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线性代数全书课后答案 朱玉清主编

习 题 2-1

1.由6名选手参加乒乓球比赛,成绩如下:选手1胜选手2、4、5、6而负于选手3;选手2胜选手4、5、6而负于选手1、3;选手3胜选手1、2、4而负于选手5、6;选手4胜选手5、6而负于选手1、2、3;选手5胜选手3、6而负于选手1、2、4;选手6胜选手2而负于选手1、3、4、5.若胜一场得1分,负一场得0分,使用矩阵表示输赢状况,并排序.

解: ?????

??

?

?

?

??000010

100100110000001011

1110001110106543216

54321,选手按胜多负少排序为:6,5,4,3,2,1.

2.设矩阵???? ??-=???? ??+-=2521

,03231z x y x B A ,已知B A =,求z y x ,,. 解:由于B A =得?????=-=+=-0253223z x y x ,解得:??

?

??===211

z y x 。

习 题 2-2

1.设???? ??=0112A ,???

?

??-=4021B ,求

(1)B A 52-; (2)BA AB -; (3)2

2B A -.

解:(1)???

?

??--=???? ??--???? ??=???? ??--???? ??=-202892001050224402150112252B A ;

2

???

?

??--=???? ??--???? ??--=???? ?????? ??--???? ??-???? ??=-2592041021820112402140210112BA AB ;

3

????

??--=???? ??-???? ??=???? ??-???? ??--????

?????? ??=-152441606112254021402101

12

0112B A 22. 2.已知?????

??--=23041230

1321A ,????

?

??---=0521103

5123

4B ,求B A 23-. 解:???

?

? ??----????? ??--=052110

35123

42230412301321323B -A

???

?

?

?

?----=????? ??----????? ??--=61941016151055

01101042206102468

6901236903963 3.设???

?

? ??----=????? ??=101012121234

,432112122121B A ,求

(1)B A -3; (2)B A 32+; (3)若X 满足B X A =-,求X ;

(4)若Y 满足()()O Y B Y A =-+-22,求Y .

解:(1)???

?

? ??-----????? ??=-101012121234

43211212212133B A

???

?

?

??-=????? ??-----????? ??=139********

31101012121234

1296336366363; (2)???

?

? ??----+????? ??=+1010121212343432112122121232B A

????

?

?

?--=????? ??----+????? ??=561

2525278

131430303636369

12864224244242; (3)由B X A =-得,

???

?

?

?

?---=????? ??-----????? ??=-=53310404

1113101012121234

432112122121B A X ; (4)由()()O Y B Y A =-+-22得,

????

?

??

?

??=????

? ??=+=223232340

3402231031033112020335532)(32B A Y 。 4.计算下列矩阵的乘积:

(1)????

?

??=????? ???+?+??+?-+??+?+?=????? ??????? ??-49635102775132)2(71112374127075321134;

(2)()???

?

? ??12332110132231=?+?+?=;

(3)???

?

? ??---=????? ???-??-??-?=-????? ??63224223)1(321)1(122)1(2)21(312;

(4)??

???

?

? ??---???? ??-20413121023

143110412

???? ??-?+?+?-+??+-?+-?-+??+?+?-+?-?+?+?+??+-?+-?+??+?+?+?=)2(4132)1(2104)3(3)1()1(3144130)1(11)2(014212200)3(4)1(1324

0140112???

? ??---=55201076; (5)()???

?

? ??????? ??321333231232221131211321x x x a a a a a a a a a x x x

()???

?

? ??++++++=3213332231133

322221123

31221111x x x x a x a x a x a x a x a x a x a x a

333322311323322221121331221111)()()(x x a x a x a x x a x a x a x x a x a x a ++++++++=

2

3333232232

2223131132121122

111)()()(x a x x a a x a x x a a x x a a x a ++++++++=。

(6)??

?

?

?

??

??---=

???????

??---???????

?

?90003400

4210

25

2

1

3000

3200

121013

1

3000120010100121。

5.设????

?

??=λλλ001001A ,求3

A .

解:?????

?

?=????? ??????? ??=2λλλλλλλλλλλA 0

020

12001001001001222

????

