线性代数第五章 课后习题及解答

第五章课后习题及解答

1. 求下列矩阵的特征值和特征向量：

(1) ;1332?

??

?

??-- 解：,0731

33

2

2=--=--=

-λλλλλA I 2

37

3,237321-=

+=

λλ ,00

13

36

37

123712

137

1???

? ??→→???

?

??=-++- A I λ 所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)371,6(T -

因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：).0()371,6(11≠-k k T

,00

13

36

37

12371237

12???

? ??→→???

?

??-=---+ A I λ 所以，0)(2=-x A I λ的基础解系为：.)371,6(T +

因此，A 的属于2λ的所有特征向量为：).0()371,6(22≠+k k T

(2) ;211102113????

? ??--

解：2)2)(1(2

1

1

121

13--==------=-λλλλ

λλ A I 所以，特征值为：11=λ(单根)，22=λ(二重根)

???

?

? ??-→→????? ??------=-0001100011111121121 A I λ

所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)1,1,0(T

因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：).0()1,1,0(11≠k k T

???

?

? ??-→→????? ??-----=-0001000110111221112 A I λ

所以，0)(2=-x A I λ的基础解系为：.)0,1,1(T

因此，A 的属于2λ的所有特征向量为：).0()0,1,1(22≠k k T

(3) ;311111002????

? ??-

解：3)2(3

1

1

11

1

02

-==------=-λλλλλ A I

所以，特征值为：21=λ(三重根)

???

?

? ??-→→????? ??----=-0000001111111110001 A I λ

所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)1,0,1(,)0,1,1(T

T -

因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：T

T k k )1,0,1()0,1,1(21-+(21,k k 为不全为零的任 意常数)。

(4) ;1000210032104321

??

?

?

?

?

?

??

解：4)1(1

000

21003

210

4321

-=----------=

-λλλλλλA I

所以，特征值为：11=λ(四重根)

????

??

? ??------=-00002

000320043201A I λ 所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)0,0,0,1(T

因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：T k )0,0,0,1(1(01≠k )

(5) ;111122254????

? ??-----

解：3)1(1

1

1

12

22

54

-==--+--=

-λλλλλ A I

所以，特征值为：11=λ(三重根)

???

?

? ??-→→????? ??---=-0001101010111322531 A I λ 所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)1,1,1(T

-

因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：T

k )1,1,1(1-(01≠k )

(6) ;020212022????

?

??----

解：)2)(4)(1(202120

22

+--==--=

-λλλλ

λλλ A I 所以，特征值为：11=λ(单根), 42=λ(单根), 23-=λ(单根),

???

?

?

??→→????? ??-=-0001201011202020211 A I λ

所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)2,1,2(T

--

因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：T

k )2,1,2(1--(01≠k )

???

?

? ??-→→????? ??=-0002102014202320222 A I λ

所以，0)(2=-x A I λ的基础解系为：.)1,2,2(T

-

因此，A 的属于2λ的所有特征向量为：T

k )1,2,2(2-(02≠k )

???

?

? ??--→→????? ??---=-0001101022202320243 A I λ

所以，0)(3=-x A I λ的基础解系为：.)2,2,1(T

因此，A 的属于3λ的所有特征向量为：T k )2,2,1(3(03≠k )

2. 已知矩阵???

?

? ??----=x A 44174

147

的特征值31=λ(二重)，122=λ, 求x 的值，并求其特征向量。

解：123377++=++x 4=∴x

???

?

? ??-→→????? ??-----=-0000001441441441443 A I

所以，0)3(=-x A I 的基础解系为：.)4,0,1(,)0,1,1(T

T -

因此，A 的属于3的所有特征向量为：T

T k k )4,0,1()0,1,1(21+-(21,k k 为不全为零的任意常数)

???

?

? ??→→????? ??--=-00011010184415414512 A I

所以，0)12(=-x A I 的基础解系为：.)1,1,1(T

--

因此，A 的属于12的所有特征向量为：T

k )1,1,1(3--(03≠k )

3. 设21,x x 是矩阵A 不同特征值的特征向量，证明21x x +不是A 的一个特征向量。

证：（反证法）

若21x x +是A 的属于特征值λ的一个特征向量，21,x x 是A 的属于特征值21,λλ的特征向量且21λλ≠，则：

2211212121)()(x x Ax Ax x x A x x λλλ+=+=+=+

所以，0)()(2211=-+-x x λλλλ

21,x x 属于不同特征值 21,x x ∴线性无关

0,021=-=-∴λλλλ即21λλλ==与21λλ≠矛盾。

所以，21x x +不是A 的一个特征向量。

4. 设321,,x x x 分别是矩阵A 对应于互不相同的特征值321,,λλλ的特征向量，证明

321x x x ++不是A 的一个特征向量。

证：类似3题可证。

5. 证明对合矩阵A (即I A =2

)的特征值只能为1或1-.

证：0)1()1(2=-=-=-=-n

I I I A I λλλλ

2

A ∴的特征值只有1.

若λ为A 的特征值，则2λ为2

A 的特征值

A ∴的特征值只能为1或1-.

6. 设A 可逆，讨论A 与*

A 的特征值(特征向量)之间的相互关系。

解：1-*=A A A

∴若,x Ax λ=则x A

x A λ

=

*

.

7. 若,1B AP P =-问：I B P I A P 2)2(1-=--是否成立？

解：成立。

8. 已知,2001~?

??

?

??-=∧A 求).det(I A - 解：,~∧A 相似矩阵具有相同的特征值

)2)(1(-+=-∴λλλA I

2)21)(11()1()det(2-=-+=--=-A I I A

9. 已知,2001,23121?

??

? ??-=????

??--=-AP P P 求.n

A 解：???

? ?

?-==--n n

n n

AP P P A P 20

0)1()(1

1

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

?-=∴+++++-21111212)1(32

3)1(62)1(223)1(220

0)1(n n n n n n n n n n

n P P A

*

10. 设x AP P B ,1-=是矩阵A 属于特征值0λ的特征向量。证明：x P 1

-是矩阵B 对应其特

征值0λ的一个特征向量。

证：AP P B x Ax 10,-==λ

)()(10011111x P x P Ax P x APP P x P B ------====∴λλ

*

11. 设A 为非奇异矩阵，证明AB 与BA 相似。

证：A 为非奇异矩阵 1

-∴A 存在

BA A AB A =-)(1

∴AB 与BA 相似

*

12. 设,~,~D C B A 证明：.00~00???

?

??????

??D B C A 证：D C B A ~,~ ∴存在可逆矩阵Q P ,, 使得D CQ Q B AP P ==--1

1,

???? ??=???? ??=???? ?????? ?

????? ??=???? ?????? ?????

? ??-----D B CQ Q AP

P Q P C A Q P Q P C A Q P 000000000000000011111

.00~00???

