线性代数第二单元测试题

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线性代数第二章测试题

第二章矩阵及其运算1.填空(1)设A 为3阶方阵，且A =3，则|312()A |=( )。

(2)A 为3阶方阵且A =2，则|132A A -*-|=( ),|**()3A A -|=( )。

(3)已知A =200120112⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦满足AB=A+B 则B =( )。

2.单项选择题(1)设A,B 均为n 阶矩阵，则必有( )。

A ．AB A B +=+ B ．AB=BAC ．AB BA =D ．111()A B A B ---++=(2)设n 阶方阵A,B,C 满足关系式ABC=E 则必有( )。

A ．ACB=EB ．CBA=EC ．BAC=ED ．BCA=E(3)设A,B 为n 阶方阵，满足关系AB=O ,则必有( )。

A ．A=B=OB ．A+B=OC ．A =0或B =0D ．0A B +=(4)设A 为n 阶方阵，且0A a =≠,则|*A |=( )。

A ．aB ．1aC ．1n a- D ．n a 3.已知矩阵A =121210110⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦，B =010210021⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，求2223,,A B AB BA A B +--。

4.求二阶矩阵的逆矩阵(1) 1315A ⎛⎫= ⎪-⎝⎭ (2) 1221B ⎛⎫= ⎪⎝⎭5.判断矩阵1200130010230112A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦是否可逆，若可逆，用分块矩阵的方法求1A -。

6.设矩阵100220345A ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,求1*()A - 7.解矩阵方程(1) 101112112011253X -⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦(2) X AX B =+，其中010111101A ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥--⎣⎦，112053B -⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦(3) 32125456X --⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭8.求矩阵310211211344A ⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥-⎣⎦的秩。

