戴华《矩阵论》习题答案

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时间:2018-08-22

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1、第一章第一章第6题实数域R上的全体n阶对称(反对称)矩阵,对矩阵的加法和数量乘法。解:实数域R上的全体n阶矩阵,对矩阵的加法和数量乘法构成R上的线性空间,记以为,对任意的则即,所以V对加法运算是封闭的;对任意的,则所以V对数乘运算封闭;所以,V是的一个线性子空间,故V构成实数域R上的一个线性空间。同理可证,W也是一个线性空间。P41第一章第8题(参考P10例题1.2.5)证明:存在,,,使得即+++=0解得所以,,,线性无关P42第1章第12题解:因为A=+++即+++=128++=2++=-2++=0=-2=3=1=-1所以A的坐标为[,,,]=[-2,3,1,-1]P

2、42第一章第13题答案f(x)=3+(泰勒展开)=2(n-1)=2(n-1)(n-2)……(x)=2(n-1)!(x)=0f(1)=5=2(n-1)=2(n-1)(n-2)……(1)=2(n-1)!f(x)=f(1)+(x-1)++……+(1)=5+2(n-1)(n-2)++……+=5+2(x-1)+2+……+2取f(x)=3+在基1,(x-1),,……,下的坐标为(5,2,2,……,2教材P42习题14:求基,,,,到基,,,的过度矩阵,确定向量在基,,,,下的坐标,并求一非零向量,使它在这两组基下的坐标相同。所涉知识点:基,过度矩阵及其应用。参考例题-例1.3.3-P

3、1628分析:设过渡矩阵为,公式,,又,对比以上两式,易得过渡矩阵。设在基,,,,下的坐标为,则,即,向量为任意给定的一个向量,该向量的每个分量可以看做已知量,向量为给定已知向量在基,,,下的坐标,其坐标可以看做是方程的解,其中矩阵,向量为任意给定向量,为要求量。方程是非齐次线性方程组,该方程有解的充要条件是.解得该方程组的解即可确定向量在基,,,28下的坐标。,i=2,3,4。是在初等和变换的过程中变换而来的。为给定的向量的坐标。显然由上式可知:。设某一非零向量为,向量在基,,,下的坐标为,则,即,,所以,向量在基,,,下的坐标为,由题意知:向量在基,,,与基,,,下具

4、有相同的坐标,即向量在基,,,下的坐标也为,则,即,化简该式可得如下其次线性方程组:(I),方程组(I)中系数矩阵28,写成矩阵形式即为:(II),求方程组(II)的解就是所求向量。对矩阵A做出的行变换如下所示:显然,A与C相似。,det(A)=0,方程有非零解,由上面分析易得解为:,s所以满足条件的一个非零向量为,其在基,,,与基,,,下具有相同的坐标。(注:所解过程如有不对地方,建议各方交流啊!)28第27题28第二章P78第2章第6题(1)(,,)=(2-,+,)=(1,0,0)=(2,0,1)=2+=(-1,1,0)=-+=(0,1,0)=(,,)=(,,)所以在

5、,,下的矩阵是(2)由(,,)=(,,)=P(,,)到(,,)的过渡矩阵为P=及(,,)=(,,)令A=由(,,)=(,,)(,,)=(,,)=(,,)A=(,,)A(3)由(,,)=(,,)A,A=得(,,)=(,,)28(,,)=(,,)=(,,)(4)()==3()==+()==-+6()==-+2+2缺第8题第二章第九题P79页:解:(1)令即:,由题目知;A在基下的矩阵为那么,(2)由线性映射值域和核的定义可以得到:第二章第10题10在n维线性空间中中,定义线性变换,其中。求的值域与核。解:,,取,,,;28;,,,,,,第二章13题解:(1)由题可得(2)由即

6、特征值时,把代入式中得则特征向量为28时,把代入式中得则特征向量为,把代入式中得则特征向量为第二章1414.设线性空间D3的线性变换A定义为求线性变换A的特征值与特征向量。解:由取标准基,,。得,,;在,,下的矩阵利用则可求得特征值:。时,由可得可得;28由此得到对应的特征向量:时,由可得则;由此得到对应的特征向量:。第二章1717、(1)B=PAPB=(PAP)=PAP结论成立(2)令:P()=a+a+……..+a+aP(A)=aA+aA+……..+aA+aP(B)=aB+aB+……..+aB+a由(1)得B=PAP即多项式每一项都成立,则有P(A)=PP(B)P(3)

7、B=(PAP)=(P)AP=(P)AP即结论成立第三章第三章2(1)、(3)2.化下列矩阵为Smith标准形:(1)解:(3)解:28第三章33.求下列矩阵的不变因子和初等因子;(1)解:由题意,知:所以,此行列式的初等因子为,故此行列式的不变因子为,,。28第三章.6(1)解:由于同理可得A与B具有相同的不变因子,故A与B相似第三章9(1)求Jordan标准型参考P107例3.5.1A=====则A的初等因子为,,故A的Jordan标准型为J=2828第三章第14题14求下列矩阵的最小多项式:(1)(2)解:(1)由再由,得

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