









Preview text:
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017 2 4 6 7 1 2 1 34
Bài 1. Cho các ma trận: A , B , C 3 5 7 0 4 3 2 6 Hãy th c ự hiện các phép t
ính sau: A B , t t
A 3B , A 2B , t A B , . t A B , . t A B C . 14 14 5 t 62 0 t 6 34 ĐS: t A B 28 16 23 , . A B , . A B C 2 1 0 62 42 34 9 1 3 2 2 6 5
Bài 2. Cho hai ma trận: A 2 1 1 và B 1 4 3 . 3 0 2 3 9 7
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) của ma trận A .
ĐS: AB I , BA I , trong đó I là ma trận đơn vị cấp 3.
2) Tìm ma trận X (nếu có) th a
ỏ mãn: XA B. ĐS: 2 X B ... Bài 3. Th c ự hiện các phép tính : 4 3 1 3 1 1 27 9 2 1 3 1 4 1) 3 ; 2) 2 2 0 ĐS: ; 18 28 0 . 1 2 0 1 0 1 0 1 1 0 9 1 2 1 1
Bài 4. Cho ma trận : A 1 1 1 t . Tính det( ) A , det(5 A ) , 4 det(A ) . 2 1 3
ĐS: det A 2 ; t 3
det(5A ) 5 .2 250 ; 4 4 det(A ) 2 16 .
Bài 5. Tính định th c ứ c a ủ các ma trận sau: 1 0 3 1 4 0 0 1 x 1 1 0 1 1 1 a 1 2 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 12 0 1 2 1 0 ĐS: 1) 2
(x 2)(x 1) ; 2) 0 ; 3) 2
3a 4a 2 ; 4) 0 ; 5) -45 BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 1
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017 Bài 6. 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 1 2 1
Bài 7. Cho ma trận: A 0 m 1 1 1 3
1) Tìm m để ma trận A ả kh nghịch. 2) Với m 1
, hãy tìm ma trận nghịch đảo của A bằng ba cách (cách 1: sử d ng m ụ a trận ph ụ
hợp; cách 2: sử dụng hệ phương trình tuyến tính, cách 3: s d ử ụng bi p) ến đổi sơ cấ . 4 5 3 1 ĐS: 1) m ; 2) 1 A 1 2 1 2 1 1 1 1 2 1
Bài 8. Cho ma trận: A m 1 0 1 1 2
1) Với giá trị nào của m thì hạng của ma trận A bằng 3? Với các giá trị m vừa tìm được thì ma
trận A có khả nghịch không? 2) Với m 1
, hãy tìm ma trận nghịch đảo của A bằng hai cách (cách 1: sử d ng m ụ a trận ph ụ
hợp; cách 2: sử dụng hệ phương trình tuyến tính). 3 ĐS: 1) Hạng c a
ủ mt vuông A bằng cấp c a
ủ mt khi và chỉ khi det( )
A 0 . ĐS: m 5 2 5 1 1 2 .5 0.5 1 2) 1 A 2 3 1 1 1 .5 0.5 2 0 1 1 0 0.5 0.5
Bài 9. Hãy tìm ma trận nghịch đảo (nếu có) của các ma trận sau bằng hai cách (cách 1: S d ử ng ụ
phương pháp biến đổi sơ cấp; cách 2: sử dụng ma trận phụ hợp): 0 2 1 2 3 8 1 2 2 3 5 2 1) A ;
2) B 3 4 2 ; 3) C ; ĐS: 1 1 A ; B 1 1 3 . 2 5 4 6 2 1 1 1 1 1 2 6 BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 2
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017
Bài 10. Giải các hệ phương trình tuyến tính sau
x y 2z t 2
x 2 x 3 x x 5 1 2 3 4
1) 2x y z 3t 3 ; 2) 2 ; 1 x 4 2 x 3 3 x 4 4 x 2
x2 y3z2t 1
5x 10x 13x 6x 20 1 2 3 4 x z 5
x 2 x 12 1 2
y 1 3z x 2 3 ĐS: 1) ; 2) . t 2 2z x 1 4 z x 2 Bài 11.
