华中科技大学矩阵论2012年试题
矩阵论2012年试题
一、填空题:(每个空3分,共27分)
⎡13i 1-2i ⎤⎡1⎤⎢⎥⎢⎥1、设矩阵A =21-i -3i , X =1, 其中i =-1,则AX =______, ⎢⎥⎢⎥⎢⎢1+i ⎥⎣1⎥⎦⎣10⎦
A =____. _ _
⎡210⎤⎢⎥-12、设矩阵A =P 030P ,则dim N (A ) =______;m A (λ) ______. ⎢⎥⎢⎣000⎥⎦
⎡0a a ⎤∞⎢⎥k 3、矩阵A =a 0a ,则a 满足条件______时,矩阵幂级数∑A 收敛. ⎢⎥k =0⎢⎥a a 0⎣⎦
⎡1⎤⎡231⎤⎢⎥⎢-12⎥,则A 的LDV 分解为4、论矩阵A =12=______. ⎢⎥⎢⎥⎢2⎥⎣233⎥⎦⎢⎣⎦
0⎤⎡10⎢⎥, 05、设A =01/2⎢⎥sin(A ) 的Jordan 矩阵J sin(A ) =______;
⎢⎣001/3⎥⎦
n ->∞lim sin(A n ) =______.
6、设A =⎢⎡a 1⎤⎡30⎤B =,则矩阵方程AX +XB =0有非零解的条件是a ≠______. ⎥⎢21⎥,02⎣⎦⎣⎦
3二、(15分)设线性空间R 上的线性变换T 在基{e 1, e 2, e 3}下的变换矩阵为
⎡a 11a 12
A =⎢⎢a 21a 22
⎢⎣a 31a 32a 13⎤a 23⎥⎥, a 33⎥⎦
(1) 求变换T 在基{e 1, 3e 2, e 3}下的变换矩阵.
(2) 求变换T 在基{e 1, e 1+e 2, e 3}下的变换矩阵.
1
⎡
三、(15分)设矩阵A =⎢21⎤
⎢00⎥
⎢0⎥
⎣0⎥⎦
(1)求矩阵A 的奇异值分解.
(2)求矩阵A 的M -P 广义逆A +.
⎧⎡
四、(15分)设W =L ⎪⎨⎢1⎤⎥⎡⎢1⎤⎥⎫⎪
⎪⎢1, 1⎬是空间R 3的子空间,
⎩⎢⎣0⎥⎥⎢⎥
⎦⎢⎣1⎥⎦⎪⎭
(1)求空间R 3上的正交投影变换P ,使得P 的象空间R (P ) =W .
(2)求空间R 3的向量α=[1, 2, 3]T 在投影变换P 下的象.
⎡08⎤
五、(15分)设A =⎢3
⎢3-16⎥,计算矩阵函数e At .
⎢-20-5⎥
⎣⎥⎦
六、证明题:
(1)(7分)设A 是可逆矩阵,σn 是矩阵A 的最小奇异值,证明 A -1
2=1σ
n
(2)(6分)设矩阵A 和B 都是n 阶方阵,证明rank (A ⊗B ) =rank (A ) ⋅rank (B ) 2