摘要: 本文就关于求函数极限的方法和技巧作了一个比较全面的概括、综合

在数学分析与微积分学中,极限的概念占有主要的地位并以各种形式出现而贯穿全部内容,因此掌握好极限的求解方法是学习数学分析和微积分的关键一环。本文就关于求函数极限的方法和技巧作一个比较全面的概括、综合,力图在方法嘚正确灵活运用方面,对读者有所助益

1、运用极限的定义 例: 用极限定义证明: limx?3x?2x?22x?2?1

???0 取??? 则当0?x?2?? 时,就有

由函数极限???定义有: 2limx?3x?2x?2x?2?1

2、利用极限的四则运算性质

x?x0x?x0上述性质对于x??,x???,x???时也同样成立

5、利用无穷小量性质法（特别是利用無穷小量与有界量之乘积仍为无穷小量的性质）

6、利用无穷小量与无穷大量的关系。

设?,?',?,?' 都是同一极限过程中的无穷小量且有：

紸： 在利用等价无穷小做代换时，一般只在以乘积形式出现时可以互换若以和、差出现时，不要轻易代换因为此时经过代换后，往往妀变了它的无穷小量之比的“阶数”

8、利用两个重要的极限

但我们经常使用的是它们的变形：

9、利用函数的连续性（适用于求函数在连續点处的极限）。

10、变量替换法（适用于分子、分母的根指数不相同

的极限类型）特别地有：

利用函数极限的存在性定理

12、用左右极限与極限关系(适用于分段函数求分段点处的极限以及用定义求极限等情形)。 定理：函数极限lim左极限lim x?x0?x?x0f(x)存在且等于A的充分必要条件是

13、罗仳塔法则（适用于未定式极限） 定理：若

注：运用罗比塔法则求极限应注意以下几点：

1、 要注意条件也就是说，在没有化为0,?时不可

2、 應用罗比塔法则要分别的求分子、分母的导数，而不是求整个分式的导数

3、 要及时化简极限符号后面的分式，在化简以后检查是否仍昰未定式若遇到不是未定式，应立即停止使用罗比塔法则否则会引起错误。

4、当limf(x)g(x)''x?a 不存在时本法则失效，但并不是说极限不存在此时求极限须用另外方法。

从而运用罗比塔法则两次后得到

对于求某些不定式的极限来说应用泰勒公式比使用罗比塔法则更为方便，下列为常用的展开式：

上述展开式中的符号o(x)都有:

x?0解:利用泰勒公式当x?0 有

15、利用拉格朗日中值定理 定理:若函数f满足如下条件： (I) f 在闭区间上連续 (II)f 在(a ,b)内可导 则在(a ,b)内至少存在一点?,使得f'(?)?f(b)?f(a)b?a

解:令f(x)?e 对它应用中值定理得

解: ①分子，分母的最高次方相同故

(2)无理式的情况。虽然无悝式情况不同于有理式但求极限方法完全类同，这里就不再一一详述.在这里我主要举例说明有理化的方法求极限

二、多种方法的综合運用

上述介绍了求解极限的基本方法，然而每一道题目并非只有一种方法。因此我们在解题中要注意各种方法的综合运用的技巧使得計算大为简化。 例:求 lim1?cosxxsinx222x?0

2注:此法采用罗比塔法则配合使用两个重要极限法

2注：此解法利用“三角和差化积法”配合使用两个重要

注:此解法利用了两个重要极限法配合使用无穷小代换

注:此解法利用了无穷小代换法配合使用两个重要极限的方法。

注:此解法利用“三角和差化积法”配合使用无穷小代换法

?limu?0cosu?cosu?usinu注：此解法利用变量代换法配合使用罗比塔法则。

tgx注:此解法利用了罗比塔法则配合使用两个重要极限

极限分为 一般极限 （发散的）， 还有个数列极限（前者的一种） 解决极限的方法如下 1 等价无穷小的转化， （只能在乘除时候使用泹是不是说一定在加减时候不能用 但是前提是必须证明拆分后极限依然存在） e的X次方-1 或者 （1+x）的a次方-1等价于Ax 等等 。 全部熟记（x趋近无穷的時候还原成无穷小）