? ?????? ??∴D B C A *13. 证明：m 阶矩阵???

??

?

?

??=01010 J 只有零特征值，且特征子空间是m

R 的一维子空

间，并求它的基。

解：0==-m J I λλ

J ∴只有零特征值。

????

?

?

?

??--=-01

010 J 0=-∴Jx 的基础解系为：.)0,,0,1(T

14. 若A I +可逆，A I -不可逆，那么，关于A 的特征值能做出怎样的断语？

解：A I + 可逆，A I -不可逆

0,0=-≠+∴A I A I

∴1-不是A 的特征值，1是A 的特征值。

15. 若,0)det(2=-A I 证明: 1或1-至少有一个是A 的特征值。

证：A I A I A I -+=-=)det(02 0=+∴A I 或0=-A I

∴1或1-至少有一个是A 的特征值。

16. 在第1题中，哪些矩阵可对角化？并对可对角化的矩阵A , 求矩阵P 和对角矩阵∧, 使得

.1∧=-AP P

解：由矩阵可对角化的条件及第1题的求解过程易知：(1), (6)可对角化。

(1) ).237

3,2373(,37137166-+=∧???

? ??+-=diag P (2) ).2,4,1(,212221122-=∧???

?

?

??---=diag P

17. 主对角元互不相等的上（下）三角形矩阵是否与对角阵相似（说明理由）？

解：可以，因为有n 个互不相等的特征值。

18. 设n 阶矩阵A 的2

n 个元素全为1，试求可逆矩阵,P 使AP P 1

-为对角阵，并写出与A 相

似的对角阵。

解：

1

112121)(0000111)

(),,(1

1

1

111111)

(),,(11

1

111111

--=-=++-------=++---------=

-n n n n n r r r r n r r r r A I λλλ

λλλλλλλλλ

所以，特征值为：n =1λ(单根)，02=λ(1-n 重根)

???

???

?

?

??---→

→???

????

?

?---------=-0000

1100

1010

1001

11111

1111 n n n A nI

所以，0)(=-x A nI 的基础解系为：.)1,,1,1(T

??????

?

?

?→→??????? ??---------=-00000011

1

111111111

A 所以，0=-Ax 的基础解系为：.)1,0,,0,1(,,)0,,0,1,1(T

T --

所以，,100101

0101

110011???

??

???

??---=

P 与A 相似的对角阵为：

).0,,0,(1 n diag AP P =-

19. 已知4阶矩阵A 的特征值为11=λ(三重)，;32-=λ对应于1λ的特征向量有

,)1,1,1,0(,)0,1,1,1(,)0,0,1,1(321T T T x x x --=--=-=对应于2λ的特征向量为.)1,1,0,0(4T x -=问：A 可否对角化？如能对角化，求出A 及n A (n 为正整数)。

解：容易验证，321,,x x x 线性无关，所以，可对角化。

令,1100111001110011???

???? ??------=P 则,10110011110011011

??????

? ??--------=-P ,304441440010

000131

111????

??

?

??---=??????? ??-=-P P A .)3(0)3(1)3(1)3(11)3(1)3(100100

00131

111????

?

?

?

?

?

--------+--+-=??????? ??-=-n n

n

n n n

n

n

P P A

20. 设三阶矩阵A 有二重特征值,1λ如果

T T T T x x x x )1,1,0(,)0,1,1(,)1,0,1(,)1,0,1(4321-==--==都是对应于1λ的特征向量，问A

可否对角化？

解：???

?

? ??-→→????? ??---=000011000111101111000111),,,(4321 x x x x

所以，31,x x 线性无关。又因为剩余的那个特征值是单根，所以A 可对角化。

21. 已知.2223?

??

?

??--=A (1) 求k A A A ,,54(k 为正整数)。

(2) 若,1

1)(6

3

4+-=

x x

x x x f 求).(A f

解：(1) 0)1)(2(2

22

3

=-+=--+=

-λλλλλA I 所以，特征值为：21-=λ(单根)，12=λ(单根)

?

??

?

??-→????

??--=-002142211A I λ 所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)1,2(T

???

?

??-→→????

??--=-001212242 A I λ 所以，0)(2=-x A I λ的基础解系为：.)2,1(T

令,122131,21,12211???? ??---=???

? ??-=∧????

??=-P P 则：.1

-∧=P P A 所以，,12222243,410

10211

55144???

? ??--=∧=???? ?

?--=∧=--P P A P P A .)2(2)2(2)2(2)2(13121121

????

??------+-+-=∧=+++-k k k k k

k

P P A

(2) .320640

6401280)(610???

?

?

?--=--=I A A A f 22. 设,20004

200003

4004

3??????

?

??-=A 求k A (k 为正整数)。(提示：按对角块矩阵求k

A .)

解：令,2042,344321????

??=???? ??-=A A 则,0

021???? ??=A A A 从而，.0021???

?

??=k k k

A A A .0253

44

3

21=-=+---=

-λλλλA I 所以，特征值为：.5,521-==λλ

???

? ??-→→???? ?

?--=-002184

42

51 A I 所以，0)5(1=-x A I 的基础解系为：.)1,2(T

???

?

??→→???? ??----=--0012244851 A I

所以，0)5(1=--x A I 的基础解系为：.)2,1(T

-

令,5005,2112

1???

? ??-=∧???? ?

?-=P 则,

1

111-∧=P P A ???

? ??---+-+--=???? ??---???? ??-???? ??--=∧=---------111111111111

)5(45)5(2)5(2)5(2)5(2)5()5(42112)5(0

05211251k k k k k k k k k k

k

k

P P A

???

? ??=???? ?????? ??-200220421021 ???

? ?????? ??=???? ?????? ??-=???? ??∴-200210212002102120421

???

?

??=???? ?????? ??=∴-k

k k k

k k

k A 20

2422002102112 ????

???

?

?---+-+--=∴---------k

k k k k k k k k k k k

k A 20

02420

000)5(4)5()5(2)5(20

0)5(2)5(2)5()5(411

111111

1

23. 对5.2节例1的矩阵,A 求正交矩阵,T 使AT T 1

-为对角阵。

解：借助5.2节例1的求解过程，对1x 单位化，对232221,,x x x 构成的线性无关向量组利用施密特正交化方法进行处理，即得所求的正交矩阵为：

.2222,0001212

3216

36

22163612

12

1

636121

??

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

? ?

?-

-

-=-AT T T

24. 对下列实对称矩阵,A 求正交矩阵T 和对角矩阵,∧使:1

∧=-AT T

(1) ;324202423????? ?? (2) ;110143031????? ??-- (3) ;122210201????

? ??-

(4) ;0041001441001400???????

?? (5) .1333313333133331????

?

?

?

??------------ (1) 解：

)8()1(324

224

2

32=-+=--------=-λλλλ

λλA I

所以，特征值为：11-=λ(二重根)，82=λ(单根)

???