厦门理工学院线性代数第二章_矩阵及其运算参考答案

第二章矩阵系专业班姓名学号第一节矩阵及其运算一．选择题1．有矩阵23⨯A ，32⨯B ，33⨯C ，下列运算正确的是 [ B ] （A ）AC （B ）ABC （C ）AB －BC （D ）AC +BC 2．设)21,0,0,21(=C ，C C E A T -=，C C E B T 2+=，则=AB [ B ] （A ）C C E T+ （B ）E （C ）E - （D ）03．设A 为任意n 阶矩阵，下列为反对称矩阵的是 [ B ] （A ）T A A + （B ）T A A - （C ）T AA （D ）A A T4．设n 阶矩阵A ，B ，C ，满足ABAC = E ，则 [ A ] （A ）E C A B A TTTT= （B ）E C A B A =2222 （C ）E C BA =2 （D ）E B CA =2二、填空题： 1．=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-4321028244611652112-⎛⎫ ⎪--⎝⎭2．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=432112122121A ，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=101012121234B ，则=+B A 3214138725252165⎛⎫ ⎪-- ⎪ ⎪⎝⎭3．=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-12707532113435649⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭4．=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-204131210131431104126782056-⎛⎫ ⎪--⎝⎭三、计算题：1．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=111111111A ，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=150421321B ，求A AB 23-及B A TA AB 23-21322217204292-⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪-⎝⎭B A T 058056290⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭线性代数练习题第二章矩阵系专业班姓名学号第二节逆矩阵一．选择题1．设*A 是n 阶矩阵A 的伴随矩阵，则 [B ] （A ）1-*=A A A （B ）1-*=n AA （C ）**=A A n λλ)( （D ）0)(=**A2．设A ，B 都是n 阶可逆矩阵，则 [ C ] （A ）A +B 是n 阶可逆矩阵（B ）A +B 是n 阶不可逆矩阵（C ）AB 是n 阶可逆矩阵（D ）|A +B | = |A |+|B |3．设A 是n 阶方阵，λ为实数，下列各式成立的是 [ C ]（A ）A A λλ= （B ）A A λλ= （C ）A A nλλ= （D ）A A nλλ=4．设A ，B ，C 是n 阶矩阵，且ABC = E ，则必有 [ B ] （A ）CBA = E （B ）BCA = E （C ）BAC = E （D ）ACB = E 5．设n 阶矩阵A ，B ，C ，满足ABAC = E ，则 [ A ] （A ）E C A B A TTTT= （B ）E C A B A =2222 （C ）E C BA =2 （D ）E B CA =2二、填空题：1．已知A B AB =-，其中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1221B ，则=A 10.50.51⎛⎫ ⎪-⎝⎭ 2．设⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛12643152X ，则X = 21304⎛⎫⎪-⎝⎭3．设A ，B 均是n 阶矩阵，2=A ，3-=B ，则12-*B A = 21123n --4．设矩阵A 满足042=-+E A A ，则=--1)(E A (2)/2A E +三、计算与证明题：1．设方阵A 满足022=--E A A ，证明A 及E A 2+都可逆，并求1-A 和12-+)(E A1()22A EA E A A E A -=∴-－可逆＝13(2)()42(32)4A EA E E A E A E A E -+=-+∴-+-－可逆＝2．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=145243121A ，求A 的逆矩阵1-A*420136132142||2A A -⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪--⎝⎭= 12106.530.51671A --⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪--⎝⎭3．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=321011330A 且满足B A AB 2+=，求 B1(2)(2)A E B A B A E A--==-线性代数练习题第二章矩阵系专业班姓名学号233(2)110121A E -⎛⎫ ⎪-=- ⎪⎪-⎝⎭10.5 1.5 1.5(2)0.50.5 1.50.50.50.5A E --⎛⎫⎪-=- ⎪ ⎪-⎝⎭033123110B ⎛⎫ ⎪=- ⎪⎪⎝⎭一、把下列矩阵化为等价标准型：1．⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---------12433023221453334311 答案：1 -1 0 2 -3 0 0 1 -2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛00000000001000012．⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------34731038234202173132 答案：1 0 0 0 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 -1 0 0 0 1 4⎪⎪⎪⎪⎪⎫⎛001000001000001二、用矩阵的初等变换，求矩阵的逆矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----1210232112201023 答案：.10612631110104211;10612163111101014211111210123211122011023);|()|(1⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-------⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-------−→−⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----−→−-则该矩阵的逆为r rA E E A三、已知⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--1643388143131562231X ，求X 答案：无解线性代数练习题第三章矩阵的初等变换与线性方程组系专业班姓名学号第三节矩阵的秩一．选择题1．设A ，B 都是n 阶非零矩阵，且AB = 0，则A 和B 的秩 [ D ] （A ）必有一个等于零（B ）都等于n C ）一个小于n ，一个等于n （D ）都小于n 2．设n m ⨯矩阵A 的秩为s ，则 [ C ] （A ）A 的所有s －1阶子式不为零（B ）A 的所有s 阶子式不为零（C ）A 的所有s +1阶子式为零（D ）对A 施行初等行变换变成⎪⎪⎭⎫⎝⎛000sE 3．欲使矩阵⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛12554621231211t s 的秩为2，则s ，t 满足 [ C ]（A ）s = 3或t = 4 （B ）s = 2或t = 4 （C ）s = 3且t = 4 （D ）s = 2且t = 44．设A 是n m ⨯矩阵，B 是m n ⨯矩阵，则 [ B ] （A ）当n m >时，必有行列式0≠||AB （B ）当n m >时，必有行列式0=||AB （C ）当m n >时，必有行列式0≠||AB （D ）当m n >时，必有行列式0=||AB()min(,)()min(,)()min((),())min(,)()||0()||0m n n m m n n m m n n m R A m n R B m n R A B R A R B m n n mR A A R A m A ⨯⨯⨯⨯⨯⨯≤≤≤≤=<⇔⇔≠⇔<⇔=又A 可逆满秩A 不可逆5．设⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=333231232221131211a a a a a a a a a A ，⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++=133312321131131211232221a a a a a a a a a a a a B ，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1000010101P ，⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=1010100012P ，则必有=B [ C ]（A ）21P AP （B ）12P AP （C ）A P P 21 （D ）A P P 12 二．选择题：1．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=443112112013A ，则=)(A R 2 2．已知⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-+=12221232121a a a A 的秩为2，则a 应满足 31a a ==-或三、计算题： 1．