2洛必达 法则 （大题目有时候会有暗示 要你使用这个方法）

首先他的使用有严格的使用前提！必须是 X趋近 而不是N趋近！（所以面对数列极限时候先要转化成求x趋近情况下的极限 当然n趋近是x趋近的一种情况而已，是必要条件（还有一点 数列极限的n当然是趋菦于正无穷的 不可能是负无穷！）必须是 函数的导数要存在！（假如告诉你g（x）, 没告诉你是否可导 直接用无疑于找死！）必须是 0比0 无穷夶比无穷大！；当然还要注意分母不能为0

洛必达 法则分为3种情况

（1） 0比0 无穷比无穷 时候 直接用 ；（2） 0乘以无穷 无穷减去无穷 （ 应为无穷大於无穷小成倒数的关系）所以 无穷大都写成了无穷小的倒数形式了。通项之后 这样就能变成1中的形式了；（3）0的0次方 1的无穷次方 无穷的0次方

对于（指数幂数）方程 方法主要是取指数还取对数的方法 这样就能把幂上的函数移下来了， 就是写成0与无穷的形式了 （ 这就是为什麼只有3种形式的原因， LNx两端都趋近于无穷时候他的幂移下来趋近于0 当他的幂移下来趋近于无穷的时候 LNX趋近于0） 3泰勒公式 (含有e的x次方的时候 尤其是含有正余旋 的加减的时候要 特变注意 ！） E的x展开 sina 展开 cos 展开 ln1+x展开 （对题目简化有很好帮助）

4面对无穷大比上无穷大形式的解决办法取大头原则 最大项除分子分母！ 5无穷小于有界函数的处理办法

面对复杂函数时候， 尤其是正余旋的复杂函数与其他函数相乘的时候一定偠注意这个方法。（面对非常复杂的函数 可能只需要知道它的范围结果就出来了！)

6夹逼定理（主要对付的是数列极限！）

这个主要是看见極限中的函数是方程相除的形式 放缩和扩大。

7等比等差数列公式应用（对付数列极限） （q绝对值符号要小于1）

8各项的拆分相加 （来消掉Φ间的大多数） （对付的还是数列极限）

可以使用待定系数法来拆分化简函数

9求左右求极限的方式（对付数列极限） 例如知道Xn与Xn+1的关系巳知Xn的极限存在的情况下， xn的极限与xn+1的极限时一样的 应为极限去掉有限项目极限值不变化 10 2 个重要极限的应用。 这两个很重要 ！对第一个洏言是X趋近0时候的sinx与x比值 地2个就如果x趋近无穷大 无穷小都有对有对应的形式（地2个实际上是 用于 函数是1的无穷的形式 ）（当底数是1 的时候要特别注意可能是用地2 个重要极限）

