2007-2008学年第二学期线性代数试卷A参和评分标准
一、单项选择题(每小题4分,本大题共20分) 1.C ; 2.C ; 3. A; 4. A; 5. C 二、填空题(每小题4分,本大题共20分)
441. 5 ;2、;3. 1 ;4.
4413
34 ;5.正数.
abac三、(本题10分)计算行列式bdcdbfcfaede. efabac解:bdcdbfcfbaede=adfbbefcece……….…….…..…………(3分) ce11111……………………………………………………………………………….(6分)=adfbce1 111=4abcdef……….………………………………………………………....……(10分)
52 四、(本题10分)求方阵002100008500的逆矩阵. 32A1O5283,解:A A1,A1,.……….……..……..(3分) 12OA21522A1112A125,.……….……………………………………………(5分)
A2123A258,.…………………………………………..……..…(7分)
1 -2 050200200-5 00.……….…………………………………….…(10分) -3 8 A12x14x25x33x47五、(本题12分) 求线性方程组 3x16x24x32x47通解.
4x8x17x11x212341解.对方程组的增广矩阵作初等行变换
12024537A327001481711210002757011………………………..(4分) 0于是方程组的同解方程组为
2x12xx4217,x2,x4为自由未知量……………………..………..(8分) 5x1x3472x1127x2010所以方程组的通解为:k15k2 . …………….…..….(12分) x3107x0014六、(本题12分)解:A的特征方程为
1|EA|41100=(2)(1)20,……………..………....(2分) 230故A的特征值为12,231. ……………..………………….……..(5分)
3x1x20(1) 对于特征值12,得到齐次线性方程组 4x1x20,它的基础解系是
x10000k , 所以属于特征值2的全部特征向量为0, (k0).………..…….(7分)112x1x20(2) 对于特征值231,得到齐次线性方程组 4x12x20,它的基础解系
x1x3011是2,所以属于特征值1的全部特征向量为k2, (k0).………...(9分) 11因此A不与对角形矩阵相似. .…………….…………………………….(12分) 七、(本题8分)
设1,2,3线性无关,证明12,23,123也线性无关.
证明:设k1(12)k2(23)k3(123)0,………..…….(2分) 则有(k1k3)1(k1k2k3)2(k2k3)30, ……………….(4分)
k1k30 1,2,3线性无关,k1k2k30,k1k2k30……….….(6分)
kk023所以12,23,123线性无关. …………………………..….(8分) 八、(本题8分) 证明:若A为nn阶非零矩阵,则秩(A)=1的充分必要条件是A可写为一列向量与一行向量的积.
证明:必要性:因为秩(A)=1,所以存在可逆矩阵P和Q,
10使得PAQ00000100(100),.……………………..….(2分) 00a11a20得到AP1(100)Q1=(b1b2bn),
a0na11a20这里=P1,(b1b2bn)=(100)Q1。………………(4分)
a0n充分性:不妨设
AT,这里(a1,a2,an),(b1,b2,bn)。
因为A为nn阶非零矩阵,所以秩(A)>0, ……………..……........(6分) 而秩AT秩(T)1,
所以秩(A)=1. ……………..………………………………………….(8分)