?

??=????? ?

?????? ?

?==32

323222

2

30

030

330010010

020

12λλλλλλλλλλλλλλA A A 。 6.设?

??? ??=021032A ,????? ??=032001B ,?

???

? ??=542001C , (1)求AB 及AC ;

(2)如果AC AB =,是否必有C B =? (3)求T T A B .

解:(1)???? ??=????? ?????? ??=4162032001021032AB ,???

? ??=????

?

?????? ??=4162542001021032AC ;

(2)由(1)知AC AB =,而C B ≠;

(3)???

? ??=???? ??==16424162T

T

(AB)A B T T 。 7.已知1)(2

--=x x x f ,????

?

??-=011213113A ,求)(A f .

解:????? ??-????? ??--????? ??-????? ??-=--=100010001011213113011213113011213113)(E A A A 2

f

????

?

??--=????? ??-????? ??--????? ??-=211301142910001000101121311310052145313。 8.举反例说明下列命题是错误的: (1)若O A =2,则O A =;

(2)若A A =2

,则O A =或E A =; (3)若AY AX =,且O A ≠,则Y X =.

解:(1)举例若01111≠?

???

??--=A ,而02

=A ; (2)举例若???? ??=0011A ,A A =2

而0≠A 且E A ≠;

(3)举例若???? ??--=1111A ,?

??

?

??=0011X ,???? ??=1100Y ,AY AX =,且O A ≠而Y X ≠。

9.证明: 如果BC CB AC CA ==, ,则有 (1))()(B A C C B A +=+;(2))()(AB C C AB =. 证明:(1))()(B A C CB CA BC AC C B A +=+=+=+; (2))()(AB C (CA)B (AC)B A(CB)A(BC)C AB ===== 10.设B A ,均为n 阶矩阵,证明下列命题是等价的: (1)BA AB =;

(2)2

222)(B AB A B A ++=+;

(3)2

222)(B AB A B A +-=-;

(4)2

2))(())((B A B A B A B A B A -=+-=-+.

:(

1

?(2)因为BA AB =,所以

222222)(B AB A B BA AB A B A ++=+++=+;

(2)?(1)2

22222)(B AB A B BA AB A B A ++=+++=+,所以BA AB =;

(1)?

(3)因为BA AB =,所以2

22222)(B AB A B BA AB A B A +-=+--=- (3)?(1)2

22222)(B BA AB A B AB A B A +--=+-=-,所以BA AB =;

(1)?

(4)因为BA AB =,所以2

222))((B A B BA AB A B A B A -=-+-=-+ (4)?(1)2

222))((B A B BA AB A B A B A -=-+-=-+,所以BA AB =。 11.设A 与B 是两个n 阶反对称矩阵,证明:当且仅当BA AB -=时,AB 是反对称

矩阵.

证明:先证当BA AB -=时,AB 是反对称矩阵。

因为AB BA A B (AB)T

T

T

-===,所以AB 是反对称矩阵。

反之,若AB 是反对称矩阵,即AB (AB)T

-=,则BA A B AB AB T

T

T

-=-=-=)(。

习 题 2-3

1.判别下列方阵是否可逆,若可逆,求它们的逆矩阵: (1)????

??-3411; (2)????

?

?-θθθθ

cos sin sin cos ; (3)?

????

??--523012101; (4)????? ??343122321; (5)?????

?

?98765

432

1; (6)??????

?

??10002

10032104321. 解:(1)073

4

11≠=-=

A ,故1-A 存在,141322122111=-===A A A A

从而?????

?

??-=???? ??-==-717

47173

1413711*1

A A A (2)01cos sin sin cos ≠=-=

θ

θ

θθA ,故1-A 存在,

θθθθ

cos sin sin cos 22122111=-===A A A A

从而*1

1A A A

=

-????

?

?-=θθθθ

cos sin sin cos (

3

25

2301

21

01

≠=--=A ,故

1

-A 存在,

2,2,7,10,52221131211-====-=A A A A A ,

1,2,1,5233323123==-=-=A A A A

从而*1

1A A

A

=-??????? ?