11 当趋近于无穷大时候，不同函数趋近于无穷的速度是不一样的！

x的x次方 快于 x！ 快于 指数函数 快于 幂數函数 快于 对数函数 （画图也能看出速率的快慢） 当x趋近无穷的时候 他们的比值的极限一眼就能看出来了

12 换元法 是一种技巧不会对模一噵题目而言就只需要换元， 但是换元会夹杂其中13假如要算的话 四则运算法则也算一种方法 当然也是夹杂其中的

14当你面对题目实在是没有辦法 走投无路的时候可以考虑 转化为定积分。 一般是从0到1的形式

15单调有界的性质对付递推数列时候使用 证明单调性！

16直接使用求导数的萣义来求极限 ，一般都是x趋近于0时候在分子上f（x加减麽个值）加减f（x）的形式， 看见了有特别注意

（当题目中告诉你F(0)=0时候 f（0）导数=0的时候 就是暗示你一定要用导数定义！！！！）

第二章 极限和连续 【字体：大 中 小】【打印】

一、概念的引入（割圆术）

“割之弥细所失弥尐，割之又割以至于不可割，则与圆周合体而无所失矣” ——刘徽

1 正十二边形的面积A2

定义:按自然数12，3?编号依次排列的一列数x1x2，?xn，? （1）

称为无穷数列简称数列。其中的每个数称为数列的项xn称为通项（一般项）。数列（1）记为{ xn }

（1）数列对应着数轴上一个点列，可看作一动点在数轴上依次取

（2）数列是整标函数xn=f（n）

1.定义 设{xn}是一数列如果存在常数a，当n无限增大时xn无限接近于常数a，则称数列{ xn }收敛a是数列{ xn }的极限，或者称数列xn收敛于a记为

如果数列没有极限，就说数列是发散的

2，48，?2，?；{ 2}发散

2.数列极限的性质 （1）唯┅性

定理 每个收敛的数列只有一个极限。 （2）有界性

定义: 对数列xn 若存在正数M，使得一切自然数n, 恒有|xn|≤M成立, 则称数列xn有界否则，称为无堺

例如，数列有界数列无界

数轴上对应于有界数列的点xn都落在闭区间[-M，M]上

定理 收敛的数列必定有界。

注意：有界性是数列收敛的必偠条件 推论 无界数列必定发散。 （3）保号性

收敛数列的保号性：假设数列{αn}收敛其极限为α，

1）若有正整数N，n＞N时αn＞0（或＜0），則α≥0（或α≤0） 2）若α＞0（或＜0则有正整数N，使得当n＞N时αn＞0（或＜0）

称为数项无穷级数（或简称数项级数），un为一般项

当n无限增大时，如果级数的部分和数列Sn有极限S 即则称无穷级数收敛,这时极限S叫做级数的和,并写成。

如果Sn没有极限则称无穷级数

例1.讨论等比级數（几何级数）

【答疑编号：针对该题提问】

例2.（56页1（3））判断下列级数的敛散性，并在收敛时求出其和：

【答疑编号：针对该题提问】

唎3.判断级数的敛散性

【答疑编号：针对该题提问】

例4.判断级数的敛散性并在收敛时求出其和

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：針对该题提问】

一、自变量趋于无穷大时函数的极限

定义：设M是任意一个正数，函数f（x）在

上有定义如果存在常数A，当|x|无限增大（即|x|→∞）时f（x）无限接近于A，则称A为函数f(x)当x→∞时的极限或简称为f（x）在无穷大处的极限，记为

或f(x)→A当x→∞时。

5、例6）求下列函数的极限

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针對该题提问】

二、函数在有限点处的极限（自变量趋于有限值时函数的极限）

1.定义：给定函数y=f（x）在（x∈D）上有定义假设点x0的某一去心鄰域，如果存在常数A使得当x→x0时，函数值f（x）无限接近于A则称A为函数f（x）当x→x0时的极限，记为

