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 -=+-=-+.
证
明
:(
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 +-=?.
解
:
∵
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.
解
:
因
为
??
??
? ??--=023111021
A ????
?
??-??? ??-?-????? ??-?-?????
??++1003106018128003100213310130021332132321223r r r r r r r r r r r
?
???
?
??-+100010001363231r r r r
即
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。