1) Với giá trị nào của m thì các hệ phương trình sau có nghiệm:
x 2y z t 1
x y 10z 6t 3 a) 3
x y 2z t 2 ; b) x 2y mz t 1 . x
5y 4z mt 5
2 x 5 y z mt 2
HD: Biến đổi ma trận b
ổ sung của hệ pttt về dạng bậc thang.
Hệ pttt có nghiệm khi và chỉ khi ( ) ( bs r A r A )
ĐS: a) m 4 ; b) m 3
2) 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 HD: det( )
A 11m 5 với A là ma trận hệ số c a ủ hệ pttt.
Hệ vuông thuần nhất có nghiệm duy nhất khi và chỉ khi det( ) A 0 .
Hệ vuông thuần nhất có vô s nghi ố ệm khi và chỉ khi det( ) A 0
Bài 12. Tìm tất cả các m
a trận X (nếu có) thỏa mãn: 1 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1) X X ; 2) X 1 1 0 . 1 3 1 3 1 0 2 1 1 2 x y
ĐS: 1) Các ma trận X th a
ỏ mãn pt có dạng: X , , x y ; y x y 3 7 2 2) X 1 1.5 0.5 BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 3
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017
Bài 13. Trong không gian véctơ
cho tập hợp: W ; x ; y z y z 0
a) Véctơ u 1;2;
3 có thuộc W không? Chỉ ra một véctơ (khác véc tơ không) thuộc W .
b) Chứng minh rằng W là một không gian véctơ con của . c) Tìm một cơ sở, s c ố hiều c a ủ không gian W .
d) Chứng minh véctơ u 1;2;5 thuộc W và tìm tọa
độ của u trong cơ sở của W tìm được ở câu h i ỏ trên.
ĐS: a) không; VD: u 1;1; 2 W c) M t ộ cơ sở S
u 3;1;0 ; u 1 ;0;1 ; dimW 2 1 2 d) u . S 2; 5 x t
Bài 14. Trong không gian véctơ
cho tập hợp: V x y z t 2 0 ; ; ; .
y z t 0
a) Véctơ u 1;2;5;4 có thuộc V không?
b) Chứng minh rằng V là một a không gian véc tơ con củ .
c) Tìm một cơ sở và tính s c ố hiều c a ủ không gian V .
ĐS: a) Không; c) Một cơ sở S u 2
;1;1;0 ; u 0;1;0;1 ; dimV 2 . 1 2
Bài 15. Trong không gian véctơ
cho tập hợp: V
;x y; ;zt 0 .
a) Chứng minh V là một không gian véctơ con của .
b) Tìm một cơ sở, số chiều của không gian V .
c) Chứng minh véctơ u 4 ;2; 1 ;1 thu c
ộ V và tìm tọa độ của u u trong cơ sở tìm đượ c ở trên.
ĐS: b) Một cơ sở S u 1;0;0;0 ; u 0; 2
;1;0 ;u 0;0;0;1 ; dimV 3. 1 2 3 c) u S 4; 2 ;1
Bài 16. Các tập hợp sau có là không gian véctơ con c ng không?
ủa các không gian tương ứ a ) V ; x ; y ;
z t | 2x 3z 1 trong . b) V ; x ;
y z | xy 2z 0 trong .
x t c) V x y z t 2 3 0 ; ; ; | trong .
y t z 0
ĐS: a) không; b) không; c) không. x z
Bài 17. Trong không gian véctơ
cho tập hợp: V x y z 2 0 ; ; . x
y z 0
a) Chứng minh rằng V là không gian véctơ con của . BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 4
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017
b) Tìm một cơ sở và tính số chiều của không gian V . 1 1
c) Chứng minh rằng véctơ u 1; ; thu c
ộ V và tìm tọa độ c a
ủ u trong cơ sở tìm được ở trên. 2 2
ĐS: b) Một cơ sở S v 2;1
;1 ; dimV 1; c) u S 2 Bài 18. H
ọ các véc tơ sau độc lập tuyến tính hay phụ thu c ộ tuyến tính:
a) S u 1; 2 ;0;4 ; u 3; 2
;1,1 ; u 2;2;1;3 trong . 1 2 3
b) S u 1; 2 ;0;4 ; u 3; 2
;1,1 ; u 2;0;1; 3 trong . 1 2 3
c) U u 1 ;2;4 ; u 3; 2
;2 ; u 1;0;3 ;u 1;1;1 trong . 1 2 3 4
ĐS: a) ĐLTT b) PTTT c) PTTT. Bài 19.