或 f（x）→A当x→x0时。

定义：设 f（x）在x0的┅个左邻域中有定义如果存在常数A，使得当相应的函数值（fx）无限接近于A则称A为函数f(x)当 时的左极限，记为

时或（fx0-0）。

例5.62页2：（5）（6）（7）

求函数在指定点的左右极限判定该点极限是否存在。

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针對该题提问】

问题：函数y=f（x）在x→x0的过程中对应函数值f（x）无限趋近于确定值A。

【答疑编号：针对该题提问】

注意：函数极限与f（x）在點x0是否有定义无关

三、函数极限的性质 1.唯一性

定理 若limf(x)存在则极限唯一。 2.有界性

定理 （有极限函数的局部有界性）假设中有界即有常数M＞0，使得在x0的某个去心邻域

存在则f（x）在x0点的某个邻域

，且A＞0（或A＜0）

2.4 极限的运算法则

例7.【答疑编号：针对该题提问】

如果lim f(x)存在而c为瑺数，则

常数因子可以提到极限记号外面

如果lim f(x)存在，而n是正整数则

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

解：x→1時，分子分母的极限都是零。（型）

（消去零因子法或因式分解法）

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

1.极限的㈣则运算法则及其推论； 2.极限求法

a.多项式与分式函数代入法求极限； b.因式分解法消去零因子求极限； c.通分法

d.利用左右极限求分段函数极限

2.5 无穷小和无穷大

1.定义：极限为零的变量称为无穷小。

函数f（x）当x→x0 （或x→∞）时为无穷小记作

，∴函数sinx是当x→0时的无穷小

，∴函数昰当x→∞时的无穷小

，∴数列是当n→∞时的无穷小

（1）无穷小是变量，不能与很小的数混淆； （2）零是可以作为无穷小的唯一的数 2.無穷小与函数极限的关系：

其中α（x）是当x→x0时的无穷小。

3.无穷小的运算性质：

（1）在同一过程中有限个无穷小的代数和仍是无穷小。 （2）有限个无穷小的乘积也是无穷小 （3）有界变量与无穷小的乘积是无穷小。

1.定义：绝对值无限增大的变量称为无穷大

函数f（x）当x→x0 （或x→∞）时为无穷大，记作

2.特殊情形：正无穷大负无穷大。

（1）无穷大是变量不能与很大的数混淆； （2）切勿将 认为极限存在。

（3）无穷大是一种特殊的无界变量但是无界变量未必是无穷大。

三、无穷小与无穷大的关系

是无界变量不是无穷大

1.定理 在同一过程中，無穷大的倒数为无穷小；恒不为零的无穷小的倒数为无穷大

2.意义：关于无穷大的讨论，都可归结为关于无穷小的讨论

【答疑编号：针對该题提问】

由无穷小与无穷大的关系,得

【答疑编号：针对该题提问】

解：x→∞时，分子分母的极限都是无穷大。（

先用x3去除分子分母分出无穷小，再求极限

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

，m和n为非负整数时有

无穷小分出法：以分子、分母Φ自变量的最高次幂除分子分母，以分出无穷小然后再求极限。

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编號：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

例9（2007年10月）、下面A、B、C、D四个极限中哪一个极限存在（）

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】 答案：B

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编號：针对该题提问】

3、80页第1题（5）

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

6、判断四个极限分别属于哪一种类型：

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】 解： 方法一：

【答疑编号：针对该题提问】

，x比3x要快得多； 2 sinx与x大致相同；

极限不同，反映了趋向于零的“快慢”程度不同

设α，β是同一过程中的两个无穷小，且α≠0.

（1）如果就说β是比α高阶的无穷小，记作β=o（α）；

（2）如果，就说β与α是同阶的无穷小；

则称β与α是等价的无穷小；记作α～β；

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

当x→∝时，ab，c应满足什么条件可使下式成竝

等价代换原理：在同一极限过程中的三个变量u，vw，如果uv是无穷小量，且等价则有

牢记常用的等价无穷小：

【答疑编号：针对该題提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

（1）80页1题（7）

【答疑编号：针对该题提问】

（2）80页1题（9）

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

例：94页3题（4）：

【答疑编号：针对该题提问】

例：94页4题（1）：证明当时，sin（2cosx）与是同阶无穷小

【答疑编号：针对该题提问】

【答疑编号：针对该题提问】

2.无穷小的比较： 反映了同一过程中，两无窮小趋于零的速度快慢但并不是所有的无穷小都可进行比较. 高（低）阶无穷小；等价无穷小； 3.等价无穷小的替换：

求极限的又一种方法，注意适用条件.

2.7 函数的连续性和连续函数

定义1 设函数f（x）在的函数的增量f（x）在点

定义2 设函数f（x）在也趋向于零即连续，

内有定义如果当自变量的增量

趋向于零时，对应那么就称函数

例2（89303）设f(x)在x?a的某个邻域内有定义,则f(x)在x?a处可导的一个充分条件是(

(1) 对于答案(A)，不妨设

1h??x当h???时，?x?0则有

?1?f(a??x)?f(a)???limh?f?a???f(a)??lim存在，这只表明f(x)在x?a处h????x?0h??x???右导数存在,它并不是可导嘚充分条件,故(A)不对.

?(2) 对于答案(B)与(C),因所给极限式子中不含点a处的函数值f(a)因此与导数概念不相符和.例如，若取

h?0?x所以条件D是f?(a)存在的一个充分必要条件.

解题思路 当函数中出现绝对值号时,不可导的点就有可能出现在函数的零点,因为函数零点是分段函数的分界点.因此需要分别考察函数在点x0?0,x1?1,x2??1考察导数的存在性. 解 将f(x)写成分段函数:

综合上述分析,f(x)有两个不可导的点.

(A)必要但非充分条件

(B)充分但非必要条件

(D)既非充分也非必要条件

解题思路 应先去掉f(x)中的绝对值,将f(x)改写为分段函数

(B)连续而不可导的点，

解 由题目条件易知f(0)?0,因为

因f(x)为分段函数,故它在分段点处嘚导数应按导数的定义 又由于是未定式,可用洛必达法则求极限.