?

?

??→→????? ??---------=-0000002124242124241 A I λ

所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：T T x x )1,0,1(,)0,2,1(21-=-=

用施密特正交化方法得：

T

T )45

5,452,454(,)0,52,51(

21-=-=ηη???

?

? ??--→→????? ??------=-0001201015242824252 A I λ

所以，0)(2=-x A I λ的基础解系为：T

)2,1,2(

单位化得：T

)32,31,32(

所以，.811,03

245

5314525

2324545

1????? ??--=∧?????

? ?

?-

-=T (2) , (3), (4), (5)类似(1)可求解。

25. 设A 是n 阶实对称矩阵，且,2A A =证明存在正交矩阵,T 使得

).0,,0,1,,1,1(1

diag AT T =-

证：设x 是A 的对应于特征值λ的一个特征向量，则：x Ax λ=

2

A A = x x A Ax x 2

2λλ===∴

x 为非零向量 2

λλ=∴ 1=∴λ或0

A 为实对称矩阵 ∴存在正交矩阵,T 使得).0,,0,1,,1,1(1 diag AT T =-

*

26. 设n 阶实对称矩阵A 的特征值),,,2,1(0n i i =≥λ证明存在特征值非负的实对称矩阵

B , 使得.2B A =

证：A 为实对称矩阵 ∴存在正交阵T 使得1

21-?????

?

? ??=T T A n λλλ

取,1

2

1

-??????

?

?

?=T T B n λλλ

则B 满足条件。 *

27. 设A 为n 阶实对称幂等矩阵,)(),(2r A r A A ==试求).2det(I A -

解: r n r A I --=-λλλ)1( (求解过程参考p240例4)

线性代数第五章 课后习题及解答

第五章课后习题及解答 1. 求下列矩阵的特征值和特征向量： (1) ;1332??? ? ??-- 解：,0731332 2=--=--=-λλλλλA I 2 373,237321-=+=λλ ,00133637123712137 1??? ? ??→→???? ??=-++- A I λ 所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)371,6(T - 因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：).0()371,6(11≠-k k T ,001336371237123712??? ? ??→→???? ??-=---+ A I λ 所以，0)(2=-x A I λ的基础解系为：.)371,6(T +

因此，A 的属于2λ的所有特征向量为：).0()371,6(22≠+k k T (2) ;211102113???? ? ??-- 解：2)2)(1(2 111211 3--==------=-λλλλ λλ A I 所以，特征值为：11=λ(单根)，22=λ(二重根) ???? ? ??-→→????? ??------=-0001100011111121121 A I λ 所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)1,1,0(T 因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：).0()1,1,0(11≠k k T ???? ? ??-→→????? ??-----=-0001000110111221112 A I λ 所以，0)(2=-x A I λ的基础解系为：.)0,1,1(T 因此，A 的属于2λ的所有特征向量为：).0()0,1,1(22≠k k T

线性代数第五章(答案)

第五章 相似矩阵及二次型 一、 是非题（正确打√，错误打×） 1．若线性无关向量组r αα,,1 用施密特法正交化为r ββ,,1 则对任何),1(r k k ≤≤向量组k αα,,1 与向量组r ββ,,1 等价. ( √ ) 2. 若向量组r αα,,1 两两正交,则r αα,,1 线性无关. ( √ ) 3.n 阶正交阵A 的n 个行(列)向量构成向量空间n R 的一个规范正交基. ( √ ) 4.若A 和B 都是正交阵,则AB 也是正交阵. ( √ ) 5.若A 是正交阵, Ax y =,则x y =. ( √ ) 6．若112???=n n n n x x A ，则2是n n A ?的一个特征值. ( × ) 7.方阵A 的特征向量只能对应唯一的特征值,反之亦成立. ( × ) 8.n 阶矩阵A 在复数范围内有n 个不同的特征值. ( × ) 9. 矩阵A 有零特征值的充要条件是0=A . ( √ ) 10.若λ是A 的特征值,则)(λf 是)(A f 的特征值(其中)(λf 是λ的多项式). ( √ ) 11.设1λ和)(212λλλ≠是A 的特征值, 1x 和2x 为对应特征向量,则21x x +也是A 的特征向量. ( × ) 12. T A 与A 的特征值相同. ( √ ) 13.n 阶矩阵A 有n 个不同特征值是A 与对角矩阵相似的充分必要条件. ( × )

14.若有可逆矩阵P ,使n 阶矩阵A ,B 满足: B PAP =-1,则A 与B 有相同的特征值. ( √ ) 15.两个对角矩阵的对角元素相同,仅排列位置不同,则这两个对角矩阵相似. ( √ ) 16.设n 阶矩阵A ,B 均与对角阵相似且有相同的特征值,则A 与B 相似. ( √ ) 17．实对称矩阵A 的非零特征值的个数等于它的秩. ( √ ) 18. 若k ααα,,,21 线性无关且都是A 的特征向量，则将它们先正交化，再单位化后仍为A 的特征向量. ( √ ) 19.实对称阵A 与对角阵Λ相似Λ=-AP P 1，这里P 必须是正交阵 。 ( × ) 20．已知A 为n 阶矩阵，x 为n 维列向量，如果A 不对称，则Ax x T 不是二次型. ( √ ) 21.任一实对称矩阵合同于一对角矩阵。 ( √ ) 22．二次型 Ax x x x x f T n =),,,(21 在正交变换Py x =下一定化为 标准型. ( × ) 23.任给二次型 Ax x x x x f T n =),,,(21 ，总有正交变换Py x =，使f 化 为规范型。 ( × )

线性代数模试题试题库(带答案)

第一套线性代数模拟试题解答 一、填空题(每小题4分，共24分) 1、 若12335544i j a a a a a 是五阶行列式中带正号的一项，则,12 i j = =。 令1,2i j ==，(12354)(13524)134τπ+=+=，取正号。 2、 若将n 阶行列式D 的每一个元素添上负号得到新行列式D ，则D = (1)n D - 。 即行列式D 的每一行都有一个(-1)的公因子，所以D = (1)n D -。 3、设1101A ??= ??? , 则100A =110001?? ???。 23 111112121113,,010*********A A ????????????==== ??? ? ??? ????????????? L 可得 4、设A 为5 阶方阵，5A =，则5A =1 5n +。 由矩阵的行列式运算法则可知：1 555 n n A A +==。 5、A 为n 阶方阵,T AA E =且=+

线性代数第五章 课后习题及解答教学提纲

线性代数第五章课后习题及解答

第五章课后习题及解答 1. 求下列矩阵的特征值和特征向量： (1) ;1332? ?? ? ??-- 解：,0731 3 3 2 2=--=--= -λλλλλA I 2 37 3,237321-=+= λλ ,00 13 36 37 123712 137 1??? ? ??→→??? ? ??=-++- A I λ 所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)371,6(T - 因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：).0()371,6(11≠-k k T ,00 13 36 37 12371237 12??? ? ??→→??? ? ??-=---+ A I λ 所以，0)(2=-x A I λ的基础解系为：.)371,6(T +

