【考研类试卷】考研数学二(线性方程组、矩阵的特征值与特征向量、二次型)历年真题试卷汇编2及答案解析.doc
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1、考研数学二(线性方程组、矩阵的特征值与特征向量、二次型)历年真题试卷汇编 2 及答案解析(总分:70.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:5,分数:10.00)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.(2011 年试题,一(8)设 A=( 1 , 2 , 3 , 4 )是四阶矩阵,A * 为 A 的伴随矩阵,若(1,0,1,0)是方程组 Ax=0 的个基础解系,则 A * x=0 的基础解系可为( )(分数:2.00)A. 1 , 3B. 1 , 2C. 1 , 2 , 3D. 2 , 3 , 43.(2010 年试题,8)设 A 为四
2、阶实对称矩阵,且 A 2 +A=0,若 A 的秩为 3,则 A 相似于( )(分数:2.00)A.B.C.D.4.(2008 年试题,一)设 (分数:2.00)A.B.C.D.5.(2007 年试题,一(10)设矩阵 (分数:2.00)A.合同,且相似B.合同,但不相似C.不合同,但相似D.既不合同,也不相似二、填空题(总题数:5,分数:10.00)6.(1997 年试题,一)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.(2001 年试题,一)设方程 (分数:2.00)填空项
3、1:_8.(2002 年试题,一)矩阵 (分数:2.00)填空项 1:_9.(2008 年试题,二(14)设三阶矩阵 A 的特征值是 ,2,3 若行列式2A=一 48,则 = 1.(分数:2.00)填空项 1:_10.(2009 年试题,二(14)设 , 为三维列向量, T 为 的转置若矩阵 T 相似于 (分数:2.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:25,分数:50.00)11.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。_12.(1999 年试题,十二)设向量组 1 =(1,1,1,3) T , 2 =(一 1,一 3,5,1) T , 3 =(3,2,一 1,p+2) T , 4
4、=(一 2,一 6,10,p) T (1)p 为何值时,该向量组线性无关?并在此时将向量 =(4,1,6,10) T 用 1 , 2 , 3 , 4 线性表出; (2)p 为何值时,该向量组线性相关?并在此时求出它的秩和一个极大线性无关组(分数:2.00)_13.(2003 年试题,十二)已知平面上三条不同直线的方程分别为 l 1 :ax+2b+3c=0l 2 :bx+2cy+3a=0l 3 :cx+2xy+3b=0 试证这三条直线交于一点的充分必要条件为 a+b+c=0(分数:2.00)_14.(2004 年试题,三(8)设有齐次线性方程组 (分数:2.00)_15.(2012 年试题,三)
5、设 (分数:2.00)_16.(2010 年试题,22)设 (分数:2.00)_17.(2009 年试题,三(22)设 (分数:2.00)_18.(2008 年试题,22)设 n 元线性方程组 Ax=b,其中 (分数:2.00)_19.(2006 年试题,22)已知非齐次线性方程组 (分数:2.00)_20.(2000 年试题,十二)设 (分数:2.00)_21.(1997 年试题,四) 取何值时,方程组 (分数:2.00)_22.(2002 年试题,十二)已知四阶方阵 A=( 1 , 2 , 3 , 4 ), 1 , 2 , 3 , 4 均为四维列向量,其中 2 , 3 , 4 线性无关,
6、1 =2 2 一 3 如果 = 1 + 2 + 3 + 4 ,求线性方程组 Ax= 的通解(分数:2.00)_23.(2001 年试题,十二)已知 1 , 2 , 3 , 4 是线性方程组 Ax=0 的一个基础解系,若 1 = 1 +t 2 , 2 = 2 +t 3 , 3 = 3 +t 4 , 4 = 4 +t 1 ,讨论实数 t 满足什么关系时, 1 , 2 3 , 4 ,卢 4 也是Ax=0 的一个基础解系(分数:2.00)_24.(2007 年试题,23)设线性方程组 (分数:2.00)_25.(2005 年试题,23)已知三阶矩阵 A 的第一行是(a,b,C),a,b,C 不全为零,
7、矩阵 B= (分数:2.00)_26.若 rA=1,则 Ax=0 的同解方程组是 ax 1 +bx 2 +cx 3 =0 且满足 (分数:2.00)_27.(2010 年试题,23)设 1707 正交矩阵 Q 使 Q T TAQ 为对角阵,若 Q 的第一列为 (分数:2.00)_28.(2004 年试题,三(9)设矩阵 (分数:2.00)_29.(2003 年试题,十一)若矩阵 (分数:2.00)_(2011 年试题,23)设 A 为三阶实矩阵,A 的秩为 2,且 (分数:4.00)(1).求 A 的特征值与特征向量;(分数:2.00)_(2).求矩阵 A(分数:2.00)_30.(2007
8、年试题,24)设三阶对称矩阵 A 的特征值 1 =1, 2 =2, 3 =一 2,又 1 =(1,一 1,1) T 是 A 的属于 1 的一个特征向量记 B=A 2 一 4A 3 +E,其中 E 为三阶单位矩阵 (I)验证 1 是矩阵 B 的特征向量,并求 B 的全部特征值与特征向量; ()求矩阵 B(分数:2.00)_31.(2006 年试题,23)设三阶实对称矩阵 A 的各行元素之和均为 3,向量 1 =(一 1,2,一 1) T , 2 =(0,一 1,1) T 是线性方程组 Ax=0 的两个解(I)求 A 的特征值与特征向量;()求正交矩阵 Q 和对角矩阵 A,使得 Q T AQ=A(