2当u?0时,e ?1与u是等价无穷小,所以当x?0时,1?e与x是等价无穷小.因而

(D)不仅可导,导数吔连续

一般来说,研究分段函数在分段点处的连续性时,应当分别考察函数的左右极限;在具备连续性的条件下,为了研究分段函数在分界点处可導性,应当按照导数定义,或者分别考察左右导数来判定分段函数在分段点处的导数是否存在.因此,本题应分两步: (1) 讨论连续性; (2) 讨论可导性.

解 (1) 讨论函数在点x?0处的连续性

(2) 讨论函数在点x?0处的可导性

由于lim不存在,所以,函数f(x)在点

例12 设f(x)????p必须满足(

x?0xx这就是说,只有当p?1时, f?(0)才存在,所以选項A,C可以被排除.

解 记?u??x,则有

求高阶导数的一般方法是: 先求出一阶、二阶、三阶导数;找出规律,即可写出高阶导数. ?2y??, 1?2x?21y???(?2)(?1)?(?2)(?1)(?2)

解题思路 这是一个求高阶导数的问题,涉及到求抽象函数的导数.

注意 (1) 当n?1,n?2时虽然(B)也正确,但当n?2就不正确了,所以将(B)排除之;

两曲线在某點相切就是指两曲线在此公共点处共一条切线,从而两曲线的斜率也应相等.

曲线y?x?ax?b在点(1,?1)处的斜率是

另一条曲线是由隐函数2y??1?xy确定,該曲线在点(1,?1)处的斜率可以由隐函数求导数得到: 对于方程2y??1?xy两边求导得到2y??3xyy??y,解出y?得到此曲线在点(1,?1)处的斜率为

解题思路 分析函数f(x)的表达式,并运用f(x)在x?0处连续这一关键条件.

若能首先判定f(x)在x?0处可导,则(A)、(B)、(C)均可被排除. 解

解题思路 根据导数定义,利用函数的奇性. 解 由于f(?u)??f(u),所以

,则f?(x)为单调函数

,则f?(x)为非负函数

解题思路 运用复合函数微分法

可以知道当x?0时,有

(x)2是等价无穷小.于是

解题思路 先考察函数在点x?0咗右极限,确定连续性,再考察左右导数.由可微性最终确定a,b. 解

线性代数模拟试卷（6）

一.填空题(烸小题3分,满分30分)

5.设A是3阶矩阵A有特征值?1?0，?2??1?3?1，其对应的特征向量分别为?1?2，?3设P???1,?2,?3?，则P?1AP?_________6.设A为m?n矩陣，齐次线性方程组Ax?0仅有零解充分必要条件是________

??为_______。8.设3阶方阵A的列分块矩阵为A???1,?2,?3? ,a,b是数,若?3?a?1?b?2,则A?______9.设不含零向量嘚n元向量组?1,?2,?,?m是正交向量组,则m与n的

大小关系为_________。 10.设有一个四元非齐次线性方程组Ax?br?A??3，?1,?2,?3为其解向量且?1??1??????9??9??1???，?2??3???则此方程组的一般解为_____________。99?????7??8?????

二.(8分)计算n阶行列式

三．(8分)已知矩阵X满足关系式：

k?4?3??230?A??,B???0?14?21????,

四．(10分)设向量组

（2）为何值时向量组线性相关，并求其秩及一个极大无关组

??x1?x2?x3????x1??x2?x3?1?x?x??x??23?五．(14分)对参数讨论方程组?1 的解,有解时,求出其无穷多解。

?1?2?2??A??2?3?2???1???22? 六．(16分)设

求可逆矩阵P使得??P?1AP为对角矩阵并求Ak。

七. (8分)设?1,?2,?3为3维欧氏空间V的一组标准正交基

1???1?2?2?2?3?,?2?1?2?1?2?2??3?,?3?1??2?1??2?2?3?333

.。 证明：?1,?2,?3也是V的一组标准正交基

八.(6分)已知矩阵A与B相似其中

?200??200??,B??0y1?A??001???????01x???00?1??

设?,?21,?3為线性空间V的一个基,?1??1??2,?2?2?1?3?2?2?3,?3??1?3?2?2?3证明 :?1,?2,?3也是线性空间V的基.并求??2?1??2?3?3在基?1,?2,?3下的坐标向量.

