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?120??2?2?????25.解(1)AB=?340??34?
??????121???10?T
?86???=?1810?. ???310?(2)|4A|=43|A|=64|A|,而
120|A|=340??2.
?121所以|4A|=64·(-2)=-128 31?1251?11?513?4?1113?126.解 ?201?100101?53?3?5?530511=?111?1 ?5?50511?62?30?10?40. =?620??5?5?5?5027.解 AB=A+2B即(A-2E)B=A,而
?223???(A-2E)-1=?1?10?????121??1?1?4?3?????1?5?3?. ????164??1?4?3??423?????所以 B=(A-2E)-1A=?1?5?3??110?
??????164???123??3?8?6???=?2?9?6?. ????2129???2130??0?53?2?????1?30?1?1?30?1???28.解一 ? ????0112?0224??????34?19??013?112??1?0?????0??005??1??112?0?????0088???0?14?14??03035??112?
011??000?Fpg
Fpg
?1?0?????0??0002??101?,
011??000?所以α4=2α1+α2+α3,组合系数为(2,1,1). 解二 考虑α4=x1α1+x2α2+x3α3,
??2x1?x2?3x3?0?x?3x??1?2即 ?1
2x?2x?43?2??3x1?4x2?x3?9.方程组有唯一解(2,1,1)T,组合系数为(2,1,1).
29.解 对矩阵A施行初等行变换
?1?2?102???0006?2? A?????0328?2????0963?2?2??1?2?10?1?2?1???0328?3032??????????000?0006?2?????000?217??0002??8?3?=B. 3?1??00?0(1)秩(B)=3,所以秩(A)=秩(B)=3.
(2)由于A与Bの列向量组有相同の线性关系,而B是阶梯形,Bの第1、2、4列是
Bの列向量组の一个最大线性无关组,故Aの第1、2、4列是Aの列向量组の一个最大线性无关组。
(Aの第1、2、5列或1、3、4列,或1、3、5列也是)
30.解 Aの属于特征值λ=1の2个线性无关の特征向量为
ξ1=(2,-1,0)T, ξ2=(2,0,1)T.
?25/5??25/15?????经正交标准化,得η1=??5/5?,η2=?45/15?.
?0??5/3?????λ=-8の一个特征向量为
?1??1/3?????ξ3=?2?,经单位化得η3=?2/3?.
??????2/3???2??25/5215/151/3???所求正交矩阵为 T=??5/545/152/3?.
?05/3?2/3????100???对角矩阵 D=?010?.
???00?8?Fpg
?(也可取T=?25/5215/151/3???0?5/32/3??.)
?5/5?45/15?2/3??31.解 f(x1,x2,x3)=(x1+2x2-2x3)2-2x22+4x2x3-7x32 =(x1+2x2-2x3)2-2(x2-x3)2-5x32.
??y1?x1?2x2?2x3?x1?y1?2设??yx?y22?2?x3, 即?x2?y2?y3, ???x?y?y3?x33?3?1?20?因其系数矩阵C=??011??可逆,故此线性变换满秩。
??001??经此变换即得f(x1,x2,x3)の标准形 y12-2y22-5y32 .
四、证明题(本大题共2小题,每小题5分,共10分) 32.证 由于(E-A)(E+A+A2)=E-A3=E,
所以E-A可逆,且 (E-A)-1= E+A+A2 .
33.证 由假设Aη0=b,Aξ1=0,Aξ2=0.
(1)Aη1=A(η0+ξ1)=Aη0+Aξ1=b,同理Aη2= b,所以η1,η2是Ax=bの2个解。 (2)考虑l0η0+l1η1+l2η2=0,
即 (l0+l1+l2)η0+l1ξ1+l2ξ2=0.
则l0+l1+l2=0,否则η0将是Ax=0の解,矛盾。所以 l1ξ1+l2ξ2=0.
又由假设,ξ1,ξ2线性无关,所以l1=0,l2=0,从而所以η0,η1,η2线性无关。
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l0=0 .