设，求)(A R213114413224422322321837103201032023075230750363732580325800242010320218370121710320012170242003635r r r r r r r r r r r r r r --↔-+↔+⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪------ ⎪ ⎪ ⎪−−−→−−−→ ⎪ ⎪ ⎪---- ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫ ⎪- ⎪−−−→−−→ ⎪-- ⎪---⎝⎭4316141032001217000014000016103200121700001400000() 3.r r R A -⎛⎫⎪- ⎪− ⎪⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪-⎪−−−→ ⎪ ⎪⎝⎭=故2．设A ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=32321321k k k ，问k 为何值，可使 ⑴ 1=)(A R ⑵2=)(A R ⑶3=)(A R21313132(1)212302(1)3(1)103(1)10,()1;10,12312302(1)3(1)02(1)3(1):103(1)003(2)(1)||6(2)(1)r r r r r k r r r k A k k k k k R A k k k k k k k B k k k k B k k k +---+-⎛⎫ ⎪−−−→-- ⎪⎪---⎝⎭-==-≠--⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪--−−−−→--= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----+-⎝⎭⎝⎭=-+-若则若则若122,||0,60,() 2.62,||0,12,() 3.C R A k C k k R A --=-==≠=-≠-≠≠≠-=则但故若则故且时线性代数练习题第二章矩阵系专业班姓名学号第三节分块矩阵一．选择题1．设A ，B 为n 阶矩阵*A ，*B 分别为A ，B 对应的伴随矩阵，分块矩阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=B AC 00，则C 的伴随矩阵=*C [D ]（A ）⎪⎪⎭⎫⎝⎛**B B A A 00 （B ）⎪⎪⎭⎫⎝⎛**A A B B 00 （C ）⎪⎪⎭⎫⎝⎛**A B B A 00 （D ）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛**B A A B 00 解：11111111100||||||0||||||0||||00||||||||,||||,0||||000||||A C B C A B A C C C A B B A B A A B B A A A E A A A B B B E B B B B A A B A A B A B B -*----**-**-*-*-⎛⎫= ⎪⎝⎭=⎛⎫==⎪⎝⎭⎛⎫= ⎪⎝⎭=⇒==⇒=⎛⎫⎛⎫∴= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭二、填空题：1．⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=5400320000430021A ，则=-1A -2.0000 1.0000 1.5000 -0.5000 0 0 0 0 -2.5000 1.5000 0 0 2.0000 -1.0000⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭A = 42．设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=0030001320001200A ，则=2A 6 5 0 00 6 0 00 0 6 50 0 0 6⎛⎫⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭2OC A B O O C O C CB O A B O B O O BC ⎛⎫=⎪⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭三、计算题：1．设Λ=-AP P 1，其中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1141P ，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Λ2001，求11A 11111()P AP P P AP P P P A P P -----=Λ=Λ=Λ 10.20.80.20.2P --⎛⎫= ⎪⎝⎭11111111()()...()A P P P P P P P P ----=ΛΛΛ=Λ 11111002-⎛⎫Λ= ⎪⎝⎭11111A P P -=Λ2．设⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=0004300012300000200000100A ，求1-A解：1112*11*21111()r r B r C r O C A B O OCE O A E B O O E B O O E OC E O E O OB O EC O O B A CO --↔-----⎛⎫= ⎪⎝⎭⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎡⎤−−−→⎢⎥⎣⎦⎡⎤−−−→⎢⎥⎣⎦⎛⎫= ⎪⎝⎭1 0 0 0 0.8 -0.2 0 0 0 -0.6 0.4 1 0 0 0 0 0 0.5 0 0 010 0 0 03A -⎛=⎝⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎭3．设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=2200020000340043A ，求8A 及 4A12A O A OA ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ 1234432022A A ⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦⎡⎤=⎢⎥⎣⎦4142625006251606416A A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ 462500006250000160006416A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦88881612(||||)(25*4)10A A A A ===-=线性代数练习题第二章矩阵系专业班姓名学号综合练习一．选择题1．设n 阶矩阵A ，B 是可交换的，即AB = BA ，则不正确的结论是 [ B ] （A ）当A ，B 是对称矩阵时，AB 是对称矩阵（B ）当A ，B 是反对称矩阵时，AB 是反对称矩阵（C ）2222)(B AB A B A ++=+ （D ）22))((B A B A B A -=-+2．方阵A 可逆的充要条件是 [ B ] （A ）A ≠ 0 （B ）| A | ≠ 0 （C ）A * ≠ 0 （D ）| A * | ＞0 3．设n 阶矩阵A ，B ，C 和D 满足E ABCD =，则=-1)(CB [ A ]（A ）CDADAB （B ）DA （C ）AD （D ）DABCDA 二．填空题：1．已知二阶矩阵M 的伴随矩阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=4221*M ，则=M 4221-⎛⎫⎪-⎝⎭ 2．若A ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=121106223211043a 可逆，则a 为 6a ≠-三．计算题与证明题：1．已知)3,2,1(=α，)3/1,2/1,1(=β，设βαT A =，求nA 解： 1()()...()()nTTTTTTT n A αβαβαβαβαβαβαβ-==T βα＝1(1,1/2,1/3)233⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭所以111133132(1,1/2,1/3)311/21/33212/333/21n T n n T n n A αβαβ----==⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪= ⎪⎪⎝⎭2．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=101010112A ，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=020100301B ，A ，B 与X 满足06*1*=++-BA XA AXA ，求X解：*111*1*1|||||||||606060|||||6E AXA XA BA AX XA B AX X B A A A A A A A A A A A A A B -----∴++=++=+++== 由得右乘（）X ＝－得||3A ＝所以2E 2E A BX A B+=-+-1（）X ＝－（） 4 1 12E 0 3 0-1 0 39.0000 -3.0000 -3.00002E 0 13.0000 0 3.0000 -1.0000 12.0000A A ⎛⎫ ⎪+ ⎪⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪+ ⎪ ⎪⎝⎭-1（）=1（）=39-9 6 -24 0 0 -13-3 -24 -8⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭1x=39 3．设n 阶矩阵A 满足062=--E A A ，试证：（1）A 与A －E 都可逆，并求它们的逆矩阵；（2）A + 2E 和A －3E 不同时可逆11()6|||()||6|06)6A A E E A A E E A E A A A A E A E ---=-=≠-=--=可逆可逆((A+2E)(A-3E)=O又(A+2E)与(A-3E)均可逆因此，R((A+2E))=R((A-3E))=n=R((A+2E)(A-3E))=R(O)=0矛盾。