1) Chứng minh họ vectơ sau là một cơ sở của không gian vectơ : V v 1
;2;4 ; v 3;2;1 ; v 2; 1 ;5 1 2 3
2) Họ vectơ sau đây có phải là một cơ sở của không gian vectơ không? U u 2 ;3;4 ; u 3; 2 ;5 ; u 5;0;23 1 2 3 ĐS: 2) không
Bài 20. Với giá trị nào của m thì h ọ vectơ sau đây c
độ lập tuyến tính? Ph t ụ huộc tuyến tính?
a) V v 2;1;1;m ; v 2;1; 1
,m ; v 10;5; 1 ;5 trong . 1 2 3 m
b) U u 2;1;2m ; u 2;1; 1 ; u 1 ; m 2; 3 trong . 1 2 3 c) V u ;
m 2;1 ; u 1; 2
, m ; u 2;2;3 trong . 1 2 3 1 1 ĐS: a) PTTT khi m ; ĐLTT khim 2 2 1 1 b) PTTT khi m
hoặc m=3; ĐLTT khi m và m 3 2 2 c) PTTT khi m 1
hoặc m=0; ĐLTT khim 1 và m 0 Bài 21. Trong
, véctơ u sau đây có phải là tổ hợp tuyến tính của các véctơ còn lại không? Tại sao?
Với u 1;1;1 ; u 0; 1 ;1 ; u 2 ; 1 ;3 ;u 2; 1 ;5 . 1 2 3
ĐS: Có vì u 2u 3 . 1 u2 Bài 22. Tìm u
điề kiện của m để véctơ u trong
sau đây là tổ hợp tuyến tính của các véc tơ còn lại với u 0;1; 1 ; u 2 ;1;3 ; u ; m 2; 1 ;u 1; ; m 2 . 1 2 3 BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 5
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017 1
ĐS: Là THTT khi và chỉ khi m 2
Bài 23. Trong không gian véctơ cho hai tập hợp:
U u 1; 1
; u 2;1 và V v 3;1 ; v 1; 1 . 1 2 1 2
a) Chứng minh rằng U và V là hai cơ sở c a ủ .
b) Tìm ma trận chuyển cơ sở từ U sang V .
c) Tìm ma trận chuyển cơ sở từ V sang U .
d) Tìm tọa độ của vectơ x 3; 1
trong cơ sở U .
e) Tìm vectơ y trong
có tọa độ trong cơ sở U là y (4; 5 ) . U
f) Biết tọa độ của vectơ z trong cơ sở U là z (7;2), hãy tìm tọa
độ của vectơ z trong cơ sở U V . 1 3 1 0 5 2 3 13 3 4 ĐS: b) A ; c) B ; d) x ; ; e) y 6 ; 9 ; f) z ; 4 1 U 3 3 V 2 2 0 1 3 4
Bài 24. Trong không gian vectơ
cho hai tập hợp: U u 1;1; 1
; u 1;1;0 ; u 2;1; 1 và 1 2 3
V v 1;1;0 ; v 1;0; 1 ; v 1;1;1 . 1 2 3
a) Chứng minh U và V c là hai cơ sở ủa .
b) Tìm ma trận chuyển cơ sở từ U sang V .
c) Tìm ma trận chuyển cơ sở từ V sang U .
d) Tìm tọa độ của vectơ x 2;3; 1
trong cơ sở U .