?----=211

27115211

25

4

23

431223

21≠==A ,故

1

-A 存在,

6,6,2,3,22221131211-===-==A A A A A , 2,5,4,233323123-==-==A A A A

从而*

1

1

A A

A

=

-?????

? ??----=11125323231

(5)09

87

654

3

21

==A ,故1-A 不存在。 (6)011

000210032104

321≠==

A ,故1-A 存在,

2,0,0,0,12114131211-=====A A A A A ,1

,0,0,131242322====A A A A 1,2,1,0,0,1,244434241343332=-=====-=A A A A A A A

从而?????

?? ??---==-10002100121001

211*1

A A

A 。 2.设?

???

? ??=????

??=????? ??=130231,3512,343122321C B A ,求矩阵X 使满足C AXB =. 解:由1题中的(4)小题知 1

-A ?????? ?

?----=11125323231,又知???? ??--=-25131B 所以

==--1

1CB A X ?????

? ??----11125323231????? ??130231???

?

??--2513????

? ??---=???? ?

?--????? ??-=410410122513202011。

3.设???? ??=3152A ,???? ??-=1264B ,???

?

??-=1242C ,解下列矩阵方程: (1)B AX =; (2)B XA =; (3)C AXB =.

解:???? ??--=-21531A ,???

? ??-=-42611611

B

(1)B AX ===?-B A X 1???? ??--2153????

??-=???? ?

?-802321264 (2)B XA ===?-1BA X ???

?

??--=???? ??--???? ??-85321821531264

(3)==?=--11CB A X C AXB ???? ??--2153 ???? ??-1242???

? ?

?-4261161?

????? ??--=478

5417815

4.利用逆矩阵解下列线性方程组:

(1)?????=+-=-+=--114231124342321321321x x x x x x x x x ; (2)???

??=++=++=++3

5325221

32321

321321x x x x x x x x x .

解:(1)取????? ??----=423243112A ,X ????? ??=321x x x ,???

?? ??=11114B ,则原方程组为B AX =

604232431

1

2

=----=A ,????? ??--=-111181111866126011A ∴?????

??==-1131

B A X ,

即?????===1133

21x x x 。 (2)取????? ??=153522321A ,X ????? ??=321x x x ,???

?

?

??=321B ,则原方程组为B AX =

151535223

21==A ,????? ??---=-2141813413231511A ∴?????

??==-0011B A X ,即???

??===0013

21x x x 。

5.设O A =k (k 为正整数),证明121

)(--++++=-k A A A E A E .

证明:因为))((1

2

-++++-k A A A E A E

E )A A A (A A A A E k k k =++++-++++=--1212 (由O A =k ) 所以121

)

(--++++=-k A A A E A E 。

6.设方阵A 满足O E A A =--22,证明A 和E A 2+都可逆,并求1-A 和1)2(-+E A .

证明:因为O E A A =--22可知E E)(A A =-?

21,

所以A 可逆且)(21

1E A A -=-; 又有O E A A =--22得E A)E E A =-?+3(4

1

)2(,所以E A 2+可逆且

)3(4

1

)2(1A E E A -=+-。

7.设B A AB A 2,321011330+=???

?

? ??-=,求B .

解:因为B A AB 2+=,所以A B E A =-)2(,而???

?

?

??---=-121011

3322E A ,22=-E A ,

????

? ??---=--11131133121

)2(1E A ,所以

????

?

??-=????? ??-?????

??---=-=-01132133032101133011131133121)2(1A E A B 。

8.设B A E AB A +=+????

? ??=2,101020101,求矩阵B .

解:由于B A E AB +=+2

,有))(()(2E A E A E A B E A +-=-=-

而???

?? ??=-001010100E A 且01≠-=-E A ,可知E A -可逆,所以

???

?

? ??=+=201030102E A B 。

9.设*A 是n 阶方阵A 的伴随矩阵,证明:

(1)若A 可逆,则1

||*-=A A A ; (2)若0||=A ,则0|*|=A ;

(3)1

|||*|-=n A A ;

(4)若A 可逆,则A A A A |

|1

*)

()*(1

1=

=--; (5)若A 可逆,则T

T

*)()*(A A =.