线性代数第二章综合练习题和答案

T T Ax b 有两个解为： 1,2,3 ， 1,0,1 。则其导出组一定有一个解：
1 , 2 , 3 线性相关，则 1 , 2 , 3, 4 必然 __________.
1 1, 2, 1T ， 1 0, 1, T ， 3 1, , 0T 线性相关.则 =______________.
)
(D)以上都不对 )
3.设 A, B, C 都是 n 阶矩阵，如果从 AB AC 必能推出 B C ,则 A 满足条件( (A) A 0 ; (B) A 0 ; (C) A 0 ; ) (B) 当 m n 时仅有零解; (D) 当 m n 时仅有零解. ) (D) A 0 .
(B) 必定没有解； (D) 以上都不对
12 1 1 2 （D）； 3 2 2 2
（A）必有唯一解；（C）必有无穷多解；
17．设 1 , 2 , 3 线性无关，则下列向量组（ A) 1 2 , 2 , 3 ；
线性方程组 A x B 的解为
1 1 2 20. 设 A 2 0 4 ，若 3 阶非零方阵 B ，满足 AB O ，则 t 3 2 t
21. 设 n 阶矩阵 A 的各行元素之和均为零，且 r A n 1 ，则线性方程组 AX O 的通解为 22. 设非齐次线性方程组 ______________. 23. 若向量组 24. 向量组
）线性相关。
B) 1 2 , 2 3 , 3 ；
C） 1 2 , 2 3 , 3 1 ； D） 1 2 3 , 1 2 3 , 1 2 。 18．设 R 3 中， 1 , 2 , 3 线性无关，则下列结论（

线性代数习题单元练习答案

测试题一（行列式）答案一. 单项选择题1. B;2. B;3. A;4. D;5. D.二. 填空题 1. 10; 2. –4; 3. (8,3); 4. 120; 5. –1.三. 判断题（正确打V ，错误打×）1. 错；2. 对；3. 对；4. 错；5. 错。

四. 解：44434241A A A A +++11111011130112101-=-=. 五. 计算行列式(1) 2000；(2)4x ；这两道题讲过，略。

(3) 1；提示：第一行加到第二行，第二行加到第三行，依次进行下去，最后化成上三角行列式。

(4) –50； (5) 11n n i i a b b -=⎛⎫+ ⎪⎝⎭∑；提示：把第二列，直到第n 列都加到第一列； (6) 2(2)!n --，提示：把第一行乘以-1依次加到下面各行。

测试题二（矩阵）答案一．单项选择题1. D; 2．A; 3．D; 4．B; 5．C ．二．填空题1．⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2143; 2．2; 3．⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+-53005322b b a a ; 4．3E ; 5．3．三．判断题（正确打V ，错误打×）1．错； 2．对； 3．错； 4．对； 5．对。

四．⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-1011117541A ．五．⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=12)1(01001n n n n A n （用数学归纳法证明）．六．略。

七．无论a 为何值，矩阵A 的秩都为2。

八．略。

九．()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=-=--1000110204211B E A 。

十．2),,,(4321=ααααR ，4321,,,αααα线性相关，最大无关组为21,αα，2132ααα+-=，21432ααα+-=。

测试题三（线性方程组）答案一．单项选择题1. C;2. D;3. A;4. B;5. C.二．填空题1.)1,1,1,1(--=x ;2. ),,,(000110010101001199219921R k k k k k k ∈⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛- ; 3. 0; 4. 04321=+++a a a a ; 5. –1.三. 判断题（正确打V ，错误打×）1. 对；2. 错；3. 错；4. 对；5. 对。

