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2023-2024学年上学期期中

2023-2024学年上学期期中试卷(A)

一、(本题满分 10 分)

计算行列式

D=abcdaa+ba+b+ca+b+c+da2a+b3a+2b+c4a+3b+2c+da3a+b6a+3b+c10a+6b+3c+dD= \begin{vmatrix} a & b & c & d \\ a & a+b & a+b+c & a+b+c+d \\ a & 2a+b & 3a+2b+c & 4a+3b+2c+d \\ a & 3a+b & 6a+3b+c & 10a+6b+3c+d \end{vmatrix}
123x23x13x12x123\begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 & x \\ 2 & 3 & x & 1 \\ 3 & x & 1 & 2 \\ x & 1 & 2 & 3 \end{vmatrix}

二、(本题满分 15 分)

计算行列式

x1a1x2x3xnx1x2a2x3xnx1x2x3a3xnx1x2x3xnan\begin{vmatrix} x_1-a_1 & x_2 & x_3 & \cdots & x_n \\ x_1 & x_2-a_2 & x_3 & \cdots & x_n \\ x_1 & x_2 & x_3-a_3 & \cdots & x_n \\ \cdots & \cdots & \cdots & \cdots & \cdots \\ x_1 & x_2 & x_3 & \cdots & x_n-a_n \end{vmatrix}
D=123n1n223n1n333n1nn1n1n1n1nnnnnnD= \begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 & \cdots & n-1 & n \\ 2 & 2 & 3 & \cdots & n-1 & n \\ 3 & 3 & 3 & \cdots & n-1 & n \\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots & \vdots \\ n-1 & n-1 & n-1 & \cdots & n-1 & n \\ n & n & n & \cdots & n & n \end{vmatrix}

三、(本题满分 10 分)

已知行列式

D=3104021111213527,D= \begin{vmatrix} 3 & 1 & 0 & 4 \\ 0 & 2 & -1 & 1 \\ 1 & 1 & 2 & 1 \\ 3 & 5 & 2 & 7 \end{vmatrix},

Mij,AijM_{ij},A_{ij} 分别是 DD 中元素 aija_{ij} 的余子式和代数余子式,试求:

  1. 4M42+2M43+2M444M_{42}+2M_{43}+2M_{44}


  2. A41+A42+A43+A44A_{41}+A_{42}+A_{43}+A_{44}


四、(本题满分 8 分)

已知 a2b2a^2\ne b^2,证明方程组:

{ax1+bx2n=1,ax2+bx2n1=1,axn+bxn+1=1,bxn+axn+1=1,bx2+ax2n1=1,bx1+ax2n=1\left\{ \begin{aligned} ax_1+bx_{2n} &= 1,\\ ax_2+bx_{2n-1} &= 1,\\ &\cdots\\ ax_n+bx_{n+1} &= 1,\\ bx_n+ax_{n+1} &= 1,\\ &\cdots\\ bx_2+ax_{2n-1} &= 1,\\ bx_1+ax_{2n} &= 1 \end{aligned} \right.

有唯一解,并求解。


五、(本题满分 7 分)

λ,μ\lambda,\mu 取何值时,齐次线性方程组

{λx1+x2+x3=0,x1+μx2+x3=0,x1+2μx2+x3=0\left\{ \begin{aligned} \lambda x_1+x_2+x_3 &= 0,\\ x_1+\mu x_2+x_3 &= 0,\\ x_1+2\mu x_2+x_3 &= 0 \end{aligned} \right.

有非零解?


六、(本题满分 15 分)

nn 阶方阵

A=(2a100a22a10a22a0100a22a).A= \begin{pmatrix} 2a & 1 & 0 & \cdots & 0 \\ a^2 & 2a & 1 & \ddots & \vdots \\ 0 & a^2 & 2a & \ddots & 0 \\ \vdots & \ddots & \ddots & \ddots & 1 \\ 0 & \cdots & 0 & a^2 & 2a \end{pmatrix}.
  1. det(A)\det(A)


  2. 若方程组 Ax=bAx=b 有唯一解,aa 应该如何取值,其中 b=(1,0,,0)Tb=(1,0,\cdots,0)^T


  3. 求方程组的解。


七、(本题满分 10 分)

α=(1,0,1)T\alpha=(-1,0,1)^T,矩阵 A=3IααTA=3I-\alpha\alpha^T

  1. 求矩阵 AA


  2. AA 是否可逆?若可逆,求 A1A^{-1}


八、(本题满分 10 分)

nn 阶方阵 A,BA,BA+BA+B 均可逆,证明:

  1. A1+B1A^{-1}+B^{-1} 也可逆,且

    (A1+B1)1=A(A+B)1B=B(A+B)1A;(A^{-1}+B^{-1})^{-1}=A(A+B)^{-1}B=B(A+B)^{-1}A;
(A+B)1=A1A1(A1+B1)1A1(A+B)^{-1}=A^{-1}-A^{-1}(A^{-1}+B^{-1})^{-1}A^{-1}

九、(本题满分 15 分)

nn 阶方阵 A,BA,B 满足 A+B=ABA+B=AB

  1. 证明:AIA-I 可逆。


  2. 证明:AB=BAAB=BA


  3. B=(120340005),B= \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 3 & 4 & 0 \\ 0 & 0 & 5 \end{pmatrix},

    AA