学好线代的最关键要点在于“见一反三”,即面对同一个数学事实,都要能够从线性方程组、向量和矩阵三个角度来表述和理解它,以便于根据解决问题的需要选择合适的切入点。现将一些个人觉得比较锻炼思维的习题汇总如下,相信通过对这些题目涉及的命题及其推理过程进行深入思考,会有助于更进一步把握好线代的知识体系。
1、任何一个向量α=(a1,a2,。。。,an)都能由单位向量ε1=(1,0,。。。,0)、ε2=(0,1,。。。,0)、……、εn=(0,0,。。。,1)线性表出,且表示方式唯一。
2、向量组α1,α2,…,αn中任一个向量αi可以由这个向量组线性表出。
3、判断下列说法正确性:(1)“向量组α1,α2,…,αn,如果有全为零的数k1,k2,。。。,kn使得k1*α1+k2*α2+…+kn*αn=0,则α1,α2,…,αn线性无关。”(2)“如果有一组不全为零的数k1,k2,。。。,kn,使得k1*α1+k2*α2+…+kn*αn≠0,则α1,α2,…,αn线性无关。”(3)“若向量组α1,α2,…,αn(n≥2)线性相关,则其中每一个向量都可以由其余向量线性表出。”
4、三维空间中的任意4个向量必线性相关。
5、n+1个n维向量必线性相关。
6、如果向量组α1,α2,α3线性无关,则向量组2α1+α2,α2+5α3,4α3+3α1也线性无关。
7、如果向量组α1,α2,α3,α4线性无关,判断向量组α1+α2,α2+α3,α3+α4,α4+α1是否线性无关。
8、如果向量β可以由向量组α1,α2,…,αn线性表出,则表出方式唯一的充分必要条件是α1,α2,…,αn线性无关。
9、设向量组α1,α2,…,αn线性无关,β=k1*α1+k2*α2+…+kn*αn。如果对于某个ki≠0,则用β替换αi后得到的向量组α1,…,α(i-1),β,α(i+1),…,αn也线性无关。
10、由非零向量组成的向量组α1,α2,…,αn(n≥2)线性无关的充分必要条件是每一个αi(1〈i≤n)都不能用它前面的向量线性表出。
11、设α1,α2,…,αn线性无关,且(β1,β2,…,βn)=A(α1,α2,…,αn),则β1,β2,…,βn线性无关的充分必要条件是A的行列式为零。
12、秩为r的向量组中任意r个线性无关的向量都构成它的一个极大线性无关组。
13、任一n维向量组若是线性无关的,那么其所含向量数目不会超过n。
14、如果n维向量构成的向量组α1,α2,…,αn线性无关,那么任一n维向量β可由α1,α2,…,αn线性表出。
15、如果任意的n维向量都可以由α1,α2,…,αn线性表出,那么α1,α2,…,αn线性无关。
16、如果秩为r的向量组可以由它的r个向量线性表出,则这r个向量构成的向量组就是它的一个极大线性无关组。
17、n个方程的n元线性方程组x1*α1+x2*α2+…+xn*αn=β对任何β都有解的充分必要条件是它的系数行列式为零。
18、如果向量组α1,α2,…,αn和向量组α1,α2,…,αn,β有相同的秩,则β可以由α1,α2,…,αn线性表出。
19、r(α1,α2,…,αn,β1,β2,…,βm)≤r(α1,α2,…,αn)+r(β1,β2,…,βm)。
20、矩阵的任意一个子矩阵的秩不会超过原矩阵的秩。
21、如果m*n的矩阵A的秩为r,那它的任何s行组成的子矩阵A1的秩不会小于r+s-m。
22、如果一个n*n矩阵至少有n^2-n+1个元素为0,则这个矩阵不是满秩矩阵。
23、如果一个n*n矩阵至少有n^2-n+1个元素为0,那么这个矩阵的秩最多是多少?
24、设η1,η2,…,ηt是齐次线性方程组的一个基础解系,则与η1,η2,…,ηt等价的线性无关的向量组也是方程组的一个基础解系。
25、设n元齐次线性方程组的系数矩阵的秩是r(r〈n),则方程组的任意n-r个线性无关的解向量都是它的一个基础解系。
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