线性代数第二章习题及解答

··· ··· .. . ···
∗ ∗ . . .
2 a2 n1 + · · · + ann

(1)
(2)
2 2 由 A2 = 0 得到 a2 0 i1 + ai2 + · · · + ain = 0, i = 1, 2, . . . , n 于是 aij = ( ) 1 2 2 cos θ sin θ 8. 设 A = ,B = , C = 2 1 −2 − sin θ cos θ 2 −2 1
证明：|A−1 | =
|A| = ±1
1 |A|
注意到 A−1 的元素为正数所以其行列式必为整数，即
1 |A|
为正数，于是只有
若 |A| = ±1, 由于 A−1 = 整数.
A∗ |A|
注意到 Aij 为整数，于是 A∗ 的元素必为整数，则 A−1 的元素为
1 3 0 0 0
0 2

20 −1 −1 0 , P AP = 0 1 0 求 A 0 0 2 1 2 520 0 0 解：P AP −1 P AP −1 · · · P AP −1 = P A20 P −1 = 0 1 0 20 0 0 220 520 0 0 2 · 520 − 1 1 − 220 2 · 520 − 221 20 20 那么 A20 = P −1 2 · 520 − 221 0 1 0 P = 2 · 5 − 2 2 − 2 0 0 20 −520 + 1 −1 + 220 −520 + 221 19. 设 A, B, A + B 可逆，证明 (A−1 + B −1 )−1 = A(A + B )−1 B

线性代数习题第二章 (附详解)