证明:(1)∵E A AA =*

,而A 可逆,∴11

||*--==A A E A A

A

(2)0||=A ,当0=A ,则O A =*,∴0=*A

当0≠A ,则由E A AA =*

0=,∴0=A 矛盾。∴0=*A 故当0=A 时,有0=*A 。

(3)若0=A 由(2)知0=*A 此时命题也成立,故有1

-*

=n A

A 。

若0≠A ,则由?=*

E A AA n

A E A A A ==*

,∴1

-*=n A A

综上有1

-*

=n A

A 。

(4)∵E A AA =*

,而A 可逆,∴A A

A 1)(1

*=

- 又E A E A

A A 1)(1

*11=

=---,∴A A A 1)(*1=-,即A A A A |

|1*)()*(11==-- (5)∵A 可逆,∴T A 可逆

又E A E A A A T T T ==*)(, E A E A A A A A T

T T T

===)()()(** 即T

T

*)()*(A A A A T

T

=, ∴T

T

*)()*(A A =

10.设A 的伴随矩阵??????

? ??-=80300

10100100001*A ,且E BA ABA 31

1+=--, 求矩阵B .

解:由E BA ABA 311+=--A A B A AB A A B AB ***33+=?+=?

E B A E E A B A B A 6)2(3**=-?+=?

而????

??

? ?

?-=--610210010100

100001

)2(1*A E ,∴??

?

?

?

?

? ??-=-=-10300606

006000

06)2(61

*A E B 。

11.设ΛAP P =-1,其中???

? ??-=???? ??--=2001,1141ΛP ,求11A . 解:∵Λ=-AP P 1

故1

-=P P A Λ,所以1

11

11

-=P P A Λ

而3=P , ???

? ??-=*1141P , ???? ??--=-1141311

P , ???? ??-=???? ??-=1111

1120012001Λ 故

?

????? ??--???? ??-???? ??--=313

13431

200111411111A ???

?

??--=???? ??----++=68468327322731242124213111111313

12.设P ΛAP =,其中???

?

?

??-=????? ??--=511,111201111ΛP , 求)65()(2

8A A E A A +-=?.

61

1

120

1

111

-=--=P ,

??

??

? ??------=121303222*P ,∴

????????

??--=-61316

121

021313

131

1*1P

P

P

又???

?

? ??=????? ??-=0000000012)5()1()1()(????Λ

故????

? ??????? ??--==-000000001211120111

1)()(1

P

A P A ????????

?

? ??--

61316121021313

131?????

??=444444444。 13.设矩阵A 、B 及B A +都可逆,证明:

(1)11

--+B A

也可逆,并且()

B B A A B A 11

11)(----+=+;

(2)A B A B B B A A 1

1)()(--+=+.

证明:(1)∵B B A A B E B B A A B A 1

1111))(())()((-----++=++

E B B B B A B A B B B A A B B B ==++=++=------111111))(())((

∴11

--+B A 可逆且()

B B A A B A 11

1

1)(----+=+

2

)()()()()()(11111111-------++++=++AB BB B A B AB E B A B B A A B A B -

E BB B B A B A B ==++=---111)()(

∴A B A B B A --11

11)()

(--+=+,又有(1)知()

B B A A B A 11

1

1)(----+=+

由逆矩阵的唯一性知,A B A B B B A A 1

1)()(--+=+。

习 题 2-4

1.设矩阵???????

?

?--=100001004210

31

01A ,????

??

?

?

?-=10200136000

20021B ,用分块矩阵计算:(1)A k ;(2)B A +.

解:先对B A ,进行分块?

???

??-=E A E A 01,???

?

??=E B B B 210, 其中???? ?

?=42

311A ,????

?

?=0221

1B ,???? ??-=20362B (1)A k ???? ??-=kE 0kA kE 1????

??

?

?

?--=k k k k k k k k 0

00000

420

30; (2)???? ??+=+0B A B E B A 211????

?

?

? ??-=0020003642123122。 2.设??????? ??-=1011012100100001A ,????