9、分数:2.00)_32.(2012 年试题,三)已知 (分数:2.00)_33.(2011 年试题,二)二次型(x 1 ,x 2 ,x 3 )=x 1 2 +3x 2 3 +x 3 2 +2x 1 x 3 +2x 1 x 3 +2x 2 x 3 ,则厂的正惯性指数为_(分数:2.00)_34.(2009 年试题,23)设二次型 f(x 1 ,x 2 ,x 3 )=ax 1 2 +ax 2 2 +(a 一 1)x 3 2 +2x 1 x 3 一 2x 2 x 3 (I)求二次型 f 的矩阵的所有特征值; ()若二次型 f 的规范形为 y 1 2 +y 2 2 ,求 a 的值(分数:2.00)_考
10、研数学二(线性方程组、矩阵的特征值与特征向量、二次型)历年真题试卷汇编 2 答案解析(总分:70.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:5,分数:10.00)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.(2011 年试题,一(8)设 A=( 1 , 2 , 3 , 4 )是四阶矩阵,A * 为 A 的伴随矩阵,若(1,0,1,0)是方程组 Ax=0 的个基础解系,则 A * x=0 的基础解系可为( )(分数:2.00)A. 1 , 3B. 1 , 2C. 1 , 2 , 3D. 2 , 3 , 4 解析:解析:因为 Ax=0 基础解系
11、含一个线性无关的解向量,所以 r(A)=3,于是 r(A * )=1,故 A * X=0基础解系含 3 个线性无关的解向量,又 A * A=AE=0 且 r(A)=3,所以 A 的列向量组中含 A * x=0 的基础解系,因为(1,0,1,0) T 是方程组 Ax=0 的基础解系,所以 1 + 3 =0,故 1 , 2 , 3 或 2 , 3 , 4 线性无关,显然 2 , 3 , 4 为 A * x=0 的一个基础解系,选 D3.(2010 年试题,8)设 A 为四阶实对称矩阵,且 A 2 +A=0,若 A 的秩为 3,则 A 相似于( )(分数:2.00)A.B.C.D. 解析:解析:设
12、A 为矩阵 A 的特征值,因 A 2 +A=0,故 2 +=0,进而 =一 1 或 0,即矩阵 A 的特征值为一 1 或 0又因为 A 是四阶对称矩阵,故 A 可相似对角化,即 A-A,r(A)=r(A)=3从而 A=*故 A 相似于*,即正确答案为 D4.(2008 年试题,一)设 (分数:2.00)A.B. C.D.解析:解析:因为*,则矩阵 A 的特征值为一 1 和 3同理,计算四个选项的特征值发现,D 选项矩阵的特征值和矩阵 A 的特征值一致,即它们有相同的秩和正惯性指数,且它们都是对称矩阵,所以它们合同故应选 D则 A=C+3E,由E 一 C=0 得 C 的特征值为 1 =一 3,
13、2 = 3 =0,则 A 的特征值为 0,3,3矩阵 B 的特征值为 1,1,0,显然 A 与 B 不相似矩阵 A 与矩阵 B 的正、负惯性系数均为2,0,即 A 与 B 合同故应选 B 评注相似矩阵具有如下性质若 AB,则EA=E 一B,即矩阵 A,B 具有相同的特征值;*即矩阵 A,B 具有相同的迹;r(A)=r(B),即矩阵 A,B 具有相同的秩;A=B两矩阵合同的充分必要条件:实对称矩阵*二次型X T Ax 与 X T BX 有相同的正负惯性指数5.(2007 年试题,一(10)设矩阵 (分数:2.00)A.合同,且相似B.合同,但不相似 C.不合同,但相似D.既不合同,也不相似解析:
14、解析:*令*则 A=C+3E 由E-C=0 得 C 的特征值为 1 =一 3, 2 = 3 =0,则 A 的特征值为 0,3,3B 的特征值为 1,1,0显然 A 与 B 不相似.A 与 B 的正、负惯性指数均为 2,0,即 A与 B 合同故应选 B二、填空题(总题数:5,分数:10.00)6.(1997 年试题,一)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:_ (正确答案:正确答案:由题设可知,矩阵 的秩也为 2,从而的秩为 2,因此 3 一 t=0,即 t=3或者,由矩阵秩的定
15、义知矩阵的任一 3 阶子式为 0,因而 )解析:解析:对于 n 阶方阵 A 来说,若 r(A)7.(2001 年试题,一)设方程 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:由题设,原方程组的系数矩阵为 增广矩阵为 又原方程组有无穷多解之充要条件是 r(A)=r(B)且 r(A) 可解得 a=1 或一 2,当 a=1 时,对 B施行行初等变换,得 得 r(A)=1,r(B)=2,无解;当 a=一 2 时,同样对 B 施行行初等变换,得 )解析:解析:由于线性方程组有无穷多个解,所以行列式8.(2002 年试题,一)矩阵 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:由题设
16、,由AE=0 可得出矩阵的特征值,即 )解析:9.(2008 年试题,二(14)设三阶矩阵 A 的特征值是 ,2,3 若行列式2A=一 48,则 = 1.(分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:因为矩阵的行列式等于它所有特征值的积,且2A=2 3 A=一 48,所以 2 3 A=2 3 23=一 48,则 =一 1)解析:10.(2009 年试题,二(14)设 , 为三维列向量, T 为 的转置若矩阵 T 相似于 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:因为相似矩阵有相同的特征值,而 T 相似于 )解析:三、解答题(总题数:25,分数:50.00)11.解答题解
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- 考研 试卷 数学 线性方程组 矩阵 特征值 特征向量 二次 历年 汇编 答案 解析 DOC

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