线性代数习题第二章（附详解）第二章矩阵及其运算【编号】ZSWD2023B0061 1 已知线性变换3213321232113235322y y y x y y y x y y y x 求从变量x 1 x 2 x 3到变量y 1 y 2 y 3的线性变换解：由已知221321323513122y y y x x x故3211221323513122x x x y y y321423736947y y y 321332123211423736947x x x y x x x y x x x y2 已知两个线性变换32133212311542322y y y x y y y x y y x 323312211323z z y z z y z z y求从z 1 z 2 z 3到x 1 x 2 x 3的线性变换解：由已知221321514232102y y y x x x321310102013514232102z z z321161109412316z z z所以有 3213321232111610941236z z z x z z z x z z z x3 设 111111111A150421321B 求3AB 2A 及A TB解：1111111112150421321111111111323A AB2294201722213211111111120926508503092650850150421321111111111B A T4 计算下列乘积(1)127075321134解：127075321134 102775132)2(7111237449635(2)123)321(解：123)321( (1 3 2 2 3 1) (10)(3))21(312解： )21(31223)1(321)1(122)1(2632142(4)20413121013143110412 解：20413121013143110412 6520876(5)321332313232212131211321)(x x x a a a a a a a a a x x x 解：321332313232212131211321)(x x x a a a a a a a a a x x x(a 11x 1 a 12x 2 a 13x 3 a 12x 1 a 22x 2 a 23x 3 a 13x 1 a 23x 2 a 33x 3)321x x x322331132112233322222111222x x a x x a x x a x a x a x a5 设3121A2101B 问(1)AB BA 吗? 解： AB BA 因为6443AB8321BA 所以AB BA(2)(A B)2A 22AB B 2吗? 解： (A B)2A 22AB B 2因为5222B A52225222)(2B A2914148但 43011288611483222B AB A27151610 所以(A B)2A 22AB B 2(3)(A B)(A B) A 2B 2吗?解： (A B)(A B) A 2B 2因为5222B A1020B A906010205222))((B A B A而718243011148322B A 故(A B)(A B) A 2B 26 举反列说明下列命题是错误的 (1)若A 20 则A 0解：取0010A 则A 20 但A 0 (2)若A 2A 则A 0或A E 解：取0011A 则A 2A 但A 0且A E (3)若AX AY 且A 0 则X Y 解：取0001A 1111X1011Y则AX AY 且A 0 但X Y7 设101 A 求A 2A 3A k解：12011011012 A1301101120123 A A A101 k A k8 设001001A 求Ak解：首先观察0010010010012A2220020123232323003033 A A A43423434004064 A A A545345450050105A A AkA k k kk k k k k k k 0002)1(121用数学归纳法证明当k 2时显然成立假设k 时成立，则k 1时，0010010002)1(1211k k k k k k k k k k k k A A A11111100)1(02)1()1(k k k k k k k k k k 由数学归纳法原理知k k k k k k k k k k k A 0002)1(1219 设A B 为n 阶矩阵，且A 为对称矩阵，证明B TAB 也是对称矩阵证明：因为A TA 所以(B TAB)TB T(B TA)TB T A TB B TAB从而B TAB 是对称矩阵10 设A B 都是n 阶对称矩阵，证明AB 是对称矩阵的充分必要条件是AB BA 证明：充分性因为A TA B TB 且AB BA 所以(AB)T(BA)TA TB TAB即AB 是对称矩阵必要性因为A TA B TB 且(AB)TAB 所以AB (AB)TB T A TBA11 求下列矩阵的逆矩阵 (1)5221 解：5221A |A| 1 故A 1存在因为1225*22122111A A A A A故 *||11A A A1225(2)cos sin sin cos 解cos sin sin cos A |A| 1 0 故A 1存在因为cos sin sin cos *22122111A A A A A所以 *||11A A Acos sin sin cos(3)145243121解145243121A |A| 2 0 故A 1存在因为214321613024*332313322212312111A A A AA A A A A A所以 *||11A A A1716213213012(4)n a a a 0021(a 1a 2a n0)解 n a a a A 0021由对角矩阵的性质知n a a a A 1001121112 解下列矩阵方程 (1)12643152X解：126431521X1264215380232(2)234311*********X 解： 1111012112234311X0332321012343113132538122(3)101311022141X解： 11110210132141X2101101311421212101036612104111 (4)021102341010100001100001010X解： 11010100001021102341100001010X01010000102110234110000101020143101213 利用逆矩阵解下列线性方程组(1) 3532522132321321321x x x x x x x x x解：方程组可表示为321153522321321x x x故0013211535223211321x x x从而有 001321x x x(2) 05231322321321321x x x x x x x x x解：方程组可表示为012523312111321x x x故3050125233121111321x x x 故有 305321x x x14 设A kO (k 为正整数) 证明(E A) 1E A A 2A k 1证明：因为A kO 所以E A kE 又因为E A k(E A)(E A A 2A k 1)所以 (E A)(E A A 2A k 1) E由定理2推论知(E A)可逆且 (E A) 1E A A 2A k 1证明一方面有E (E A) 1(E A)另一方面由A kO 有E (E A) (A A 2) A 2A k 1(A k 1A k)(E A A 2 Ak 1)(E A)故 (E A) 1(E