??

? ??---=02111

40110210101

B ,求AB . 解:先对B A ,进行分块???? ??=E A 0E A 1,???? ??=321B B E B B ,其中???? ??-=11211A ,

???? ??-=21011B ,???? ??--=11012B ,?

??

?

??=02143B 则???? ??++=312111B A B B A E B AB , 而???? ?

?--=+11

42211B B A ,???? ?

?=+1333

31B A ,所以??

?

?

?

?

?

?

?---=131133421021

0101

AB 。

3.设???????

??=b b a a

100100000

001A ,????

??

?

?

?=b b a a

1

00000001

000B ,求ABA .

解:先对B A ,进行分块???? ??=21A 00A A ,???? ??=21B 00B B ,其中1A =???

?

??a a 01,=2A ???? ??b b 11,1B =???

?

??a a 10,=2B ???? ??b b 10, 则???? ??=2211B A 00B A AB ,????

??=222111A B A 00A B A ABA 而=111A B A ???? ??+++a a a a a a 322312,=222A B A ???

?

??+++b b b b b b 231223223 ∴=ABA ??????? ??++++++322

33

223230012200

000012b b b b b b a a a

a a a 4.设??????? ??-=22000

20000340043A ,求8

A 及4A . 解: ?

???

?? ?

?-=22023443O O A ,令???? ??-=34431A ???? ??=22022A A 则???? ??=21

A O

O A A 是分块对角阵,故8

218

???? ?

?=A O O A A ???

?

??=828

1A O

O A 168

28

18

281810===A A A A A

???

??

?

?

??=???? ?

?=464

4

4424

14

22025005O O A O

O A A 5.已知分块方阵???? ?

?=O B

A O

D ,???

?

??=B O C A F ,其中B A ,均为可逆方阵,证明D 和F 均可逆,并求1-D 和1-F .

证明:设有矩阵???? ??=43

21

1X X

X X D ,使E DD =1,即???

?

??=???? ??E 00E

BX BX AX AX 2143

则???????====E BX 0BX 0

AX E

AX 214

3,因B A ,均为可逆方阵,所以有???????====--12

1413B X 0

X 0X A X ,即???? ??=--0A B 0D 111 从而D 可逆且=-1

D ???

? ??=--0A B 0D 111。

设有????

??=43

211X X X X F ,使E FF =1,即???? ??=???? ??++E 00E BX BX CX AX CX AX 434231 ??????

?===+=+E BX 0

BX 0CX AX E

CX AX 434

231,因B A ,均为可逆方阵,所以有???????==-==----14

31

1211B X 0X CB A X A X , 即???? ?

?-=----1111

1B 0

CB A A F ,从而F 可逆且=-1

F ???

?

??-=----11111B 0CB A A F 。 6.求下列矩阵的逆阵:

(1)???????

?

?2500380000120025;(2)????

?

??

??4121031200210001. 解:(1)记原方阵为???? ??21A 00A ,则???? ??--=-522111A ,???

? ??--=-853212A ∴=??????

? ?

?-1

25

00380000120025

121-???? ??A 00A ???? ??=--121

1A 00A ??

????

? ??----=85003200005200

21 (2)记原方阵为???? ??321A A 0A ,则可直接凑得???? ?

?-=-----13112131

11

1A A A A 0A A

而???? ??-=

-21210111A ,??????

??-=-4112103113A ,?

????

? ??-=--24581612111213A A A ∴=??

????? ??-14121031200210001???? ??-----131121311A A A A 0A =?

???????? ??-----411212458

103161210021210001

习 题 2-5

1.对下列矩阵作初等行变换,先化为行阶梯形矩阵,再化为行最简形矩阵:

(1)????? ??211152223420; (2)??????? ??-------31370130313111044321; (3)??????

?

??---------12433023221453334311; (4)??????? ??------34732038234202173132;(5)???????

??-------37413741174316923; (6)???????

? ??----0321050713541420. 解:(1)3

212313420100021112342052222111211152223420r r r r r r ???

??

