证明题(2004年北京大学

设x1-x2=a1,x2-x3=a2,x3-x4=a3,x4-x5=a4,x5-x1=a5。证明此方程组有解的充分必要条件为ai =0。

答案解析

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讨论

证明方程dx/dt=Ax(A为n×n实矩阵)有以ω(ω≠0)为周期的周期解的充要条件是系数矩阵A至少有一个形如i 2πμ/ω的特征根,其中μ为整数。

北京大学齐次微分方程

设y=φ(x)满足微分不等式dy/dx+a(x)y≤0 其中函数a(x)在x≥0上连续,证明:φ(x)≤φ(0) ,(x≥0).

证明微分方程初值问题:的解在α<t<β上存在且惟一,其中a(t),b(t)均在区间α<t<β上连续,α<x_0<β,x_0为任意实数。

考虑方程x''+k2 x=f(t),其中k为常数,函数f(t)于0≤t<+∞上连续。(1)当k≠0时求上述方程满足初始条件x(0)=1,x' (0)=-1的解。(2)证明当k=0时上述方程的通解可表示为x=c1+c2 t+(t-s)f(s)ds 其中c1,c2为任意常数。

求解微分方程组的初值问题

给定方程x''+8x'+7x=f(t),其中f(t)在(-∞,+∞)上连续。如果f(t)=0,则上述方程的每一个解当t→+∞时都趋于零。

考虑线性方程组dx/dt=A(t)x+f(t) (1)其中A(t),f(t)以ω为周期,A(t)为n×n的矩阵函数,f(t)为n维向量函数。设x1 (t),x2 (t),…,xn (t)是对应齐次方程组dx/dt=A(t)x (2)的基本解组,满足初始条件:x1 (0)=,x2 (0)=,…,xn (0)= 证明:1.设x=φ(t)是(1)的解,则x=φ(t)是(1)的以ω为周期的周期解的充要条件是φ(0)=φ(ω)。2.对于任何连续的周期函数f(t),f(t)=f(t+ω),方程组(1)有惟一的周期解(周期为ω)的充要条件是矩阵X(ω)=[x1 (ω)…xn (ω)]没有等于1的特征根。

北京大学齐次微分方程

证明:任一可逆的实矩阵A可以表示成A=QB,其中Q为正交矩阵,B是主对角线上元素均为正的三角形矩阵:B=,bii>0,且此表示式是惟一的。

设A=(α1,α2,α3,α4)为4阶正交矩阵,若矩阵A = ,β = ,k表示任意常数,则线性方程组Ax=β的通解为x=【 】

设h(z)是关于自然变量z的多项式.考虑系数在多项式环C[z]中的关于y的三次方程y3-3zy+h(z)=0.(i)当h(z)=-z3-1时,找到此方程的至少一个一次多项式函数解.(ii)假设方程y3-3zy+h(z)=0有三个互不相等的整函数解y=f1(z),f2(z),f3(z),则h(z)可以取哪些多项式?注:整函数指在整个复平面上解析的函数.

设线性方程组Ax=b的系数矩阵A=。(1)试求能使Jacobi迭代法收敛的a的取值范围;(2)对该方程组写出Jacobi迭代格式(设b=(b1,b2,b3)T已知)。

对方程组,试问用Jacobi迭代和Gauss-Seidel迭代是否收敛?为什么?

电子科技大学齐次线性方程组

设X1,X2是齐次线性方程组Ax=0的基础解系,Y1,Y2是非齐次线性方程组Ax=b的两个解,证明X=k1 (X1+X2 )+k2 (X1-X2 )+(3Y1-2Y2 ),k1,k2∈R是Ax=b的通解。

已知线性方程组(I)的一个基础解系为(b11,b12,…,b1 2n)T,(b21,b22,…,b2 2n)T,…,(bn1,bn2,…,bn 2n)T,试写出线性方程组(II)有通解,并说明理由.

设3阶矩阵A=(α1,α2,α3),B=(β1,β2,β3),若向量组α1,α2,α3可以由向量组β1,β2线性表出,则【 】

要使ξ1=,ξ2=都是方程组Ax=0的解,只要系数矩阵A为【 】

设四元线性齐次方程组(Ⅰ)为,又知某线性齐次方程组(Ⅱ)的通解为k1 (0,1,1,0)+k2 (-1,2,2,1).(1)求线性方程组(Ⅰ)的基础解系;(2)问线性方程组(Ⅰ)和(Ⅱ)是否有非零公共解?若有,则求出所有的非零公共解.若没有,则说明理由.