









Preview text:
BÀI TẬP -
ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH
BỘ MÔN TOÁN – ĐẠI HỌC PHENIKAA
Biên soạn: Phan Quang Sáng
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA
CHƯƠNG 1: MA TRẬN - ĐỊNH THỨC – HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH Bài 1. Tìm các s
ố m, n, k biết : 1) A .B C 2) A .B C m x 3 n x 4 2 x k 2 m x n k x 5
ĐS: 1) m 2,n 3, k 4 2) m 2,n 5, k 2 6 9 1 2
Bài 2. Cho 2 ma trận A và B . Tính : 2
A , AB và BA . 4 6 1 0 0 0 3 12 2 3 ĐS: 2 A , , 0 0 2 8 6 9 1 1 1 4 3 2 7
Bài 3. Cho các ma trận: A , B 2 3 , C . 2 5 0 3 1 4 6 Tính 3 t A
B , AB , BA , ABC , CB . 1 1 3 4 10 15 21 29 129 118 ĐS: 3 t A B , AB ,BA 8 23 6 , ABC , 1 14 18 12 13 63 71 16 46 12 không tồn tại C . B 2 1 Bài 4 2 1 3 1 1 . Cho các ma trận A , B 0 2 và C . 0 1 2 0 1 1 1
1) Hai ma trận nào có thể nhân được với nhau ? 2) Tính , , n AB ABC C .
ĐS: 1) AB, B , A BC, CA 1 3 1 4 1 n 2) AB , ABC , n C 2 0 2 2 0 1 Bài 5. Th c
ự hiện các phép tính sau: 3 4 1 3 1 2 1 3 1) 3 ; 2) 2 2 0 . 1 2 0 1 0 1 1 1 27 9 14 ĐS: 1) ; 2) 18 28 0 . 10 0 9 1 1 2 1 3 4
Bài 6. Cho 2 ma trận A và B 0 5 0 2 3 3 1
a) Tìm ma trận X sao cho 2 t A X B .
b) Tìm ma trận Y sao cho t Y BA 0 .
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA 1 0 3 1 3 2 ĐS: a) X b) Y 1 10 7 4 8 5 2 15 9 1 1 1 2 2 1 2 1
Bài 7. Cho hai ma trận A ; B 2 3 4 2 2 3 1 5
Hãy thực hiện phép tính: , t t
AB B A . Kiểm tra lại đẳng thức ( )t t t AB
B A có đúng với các ma trận , A B hay không . 0 10 0 2 ĐS: ; t t AB B A . 2 21 10 21
Bài 8. Cho các ma trận: 3 2 1 3 1 3 1 2 1 5 0 1 0 A , B , C 0 2 0 1 3 1 2 1 3 2 1 2 2 Tìm phần t n ử ằm ở hàng 2, c t ộ 3 c a ủ ma trận 3 t A BC . ĐS: 15 2 1
Bài 9. Cho ma trận A 0 2
1) Tìm ma trận X thỏa mãn 2 A 2A 3X 0 2) Tính 2017 A . 8 2 2017 2016 ĐS 2 2017.2 : 1) 3 X ; 2) 2017 A 8 2017 0 2 0 3
Bài 10. Tính các định thức sau: 1 2 2 2 4 0 0 1 1 2 1 2 1 2 2 3 1 0 2 a) 2 0 2 b) c) 2 2 1 2 0 1 2 2 1 2 5 2 2 2 1 1 2 1 0 1 2 1 1 1 1 3 1 3 6 0 1 1 2 d) 1 1 2 e) 1 1 2 f) 2 1 1 1 2 5 4 8 5 4 1 1 2 0 ĐS: a) 24 b) 7 c) 37 d)35 e - ) 56 f - ) 24 Bài 11. nh t Tính các đị hức sau:
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA 1 0 3 1 4 0 0 1 x 1 1 0 1 1 1 a 1 0 2 6 0 3 1 0 2 1) 1 x 1 ; 2) 1 0 x ; 3) 2 1 a ; 4) ; 5) . 1 0 3 1 0 1 2 2 1 1 x 1 x 0 3 2 1 4 1 5 0 1 2 1 0 ĐS: 1) 2 (x 2)(x 1) 2) 0 3) 2 3a 4a 2 4) 40 5) -45 2 1 m
Bài 12. Cho ma trận A 1 1 1 2 1 3 1) Với m 1 t hãy tính 4 det ,
A det(5A ), det(A ) .