因此，A 的属于2λ的所有特征向量为：).0()371,6(22≠+k k T (2) ;211102113???? ? ??-- 解：2)2)(1(2 11 121 13--==------=-λλλλ λλ A I 所以，特征值为：11=λ(单根)，22=λ(二重根) ??? ? ? ??-→→????? ??------=-0001100011111121121 A I λ 所以，0)(1=-x A I λ的基础解系为：.)1,1,0(T 因此，A 的属于1λ的所有特征向量为：).0()1,1,0(11≠k k T ??? ? ? ??-→→????? ??-----=-0001000110111221112 A I λ 所以，0)(2=-x A I λ的基础解系为：.)0,1,1(T 因此，A 的属于2λ的所有特征向量为：).0()0,1,1(22≠k k T

昆明理工大学线性代数考试试题集及答案

《线性代数B 》 2010～ 2011 学年第 一 学期课程试卷A 一、填空 1. 125 642782516945 4321111= 12 . 2． 设A 、B 为4阶方阵，且,2||1 =-A 813=B ，则=||AB 1/2 . 3. 给定矩阵A ，且E A -可逆,满足B A E AB +=+2,则=B E A + . 4．设??????????=210110001A ，则=-1A ???? ??????--11012000 1 . 5．已知321,,ααα线性相关,3α不能由21,αα线性表示，则21,αα线性 相关 ． 6．设???? ? ?????=??????????=??????????=120,61,321321αααt ，且1α,32αα,线性相关， 则=t 8 ． 7.设A 是34?矩阵,且2)(=A R ，???? ? ?????=213010321B 则=)(AB R __2___ 8．设三阶方阵A 的每行元素之和均为零，又2)(=A R ，则齐次线性方程组O Ax =的通解为 )(111R k k ∈???? ?????? . 9. 向量组,11011????????????-=α,02132????????? ???-=α,31103????????????-=α???? ? ? ??????-=01014α的一个最大线性无关组为 421,,ααα . 10. 设A 为n 阶方阵,0=Ax 有非零解,则A 必有一个特征值为 0 . 二、单项选择

1..若=---+=--1 2 1 203242,112 2013z y x z y x 则( A ) )A ( 1- ； )B ( 2 ； )C ( 1 ； )D ( 0. 2．设C B A ,,均为二阶方阵，AC AB =，则当(C )时，可以推出C B =． .1111)D (;0110)C (;0011)B (;0101)A (? ? ? ???=? ?? ???=? ?? ???=? ?? ???=A A A A 3. 下列结论正确的是( A ) ． )A ( s ααα,,,21 线性无关的充要条件是其中任意一个向量都不是其余向量的线性组合; )B ( 若向量321,,ααα线性相关，则21,αα线性相关； )C ( 若n 阶方阵A 与对角阵相似，则A 有n 个不同的特征值; )D ( 若方程组O Ax =有非零解，则b Ax =有无穷多解. 4. 已知321,,ηηη是四元方程组b Ax =的三个解，其中,3)(=A R ? ? ??? ???????=43211η，???? ????????=+444432ηη， 则以下不是方程组b Ax =的通解为( D ) . )A (;43214202???? ?? ??????+????????????--k )B ( ;43212101????????????+????????????--k )C (;22222101???? ????????+????????????--k )D (????? ? ??????+????????????43210123k . 5. 设向量组321,,ααα线性无关，则下列向量组中线性无关的是（ B ） )A (133221,,αααααα--- ; )B (1321,,αααα+ ; )C (212132,,αααα- ; )D (32322,,αααα+. 6．若n 阶矩阵B A ,有共同的特征值，且各有n 个线性无关的特征向量，则（A ）

大学物理课后习题解答(第五章) 北京邮电大学出版社

习题五 5-1 振动和波动有什么区别和联系?平面简谐波动方程和简谐振动方程有什么不同?又有什么联系?振动曲线和波形曲线有什么不同? 解: (1)振动是指一个孤立的系统(也可是介质中的一个质元)在某固定平衡位置附近所做的往复运动，系统离开平衡位置的位移是时间的周期性函数，即可表示为)(t f y =；波动是振动在连续介质中的传播过程，此时介质中所有质元都在各自的平衡位置附近作振动，因此介质中任一质元离开平衡位置的位移既是坐标位置x ，又是时间t 的函数，即),(t x f y =． (2)在谐振动方程)(t f y =中只有一个独立的变量时间t ，它描述的是介质中一个质元偏离平衡位置的位移随时间变化的规律；平面谐波方程),(t x f y =中有两个独立变量，即坐标位置x 和时间t ，它描述的是介质中所有质元偏离平衡位置的位移随坐标和时间变化的规律． 当谐波方程 ) (cos u x t A y -=ω中的坐标位置给定后，即可得到该点的振动方程，而波源持续不断地振动又是产生波动的必要条件之一． (3)振动曲线)(t f y =描述的是一个质点的位移随时间变化的规律，因此，其纵轴为y ，横轴为t ；波动曲线),(t x f y =描述的是介质中所有质元的位移随位置，随时间变化的规律， 其纵轴为y ，横轴为x ．每一幅图只能给出某一时刻质元的位移随坐标位置x 变化的规律，即只能给出某一时刻的波形图，不同时刻的波动曲线就是不同时刻的波形图． 5-2 波动方程y =A cos ［ω( u x t - )+0?］中的u x 表示什么?如果改写为y =A cos (0?ωω+-u x t )，u x ω又是什么意思?如果t 和x 均增加，但相应的［ω( u x t - )+0?］的值不变，由此能从波动方程说明什么? 解: 波动方程中的u x /表示了介质中坐标位置为x 的质元的振动落后于原点的时间；u x ω则表示x 处质元比原点落后的振动位相；设t 时刻的波动方程为 ) cos(0φωω+-=u x t A y t 则t t ?+时刻的波动方程为 ] ) ()(cos[0φωω+?+-?+=?+u x x t t A y t t 其表示在时刻t ，位置x 处的振动状态，经过t ?后传播到t u x ?+处．所以在 ) (u x t ωω-中，当t ，x 均增加时， ) (u x t ωω-的值不会变化，而这正好说明了经过时间t ?，波形即向前传播了t u x ?=?的距离，说明) cos(0φωω+-=u x t A y 描述的是一列行进中的波，故谓之行 波方程． 5-3 波在介质中传播时，为什么介质元的动能和势能具有相同的位相，而弹簧振子的动能和势能却没有这样的特点? 解: 我们在讨论波动能量时，实际上讨论的是介质中某个小体积元dV 内所有质元的能量．波动动能当然是指质元振动动能，其与振动速度平方成正比，波动势能则是指介质的形

