矩 阵 论 同 步 学 习 辅 导
( 习题与试题精解 )
张凯 院 徐 仲 编
西北 工业大学 出版社
图书在版编目 (CIP) 数据
矩阵论同步 学习 辅 导/ 张 凯 院 , 徐 仲编 . —西安 : 西 北工 业 大
学出版社 , 2002. 8
ISBN 7-5612-1542-8
Ⅰ. 矩… Ⅱ. ①张… ②徐… Ⅲ. 矩阵-理论-高等学校-教学
参考资料 Ⅳ. 0151. 21
中国版本图书馆 CIP 数据核字 ( 2002 ) 第 062114 号
址 : ht tp : / / www . nwpup . com
出版发行 : 西北工业大学出版社
通信地址 : 西安市友谊西路 127 号 邮编 : 710072 电话 : 029 - 8493844
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【内容简介】 本书由两部分内容组成。第一部分按 照程云鹏等 编的
研究生教材《矩阵论》(第 2 版 )的 自然章 节 , 对 矩阵论 课程的 基本概 念、主 要
结论和常用方法做了简明扼要的分类总结 , 对各章节的课后习题做了详细的
解答; 第二部分收编了近年来研究生 矩阵论 课程的 考试试 题 12 套 和博士 入
学考试试题 3 套 , 并做了详细的解答。
本书叙述简明 , 概括性强。可作为 理、工 科研究 生和本 科高年 级学生 学
习矩阵论课程的辅导书 , 也可供从事矩阵论教学工作的教师和有关科技工作
者参考。
—Ⅳ—
前
言
矩阵论是高等学校和研 究院、所面 向研 究生开 设 的一 门数 学
基础课。作为数学的一个重 要分 支 , 矩阵理 论具 有极 为丰 富的 内
容 ; 作为一种基本工具 , 矩阵理论在数学学科以及其他科学技术领
域都有非常广泛的应用。因 此 , 学习 和掌握 矩阵 的基 本理 论与 方
法 , 对于研究生来说是必不可少的。
矩阵论课程的理论性强 , 概念比较抽象 , 而且有独特的思维方
式和解题技巧。读者在学习矩阵论课程时 , 往往感到概念多、结论
多、算法多 , 对教学内容的全面理解也感到困难。为了配合课堂教
学 , 使研究生更好地掌握该门课程的教学内容 , 我们编写了这本同
步学习辅导书。
本书由两部分内容组成。第一部分根据程云鹏等编的研究生
教材《矩阵论》( 第 2 版 ) 的内容体系 , 对矩阵论课程的基本概念、主
要结论和常用方法做了简 明扼 要的分 类总 结 , 对各章 节的 课后 习
题做了详细的解答 ; 第二 部分 收编了 近年 来西 北工业 大学 研究 生
矩阵论 课 程 ( 60 学 时 ) 的 考 试试 题 12 套 和 博 士入 学 考 试 试 题 3
套 , 并做了详细的解答。 本书对 于学 习矩阵 论课 程的 研究 生以 及
参加博士入学矩阵论课程 考试 的有关 人员 有很好 的辅 导作 用 , 对
于从事矩阵论教学工作的教师也有一定的参考价值。
本书由张凯院、徐仲共同编写 , 张凯院任主编。
—1—
限于水平 , 书 中 疏 漏 和 不 妥 之 处 在 所 难 免 , 敬 请 读 者 批 评
指正。
编 者
2002 年 7 月于西北工业大学
—2—
符 号 说 明
r
r
实 ( 复 ) 数集合
实 ( 复 ) n 维向量集合
实 ( 复 ) m × n 矩阵集合
秩为 r 的实 ( 复 ) m × n 矩阵集合
次数不超过 n 的一元多项式集合
n 维线性空间
子空间 W 的正交补
线性空间 V 的维数
R(C)
Rn (Cn )
Rm×n (Cm× n )
Rm×n
(Cm× n
)
Pn [ t]
V n
W⊥
dim V
span{ x1 , x2 , … , xm } 由元素 x1 , x2 , … , xm 生成的子空间
0
ei
O
I
Eij
J
diag(λ1 ,λ2 , … ,λn ) 以 λ1 ,λ2 , … ,λn 为对角元素的对角矩阵
det A
t r A
ρ( A)
adj A
ran k A
零向量或线性空间的零元素
第 i 个分量为 1 , 其余分量为 0 的向量
零矩阵
单位矩阵
第 i 行第 j 列元素为 1 , 其余元素为 0 的矩阵
Jordan 标准形矩阵
方阵 A 的行列式
方阵 A 的迹
方阵 A 的谱半径
方阵 A 的伴随矩阵
矩阵 A 的秩
—1—
矩阵 A 的值域
矩阵 A 的零空间
线性变换 T 的值域
线性变换 T 的零空间
矩阵 A 按行拉直的列向量
矩阵 A 的转置
矩阵 A 的共轭转置
矩阵 A 的 Moore - Penrose 逆
矩阵 A 的{1} - 逆
矩阵 A 的{1 , j} - 逆
矩阵 A 的{1} - 逆的集合
矩阵 A 的{1 , j} - 逆的集合
矩阵 A 的 D razin 逆
矩阵 A 的群逆
矩阵 A 与 B 的直积
元素 x 与 y 的内积
元素 x 与 y 正交
向量 x 的 p - 范数
矩阵 A 的 Frobenius 范数
子空间 V1 与 V2 的交
子空间 V1 与 V2 的并
子空间 V1 与 V2 的和
子空间 V1 与 V2 的直和
复数 λ的实部
复数 λ的虚部
多项式 f (λ) 的次数
R( A)
N ( A)
R( T )
N ( T)
vec( A)
AT
AH
A+
A( 1 )
A( 1 , j )
A{1}
A{1 , j}
A( d)
A#
A B
( x, y)
x ⊥ y
‖ x‖ p
‖ A‖F
V1 ∩ V2
V1 ∪ V2
V1 + V2
V1 V2
Re(λ)
lm(λ)
f (λ)
—2—
第一章 线性空间与线性变换
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…………………………………………………
第二章 范数理论及其应用
目
录
第一部 分 同步 学习辅导
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………………………………………………
3
3
7
12
17
18
45
45
47
49
50
51
58
58
61
65
67
68
80
—Ⅰ—
一、基本概念
二、主要结论
三、常用方法
四、内容结构框图
五、课后习题全解
一、基本概念
二、主要结论
三、常用方法
四、内容结构框图
五、课后习题全解
一、基本概念
二、主要结论
三、常用方法
四、内容结构框图
五、课后习题全解
第四章 矩阵分解
第三章 矩阵分析及其应用