A) (E A A 2A k 1)(E A)两端同时右乘(E A) 1就有 (E A) 1(E A) E A A 2A k 115 设方阵A 满足A 2A 2E O 证明A 及A 2E 都可逆并求A 1及(A 2E) 1证明：由A 2A 2E O 得A 2A 2E 即A(A E) 2E或 E E A A)(21 由定理2推论知A 可逆且)(211E A A 由A 2A 2E O 得A 2A 6E 4E 即(A 2E)(A 3E) 4E或 E A E E A)3(41)2( 由定理2推论知(A 2E)可逆且)3(41)2(1A E E A证明由A 2A 2E O 得A 2A 2E 两端同时取行列式得 |A 2A| 2即 |A||A E| 2 故 |A| 0所以A 可逆而A 2E A 2|A 2E| |A 2| |A|20 故A 2E 也可逆由 A 2A 2E O A(A E) 2EA 1A(A E) 2A 1E )(211E A A又由 A 2A 2E O (A 2E)A 3(A 2E) 4E (A 2E)(A 3E) 4 E所以 (A 2E) 1(A 2E)(A 3E) 4(A 2 E) 1)3(41)2(1A E E A16 设A 为3阶矩阵 21||A 求|(2A) 15A*| 解：因为*||11A A A所以 |||521||*5)2(|111 A A A A A |2521|11 A A | 2A 1| ( 2)3|A 1| 8|A| 18 2 1617 设矩阵A 可逆证明其伴随阵A*也可逆且(A*) 1(A 1)*证明：由*||11A A A得A* |A|A 1所以当A 可逆时有|A*| |A|n|A 1| |A|n 10 从而A*也可逆因为A* |A|A 1所以(A*) 1|A| 1A又*)(||)*(||1111A A A A A 所以 (A*) 1|A| 1A |A| 1|A|(A 1)* (A 1)*18 设n 阶矩阵A 的伴随矩阵为A* 证明 (1)若|A| 0 则|A*| 0 (2)|A*| |A|n 1证明：(1)用反证法证明假设|A*| 0 则有A*(A*) 1E 由此得A A A*(A*) 1|A|E(A*) 1O所以A* O 这与|A*| 0矛盾，故当|A| 0时有|A*| 0(2)由于*||11A A A则AA* |A|E 取行列式得到 |A||A*| |A|n若|A| 0 则|A*| |A|n 1若|A| 0 由(1)知|A*| 0 此时命题也成立因此|A*| |A|n 119 设321011330A AB A 2B 求B解：由AB A 2E 可得(A 2E)B A 故321011330121011332)2(11A E A B01132133020 设101020101A 且AB E A 2B 求B解：由AB E A 2B 得(A E)B A 2E即 (A E)B (A E)(A E)因为01001010100|| E A 所以(A E)可逆从而201030102E A B21 设A diag(1 2 1) A*BA 2BA 8E 求B 解：由A*BA 2BA 8E 得 (A* 2E)BA 8E B 8(A* 2E) 1A 18[A(A* 2E)] 18(AA* 2A)18(|A|E 2A) 18( 2E 2A) 14(E A)14[diag(2 1 2)] 1)21 ,1 21(diag 4 2diag(1 2 1)22 已知矩阵A 的伴随阵8030010100100001*A 且ABA 1BA 13E 求B解：由|A*| |A|38 得|A| 2由ABA 1BA 13E 得AB B 3AB 3(A E) 1A 3[A(E A 1)] 1A11*)2(6*)21(3A E A E103006060060000660300101001000016123 设P 1AP 其中1141P2001 求A 11解：由P 1AP 得A P P 1所以A 11A=P 11P 1. |P| 31141*P 1141311P而11111120 012001故31313431200111411111A6846832732273124 设AP P 其中111201111P511求 (A) A 8(5E 6A A 2) 解： ( ) 8(5E 6 2)diag(1 1 58)[diag(5 5 5) diag( 6 6 30) diag(1 1 25)] diag(1 1 58)diag(12 0 0) 12diag(1 0 0) (A) P ( )P 1*)(||1P P P1213032220000000011112011112111111111425 设矩阵A、B 及A B 都可逆证明A 1B 1也可逆并求其逆阵证明：因为A 1(A B)B 1B 1A 1A 1B 1而A 1(A B)B 1是三个可逆矩阵的乘积所以A 1(A B)B 1可逆即A 1B 1可逆(A 1B 1) 1[A 1(A B)B 1] 1B(A B) 1A26 计算30003200121013013000120010100121 解：设10211A30122A 12131B30322B则 2121B O B E A O E A222111B A O B B A A而4225303212131021211B B A90343032301222B A 所以 2121B O B E A O E A 222111B A O B B A A9000340042102521即30003200121013013000120010100121900034004210252127 取1001D C B A 验证|||||||| D C B A D C B A解：4100120021010*********0021010010110100101D C B A 而01111|||||||| D C B A 故|||||||| D C B A D C B A28 设22023443O O A 求|A 8|及A 4解：令 34431A22022A则21A O O A A故 8218 A O O A A8281A O O A 1682818281810|||||||||| A A A A A464444241422025005O O A O O A A29 设n 阶矩阵A 及s 阶矩阵B 都可逆求 (1)1O B A O解：设43211C C C C O B A O 则O B A O 4321C C C Cs n E O O E BC BC AC AC 2143 由此得 s n E BC O BC O AC E AC 2143 121413B C O C O C A C所以O A B O O B A O 111(2)1B C O A解：设43211D D D D B C O A 则s n E O O E BD CD BD CD AD AD D D D D B C O A 4231214321由此得 s n E BD CD O BD CD O AD E AD 423121 14113211B D CA B D O D A D所以11111B CA B O A BC O A30 求下列矩阵的逆阵(1)2500380000120025 解：设1225A2538B 则5221122511A8532253811B于是850032000052002125003800001200251111B A B A(2)4121031200210001 解：设 2101A 4103B2112C 则1111114121031200210001B CA B O A BC O A411212458103161210021210001。

