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#5选择题来源:301-2022
下列 4 个条件中,3 阶矩阵 $A$ 可相似对角化的一个充分非必要条件是( )
  • A. A有3个不同特征值
  • B. A有3个无关的特征向量
  • C. A有3个两两无关的特征向量
  • D. A的属于不同特征值的特征向量相互正交
#5选择题来源:303-2021
二次型$f(x_1,x_2,x_3)=(x_1+x_2)^2+(x_2+x_3)^2-(x_3-x_1)^2$的正惯性指数与负惯性指数依次为( )。
  • A. 2,0
  • B. 1,1
  • C. 2,1
  • D. 1,2
#5选择题来源:303-2022
设$A$为$3$阶矩阵,$\Lambda=\begin{pmatrix}1&0&0\\0&-1&0\\0&0&0\end{pmatrix}$,则$A$的特征值为$1$,$-1$,$0$的充分必要条件是( )
  • A. 存在可逆矩阵$P,Q$,使得$A=P\Lambda Q$.
  • B. 存在可逆矩阵$P$,使得$A=P\Lambda P^{-1}$.
  • C. 存在正交矩阵$Q$,使得$A=Q\Lambda Q^{-1}$.
  • D. 存在可逆矩阵$P$,使得$A=P\Lambda P^T$.
#5选择题来源:303-2024
已知$f(x_1,x_2,x_3)=X^TAX$经正交变换化为$y_1^2-2y_2^2+3y_3^2$,则二次型对应的矩阵$A$的行列式和迹分别为
  • A. $-6,-2$.
  • B. $6,-2$.
  • C. $-6,2$.
  • D. $6,2$.
#6选择题来源:301-2023
下列矩阵不能相似于对角矩阵的是()
  • A. $\begin{pmatrix} 1 & 1 & a \\ 0 & 2 & 2 \\ 0 & 0 & 3 \end{pmatrix}$
  • B. $\begin{pmatrix} 1 & 1 & a \\ 1 & 2 & 0 \\ a & 0 & 3 \end{pmatrix}$
  • C. $\begin{pmatrix} 1 & 1 & a \\ 0 & 2 & 0 \\ 0 & 0 & 2 \end{pmatrix}$
  • D. $\begin{pmatrix} 1 & 1 & a \\ 0 & 2 & 2 \\ 0 & 0 & 2 \end{pmatrix}$
#6选择题来源:303-2023
二次型 $f(x_1,x_2,x_3)=(x_1+x_2)^2+(x_1+x_3)^2-4(x_2-x_3)^2$ 的规范形为
  • A. $y_1^2 + y_2^2$.
  • B. $y_1^2 - y_2^2$.
  • C. $y_1^2 + y_2^2 - 4y_3^2$.
  • D. $y_1^2 + y_2^2 - y_3^2$.
#6选择题来源:303-2025
设$A$为3阶矩阵,则“$A^3 - A^2$可对角化”是“$A$可对角化”的
  • A. 充分但不必要条件.
  • B. 必要但不充分条件.
  • C. 充分必要条件.
  • D. 既不充分也不必要条件.
#7选择题来源:301-2024
设 $A$ 是秩为2的3阶矩阵, $\alpha$ 是满足 $A\alpha = 0$ 的非零向量, 若对满足 $\beta^T\alpha = 0$ 的3维列向量 $\beta$, 均有 $A\beta = \beta$, 则()
  • A. $A^3$ 的迹为2
  • B. $A^3$ 的迹为5
  • C. $A^2$ 的迹为8
  • D. $A^2$ 的迹为9
#7选择题来源:301-2026
设二次型 $f(x_1,x_2,x_3) = a(x_1^2 + x_2^2 + x_3^2) + 4x_1x_2 + 4x_1x_3 + 4x_2x_3$。若方程 $f(x_1,x_2,x_3) = -1$ 表示的曲面为圆柱面,则 ( )
  • A. $a=-4$, 且 $f(x_1,x_2,x_3)$ 的规范型为 $-y_1^2 - y_2^2 - y_3^2$
  • B. $a=-4$, 且 $f(x_1,x_2,x_3)$ 在正交变换下的标准型为 $-6y_1^2 -6y_2^2$
  • C. $a=2$, 且 $f(x_1,x_2,x_3)$ 的规范型为 $-y_1^2 - y_2^2 - y_3^2$
  • D. $a=2$, 且 $f(x_1,x_2,x_3)$ 在正交变换下的标准型为 $-6y_1^2 -6y_2^2$
#7选择题来源:303-2026
设3阶矩阵$A$,$B$,满足$AB+BA=A^{2}+B^{2}$,则$A \neq B$。下列结论错误的是( )
  • A. $(A-B)^{3}=0$
  • B. $A-B$只有零特征值
  • C. $A$,$B$不能都是对称矩阵
  • D. $A-B$只有一个线性无关的特征向量
#8选择题来源:302-2021
二次型 $f(x_1,x_2,x_3)=(x_1+x_2)^2+(x_2+x_3)^2-(x_3-x_1)^2$ 的正惯性指数与负惯性指数依次为( ).
