组的一个充分条件是 ( )(分数:2.00)A.r(A)=mB.r(A)=sC.r(B)=sD.r(B)=n11.设 A,B 是 n 阶方阵,X,Y,b 是 n1 矩阵,则方程组 (分数:2.00)A.r(A)=r(A|b),r(B)任意B.AX=b 有解,BY=0 有非零解C.|A|0,b 可由 B 的列向量线性表出D.|B|0,b 可由 A 的列向量线性表出二、填空题(总题数:8,分数:16.00)12.已知一 2 是 (分数:2.00)填空项 1:_13.设 n 阶矩阵 A 的元素全是 1,则 A 的 n 个特征值是 1(分数:2.00)填空项 1
6、:_14.设 A 是三阶矩阵,已知|A+E|=0,|A+2E|=0,|A+3E|=0,则|A+4E|= 1(分数:2.00)填空项 1:_15.设 A 是三阶矩阵,|A|=3,且满足|A 2 +2A|=0,|2A 2 +A|=0,则 A*的特征值是 1(分数:2.00)填空项 1:_16.设 A 是 n 阶实对称阵, 1 , 2 , n 是 A 的 n 个互不相同的特征值, 1 是 A 的对应于 1 的一个单位特征向量,则矩阵 B=A 1 1 1 T 的特征值是 1(分数:2.00)填空项 1:_17.设三阶矩阵 (分数:2.00)填空项 1:_18.矩阵 (分数:2.00)填空项 1:_19
7、.设 A 是 n 阶矩阵, 是 A 的 r 重特征根,A 的对应于 的线性无关的特征向量是 k 个,则 k 满足 1(分数:2.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:19,分数:38.00)20.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)_21.已知 =1,k,1 T 是 A -1 的特征向量,其中 (分数:2.00)_22.设矩阵 (分数:2.00)_23.已知 =1,1,一 1 T 是矩阵 (分数:2.00)_24.设矩阵 (分数:2.00)_25.设 A 是三阶实对称阵, 1 =一 1, 2 = 3 =1 是 A 的特征值,对应于 1 的特征向量为 1 =0,1,
8、1 T ,求 A(分数:2.00)_26.设 A 是 n 阶正定矩阵,E 是 n 阶单位矩阵,证明:A+E 的行列式大于 1(分数:2.00)_27.设 A 是 n 阶方阵,2,4,2n 是 A 的 n 个特征值,E 是 n 阶单位阵计算行列式|A 一 3E|的值(分数:2.00)_28.设矩阵 (分数:2.00)_29.设 A 为 3 阶矩阵, 1 , 2 , 3 是 A 的三个不同特征值,对应的特征向量为 1 , 2 , 3 ,令 = 1 + 2 + 3 (1)证明:,A,A 2 线性无关; (2)若 A 3 =A,求秩 r(AE)及行列式|A+2E|(分数:2.00)_30.设 (分数:
9、2.00)_31.设三阶实对称阵 A 的特征值为 1,2,3,A 的属于特征值 1,2 的特征向量分别是 1 =一 1,一 1,1 T , 2 =1,一 2,一 1 T ,求 A(分数:2.00)_32.证明:AB,其中 (分数:2.00)_33.设 A 是 n 阶矩阵,满足 A 2 =A,且 r(A)=r(0rn),证明: (分数:2.00)_34.设 A,B 均为 n 阶矩阵,A 有 n 个互不相同的特征值,且 AB=BA,证明:B 相似于对角阵(分数:2.00)_35.设 =a 1 ,a 2 ,a n T 0,A= T ,求可逆阵 P,使 P -1 AP=A(分数:2.00)_36.设
10、A=E+ T ,其中 =a 1 ,a 2 ,a n T 0,=b 1 ,b 2 ,b n T 0,且 T =2 (1)求 A 的特征值和特征向量; (2)求可逆矩阵 P,使得 P -1 AP=A(分数:2.00)_37.设向量 =a 1 ,a 2 ,a n T ,=b 1 ,b 2 ,b n T 都是非零向量,且满足条件 T =0,记 n 阶矩阵 A= T ,求: (1)A 2 ; (2)A 的特征值和特征向量; (3)A 能否相似于对角阵,说明理由(分数:2.00)_38.设 a 0 ,a 1 ,,a n-1 是 n 个实数,方阵 (分数:2.00)_考研数学二(线性代数)-试卷 25 答案