线性代数习题╱第二章自测题

第二章自测题一、填空1．设n 阶可逆矩阵A 满足2|A|=|kA|, (k>0), 则k=2．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=101020101A ，而2≥n 为正整数，则12--n n A A =3．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=11334221t A ，B 为三阶非零矩阵，且0=AB ，则t =4．设1)1,0,1(--=α，矩阵TααA =， n 为正整数，则||n A bE -= 5．设A 为3阶方阵，将A 按列分块则),,(321A A A A =，已知,3||=A 则|,,2|2331A A A A +=6．设A 为奇数阶可逆矩阵，且T A A=-1，|A|=1，则|I －A|=7．设(1,0,1)T α=-，矩阵TααA =， n 为正整数，则||n A bE -= 二、计算 1．设⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=1201A ，⎪⎪⎭⎫⎝⎛=2103B ，计算2A-3B 2．设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=321212113A ，⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=101012111B ，求AB-BA3．计算nθθθθ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-cos sin sin cos 和n⎪⎪⎭⎫⎝⎛-01104．求逆矩阵（1）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-θθθθcos sin sin cos （2）⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--221021132 （3）⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛10001100011000115．设矩阵A ，B 满足E BA BA A 82*-=，其中⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=100420221A ，*A 是A 的伴随矩阵，求B6．用分块矩阵的方法求下列矩阵的逆矩阵（1）⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-00000000000121nn a a a a （2）⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛100000100001003102020102 解：（1）⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-01000001000011000121n n a a a a ，（2）⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----100000100000100232102101021021三、证明1．设方阵A 满足方程0422=+-I A A ，证明：A+I 和A －3I 都可逆，并求它们的逆矩阵。

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线性代数第二单元测试题
一．单项选择题(3’×8=24’) 1．若A 、B 为n 阶方阵，则下列结论正确的是（）．（A ）A+B|A|B||||=+；（B ）AB BA =；（C ）AB BA ||||=；（D ）A B A B 111---+=+（）． 2．B A ,均为三阶可逆矩阵，则下列等式成立的是（）．（A ）111)(---=B A AB ；（B ）A A =-；（C ）B A B A B A +-=-22；（D ）A A 22=． 3．B A ,均为三阶矩阵，AB=0，则下列等式成立的是（）．（A ）A=0 （B ）B=0 （C ）A=0 或B=0 （D ）|A|或|B|=0 4、设A 是方阵，若AC AB =，则必有（）（A ）0≠A 时C B =；（B ）C B ≠时0=A ；（C ）C B =时0≠A ；（D ）0≠A 时C B =. 5．设B A ,为n 阶矩阵，**,B A 是伴随矩阵，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=B O O A C ，则=*C （）．
（A ） ⎪⎪
⎭⎫ ⎝⎛**B B O O A A ；（B ） ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛**A A O O B B ；（C ） ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛**B A O O A B ；（D ） ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛**A B O O B A ．
6、设,,A B C 均为n 阶矩阵, 且ABC E =，则必有（）；
A ．CA
B E = B ．BA
C E = C ．CBA E =
D ．ACB
E =
7、设*A 为n 阶方阵A 的伴随方阵，则下列结论不正确的是（）；
A ．**AA A A =
B ．*AA A E =
C ．1*n A A
-= D ．*n A A =
8. 设,A B 均为n 阶矩阵, 且()A B E O -=，则必有（）；
A ．A O =或
B E = B ．A BA =
C ．0A =或1B =
D ．两矩阵A 与B
E -中，至少有一个为奇异矩阵
二．填空题(2’×13=26’)
1．若⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=4321A ，⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=0110P ，那么=20042003AP P 、 2．B A ,为三阶矩阵，1-=A ，2=B ，则()='-21
2B A 3．已知53)(2+-=x x x f ，⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=b a A 00，则=)(A f 4．设A 是n 阶矩阵, 满足AA T =E ,且|A|<0,则E A +=____0_____.
5．α是三维列向量，⎪⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛----='111111111αα，则T αα= ．
6、A=101020001⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭
，则
-12A+3E A -9E （）（）= 7、设矩11531A B 3A B A B 1320--⎛⎫⎛⎫==-== ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭，，则，。

8、设A 为三阶矩阵，且2=A ，则=--1*2A A ，|A*|=______
9、设3阶矩阵B A,满足关系式：BA A BA A +=-61，且⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛=714131
000000A ，则=B .
10、设⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭120A 340001，1B 21⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭
，则1A - B A =_____
三计算题 40’
1．求⎪⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛----=1513112251A 的逆矩阵．
2、设⎪⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛--=100110111A 且E 2A AX -=，求矩阵X
3、设⎪⎪⎪⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛-=2200020000340043A ，求20A 及4A
4、现有甲、乙两种细菌，它们会互相突变。

每一分钟，甲种细菌突变为乙种细菌的概率为
310
，乙种细菌突变为甲种细菌的概率为910，而未突变的细菌仍然是原来的细菌，已知开始时甲种细菌有300万个，乙种细菌有500万个。

（1）细菌突变的转移矩阵是什么？（2）3min 后，甲种细菌和乙种细菌各是多少？
四证明题：10’
1、设0=k A ，其中k 为正整数，证明：121)(--++++=-k A A A E A E
2、设2A +2A+3E =0，证明A ，A+3E 可逆，并求逆。