  • A. 2,0
  • B. 1,1
  • C. 2,1
  • D. 1,2
#8选择题来源:302-2022
设 $A$ 为 $3$ 阶矩阵, $\Lambda=\begin{pmatrix}1&0&0\\0&-1&0\\0&0&0\end{pmatrix}$, 则 $A$ 的特征值为 $1,-1,0$ 的充分必要条件是( )
  • A. 存在可逆矩阵 $P,Q$, 使得 $A=P\Lambda Q.$
  • B. 存在可逆矩阵 $P$, 使得 $A=P\Lambda P^{-1}.$
  • C. 存在正交矩阵 $Q$, 使得 $A=Q\Lambda Q^{-1}.$
  • D. 存在可逆矩阵 $P$, 使得 $A=P\Lambda P^{T}.$
#8选择题来源:302-2025
设矩阵 $\begin{pmatrix}1&2&0\\2&a&0\\0&0&b\end{pmatrix}$ 有一个正特征值和两个负特征值,则 $(\ )$
  • A. $a>4,\ b>0$
  • B. $a<4,\ b>0$
  • C. $a>4,\ b<0$
  • D. $a<4,\ b<0$
#9选择题来源:302-2023
二次型 $f(x_1,x_2,x_3)=(x_1+x_2)^{2}+(x_1+x_3)^{2}-4(x_2-x_3)^{2}$ 的规范形为( )
  • A. $y_{1}^{2}+y_{2}^{2}$
  • B. $y_{1}^{2}-y_{2}^{2}$
  • C. $y_{1}^{2}+y_{2}^{2}-4y_{3}^{2}$
  • D. $y_{1}^{2}+y_{2}^{2}-y_{3}^{2}$
#10选择题来源:302-2024
设 $A,B$ 均为 $2$ 阶矩阵, 且 $AB=BA$, 则“$A$ 有两个不相等的特征值”是“$B$ 可对角化”的( )
  • A. 充要条件
  • B. 充分非必要条件
  • C. 必要非充分条件
  • D. 既非充分又非必要条件
#10选择题来源:302-2026
设 3 阶矩阵 $A$,$B$,满足 $AB + BA = A^2 + B^2$,且 $A \neq B$。下列结论错误的是 ( )
  • A. $(A - B)^3 = 0$
  • B. $A - B$ 只有零特征值
  • C. $A$,$B$ 不能都是对称矩阵
  • D. $A - B$ 只有一个线性无关的特征向量
#15填空题来源:301-2021
设 $A=a_{(ij)}$ 为3阶矩阵,$A_{ij}$ 为代数余子式,若A的每行元素之和均为2,且 $|A|=3$,则 $A_{11}+A_{21}+A_{31}=$ $\underline{\qquad}$。
#15填空题来源:301-2024
设实矩阵 $A = \begin{pmatrix}a+1 & a \\a & a\end{pmatrix}$, 若对任意实向量 $\alpha = \begin{pmatrix}x_1\\x_2\end{pmatrix}$, $\beta = \begin{pmatrix}y_1\\y_2\end{pmatrix}$, $(\alpha^T A \beta)^2 \leq \alpha^T A \alpha \cdot \beta^T A \beta$ 都成立, 则 $a$ 的取值范围是$\underline{\qquad}$
#15填空题来源:301-2026
设矩阵$$A=\begin{pmatrix}1&0&0\\2&a&2\\0&2&a\end{pmatrix}, \quad B=\begin{pmatrix}a&-1&-1\\-1&2&1\\-1&-1&a\end{pmatrix},$$记$m(X)$为3阶矩阵$X$的实特征值中的最大值。若$m(A) < m(B)$, 则$a$的取值范围为$\underline{\qquad}.$
#15填空题来源:303-2026
设矩阵$A = \begin{pmatrix}1 & b & -1 \\ a+2 & 3 & -3a\end{pmatrix}$,若二次型$x^T(AA^T)x$的规范形为$y_1^2$,则$a+b=\underline{\qquad}$
#16填空题来源:302-2026