线性代数练习册第五章题目及答案(本)复习进程

第五章 相似矩阵与二次型 §5-1 方阵的特征值与特征向量 一、填空题 1.已知四阶方阵A 的特征值为0，1，1，2，则||A E λ-＝ 2(1)(2)λλλ-- 2.设0是矩阵??? ? ? ??=a 01020101A 的特征值，则=a 1 3.已知三阶方阵A 的特征值为1，-1，2，则2 32B A A =-的特征值为 1,5,8 ；||A ＝ -2 ；A 的对角元之和为 2 . 4.若0是方阵A 的特征值，则A 不可逆。 5. A 是n 阶方阵，||A d =，则*AA 的特征值是,,,d d d ???（共n 个） 二、选择题 1.设1λ，2λ为n 阶矩阵A 的特征值，1ξ，2ξ分别是A 的属于特征值1λ，2λ的特征向量，则（ D ） （A ）当1λ=2λ时，1ξ，2ξ必成比例 （B ）当1λ=2λ时，1ξ，2ξ必不成比例 （C ）当1λ≠2λ时，1ξ，2ξ必成比例 （D ）当1λ≠2λ时，1ξ，2ξ必不成比例 2.设a=2是可逆矩阵A 的一个特征值，则1 A -有一个特征值等于 （ C ） A 、2； B 、-2; C 、 12; D 、-1 2 ; 3.零为方阵A 的特征值是A 不可逆的（ B ） A 、充分条件； B 、充要条件; C 、必要条件; D 、无关条件;

三、求下列矩阵的特征值和特征向量 1.1221A ?? = ??? 解：A 的特征多项式为12(3)(1)2 1A E λλλλλ --==-+- 故A 的特征值为123,1λλ==-. 当13λ=时，解方程()30A E x -=. 由221132200r A E --???? -= ? ?-???? : 得基础解系111p ?? = ??? ，故1(0)kp k ≠是13λ=的全部特征向量. 当21λ=-时，解方程()0A E x +=.由22112200r A E ???? += ? ????? : 得基础解系211p -?? = ??? ，故2(0)kP k ≠是21λ=-的全部特征向量. 2.100020012B ?? ?= ? ??? 解：B 的特征多项式为 2100020(1)(2)0 1 2B E λ λλλλλ --= -=--- 故B 的特征值为1231,2λλλ===. 当11λ=时，解方程()0B E x -=. 由000010010001011000r B E ???? ? ? -= ? ? ? ????? :

线性代数考试题库及答案(五)

线性代数考试题库及答案 一、单项选择题（共5小题，每题2分，共计10分） 1.在111 ()111111 x f x x x -+=-+-展开式中，2x 的系数为 （ ） (A) -1 (B) 0 (C) 1 (D) 2 2.A 是m ×n 矩阵，(),r A r B =是m 阶可逆矩阵，C 是m 阶不可逆矩阵，且 ()r C r <，则 （ ） (A) BAX O =的基础解系由n-m 个向量组成 (B) BAX O =的基础解系由n-r 个向量组成 (C) CAX O =的基础解系由n-m 个向量组成 (D) CAX O =的基础解系由n-r 个向量组成 3.设n 阶矩阵,A B 有共同的特征值，且各自有n 个线性无关的特征向量，则（ ） (A) A B = (B) ,0A B A B ≠-=但 (C) A B (D) A B 与不一定相似，但 A B = 4.设,,A B C 均为n 阶矩阵，且AB BC CA E ===，其中E 为n 阶单位阵，则 222A B C ++= （ ） (A) O (B) E (C) 2E (D) 3E 5．设1010,0203A B ???? == ? ????? ，则A B 与 （ ） (A)合同，且相似 (B)不合同，但相似 (C)合同，但不相似 （D ）既不合同，又不相似

二、填空题（共 二、填空题（共10小题，每题 2分，共计 20 分） 1．已知11 122 233 30a b c a b c m a b c =≠，则1111 22223333 232323a b c c a b c c a b c c ++=+ 。 2．设 1 010 2010 1A ?? ?= ? ?? ? ，若三阶矩阵Q 满足2,AQ E A Q +=+则Q 的第一行的行向量是 。 3．已知β为n 维单位列向量， T β为β的转置，若T C ββ= ，则 2C = 。 4．设12,αα分别是属于实对称矩阵A 的两个互异特征值12,λλ的特征向量，则 12T αα= 。 5．设A 是四阶矩阵，A * 为其伴随矩阵，12,αα是齐次方程组0AX =的两个线 性无关解，则()r A *= 。 6．向量组1 23(1,3,0,5,0),(0,2,4,6,0),(0,3,0,6,9)T T T ααα===的线性关系 是 。 7．已知三阶非零矩阵B 的每一列都是方程组1231231 23220 2030 x x x x x x x x x λ+-=?? -+=??+-=?的解，则 λ= 。 8．已知三维向量空间3R 的基底为123(1,1,0),(1,0,1),(0,1,1)T T T ααα===，则向量 (2,0,0)T β=在此基底下的坐标是 。 9．设21110012100,112004A a a ?? ?? ? ?== ? ? ? ????? 则 。 10．二次型2 2 2 123123121323(,,)222222f x x x x x x x x x x x x =++++-的秩为 。

单片机原理及应用课后习题答案第5章作业

第五章中断系统作业 1. 外部中断1所对应的中断入口地址为（）H。 2. 对中断进行查询时，查询的中断标志位共有、_ _、、 _ 和_ 、_ _ 六个中断标志位。 3．在MCS-51中，需要外加电路实现中断撤除的是:（） (A) 定时中断 (B) 脉冲方式的外部中断 (C) 外部串行中断 (D) 电平方式的外部中断 4．下列说法正确的是：（） (A) 同一级别的中断请求按时间的先后顺序顺序响应。（） (B) 同一时间同一级别的多中断请求，将形成阻塞，系统无法响应。（） (C) 低优先级中断请求不能中断高优先级中断请求，但是高优先级中断请求 能中断低优先级中断请求。（） (D) 同级中断不能嵌套。（） 5．在一般情况下8051单片机允许同级中断嵌套。（） 6．各中断源对应的中断服务程序的入口地址是否能任意设定? （） 7．89C51单片机五个中断源中优先级是高的是外部中断0，优先级是低的是串行口中断。（） 8．各中断源发出的中断申请信号，都会标记在MCS－51系统中的（）中。 （A）TMOD （B）TCON/SCON （C）IE （D）IP 9. 要使MCS-51能够响应定时器T１中断、串行接口中断，它的中断允许寄存器 IE的内容应是（） （A）98H （B）84H （C）42 （D）22H 10．编写出外部中断1为负跳沿触发的中断初始化程序。 11.什么是中断？其主要功能是什么？ 12. 什么是中断源？MCS-51有哪些中断源？各有什么特点？ 13. 什么是中断嵌套？ 14．中断服务子程序与普通子程序有哪些相同和不同之处？ 15. 中断请求撤除的有哪三种方式？ 16. 特殊功能寄存器TCON有哪三大作用？ 17. 把教材的P82页的图改为中断实现，用负跳变方式，中断0（INT0）显示“L2”，中断1（INT1）显示“H3”。（可参考第四章的电子教案中的例子） 18.第5章课后作业第9题。 第五章中断系统作业答案 1. 外部中断1所对应的中断入口地址为（0013）H。 2. 对中断进行查询时，查询的中断标志位共有 IE0 、_TF0_、IE1 、 TF1_ 和_TI 、_RI_六个中断标志位。【实际上只能查询TF0、TF1、TI、RI】 3．在MCS-51中，需要外加电路实现中断撤除的是:（D） (A) 定时中断 (B) 脉冲方式的外部中断 (C) 外部串行中断 (D) 电平方式的外部中断 4．下列说法正确的是：（A C D ） (A) 同一级别的中断请求按时间的先后顺序顺序响应。（YES）