? ??-????? ???????? ?? ????? ??100034202111(行阶梯形矩阵)????? ??-?---1000021001012

1)3(212132321r r r r r (行最简形矩阵)

(2)??????? ??-------313701303131110443213424213224840012

420031

11044

32175r r r r r r r +?????

?? ??-------+-- ???????

?

?-----000001242003111044321(行阶梯形矩阵)????

??? ??-----?00000621003111044321213r ??

??

?

?

?

??---+-+0000062100

3101080001232321r r r r r (行最简形矩阵) (3)14131232312

433023221453334311r r r r r r ---???????

?

?--------- ??

?????

??--------10105006

63008840034311)4

1(454322

42

3-?--r r r r r

??

?

??

??

?

?---00000000002210034311(行阶梯形矩阵)

2

13r r -??

??

?

?

?

??---00000000002210032

01

1(行最简形矩阵)

(4) ??

??

?

?

?

??------3473203823420217313

2 4

34

132

421242321711877

012988

0111104202

1232r r r r r r r r r r r r r r r ?---??

???

?

?

??-----?--- ???????

?

?---00000410001111042021(行阶梯形矩阵)

??

?

?

?

?

?

?

?---?-+0000041000

30110

202

1

)1(223221r r r r r (行最简形矩

阵)

(5)

??????? ??-------37413741174316923

????

?

?

? ??----+???

???? ??-----?+++00001430001431037

417000045217014310374132331322134r r r r r r r r r r (行阶梯形矩阵)???????

??-+-???????

??---?-00001000031005011459000010

001431059501)1431(4323132

1r r r r r r r (行最简形矩阵) (6)???????? ??----0321050713541420???

?

????

??------????????? ??------?++1050105022110210541211050105022110420541232212523r r r r r r r ????????

??---+-+0000000002105415511252423r r r r r r (行阶梯形矩阵)?????

??

?

??--???????? ??---?0000000002103014000000000210541)1(21

1r r r (行最简形矩阵)

2.把可逆矩阵???

?

? ??--=023111021A 分解为初等阵的乘积.

??

??

? ??--=023111021

A ????

?

??-??? ??-?-????? ??-?-?????

??++1003106018128003100213310130021332132321223r r r r r r r r r r r

?

???

?

??-+100010001363231r r r r

E A E E E E E E E E =----))3(2,3())1(1,2())3(3,2()3,2())2(2,1())8

1

(3())6(3,1())3(3,2(

))

3(3,2())6(3,1())8(3()2(2,1()3,2()))3(3,2())1(1,2())3(3,2(E E E E E E E E A ----=

3.设???

?

?

??=????? ??????? ??963852741101010

001010100001A ,求A .

解:????? ??=????? ?

?????? ??963852741101010

001010100001A 可以写成????

?

??=963852741))1(1,3()3,2(AE E

从而))1(1,3(963852741)3,2())1(1,3(963852

741)3,2(11

-???

?

?

??=????? ?

?=--E E E E A

????

? ??---=-????? ??=856966746))1(1,3(852963741E

4.用初等行变换求下列矩阵的逆矩阵:

(1)????? ??--523012101; (2)????

?

?

?343122

321; (3)?????

??---11110

3231; (4)??

??

?

?

?

??-----121023211220

1023.

解:(1)???

?

?

?

?---+-????? ??--=103220012210

001

10132100523010012001101),(1312r r r r E A ??????? ?

?

----?+-?????

??----211

2

71

00

115010211

25

00121211272000122100011

0123323123r r r r r r r

∴??????

? ??----

=-2112711521125

1

A

(2)?

??

?

? ??---------????? ??=11110001252000132

12100343010122001321),(12213r r r r r E A

????

?

? ??---

--???? ??-?????? ??--------+11110025323010231001)1(21111100563020231001523232321r r r r r r r ∴?????

? ??----=-111253232311

A

(3)???

?

? ??-----+????? ??---=1013400137

900012

313100111010103001231),(1312r r r r E A ????

?

??-----+-?????

??----+9431002111

1063210143101340211110001231224

2132r r r r r r ?

?

??

?

??-?-+943100732010311001)1(2323

1r r r r r ∴????? ??=-9437323111

A (4)

??