2) m là giá trị nào đó màdet A 3 . Với nh ng gi ữ
á trị m đó hãy tính 1 2
det(A ), det(2 A )
ĐS: 1) det A 2 , det(5 t A ) 250 , 4 det( A ) 16 1 2) 1 2 det A , det(2A ) 72 3 Bài 13. nh t Tính các đị h c ứ sau: 1 m m 2 4 2 m 1 m 2 m a) 5 m 1 b) 1 2 m m 2 4 3 2 1 1 1 ĐS: a) 2 2m 32m 10 2
b) 3 2m 3 m 1 m 2 Bài 14. 5 Cho hai ma trận ,
A B vuông cấp 3 có: det(2 ) A 4, 3 det(B ) 8 , det( A ) B . 2
Tính det A, det B , det( t t A B ) , 4 1 det(5A B ) , 2 det( AB B ) . ĐS: det A 1 / 2; det B 2; det( t t A B ) 1; 4 1 det(5A B ) 125 / 32 ; 2 det( AB B ) 5 .
Bài 15. Cho ma trận A cấp 3 có det 2A 80 .
a) Chứng minh ma trận A khả nghịch. b) Tính 1 det A ,det t A và 6 det A . ĐS: a
) det A 10 0 , nên ma trận A khả nghịch. 1 b) 1 det A , det t A 10, 6 6 det A 10 10
Bài 16. Cho các ma trận: 1 3 2 2 6 5 1 1 2 2 2 3 A 2 1 1 , B 1 4 3 , C 2 1 1 và D 1 4 3 . 3 0 2 3 9 7 3 0 2 3 3 3
1) Hãy tính các tích AB và BA . T ừ t
đó hãy cho biế ma trận A có khả nghịch không? chỉ ra
ma trận nghịch đảo (nếu có) c a ủ ma trận A .
2) Ma trận C có phải ma trận nghịch đảo của ma trận B hay không? Vì sao?
3) Tìm ma trận X (nếu có) th a ỏ mãn: XA B.
4) Hãy tính tích CD. T ừ t
đó hãy cho biế ma trận D có khả nghịch không? chỉ ra ma trận
nghịch đảo (nếu có) của ma trận D .
ĐS: 1) AB BA I , 1 A B 2) không 3) 2 X B ... 4) CD 3I 3 3
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA
Bài 17. Tìm ma trận nghịch đảo (nếu có) c a
ủ các ma trận sau: 5 0 1 1 1 3 2 5 a) A b)B 1 3 2 c) C 1 4 2 3 3 2 1 0 1 3 1 2 1 1 1 5 3 3 2 10 14 ĐS: 3 9 4 2 1 a) 1 A b) 1 B 3 c) 1 C 1 2 1 1 2 3 3 6 1 4 5 3 9 7 5 5 3 3 2 1 1
Bài 18. Cho ma trận A 4 3 0 . 1 1 x 1) Tìm x 1
để ma trận A khả nghịch và thỏa mãn det A 2 .
2) Tìm ma trận nghịch đảo c a ủ A khi x 2. 2 1 1 ĐS: 3 1) x ; 2) 1 A 8 / 3 5 / 3 4 / 3 . 4 1/ 3 1/ 3 2 / 3 Bài 19. 2 3 1 1 2 Cho hai ma trận: A và B . 1 1 2 2 3
1) Tìm ma trận nghịch đảo của A .
2) Tìm ma trận X sao cho t XA B .
3) Tìm ma trận Y sao cho AYA B . 3 / 5 1 / 5 1/ 5 3 / 5 ĐS: 1) 1 A ; 2) X 1/ 5 7 / 5 ; 3) Không t n t ồ ại ma trận Y . 1/ 5 2 / 5 1 0 m 1 3 1
Bài 20. Cho ma trậ n A 2 1 2 , 3 5 2
a) Tìm m để ma trận A khả nghịch. b) Với m
3 , tìm ma trận nghịch đảo nếu có c a ủ ma trận A. ĐS: a) det A
8m 21 . A khả nghịch m 21/ 8 8 1 5 3 3 3 2 1 2 b) 1 A 3 3 3 7 1 4 3 3 3
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA m 1 2
Bài 21. Cho ma trận A 1 m 2 1 2 1
a) Tìm m để ma trận A khả nghịch.
b) Khi A khả nghịch, tính 1 det(A ) . 2 det A m 6m 5. ĐS: 1 a) m 1, b) 1 det A det A 0 2 m 6m 5 m 5. 1 2 1
Bài 22(+). Cho ma trận A 0 m 1 1 1 3
1) Tìm m để ma trận A khả nghịch.
