高等代数1试卷4A答案

 

一、选择题 (每题3分,共30分)

 

1.下列哪一个排列是四级偶排列                                           ( C )

  (A)1324             (B)4123            (C) 4132            (D)2341

2.下列数集中关于数的四则运算有几个是数域                                  ( B  )

(A)4           (B)3              (C)2                (D)1

3.设n阶方阵A与B只是第j列不同,则 |A+B|等于                          (  A )

(A)2 n-1 (|A|+|B|)       (B)2 (|A|+|B|)        (C)2 n (|A|+|B|)      (D)|A|+|B|

4.二次型为                                  ( A  )

(A)半正定的   (B)正定的     (C)不定的        (D)不能确定

5. 设A是n阶可逆矩阵(n³2),A*是A的伴随矩阵,则下列哪一个必成立:       ( B )

(A)  (A*)*=|A|n-1A     (B)(A*)*=|A|n-2A     (C)(A*)*=|A|n+1A    (D)(A*)*=|A|n+2A

6. 设矩阵A=,A*是A的伴随矩阵,则A*中位于第一行第二列的元素是 ( B  )

(A) -6              (B) 6                (C) 2               (D)  -2

7.               (  C )

(A) 3              (B) 0               (C) -2                 (D)-3

8.  若A是n阶可逆矩阵,则下列命题中错误的是                             (  D )

(A)  必可逆                              (B)A2  必可逆  

(C)-2A 必可逆                             (D)A+E 必可逆

9.多项式为                                             ( C )

(A)不可约的本原多项式     (B)可约的本原多项式

(C)不可约的非本原多项式  (D)可约的非本原多项式

10. 已知矩阵

则 B=                                                                    (   A)

(A)AP               (B)QA                 (C)PA                (D)AQ

               

 

二、求解(12分,每题6分)

 

1.求下列行列式的值

 

解:原式=

(6分)

2.求矩阵的逆


解:这是一个分块对角阵。它的逆为

 

 

其中。(3分)而(5分)

故原矩阵的逆为。(6分)

 

 

三、(12分)讨论a,b取什么值时下列线性方程组无解,有唯一解,有无穷多解?并在有无穷多解时求出其通解。

解:方程组的增广阵:

(4分)

现在分情况讨论:

1)当且即时,方程无解。(6分)

2)当时,方程有唯一解。(8分)

3)当时,方程有无穷多解。(10分)此时增广阵:

由此可以得到通解:

(c为数域P中任意数)(12分)

                        

 

四、(10分)求向量组=(0,0,2,3), =(1,2,3,4),=(1,2,1,1),=(1,0,1,0)的一个极大线性无关组。

解:(6分)

因为上面的矩阵的秩为3,(8分)且第1,2,4列线性无关。所以极大无关组为

(10分)

    

 

 

五.(10分)求下列实二次型的标准形,并指出其正惯性指数和负惯性指数。

f(x1, x2,x3)= x12+4x1 x2+2 x1x3+4x22+4 x2 x3+3x32

解:用配方法:

   f(x1, x2,x3)=(x1+2x2+x3)2+2x32(3分)

令 (6分)

得:f(x1, x2,x3)= (8分)

其正惯性指数为2,负惯性指数为0。(10分)

 

 

 

 

 

 

六.(10分)(1) 叙述艾森斯坦判别法;

(2)设f(x)=x5+5x+1,判别 f(x) 在有理数域上是否不可约?

解:(1) 设f(x) 是整系数多项式,如果存在素数p,满足以下三个条件:(2分)

p不整除首系数;p整除首系数外的一切系数;p2不整除常数项;

那么f(x)为有理数域上不可约多项式。(4分)

(2) 令x=y -1,代入f(x)=x5+5x+1,得 g(y)=f(y -1)=y5-5y4+10y3-10y2+10y - 5,(6分)

取素数p=5,(8分)p关于g(y)满足艾森斯坦因判别法三个条件,所以g(y)在有理数域上不可约,于是f(x)在有理数域上也是不可约。(10分) ÿ

 

 

 

 

 

 

七.证明题(16分)

1.(6分)设A为n阶反对称矩阵,即A= -A,证明:当n为奇数时,|A|=0.

证明:据A= -A,两边同时做行列式运算,则

              (3分)

因为n为奇数,所以。(5分)立即有。(6分)

 

2.(10分)设 a 是非齐次线性方程组AX=的一个特解,是其导出组AX=的一个

基础解系。令 .试证明:是线性方程组AX=的全部解向量的一个极大无关组。

证明:1. 据非齐次线性方程组的结构知 g1 , g2 , g3 是线性方程组AX=b的解向量。(2分)

2.  考察 k1g1+k2g2+k3g3=0  即  k1a+k2(a+x1)+k3(a+x2)=0 (4分)

整理得  (k1+k2+k3)a+k2x1+k3x3=0

两边乘以A得:   (k1+k2+k3)Aa+k2Ax1+k3Ax3=0

即 (k1+k2+k3)b=0  因为 b¹0,  所以 k1+k2+k3=0

于是  k2x1+k3x2=0  由于x1,x 2 一个基础解系,它们线性无关,所以 k2=k3=0

证得 g1 , g2 , g3  线性无关。 (6分)

  3. 设 b 是线性方程组AX=b的任意一个解,则 b-a 可以由x1,x 2线性表示,(7分)

设b-a= t1x1+t2x 2 ,   则 b= a+ t1x1+t2x 2 = (1-t1-t2)a + t1(a+x1) + t2(a+x2)

= (1-t1-t2)g1 + t1g2 + t2g3 ,所以 b 可以由g1 , g2 , g3 线性表示。(9分)

由1,2,3可得g1 , g2 , g3 是线性方程组AX=b的全部解向量的一个极大无关组。(10分) ÿ

 

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