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  • 谢启鸿老师思考题及解答合集

    问题与解答汇总


    问题2017S01:设$A$是$n$阶对合阵,即$A^2 = I_n$.

    证明$n - ext{tr}(A)$为偶数,并且$ ext{tr}(A) = n$当且仅当$A = I_n$

     

    解答:问题2017S01解答

     


    问题2017S02:

    设方阵$A = egin{pmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \ 0 & a & a & 0 \ a-2 & 0 & 1 & 0 \0 & 1 & 0 & 0 end{pmatrix}$可对角化,求$a$的值.

     

    解答:问题2017S02解答

     


    问题2017S03:设$A_1,cdots,A_n in M_n(mathbb{K}),g(x) in mathbb{K}[x],$使得$g(A_1),cdots,g(A_n)$都是非异阵.证明:存在$h(x) in mathbb{K}[x]$,使得$g(A_i)^{-1} = h(A_i)$对所有的$1 le i le m$都成立.

     

    解答:问题2017S03解答

     


    问题2017S04:设 $A=(a_{ij})$为$n$阶复矩阵,证明:存在正数$delta$,使得对任意的$sin(0,delta)$,下列矩阵均可对角化:

    [A(s)=egin{pmatrix} a_{11}+s & a_{12} & cdots & a_{1n} \ a_{21} & a_{22}+s^2 & cdots & a_{2n} \ vdots & vdots & & vdots \ a_{n1} & a_{n2} & cdots & a_{nn}+s^n end{pmatrix}.]

    解答:问题2017S04解答


    问题2017S05:设$A$为$n$阶方阵,证明:若下列条件之一成立,则矩阵方程$AX+XA=X$只有零解.

    (1) $A$为幂零阵,即存在正整数$m$,使得$A^m=0;$
    (2) $A$中所有元素都为$1;$
    (3) $A$的特征值全为偶数;
    (4) $A$中所有特征值的模长都小于$dfrac 12.$

    解答:问题2017S05解答


     问题2017S06:证明: 实对称阵有完全的特征向量系, 从而可对角化.

    解答:详见实对称阵可对角化的几种证明.


     问题2017S07:设$A,B,AB$都是$n$阶实对称阵, 证明: 若$s$是$AB$的一个特征值, 则存在$A$的特征值$lambda_0$和$B$的特征值$mu_0$, 使得$s=lambda_0mu_0$.

    解答:问题2017S07解答


    问题2017S08:设$n$阶实方阵$A=egin{pmatrix} a_1 & 1 & & & & \ 1 & a_2 & 1 & & & \ & 1 & a_3 & 1 & & \ & & ddots & ddots & ddots & \ & & & 1 & a_{n-1} & 1 \ & & & & 1 & a_n end{pmatrix}$

    (1)求证: $A$有$n$个互不相同的特征值;
    (2)试求实线性空间$C(A)={Bin M_n(mathbb{R})mid AB=BA}$的维数.

    解答:问题2017S08解答


    问题2017S09:在谢老师的博文思考题九的七种解答中已经给出了十分详细的讨论,我这里就偷一个懒了,哈哈.有空再补出我自己的证明.

     


    问题2017S10:设$V$是数域$mathbb{K}$上的$n$维线性空间,$varphi$是$V$上的线性变换,证明:$varphi$的极小多项式在$mathbb{K}$上不可约的充分必要条件是对于任意$varphi$的不变子空间$varphi$,存在$varphi$的不变子空间$W$,使得$V = U oplus W$

    解答:问题2017S10解答


    问题2017S11:设$f(z)$是收敛半径为$+infty$的复幂级数.$A in M_n(mathbb{C})$,$g(lambda) = det(f(lambda)I_n-f(A))$,证明:$g(A)=0$

    解答:问题2017S11解答


    问题2017S12: 设$A$为$n$阶正定对称阵,$B$为$n$阶实方阵,使得$egin{pmatrix}  A & B' \ B & A^{-1} end{pmatrix}$为半正定阵.证明$B$的特征值都落在复平面内的单位圆内.

    解答:问题2017S12解答


    问题2017S13: 设$AB$均为$n$阶半正定实对称阵,满足$mathrm{tr}(AB)=0$.求证$AB=0$

    解答:问题2017S13解答


    问题2017S14:设$a_1,cdots,a_n$是$n$个互异的正实数,试用两种方法证明:$n$阶实对称阵$A=(a_{ij})$是正定阵,其中$displaystyle a_{ij}=frac{1}{a_i+a_j}$

    解答:问题2017S14解答


    问题2017S15:设$A$为$n$阶正定实对称阵,$x = (x_1,cdots,x_n)',f(x) = x'Ax$为对应的实二次型.设去掉的第$i$行和第$i$列后的主子阵为$A_i.$证明:$f(x)$在$x_i=1$的条件下的最小值为$dfrac{|A|}{|A_i|}$

    解答:问题2017S15解答


    问题2017S16:设$A$为$n$阶实对称阵,证明:$A$为正定阵(半正定阵)的充要条件是

    [ c_r=sum_{1leq i_1<i_2<cdots<i_rleq n}Aegin{pmatrix}i_1\,\,i_2\,\,cdots\,\,i_r \i_1\,\,i_2\,\,cdots\,\,i_r end{pmatrix}>0\,\,(geq 0),\,\,\,\,r=1,2,cdots,n. ]

    解答:问题2017S16解答


    问题2017S17:设 $A$为 $n$阶正定实对称阵,$alpha,eta$是$n$维实列向量,证明:$(alpha'eta)^2leq(alpha'Aalpha)(eta'A^{-1}eta)$, 等号成立当且仅当$Aalpha$与$eta$成比例.

    解答:问题2017S17解答


    问题2017S18: 设$A$为$n$阶复矩阵, $lambda_1leqcdotsleqlambda_n$是 $-dfrac{mathrm{i}}{2}(A-overline{A}')$的全体特征值, 证明:对$A$的任一特征值 $lambda$,有$lambda_1leqmathrm{Im\,}lambdaleqlambda_n$.

    解答:问题2017S18解答


    转眼间一学期就结束了,高等代数的学习告一段落。思考题还是陪伴我度过了这学期的美好时光。接下来,就要向着后续课程前进了。

    But the soil must be cultivated, and the season favourable, for the friuts to have all its spirit and flavor.

    最后留下LaTeX源码:

    思考题LaTeX源码


    f1
    (λ)f2(λ)

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/focuslucas/p/6569189.html
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