2) Giả sử m là nh ng gi ữ
á trị mà ma trận A khả nghịch. Ch ng m ứ inh rằng với nh ng gi ữ á trị m đó thì 2 3
A , A cũng khả nghịch. 3) Với m
1, hãy tìm ma trận nghịch đảo c a ủ A . 4 5 3 ĐS: 1)m 1/ 2 3) 1 A 1 2 1 1 1 1 2 1 3 1 Bài 23(+). 1 4 2 2 Cho ma trận A . 3 2 1 3 1 3 m 2
a) Tìm điều kiện của m để ma trận A khả nghịch.
b) Khi A khả nghịch, hãy tìm phần tử nằm ở hàng 4, c t ộ 3 c a
ủ ma trận nghịch đảo của . A m 5 ĐS: a) m 2 b) m 2 1 m 1 1 1 m Bài 24(+). 1 1 1 1 Cho ma trận A 1 1 1 m 1 1 1 1 1 m
1) Tìm điều kiện của m để A khả nghịch. 1
2) Khi A khả nghịch, gỉả sử ma trận nghịch đảo của A là 1 A c
. Tìm m để c ij 23 4 4 4 1 và 1 det A 16 ĐS: 1) m 0và m 4 2) m 2
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA 1 0 0 2 1 0 0 2 Bài 25. 1 2 2 2 1 1 2 2 Cho hai ma trận A và B . 1 3 3 1 1 1 1 1 3 0 1 2 3 1 1 1 1) Tìm phần t n
ử ằm ở vị trí hàng 3, c t ộ 2 của ma trận 2 A . 2) Tính A B . 3) Ch ng m ứ
inh A khả nghịch. Tìm phần t n
ử ằm ở vị trí hàng 1, cột 3 của ma trận 1 A . 4) Tính det( A B) và 2 det(A B ) A .
ĐS: 1) Phần tử cần tìm là tích của “hàng 3 ma trận A” với “cột 2 ma trận A ”; 2 0 0 0 2 1 0 0 2) A B ; 4) det( A B) 24 ; 2 det( A B ) A 1008 . 2 4 4 0 6 1 2 3
Bài 26. Tìm hạng c a ủ các ma trận sau: 3 4 1 2 0 1 0 1 0 2 7 3 1 6 1 4 7 2 1 3 1 3 1 A 3 5 2 2 4 ; B ; C . 1 10 17 4 3 5 3 5 3 9 4 1 7 2 4 1 3 3 7 9 7 9 7 ĐS: r( ) A 2, r(B) 3, r(C) 2 Bài 27. Tìm hạng c a ủ các ma trận sau : 1 0 2 3 21 0 9 0 1 3 4 2 4 1 5 0 7 1 2 1 A 2 1 1 4 ; B ; C . 1 3 7 0 0 0 6 0 1 2 1 2 5 0 11 0 0 0 0 0 ĐS: r( ) A 2; r(B) 3; r(C) 3 .
Bài 28: Xác định hạng của các ma trận sau tùy theo tham số a : 3 a 1 2 1 1 3 1 4 7 2 1) A 2 1 a 2) B 1 10 17 4 1 a 3 4 1 3 3
ĐS: 1) Với a 0; 5 r( ) A 2; a 0; 5 r( ) A 3. 2) Với a 0 r(B) 2;a 0 r(B) 3.
Bài 29. Tìm m để ma trận sau có hạng bằng 2: 3 1 4 1 m 2 3 1 A 3 1 1 0 3 3 7 2 ĐS : m 0
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA 3 3 3 1 2 2 Bài 30. Cho A 0 1 1 , B 3 2
1 và I là ma trận đơn vị cấp 3. 6 5 8 0 1 1
1) Tìm ma trận X sao cho 2A 3X 5I . 2) Tính 2 A B và . t B A .