设矩阵$A = \begin{pmatrix} 1 & b & -1 \\ a+2 & 3 & -3a \end{pmatrix}$,若二次型$x^{T}(AA^{T})x$的规范形为$y_{1}^{2}$,则$a+b = \underline{\qquad}$
#21解答题来源:301-2021
已知 $A=\begin{pmatrix}a&1&-1\\1&a&-1\\-1&-1&a\end{pmatrix}$。(I)求正交矩阵 $P$,使得 $P^TAP$ 为对角矩阵;(II)求正定矩阵 $C$,使得 $C^2=(a+3)E-A$。
#21解答题来源:301-2023
已知二次型 $f(x_1,x_2,x_3) = x_1^2 + 2x_2^2 + 2x_3^2 + 2x_1x_2 - 2x_1x_3$,$g(y_1,y_2,y_3) = y_1^2 + y_2^2 + y_3^2 + 2y_2y_3$ (1) 求可逆变换 $x = Py$ 将 $f(x_1,x_2,x_3)$ 化成 $g(y_1,y_2,y_3)$ (2) 是否存在正交变换 $x = Qy$ 将 $f(x_1,x_2,x_3)$ 化成 $g(y_1,y_2,y_3)$
#21解答题来源:301-2024
已知数列 $\{x_n\}$, $\{y_n\}$, $\{z_n\}$ 满足 $x_0 = -1$, $y_0 = 0$, $z_0 = 2$, 且 $\begin{cases}x_n = -2x_{n-1} + 2z_{n-1}\\y_n = -2y_{n-1} - 2z_{n-1}\\z_n = -6x_{n-1} - 3y_{n-1} + 3z_{n-1}\end{cases}$ 记 $\alpha_n = \begin{pmatrix}x_n\\y_n\\z_n\end{pmatrix}$, 写出满足 $\alpha_n = A\alpha_{n-1}$ 的矩阵 $A$, 并求 $A^n$ 及 $x_n$, $y_n$, $z_n$。
#21解答题来源:301-2025
设矩阵 $\boldsymbol{A} = \begin{pmatrix} 0 & -1 & 2 \\ -1 & 0 & 2 \\ -1 & -1 & a \end{pmatrix}$, 已知1是 $\boldsymbol{A}$ 的特征多项式的重根。(1) 求 $a$ 的值;(2) 求所有满足 $\boldsymbol{A}\boldsymbol{\alpha} = \boldsymbol{\alpha} + \boldsymbol{\beta}$, $\boldsymbol{A}^2\boldsymbol{\alpha} = \boldsymbol{\alpha} + 2\boldsymbol{\beta}$ 的非零列向量 $\boldsymbol{\alpha}, \boldsymbol{\beta}$。
#21解答题来源:301-2022
已知二次型$f(x_{1},x_{2},x_{3})=\sum_{i=1}^{3}\sum_{j=1}^{3}ijx_{i}x_{j}$ (I)写出$f(x_{1},x_{2},x_{3})$对应的矩阵; (II)求正交变换$x=Qy$将$f(x_{1},x_{2},x_{3})$化为标准形; (III)求$f(x_{1},x_{2},x_{3})=0$的解。
#21解答题来源:303-2021
设矩阵$\boldsymbol{A} = \begin{pmatrix} 2 & 1 & 0 \\ 1 & 2 & 0 \\ 1 & a & b \end{pmatrix}$仅有两个不同的特征值,若$\boldsymbol{A}$相似于对角矩阵,求$a,b$的值,并求可逆矩阵$\boldsymbol{P}$,使$\boldsymbol{P}^{-1}\boldsymbol{A}\boldsymbol{P}$为对角矩阵.
#21解答题来源:303-2022
已知二次型$f(x_1,x_2,x_3) = 3x_1^2 + 4x_2^2 + 3x_3^2 + 2x_1x_3$. ( I ) 求正交变换$x = Qy$将$f(x_1,x_2,x_3)$化为标准形; ( II ) 证明: $\min\limits_{x \neq 0} \dfrac{f(x)}{x^{\mathrm{T}}x} = 2$.