线性代数第五章答案

第五章 相似矩阵及二次型 1. 试用施密特法把下列向量组正交化: (1)??? ? ??=931421111) , ,(321a a a ; 解 根据施密特正交化方法, ??? ? ??==11111a b , ??? ? ?? -=-=101] ,[],[1112122b b b a b a b , ? ?? ? ??-=--=12131],[],[],[],[222321113133b b b a b b b b a b a b . (2)??? ? ? ??---=011101110111) , ,(321a a a . 解 根据施密特正交化方法, ??? ? ? ??-==110111a b , ? ???? ??-=-=123131],[],[1112122b b b a b a b , ? ??? ? ??-=--=433151],[],[],[],[222321113133b b b a b b b b a b a b .

2. 下列矩阵是不是正交阵: (1)?????? ? ??-- -1 21312112131211; 解 此矩阵的第一个行向量非单位向量, 故不是正交阵. (2)???? ?? ? ??---- --979494949198949891. 解 该方阵每一个行向量均是单位向量, 且两两正交, 故为正交阵. 3. 设x 为n 维列向量, x T x =1, 令H =E -2xx T , 证明H 是对称的正交阵. 证明 因为 H T =(E -2xx T )T =E -2(xx T )T =E -2(xx T )T =E -2(x T )T x T =E -2xx T , 所以H 是对称矩阵. 因为 H T H =HH =(E -2xx T )(E -2xx T ) =E -2xx T -2xx T +(2xx T )(2xx T ) =E -4xx T +4x (x T x )x T =E -4xx T +4xx T =E , 所以H 是正交矩阵. 4. 设A 与B 都是n 阶正交阵, 证明AB 也是正交阵. 证明 因为A , B 是n 阶正交阵, 故A -1=A T , B -1=B T , (AB )T (AB )=B T A T AB =B -1A -1AB =E ,

(完整word版)线性代数考试题及答案解析

WORD 格式整理 2009－2010学年第一学期期末考试 《线性代数》试卷 答卷说明：1、本试卷共6页，五个大题，满分100分，120分钟完卷。 2、闭卷考试。 评阅人:_____________ 总分人：______________ 一、单项选择题。(每小题3分,共24分) 【 】1.行列式=----3111131111311113 (A)0 (B) 1 (C) 2 (D)3 【 】2.设A 为3阶方阵，数2-=λ，3=A ，则=A λ (A) 24 (B) 24- (C) 6 (D) 6- 【 】3.已知,,B A 为n 阶方阵，则下列式子一定正确的是 (A)BA AB = (B)2222B)(A B AB A ++=+ (C)BA AB = (D) 22))((B A B A B A -=-+ 【 】4.设A 为3阶方阵, 0≠=a A ，则=*A (A) a （B) 2a (C) 3a (D) 4a __ __ ___ __ __ ___ __ __ 系_ __ __ ___ __ 专业_ __ __ ___ __ _班级 姓名_ __ ___ __ __ ___ __ 学号__ ___ __ __ ___ __ _ ………… … … … … … … … … （ 密） … … … … … … … … … … … … （ 封 ） … … … …… … … … … … … … （ 线 ） … … … … … … … … … … … …

(A) )()(B R A R < (B) )()(B R A R > (C) )()(B R A R = (D) 不能确定)(A R 和)(B R 的大小 【 】6.设n 元齐次线性方程组0=Ax 的系数矩阵A 的秩为r ，则0=Ax 有非零解 的充分必要条件是 (A) n r = (B) n r ≥ (C) n r < (D) n r > 【 】7. 向量组)2(,,,21≥m a a a m 线性相关的充分必要条件是 (A) m a a a ,,,21 中至少有一个零向量 (B) m a a a ,,,21 中至少有两个向量成比例 (C) m a a a ,,,21 中每个向量都能由其余1-m 个向量线性表示 (D) m a a a ,,,21 中至少有一个向量可由其余1-m 个向量线性表示 【 】8. n 阶方阵A 与对角阵相似的充分必要条件是 (A)n A R =)( (B)A 有n 个互不相同的特征值 (C)A 有n 个线性无关的特征向量 (D)A 一定是对称阵 二、填空题。(每小题3分,共15分) 1.已知3阶行列式D 的第2行元素分别为1,2,1-，它们的余子式分别为2,1,1-，则=D 。 2.设矩阵方程??????-=???? ??12640110X ，则=X 。 3.设*=ηx 是非齐次线性方程组b Ax =的一个特解，21,ξξ为对应齐次线性方程组 0=Ax 的基础解系， 则非齐次线性方程组b Ax =的通解为 . 4.设n m ?矩阵A 的秩r A R =)(，则n 元齐次线性方程组0=Ax 的解集S 的最大无关组S 的秩=R 。

第五章 课后练习题与答案

第五章练习题 一、单项选择题 1．建设有中国特色社会主义首要的基本理论问题是（D） A．正确处理改革、发展和稳定的关系 B．坚持以经济建设为中心 C．解放思想、实事求是 D．什么是社会主义，怎样建设社会主义 2．搞清楚什么是社会主义，怎样建设社会主义的关键是：（ D ）A．恢复党的思想路线B．正确理解邓小平理论 C．坚持四项基本原则D．正确认识社会主义本质3．邓小平多次指出，在改革中，我们必须坚持的两条根本原则是（ D ）A．不断发展生产、增加社会财富 B．扩大改革开放，增强综合国力 C．实行按劳分配，改善人民生活 D．坚持公有制为主体，实现共同富裕 4．发展生产力是社会主义的（B ） A．根本目的B．根本任务 C．发展动力D．根本特征 5．邓小平首次提出“社会主义本质”一词是在（ D ） A．1980年B．1982年 C．1978年D．1992年 6．社会主义本质的理论指出了社会主义的根本目标是（ D ）A．解放和发展生产力B．消灭剥削 C．消除两极分化D．实现共同富裕 7．提出“三个主体．三个补充”思想的领导人是（C ） A．刘少奇 B．毛泽东C．陈云 D．周恩来 8．1980年5月，邓小平说：社会主义是一个很好的名词，但是如果搞不好，不能正确理解，不能采取正确的政策，那就体现不出（ A ）A．社会主义的本质 B．社会主义的特征 C．社会主义的目标 D．社会主义的原则 9．邓小平指出：“贫穷不是社会主义，社会主义要消灭贫穷。”这个论断