Từ đó hãy cho biết ma trận B có khả nghịch không ? nếu có, hãy suy ra ma trận nghịch
đảo của ma trận B . 3) Tìm x sao cho det(B xI )
0 . Tìm ma trận Y th a
ỏ mãn: (B 3I )Y 0 . 11/ 3 2 2 4 3 9 ĐS: 1) X 0 1 2 / 3 ; 2) 2 A B 3 12 4 ; . t B A 3I . 4 10 / 3 7 9 4 6 3 13 t 3) x 3 x ; Y 3z 2 z z , z . 2 1 2 3 4 5 Bài 31. Cho A 0 1 2 1 và B 7 . Tìm các m
a trận X sao cho AX B . 0 0 3 2 6 2z 1 0.5z 4 ĐS: X , z . z 3 1.5z
Bài 32. Giải các phương trình sau: 1 2 3 1 3 0 1 2 3 5 a) X b) X 3 2 4 3 1 3 3 4 5 9 2 1 0 3 4 4 20 15 13 1 1 ĐS: a) X b) X 17 12 11 2 3 48 35 30
Bài 33. Giải các hệ phương trình tuyến tính sau : 2x 2y z t 2 x y 2 z 4t 0 4x 3 y z 2t 3 1) 3x y 2z 8t 0 ; 2)
8x 5 y 3z 4t 6 x 4 y z 7t 0
3x 3y 2z 2t 3 3x 2y 3z 4t 1 x 4 y 3z 1 x y z 2 5x 5 y z 2 3) ; 4) .
6x 5 y 6z 4t 5
7x 2 y 3z 10
7x 5 y 7z 8t 0 2x 3y z 5 ĐS: 1 1 1 1 1) x 3t; y t; z 0; t 2) ; ; ; 2 2 2 2 3) x 4t z 5; y 4t 7; z, t 4) VN.
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA
Bài 34. Tìm m để hệ phương trình sau trở thành hệ n
Cramer? Khi đó hãy tính thành phầ x trong công thức nghiệm: x 2 y z 2 2my 2z 1 x y 3z 3 ĐS: m 1/ 2
Bài 35. Với giá trị nào của m thì các hệ phương trình sau có nghiệm: x 2 y z t 1 x y 10 z 6t 3 a) 3x y 2z t 2 ; b) x 2 y mz t 1 . x 5y 4z mt 5 2x 5y z mt 2 ĐS: a) m 4 b) m 3
Bài 36. Với giá trị nào của m thì các hệ phương trình sau có nghiệm: x 2 y z t 1 x y 10z 6t 3 a) 3x y 2z t 2 b) x 2y mz t 1 x 5 y 4 z mt 5 2x 5y z mt 2
ĐS: a) m 4 b) m 3
Bài 37. Với giá trị nào của m thì hệ m
phương trình sau có nghiệ duy nhất? Có vô s nghi ố ệm? x 3y 2t 0 y 2z t 0 2x z t 0 4x y mz 0 ĐS: det( ) A
11m 5 với A là ma trận hệ s c
ố ủa hệ (Hệ vuông thuần nhất có nghiệm duy
nhất khi và chỉ khi det( ) A
0 , có vô số nghiệm khi và chỉ khi det( ) A 0)
Bài 38. Cho hệ phương trình: x y z 1 2x 3y z 4 2
3x 3y (m 4)z m 2
a) Hệ phương trình có nghiệm duy nhất?
b) Giải hệ phương trình với m 1 . x 1 4z ĐS: a) m
1 b) y 2 3z z
Bài 39. Tìm tất cả các ma trận X (nếu có) thỏa mãn:
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA 1 2 1 2 1 2 1 2 1 1 3 2 1 2 1) X X ; 2) X 1 1 0 3) X 1 3 1 3 1 0 2 5 4 5 6 1 1 2 1 3 2 2 1 2 3 1 3 0 4) 1 2 3 X 1 5) 3 2 4 X 10 2 7 1 1 0 3 2 1 0 10 7 8 x y 3 7 2 ĐS: 1) X , , x y ; 2) X ; y x y 1 1.5 0.5 7 / 4 6 4 5 3 2 3) X ; 4) X 5 / 4 ; 5) X 2 1 2 5 4 7 / 4 3 3 3
BỘ MÔN TOÁN K – HOA KHCB- I
ĐẠ HỌC PHENIKAA