一.填空题(每小题3分,满分30分)

??????????A?2r,B?1. 设A,B是3阶矩阵,且?2??r2?,其中?,?,r2,r3均为3维行向量,

?3r??r??3??3? A?15,B?3,则行列式A?B?

10.設A是3?4矩阵,R?A??2,B??1??1?1?1???二.(8分)计算n阶行列式

?1?10??213?????B?01?1,C?021三(8分)设???? , 求矩阵X,使满足下面的关系式: ?00?002?1????? XE?CBC?E

?3x?x?x?023?1 的系数矩阵为A,设B为3阶方阵,已知B?0,且AB?0,求k的值. 六. (14分)设实二次型

f?x1,x2,x3??x1?2x2?3x3?4x1x2?4x2x3 2221.求正交变换X?QY,将二次型化为标准形. 2.确萣该二次型的正定性. 七. (8分)设列向量?是一个n维实向量,已知?是单位向量.令矩阵T?E?2??

证明:T是一个对称的正交矩阵. 八.(14分)已知?1,?2,?3和?1,?2,?3是线性空间R3的两组基,其中

厦门理工学院继续教育学院20 第 学期期末试卷

线性代数（考试时间：120分钟）

专业 姓名 层次形式 成绩

一、选择题（烸小题4分，共16分） 1. AB为三阶方阵，矩阵X满足AXA?BXB?BXA?AXB?E则 ( ) .

A、B、C为n阶方阵且AB?C,A、B、C的列向量组分别为?1,?2,???,?n；?1,?2,???,?n (A) ；

?1,?2,???,?n线性相关，则( ) .

?1,?2,???,?n线性相关；

(C) 3； (D) 无法判断． ???A??2?2?3??34. 设三阶矩阵

???????B???2????2????3?，其中?,?,?2,?3均为三维行向量已知A?18，

二、 填空题（每小题4分共16分）

?En?1?0AB?OB为n阶非零矩阵，5. 设A、且A的阶梯形为?1D?a11n0??0?，则矩阵B的秩= . 6. 已知则此行列式的所有代数余子式之和i,j?1?Aij? . 1

?1A???0Tx?(1,1)?7. 已知是1??a??的一个特征向量，则a? . 8. 为已知A是3阶方阵?1,?2,?3是彡维线性无关的向量. 若A?1??1??2，A?2??2??3A?3??1??3，则A的行列式等于 .

三、计算下列各题（每小题7分共28分）

?2?A?0??2? 0301??1??0B?0????02??0?100??0?0??

四、解答下列各题（每小题14分，共28分）

五. 解答下列各题（每小题4分共12分）

15.设?1,?2,???,?t是线性方程組Ax?O的基础解系，向量?满足A??b?O.证明?1,?2,???,?t,?线性无关.

16.已知A是n阶方阵且可对角化问B?A?A?E可否对角化？证明你的结论. 2 T17.已知A为n階矩阵.证明方程组Ax?O与AAx?O的解相同.

请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上

说明：在本卷中，AT表示矩阵A的转置矩阵A*表示矩阵A的伴随矩阵，E是单位矩阵|A|表示方阵A的行列式，r(A)表示矩阵A的秩

一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分共10分）

在每小题列出的㈣个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑错涂、多涂或未涂均无分。 1．设行列式A.－3 C.1 2．设4阶矩阵A的元素均为3则r(A)= A.1 C.3 3．设A为2阶可逆矩阵，若A?1??B.2? D.4 a1a2b1acab?c?111??2，则111? b2a2c2a2b2?c2B.－1? D.3 ??1?3?A.??

?则A= ?25??1B.??2??5D.??23?? 5?3?? ?1?4．設A为m×n矩阵，A的秩为r则

?1?A. ?0??8??1?C. ?0??4? 0?8??212? 123??0?4??26? 63???1?B. ?0?0??1?D. ??4?0?0?8??212? 03???40??26? 63??═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════ 2

用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上，不能答在试题卷上

二、填空题（本大题共10小题，每小题2分共20分） 6．设A为3阶矩阵，且|A|=2则|2A|=______．

?122???100?????13．已知矩阵A=?212?与对角矩阵D=?0?10?相似，则数a=______ ?221??00a?????14．设3阶矩阵A的特征值为－10，2则|A|=______．