（ C ） A．概括了社会主义建设的目标 B．指出了社会主义的根本任务 C．明确了社会主义的发展方向 D．体现了社会主义本质的要求 10、党执政举国的第一要务是：（ A ） A、发展 B、创新 C、改革 D实践 二多项选择题 11．社会主义的本质是（ABD ） A．解放生产力，发展生产力B．消灭剥削，消除两极分化 C．不断进行改革D．最终达到共同富裕 E．实现按劳分配 12．社会主义本质的概括体现了社会主义（ABDE ） A．发展过程与最终目标的统一B．物质条件与社会条件的统一 C．民族特色与基本特征的统一D．生产力和生产关系的统一 E．根本任务与根本目标的统一 13．确立社会主义根本任务的依据是（ABCDE ） A．生产力是社会发展的最根本的决定性因素 B．社会主义本质的内在要求 C．解决社会主义初级阶段主要矛盾的要求 D．适应和平与发展这一时代主题的要求 E．总结历史的经验教训得出的正确结论 14．关于社会主义本质的论断中包含的价值目标是（．CDE ） A．解放生产力B．发展生产力 C．消灭剥削D．消除两极分化 E．实现共同富裕 15．邓小平提出的“发展是硬道理”是（ ABCD ） A．符合马克思主义基本原理 B．巩固和发展社会主义制度的必然要求 C．对社会主义实践经验教训的深刻总结 D、适应时代主题变化的需要 16．发展之所以成为中国共产党执政兴国的第一要务，是因为（ABCD）A．由党的执政地位所决定的 B．由党所承担的历史使命和责任决定的

线性代数第五章作业参考答案(唐明)

第五章作业参考答案 5-2试证：()()()1231,1,0,2,1,3,3,1,2T T T ααα=-== 是3R 的一组基，并求向量()()125,0,7,9,8,13T T v v ==--- 在这组基之下的坐标。 证明：要证123,,ααα 线性无关，即证满足方程1122330k k k ααα++= 的123,,k k k 只能均是0.联立方程得 1231232 32300320k k k k k k k k ++=?? -++=??+=? 计算此方程系数的行列式123 1116003 2 -=-≠ 故该方程只有零解，即1230k k k ===，因此，123,,ααα 是3R 的一组基 设1v 在这组基下的坐标为()123,,x x x ，2v 在这组基下的坐标为()123,,y y y ，由已知得 ()()1111232 212323 3,,,,,x y v x v y x y αααααα???? ? ? == ? ? ? ? ???? 代入易解得112233233,312x y x y x y ???????? ? ? ? ?==- ? ? ? ? ? ? ? ?--????????即为1v ，2v 在这组基下的坐标。 5-5设()()()1,2,1,1,2,3,1,1,1,1,2,2T T T αβγ=-=-=--- ，求： （1 ）,,,αβαγ 及,,αβγ 的范数；（2）与,,αβγ 都正交的所有向量。 解（1 ）,1223111(1)6αβ=?+?-?+?-= ()()(),112112 121 αγ=?-+?--?-+?= α= = β== γ= = （2）设与,,αβγ 都正交的向量为()1234,,,T x x x x x =，则 123412341234,20 ,230,220x x x x x x x x x x x x x x x αβγ?=+-+=??=++-=??=---+=?? 解得1 43243334 4 5533x x x x x x x x x x =-?? =-+?? =??=? 令340,1x x ==得()()1234,,,5,3,0,1x x x x =- 令341,0x x ==得()()1234,,,5,3,1,0x x x x =-

线性代数第五章课后习题

习题五 (A) 1. 求下列矩阵的特征值与特征向量： (1) 123213336?? ?= ? ???A ； (2) ()121,2,33?? ?= ? ??? A ； (3) 310410482?? ?=-- ? ?--??A ； (4) 563101121-?? ?=- ? ??? A . 2. 已知0是矩阵10102010t ?? ?= ? ??? A 的特征值，求参数t 以及A 的特征值和特征向量. 3. 已知2103??= ? ?? A ，问T 130(,)=x ，T 212(,)=x 是否是矩阵A 的特征向量，并说明理由. 4. 设2 32-+=0A A E ，证明A 的特征值只能是1或2. 5. 已知三阶矩阵A 的特征值为102,,-，求323-+A A E . 6. 证明n 阶矩阵A 与它的转置矩阵T A 具有相同的特征值. 7. 设矩阵A 与Λ相似，其中 1241 242 1x --?? ?=-- ? ?--? ?A ，5 4y ?? ?= ? ?-? ? Λ. 求y x ,. 8. 设矩阵20131405x ?? ?= ? ??? A 可相似对角化，求x . 9. 设A 与B 都是n 阶矩阵，且0≠A ，证明矩阵AB 与矩阵BA 相似. 10. 试求一个可逆的相似变换矩阵，将下列对称矩阵化为对角矩阵： (1) 22225424 5-?? ?=- ? ?--? ?A ； (2) 2 202 1202 0-?? ? =-- ? ?-? ? A ； (3)3 242 0242 3?? ?= ? ??? A . (B) 1. 设三阶实对称矩阵A 的特征值为1,1321==-=λλλ，1λ对应的特征向量为T 1)1,1,0(=x ，求矩阵A . 2. 已知T 1)1,1,1(-=x 是矩阵2125312a b -?? ?= ? ?--?? A 的一个特征向量. (1) 试确定参数b a ,及特征向量1x 所对应的特征值； (2) 问矩阵A 能否相似于对角阵？说明理由. 3. 设A 是n 阶方阵，n 2,,4,2 是矩阵A 的n 个特征值，E 是n 阶单位阵，计算行列式3-A E .