?

??

?

?

??-----???

????

??-----=100012100100232100101

2200301594

0310001210010023210010122

000011

023),(31r r E A

??

?

??

?

?

?

?----??+???????

??-----+--10612100043011100

1000121020

000101

21000121021000101

2010120043011

100

224423112434241r r r r r r r r r r r r

???????

?

?--------+-+-10612100063110100

1010001042

110001

243432431r r r r r r r r ∴?????

?

? ??-------=-106126

31110104211

1

A

5.用初等变换法求矩阵X ,使B AX =,其中????? ??=343122321A ,???

?

?

??=341352B .

解:∵????? ??=343431312252321),(B A ?

??

?

? ??----------31100915205232

1212213r r r r r

????

? ??---???? ??-??????

??------+311003201023

001)1(21311006402023001523232321r r r r r r r

∴????

? ??--==-313223

1

B A X

6.求解矩阵方程X A XA 2+=,其中???

?

?

??-=321011324A 。

解:A E A X X A XA )2(2-?+=,即T T

T

A X

E A =-)2(

而(

)

????? ??---=-303103212212114112,)2(T

T A

E A ????

?

??------11111121221211411223r r ????

?

??------??-?????

??-------96610033211011111131111110304303321102232211

23231r r r r r r r r r r

?

???

? ??------?-+9661001298010223

001)1(2322

1r r r r r ∴????? ??-----=9661298223T

X

∴???

?

?

??-----=9122692

683X

习 题 2-6

1.在n m ?矩阵A 中,若存在一个r 阶子式不等于0,那么A 的秩如何?若A 的所有r 阶子式都为0,那么A 的秩又如何?

解:若A 中存在r 阶子式不等于0,则A 的秩)(A R ≥r 若A 的所有r 阶子式均为0,则A 的秩)(A R <r 。

2.在秩为r 的矩阵中,有没有等于0的1-r 阶子式?有没有等于0的r 阶子式? 解:在秩为r 的矩阵中,可能有等于0的1-r 阶子式,也可能有等于0的r 阶子式。

如??

???

?

?

?

?=0000002100010321A ,3)(=A R ,而二阶子式02101≠,0010

1= 三阶子式00

2100

1321≠,00

000013

21=。

3.从矩阵A 中划去一行得到矩阵B ,问A 与B 的秩的关系怎样? 解:)()(A R B R =或1)()(-=A R B R

如第二题中的例子,划去第三行得B ,则1)(2)(-==A R B R 。

4.求下列矩阵的秩,并求一个最高阶非零子式:

(1)????? ??---=8241113365A ;(2)????? ??-----=221235131321A ;(3)????

? ??---=44311211201

3A ;

(4)????? ??-------=81507313

1213123A ; (5)???

?

? ??----=8114324114321

A ; (6)??????? ??--=1541401310211001A ; (7)???

??

?

? ??-----=4146135102163

230502

3A .

解:(1)???

?

? ??-++????? ??--+????? ??---=28140261305414382411135418241113365131231r r r r r r A

B =????

? ??---+?????

??----00021054114281402105412332r r r r 由B 知,2)(=A R ,且136

5-为一个最高阶非零子式。

(2)B A =?

??

?

? ??------????? ??-----=0450000

01321222123513132123321r r r r r 由B 知,2)(=A R ,且1

22

1-为一个最高阶非零子式。

(3) ??

??

? ??---44311211201

32

1r r ??????

??---4431201

31211131

23r r r r --????

?

??----564056401211 ???

? ?

?----00

056401

211

2

3r r B = 由B 知,2)(=A R ,且

3

11

1-为一个最高阶非零子式。

(4)????? ??-------=815073*********A ???

?

? ??--------10000313

1224431221213r r r r r ????

?

??------1000079117024431212r r B = 由B 知,3)(=A R ,且8

07312

1

23

----为一个最高阶非零子式。

(5)????? ??----=8114324114321A ?

??

?

? ??-++-000021104321212213r r r r r B =

由B 知,2)(=A R ,且1

12

1--为一个最高阶非零子式。

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