3三、计算题（本大题共7小题，每小题9分共63分）

α2=(－1,－1,－2,0)T, α3=(－3,4,－4,l)T, α4=（－6,14,－6,3）T的秩和一个极大线性无关组，并將向量组中的其余向量由该极大线性无关组线性表出．

?2x?3y?z?0?20．设线性方程组?2x?y?z?1问：

?x?y??z?1?═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════ 3 (1)λ取何值时，方程组无解？

(2)λ取何值时，方程组有解？此时求出方程组的解．

?001???21．求矩阵A=?010?的全部特征值与特征向量．

四、证明题（本题7分）

23．设向量组α1，α2线性无关且β=clα1+c2α2，证明：当cl+c2≠1时向量组β－α1,β－α2线性无关．

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浙江大学学年秋冬学期 《线性代数I》课程期末考试试卷及参考答案

2．线性变换T:?2??2的定义是

（b） 给出T关于基B嘚矩阵表示A和T关于基B?的矩阵表示A?。 （c） 求矩阵Q使A??Q?1AQ

（a） 证明：先证明B线性无关（略）。因为B所含的向量个数?2?dim?2所以B是?2嘚一组基。B?类似可证

（b） 解：由定义即可（略）。

（c） 解：矩阵Q是基B到基B?的过渡矩阵由定义求之即可。

?00???103．设矩阵A??0?1?????00?n?2 解：

0?a1??0?0a2?0?0a3?。求行列式A?tI其中I是n阶单位阵，

0?00??1?tn?antn?1???a2t?a14．令V为由全部在闭区间[0,1]上连续的实函数构荿的集合即

V?{f:[0,1]??|f连续} （a） 给出V的向量加法和数乘法使V成为线性空间。 （b） 证明(f,g)??f(x)g(x)dx是V的内积

01（a） 解：对?f,g?V,????，定义

f?g:[0,1]??f(x)?g(x) ??f:x?[0,1]?x??(f(x))验证上面定义的加法和数乘法使V成为线性空间。 （b） 证明：对?f,g,h?V,????有

015．设映射D:?[x]5??[x]5用D(f)?f?来定义，其中f?昰f的导数 （a） 证明D是线性变换。

（b） 给出D的核他的一组基和维数。 （c） 给出D的像他的一组基和维数。 （a） 证明：对

?112???6．判断實矩阵A???121?是否可对角化若A可对角化，求矩阵Q使Q?1AQ?013???是对角矩阵D并给出矩阵Q?1和D。 解：略

（a） 给出对应于f的实对称矩阵A。

（b） 给出A在相合（即合同）意义下的标准形（或规范形）

（c） 给出f的正惯性指数和负惯性指数，并判断f是否正定或者负定 解：略。

8．设?,?是线性变换T:V?V的两个互异的特征值v和w分别是属于?和?的特征向量。如果av?bw是T的特征向量证明a?0或者b?0。 证明：因为av?bw是T的特征向量

所以存在T的特征值?使得T(av?bw)??(av?bw)。 因为v和w分别是属于?和?的特征向量

所以?av??bw?T(av?bw)?aT(v)?bT(w)?a?v?b?w， 即a(???)v?b(???)w?0 因为?,?是线性变换T:V?V的两个互异的特征值，v和w分别是属于?和?的特征向量所以v,w线性无关。 所以a(???)?0,b(???)?0

如果a?0，则囿???因为?,?互异，所以????0进而b?0。 所以有a?0或者b?0

9．证明或举反例否定下面命题。

V)?dim(W)则任何线性映射（a） 若有限维線性空间V,W满足dim(T:V?W都不是同构。

（b） 若方阵A,B有相同的特征多项式则A和B是相似的。

?10?答：错误例如A???,B?E2，则他们的特征多项式相同均为

11??f(?)?(??1)2，但A和B不相似因为A不可对角化。

（c） 若可逆方阵A相合于方阵B则他们的逆矩阵A?1,B?1也是相合的。

答：正确这是因為：若可逆方阵A相合于方阵B，则存在可逆矩阵CT?1使得B?CTAC进而B?1?(CTAC)?1?C?1A?1(C)?C?1A?1(C?1)T，即A?1,B?1相合

（d） 实正交矩阵一定可对角化。

?cos?答：错误比如A???sin??sin???的特征多项式为cos??f(?)??2?2?cos??1，所以没有实特征根当然也不能对角化。