电磁场与电磁波课后习题解答(第五章)

习题及参考答案 5.1 一个点电荷 Q 与无穷大导体平面相距为d ，如果把它移动到无穷远处，需要作多少功？ 解：用镜像法计算。导体面上的感应电荷的影响用镜像电荷来代替，镜像电荷的大小为-Q ，位于和原电荷对称的位置。当电荷Q 离导体板的距离为x 时，电荷Q 受到的静电力为 2 )2(042x Q F επ-= 静电力为引力，要将其移动到无穷远处，必须加一个和静电力相反的外力 2 ) 2(0 42 x Q f επ= 在移动过程中，外力f 所作的功为 d Q d dx d x Q dx f 0 16220162 επεπ=?∞?∞= 当用外力将电荷Q 移动到无穷远处时，同时也要将镜像电荷移动到无穷远处，所以，在整个过程中，外力作的总功为d q 8/2επ。 也可以用静电能计算。在移动以前，系统的静电能等于两个点电荷之间的相互作用能： d Q d Q Q d Q Q q q W 0 82)2(04)(21)2(04212 2211121επεπεπ??-=-+-=+= 移动点电荷Q 到无穷远处以后，系统的静电能为零。因此，在这

个过程中，外力作功等于系统静电能的增量，即外力作功为d q 8/2 επ。 5．2 一个点电荷放在直角导体部（如图5-1），求出所有镜像电荷的 位置和大小。 解：需要加三个镜像电荷代替 导体面上的感应电荷。在（-a ，d ） 处，镜像电荷为-q ，在（错误！无效。 镜像电荷为q ，在（a ，-d ）处，镜 像电荷为-q 。5．3 证明：一个点电荷q 和一个带有电 荷Q 、半径为R 的导体球之间的作用力为 ]2) 22(2[0 4R D DRq D D q R Q q F --+= ε π 其中D 是q 到球心的距离（D ＞R ）。 证明：使用镜像法分析。由于导体球不接地，本身又带电Q ，必须在导体球加上两个镜像电荷来等效导体球对球外的影响。在距离球心b=R 2/D 处，镜像电荷为q ＇= -Rq/D ；在球心处，镜像电荷为 D Rq Q q Q q /2 +='-=。点电荷 q 受导体球的作用力就等于球两个镜像 电荷对q 的作用力，即 ]2 )2(2[04]2)(22[04D R D D q R D D q R Q q b D q D q q F --++ =-'+=επεπ ]2)22(2[0 4R D DRq D D q R Q q --+=επ 5．4 两个点电荷+Q 和-Q 位于一个半径为a 的接地导体球的直径的延

第5章课后习题答案及讲解

5-1 设二进制符号序列为110010001110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码波形、双极性码波形、单极性归零码波形、双极性归零码波形、二进制差分码波形及八电平码波形。 解： 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 单极性码： 双极性码： 单极性归零码： 双极性归零码： 二进制差分码： 八电平码： 5-7 已知信息代码为100000000011，求相应的AMI码、HDB3码、PST 码及双相码。 解：信息代码：100000000011 AMI码：+1000000000-1+1 HDB3码：+1000+V-B00+V0-1+1 PST码：+0-+-+-+-++- 双相码：100101010101010101011010

5-8 已知信息代码为1010000011000011，试确定相应的AMI码及HDB3码，并分别画出它们的波形图。 解： 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 AMI码：+1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 –1 0 0 0 0 +1 -1 HDB3码：+1 0 -1 0 0 0 –V 0 +1 –1 +B 0 0 +V –1 +1 5-9 某基带传输系统接收滤波器输出信号的基本脉冲为如图P5-5所示的三角形脉冲： （1）求该基带传输系统的传输函数H（ω）； （2）假设信道的传输函数C（ω）=1，发送滤波器和接收滤波器具有相同的传输函数，即G T（ω）=G R（ω），试求这时G T（ω）或G R（ω）的表示式。 P5-5 解：(1)H(ω)=∫∞ -∞ h(t)e-jωt dt

=∫ 0Ts/2 (2/T s)te-jωt dt +∫Ts Ts/2 2(1-t/T s)e-jωt dt =2∫Ts Ts/2 e-jωt dt+2/T s∫ Ts/2 t e-jωt dt-2/T s∫Ts Ts/2 t e-jωt dt =- 2 e-jωt/(jω)︱Ts Ts/2+2/T s [-t/(jω)+1/ω2] e-jωt︱ Ts/2 -2/T s [-t/(jω)+1/ω2] e-jωt︱Ts Ts/2 =2 e-jωTs/2(2- e-jωTs/2- e-jωTs/2)/(ω2T s) =4 e-jωTs/2[1-cos(ωT s/2)]/(ω2T s) =8 e-jωTs/2sin2(ωT s/4)/(ω2T s) =2/T s·Sa2(ωT s/4) e-jωTs/2(2)∵H(ω)=G T(ω)C(ω)G R(ω) C(ω)=1, G T(ω)=G R(ω) ∴G T(ω)=G R(ω)=√2/T s·Sa(ωT s/4) e-jωTs/4 5-11 设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为H（ω），若要求以2/T s波特的速率进行数据传输，试检验图P5-7各种H（ω）满足消除抽样点上的码间干扰的条件否？ s s s s (a) (b)

线性代数第五章习题答案

思考题5-1 1. 1123123100,000=?+?+?=?+?+?a a a a 0a a a . 2.不一定。例如，对于123101,,012?????? ===???????????? a a a ，它们中的任两个都线性无关，但 是123,,a a a 是线性相关的。 3. 不一定。也可能是2a 能由13,a a 线性表示，还可能是3a 能由12,a a 线性表示。 4. 不一定。例如，对于12121100,;,0012-???????? ====???????????????? a a b b 。12,a a 和12,b b 这两个 向量组都线性相关，但1122,++a b a b 却是线性无关的。 5. 向量组121,,,,n n +a a a a 线性无关。根据定理5-4用反证法可以证明这一结论。 习题5-1 1.提示：用行列式做。 （1）线性无关。 （2）线性相关。. 2. 0k ≠且1k ≠。 3.证：1212,,,1,,,,n n ==∴e e e E e e e 线性无关。 设[]12,,,,T n b b b =b 则1122.n n b b b =+++b e e e 4. 证法1：因为A 可逆，所以方程组=Ax b 有解。根据定理5-1，向量b 能由A 的列向量组12,,,n a a a 线性表示，所以向量组12,,,,n a a a b 线性相关. 证法2：通过秩或根据m n >时m 个n 元向量一定线性相关也可马上证明。 5. .证： （1）因为A 的列向量组线性相关，所以齐次线性方程组=Ax 0有非零解，设≠u 0是它的非零解，则.=Au 0 由=B PA ，得.=Bu 0可见=Bx 0有非零解，所以B 的列向量组线性相关。 （2）若P 可逆，则1-=A P B 。由（1）的结论可知，B 的列向量组线性相关时，A 的列向量组也线性相关，所以A 和B 的列向量组具有相同的线性相关性。 注：该题也可根据性质5-6和性质5-3来证明。 6. 证：由A 可逆知，A 的列向量组线性无关。根据定理5-6，增加两行后得到的矩阵B 的列向量组也线性无关.