e) Tìm vectơ y trong
có tọa độ trong cơ sở U là y . U 1;1; 1 f) Biết tọa c
độ ủa vectơ z trong cơ sở V là z
, hãy tìm tọa độ của vectơ z trong cơ sở V 1;0; 2 U . 0 0 1 2 1 1 ĐS: b) A 1 1 2 ; c) B 0 0 1 ; 0 1 0 1 0 0 d) x
; e) y 0;1;0 ; f ) z U 0;2; 1 U 2;2; 1
Bài 25. Tìm hạng c a ủ họ các véc tơ sau:
a) U u 2 ;1;1 ; u 2; 3
;1 ; u 1;0;1 ; u 1; 3
;2 trong không gian vectơ . 1 2 3 4
b) V v 2 ;1;1 ; v 2; 3
;1 ; v 4;0;1 trong không gian vectơ . 1 2 3 BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 6
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017
c) W w 2;2;0;0; 1 ; w 3; 3 ;1;5;2 ; w 1; 1 ; 1
;0;0 trong không gian vectơ . 1 2 3 ĐS: a) 2; b) 3; c) 3. Bài 26. T rong không gian véc tơ hãy tìm hạng của h
ọ các véc tơ sau tùy theo m :
U u 2;1;1;m ; u 1;3; 1
;2 ; u 3;1; 3 ; m 0 1 2 3
ĐS: m 1 thì hạng c a ủ h
ọ vectơ là 2; với m 1 thì hạng c a ủ h ọ 3. vectơ là
Bài 27. Cho ánh xạ f : xác định bởi: u ; x ; y z x ; y y z
1. Chứng minh rằng f là ánh xạ tuyến tính.
2. Tìm ker f , Im f và tính hạng của f .
3. Tìm ma trận của f trong cơ sở U u (1;1;0); u (1;0;1); u (1;1;1) 1 2 3 của và cơ sở
V v (1;1); v (1; 2) của . 1 2 3 3 4
ĐS: ker f u t
;t;t | t ; Im f
; r( f ) dimIm f 2; A 1 2 2
Bài 28. Cho ánh xạ tuyến tính f : xác định bởi: u ; x y; z x 2 ;
y 3y z;3x 2z
1. Tìm ker f , Im f và chỉ ra cho m i
ỗ không gian này một cơ sở.
2. Tìm hạng của ánh xạ f .
3. Tìm ma trận A c a
ủ ánh xạ f trong cơ sở U u (0;1;1); u (1;0;1); u (1;1;1) của . 1 2 3
ĐS: ker f u 2t; t
;3t | t 1 ; 3 ;
Im f span
1;0; 3,2;3;0,0;1; 2
1;0;3,0;1; 2
; r( f ) 2 ; 4 0 2 A 6 0 3 8 1 6 0 1 1
Bài 29. Cho ánh xạ tuyến tính f :
có ma trận là A 1 0 1
trong cơ sở chính tắc 1 1 0
E e (1;0;0); e (0;1;0); e (0;0;1) của . 1 2 3
1. Tìm công thức xác định ánh xạ tuyến tính f .
2. Tìm ma trận của ánh xạ f trong cơ sở U u (1;0;0); u (1;0;1); u (1;1;1) của . 1 2 3
3. Tìm các giá trị riêng và các vectơ riêng của ma trận A . Ma trận A có chéo hóa được không ?
nếu có hãy viết ma trận P làm chéo hóa A . BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 7
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017
HD&ĐS: 1. Giả sử u ; x y; z có u x
suy ra f (u) xf (e ) yf (e ) zf (e ) 1 e y 2 e z 3 e 1 2 3
do f là axtt. ĐS: f (u) y z; x z; x y 1 0 0 2. B 0 1 0 1 2 2
3. Mt A có hai giá trị riêng là 2(bội 1) và 1 (b i ộ 2). 1 2
Vectơ riêng ứng với gt riêng 2 có dạng t v x x x , . 1 x
Vectơ riêng ứng với gt riêng 1 có dạng t v x y x y , x, . 2 y 1 1 0 2 0 0 Ma trận P 1 0 1
làm chéo hóa A và 1 P AP 0 1 0 . 1 1 1 0 0 1 1 1 2
Bài 30. Cho ánh xạ tuyến tính f :
có ma trận là A trong hai cơ sở 2 1 1
U u (1;1;0); u (1;0;1); u (1;1;1)
V v (1;1); v (1;2) 1 2 1 2 3 của và cơ sở của . 1. Tính f (4;2;1).
2. Tìm công thức xác định ánh xạ tuyến tính f .
3. Tìm hạt nhân và ảnh của ánh xạ tuyến tính f và chỉ ra cho m i
ỗ không gian con này một cơ sở.
