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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、(15 分)

计算行列式

a)

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}

b)

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}

二、(15 分)

已知

A=(12n23n+1),n2,A= \begin{pmatrix} 1 & 2 & \cdots & n \\ 2 & 3 & \cdots & n+1 \end{pmatrix},\quad n\ge 2,

det(AAT)\det(AA^T)det(ATA)\det(A^TA)


三、(10 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。


四、(10 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\begin{cases} \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{cases}

有非零解?


五、(15 分)

nn 阶方阵

A=(2a100a22a100a22a01000a22a).A= \begin{pmatrix} 2a & 1 & 0 & \cdots & 0 \\ a^2 & 2a & 1 & \cdots & 0 \\ 0 & a^2 & 2a & \cdots & 0 \\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & 1 \\ 0 & 0 & 0 & a^2 & 2a \end{pmatrix}.

a) 求 det(A)\det(A)

b) 若方程组 Ax=bAx=b 有唯一解,aa 应该如何取值,其中

b=(1,0,,0)T;b=(1,0,\cdots,0)^T;

c) 求方程组的解。


六、(10 分)

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

a) 求矩阵 AA

b) AA 是否可逆?若可逆,求 A1A^{-1}


七、(15 分)

nn 阶方阵 A,BA,B 满足 A+B=ABA+B=AB

a) 证明:AIA-I 可逆。

b) 证明:AB=BAAB=BA

c) 若

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

AA


八、(10 分)

nn 阶方阵 A,BA,BA+BA+B 均可逆,证明:A1+B1A^{-1}+B^{-1} 也可逆,并求并求其逆矩阵。