11、解析(总分:76.00,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.齐次线性方程组的系数矩阵 A 45 = 1 , 2 , 3 , 4 , 5 经过初等行变换化成阶梯形矩阵为 (分数:2.00)A. 1 不能由 3 , 4 , 5 线性表出B. 2 不能由 1 , 3 , 5 线性表出C. 3 不能由 1 , 2 , 5 线性表出D. 4 不能由 1 , 2 , 3 线性表出 解析:解析: i 能否由其他向量线性表出,只须将 i 视为是非齐次方程的右端自由项(无论它原在什么位置)有
12、关向量留在左端,去除无关向量,看该非齐次方程是否有解即可由阶梯形矩阵知, 4 不能由 1 , 2 , 3 线性表出3.设 A 为 mn 矩阵,齐次线性方程组 AX=0 仅有零解的充分条件是 ( )(分数:2.00)A.A 的列向量线性无关 B.A 的列向量线性相关C.A 的行向量线性无关D.A 的行向量线性相关解析:解析:A 的列向量线性无关 AX=0 唯一零解,是充要条件,当然也是充分条件4.设 A 为 n 阶实矩阵,则对线性方程组(I)aX=0 和()A T AX=0,必有 ( )(分数:2.00)A.()的解是()的解,()的解也是()的解 B.()的解是()的解,但()的解不是()的解
13、C.()的解不是()的解,()的解也不是()的解D.()的解是()的解,但()的解不是()的解解析:解析:方程 AX=0 和 A T AX=0 是同解方程组5.已知 1 , 2 是 AX=b 的两个不同的解, 1 , 2 是相应的齐次方程组 AX=0 的基础解系,k 1 ,k 2 是任意常数,则 AX=b 的通解是 ( )(分数:2.00)A.k 1 1 +k 2 ( 1 + 2 )+ B.k 1 1 +k 2 ( 1 - 2 )+ C.k 1 1 +k 2 ( 1 一 2 )+ D.k 1 1 +k 2 ( 1 一 2 )+ 解析:解析:(A),(C)中没有非齐次特解,(D)中两个齐次解 1
14、 与 1 一 2 是否线性无关未知,而(B)中因 1 , 2 是基础解系,故 1 , 1 一 2 仍是基础解系, 6.设 A 是 mn 矩阵,线性非齐次方程组为 AX=b 对应的线性齐次方程组为 AX=0 则 ( )(分数:2.00)A.有无穷多解仅有零解B.有无穷多解有无穷多解 C.仅有零解有唯一解D.有非零解有无穷多解解析:解析:(C),(D)中均有可能无解有无穷多解,记为 k 1 1 +k n-r n-r +,则有解 k 1 1 +k 2 2 +k n-r n-r ,故(A)不正确,故选(B)7.设 A 是 mn 矩阵,则方程组 AX=b 有唯一解的充分必要条件是 ( )(分数:2.00
15、)A.m=n,且|A|0B.AX=0 有唯一零解C.A 的列向量组 1 , 2 , n 和 1 , 2 , n ,b 是等价向量组D.r(A)=n,b 可由 A 的列向量线性表出 解析:解析:r(A)=n,b 可由 A 的列向量组线性表出,即为 r(A)=r(A|b)=n,AX=b 有唯一解(A)是充分条件,但非必要条件,(B)是必要条件,但非允分条件(可能无解),(C)是必要条件,但非充分条件(b 由 1 , 2 , n 表出,可能不唯一)8.设矩阵 Amn 的秩,r(A)=r(A|b)=mn,则下列说法错误的是 ( )(分数:2.00)A.AX=0 必有无穷多解B.AX=b 必无解 C.A
16、X=b 必有无穷多解D.存在可逆阵 P,使 Ap=E m O解析:解析:因 r(A)=r(A|b)=mnAX=b 必有解9.设 A 是 45 矩阵,且 A 的行向量组线性无关,则下列说法错误的是 ( )(分数:2.00)A.A T X=0 只有零解B.A T AX=0 必有无穷多解C.对任意的 b,A T X=b 有唯一解 D.对任意的 b,AX=b 有无穷多解解析:解析:r(A)=4,A T 是 54 矩阵,方程组 A T X=b,对任意的 b若有解,则必有唯一解,但可能无解,即可能 r(A T )=r(A)=4r(A T |b)=5,而使方程组无解 其余(A),(B),(D)正确,自证10
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