- 平面与圆锥面的截线
- 共736题
已知矩阵A=,向量
=
.
(1)求矩阵A的特征值λ1、λ2和特征向量、
;
(2)求A5的值.
正确答案
(1)矩阵A的特征多项式为f(λ)==λ2-5λ+6,
令f(λ)=0,得λ1=2,λ2=3,
当λ1=2时,得=
,当λ2=3时,得
=
.(7分)
(2)由=m
+n
得
,得m=3,n=1.
∴A5=A5(3
+
)=3(A5
)+A5
=3(
)+
=3×25
+35
=
.(15分)
已知2×2矩阵A有特征值λ1=3及其对应的一个特征向量α1=,特征值λ2=-1及其对应的一个特征向量α2=
,求矩阵A的逆矩阵A-1.
正确答案
A-1=
设2×2矩阵A=(a,b,c,d∈R),则有
=3
,
且=-1
,
即且
解得a=1,b=2,c=2,d=1.
∴A=,从而A-1=
.
已知M=.
(1)求逆矩阵M-1;
(2)若矩阵X满足MX=,试求矩阵X.
正确答案
(1)M-1=(2)X =
(1)设M-1=,
依题意有=
即=
,
则∴
∴M-1=.
(2)∵矩阵X满足MX=,
∴矩阵X=M-1=
=
.
将双曲线C:x2-y2=1上点绕原点逆时针旋转45°,得到新图形C′,试求C′的方程.
正确答案
所求的C′方程为xy=
由题意,得旋转变换矩阵
M==
,
任意选取双曲线x2-y2=1上的一点P(x0,y0),
它在变换TM作用下变为P′(x′0,y′0),
则有M=
,故
,
∴,
又因为点P在曲线x2-y2=1上,所以-
=1,
即有2=1.∴所求的C′方程为xy=
.
已知矩阵A=,其中a∈R,若点P(1,1)在矩阵A的变换下得到点P′(0,-3).(1)求实数a的值;
(2)求矩阵A的特征值及特征向量.
正确答案
(1)-4(2)矩阵A的属于特征值3的一个特征向量为.矩阵A的属于特征值-1的一个特征向量为
.
(1)由=
得a+1=-3a=-4.
(2)由(1)知A=
则矩阵A的特征多项式为
f()=
=(
-1)2-4=
2-2
-3
令f()=0,得矩阵A的特征值为-1或3.
设矩阵A的特征向量为
当=-1时,
="(-1)"
即,所以y=2x.
∴矩阵A的属于特征值-1的一个特征向量为.
当=3时,
=3
,
即,所以2x+y=0.
∴矩阵A的属于特征值3的一个特征向量为.
已知矩阵M1=,矩阵M2表示的是将每个点绕原点逆时针旋转
得到的矩阵,M=M2M1
(Ⅰ)求矩阵M;
(Ⅱ)求矩阵M的特征值及其对应的特征向量.
正确答案
(Ⅰ)绕原点逆时针旋转90°的变换M2=.(4分)
∴M=M2M1=--------(5分)
(Ⅱ)由阵M的特征多项式为f(λ)==λ2-3λ-4
令f(λ)=0,得矩阵M的特征值为-1与4.
当λ=-1时,x+y=0,此时的一个特征向量为;
当λ=4时,2x-3y=0此时的一个特征向量为.--------(13分)
三阶行列式第2行第1列元素的代数余子式为-10,则k=______.
正确答案
由题意得M21=(-1)3=2×2+1×k=-10
解得:k=-14.
故答案为:-14.
已知二阶矩阵M满足:M==
,M
=
=,求M100
.
正确答案
设M=
由M=
,得
=
,
b=1,d=0
又由M=
,得
=
,
∴M=
因为M2==
是恒等变换矩阵,
M100也是恒等变换矩阵.
M100=
(选做题)已知矩阵的一个特征值为3,求另一个特征值及其对应的一个特征向量.
正确答案
矩阵M的特征多项式为=(λ-1)(λ-x)-4…(1分)
因为λ1=3方程f(λ)=0的一根,所以x=1…(3分)
由(λ-1)(λ-1)-4=0得λ2=-1,…(5分)
设λ2=-1对应的一个特征向量为α=,
则得x=-y…(8分)
令x=1则y=-1,
所以矩阵M的另一个特征值为-1,对应的一个特征向量为α=…(10分)
设是由
个实数组成的
行
列的数表,如果某一行(或某一列)各数之和为负数,则改变该行(或该列)中所有数的符号,称为一次“操作”.
(1)数表如表1所示,若经过两“操”,使得到的数表每行的各数之和与每列的各数之和均为非负实数,请写出每次“操作”后所得的数表(写出一种方法即可);表1
(2)数表如表2所示,若必须经过两次“操作”,才可使得到的数表每行的各数之和与每列的各数之和均为非负整数,求整数
的所有可能值;表2
(3)对由个实数组成的
行
列的任意一个数表
,能否经过有限次“操作”以后,使得到的数表每行的各数之和与每列的各数之和均为非负实数?请说明理由.
正确答案
(1)详见解析;(2),
;(3)详见解析.
试题分析:(1)改变行或列;(2)分两种情况考虑:①首先操作第三列,②首先操作第一行;(3)在有限次之后终止. 终止之时,必是所有的行之和与所有的列之和均为非负实数,否则,只要再改变该行或该列的符号,就又会继续上升,导致矛盾.
试题解析:(1)解:法1:
法2:
法3:
(2)每一列所有数之和分别为2,0,,0,每一行所有数之和分别为
,1;
①如果首先操作第三列,则有
则第一行之和为,第二行之和为
,
这两个数中,必须有一个为负数,另外一个为非负数,
所以或
,
当时,则接下只能操作第一行,
此时每列之和分别为,
必有,解得
,
当时,则接下操作第二行,
此时第4列之和为负,不符合题意.
②如果首先操作第一行,则有
则每一列之和分别为,
,
,
,
当时,每列各数之和已经非负,不需要进行第二次操作,舍掉,
当时,
,
至少有一个为负数,
所以此时必须有,即
,所以
或
,
经检验,或
符合要求,
综上:.
(3)能经过有限次操作以后,使得得到的数表所有的行之和与所有的列之和均为非负实数. 证明如下:
记数表中第行第
列的实数为
(
),各行的数字之和分别为
,各列的数字之和分别为
,
,
,数表中
个实数之和为
,则
.记
.
按要求操作一次时,使该行的行之和(或该列的列之和)由负变正,都会引起(和
)增大,从而也就使得
增加,增加的幅度大于等于
,但是每次操作都只是改变数表中某行(或某列)各数的符号,而不改变其绝对值,显然,
必然小于等于最初的数表中
个实数的绝对值之和,可见其增加的趋势必在有限次之后终止. 终止之时,必是所有的行之和与所有的列之和均为非负实数,否则,只要再改变该行或该列的符号,
就又会继续上升,导致矛盾,故结论成立.
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