ĐS: 1.u 4; 2;1 3u 2
f (u) 3 f (u ) 2 f (u ) f (u ) . ĐS: f (4;2;1) (10;17) 1 u2 u3 1 2 3 2.Với u ; x y; z
có u (x z)u (x y)u (x y z) 1 2 3 u
CT xác định f là: f (u) 2x ;
y 4x y z .
3. ker f u ; x 2 ; x 2 x , x 2 ;
2 một cơ sở: S 1; 2 ;2 1 nh l Dùng đị
ý: dim(ker f ) dim(Im f ) dim( suy ra Im f
, có 1 cơ sở là V . Bài 31. Cho f :
là ánh xạ xác định bởi: u ; x y 8 x 15y; 6
x 11y .
1. Chứng minh rằng f là ánh xạ tuyến tính.
2. Tìm ker f , Im f và tính hạng của f .
3. Tìm ma trận A c a
ủ ánh xạ tuyến tính f trong trong cơ sở U u (1;1); u (2;1) của . 1 2
4. Tìm các giá trị riêng và các vectơ riêng của ma trận A . Ma trận A có chéo hóa được không ?
nếu có hãy viết ma trận P làm chéo hóa A . BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 8
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017 3 1
HD&ĐS: 2. ker f (0;0 ) Im f ; 3. A ; 2 0
4. A có 2 giá trị riêng là 1 và 2 . 1 2 x
Vectơ riêng ứng với gt riêng 1 có dạng u , 1 x 2 x
Vectơ riêng ứng với gt riêng 2 có dạng x 2 u , x x 1 1 1 0 Ma trận P
làm chéo hóa A và 1 P AP . 2 1 0 2
Bài 32. Cho ánh xạ f : xác định bởi: u ; x ; y z
x z; ; y x z .
1. Chứng minh rằng f là ánh xạ tuyến tính.
2. Tìm ker f , Im f và tính hạng của f . Chỉ ra cho m i
ỗ không gian con ker f , Im f một cơ sở.
3. Tìm ma trận A c a
ủ ánh xạ tuyến tính f trong trong cơ sở chính tắc
E e (1;0;0); e (0;1;0); e (0;0;1) của . 1 2 3
4. Tìm các giá trị riêng và các vectơ riêng của ma trận A . Ma trận A có chéo hóa được không ?
nếu có hãy viết ma trận P làm chéo hóa A .
HD&ĐS: 2. ker f ;
x 0; x, x ; 1
) ; Im f (1;0;1),(0;1;0) ; r( f ) 2 1 0 1 3. A 0 1 0 1 0 1
4. A có 3 giá trị riêng là 0 , 1 và 2 . 1 2 3
Vectơ riêng ứng với gt riêng 0 có dạng 0 t u x x , 1 x
Vectơ riêng ứng với gt riêng 1 có dạng 0 0t u y , 2 y
Vectơ riêng ứng với gt riêng 2 có dạng 0 t u x x , 3 x 1 0 1 0 0 0 Ma trận P 0 1 0
làm chéo hóa A và 1 P AP 0 1 0 . 1 0 1 0 0 2 1 6 6 3
Bài 33. Cho ma trận A
và u , v
. Hỏi u,v có phải là những vectơ riêng 5 2 5 2
của ma trận A không ? vì sao ? 9 HD: Au 4 u ; Av v, 11 BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 9
BÀI TẬP ÔN TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH- HỌC KÌ I NĂM HỌC 2016-2017 Bài 34. Ma tr c
ận sau có chéo hóa đượ không ? nếu được hãy đưa ma trận đó về dạng chéo : 2 4 3 A 4 6 3 3 3 1
HD: Ma trận A có hai giá trị riêng là 1 (bội 1) và 2 (b i ộ 2). 1 2 K/g riêng ng v ứ
ới giá trị riêng 1 (bội 1) là không gian 1 chiều sinh bởi v 1 1 1 t 1 K/g riêng ng v ứ
ới giá trị riêng 2 (b i
ộ 2) là không gian 1 chiều sinh bởi v 1 1 0 t 2
nên mt A vuông cấp 3 không có đủ c
3 vectơ riêng độ lập tuyến tính, do đó ma trận A không thể chéo hóa được.
-------------------------------------------- HẾT -
------------------------------------------- BỘ MÔN TOÁN-KHO C
A ÔNG NGHỆ THÔNG TIN-HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 10