设行列式 $D=\left|a_{i j}\right|_n=\left|\begin{array}{ccccc}1+x & 2 & \cdots & n-1 & n \\ 1 & 2+x & \cdots & n-1 & n \\ \cdots & \cdots & \cdots & \cdots & \cdots \\ 1 & 2 & \cdots & (n-1)+x & n \\ 1 & 2 & \cdots & n-1 & n+x\end{array}\right|$ ,其中$x \neq 0, A_{i j}$ 为 $D$ 中元素 $a_{i j}$ 的代数余子式,试求 $\sum_{i=1}^n \sum_{j=1}^n A_{i j}$
已知 $\boldsymbol{A}, \boldsymbol{B}$ 为三阶矩阵,且满足 $\boldsymbol{A}^* \boldsymbol{B} \boldsymbol{A}=\boldsymbol{B} \boldsymbol{A}-\boldsymbol{E}$ ,其中 $\boldsymbol{A}=\left[\begin{array}{ccc}1 & 1 & 0 \\ 0 & 2 & 0 \\ 0 & 0 & -1\end{array}\right]$ ,求矩阵 $\boldsymbol{B}$ .
设实向量 $\boldsymbol{\alpha}=\left(a_1, a_2, a_3\right)^{\mathrm{T}}$ ,其中 $a_1 \neq 0, \boldsymbol{A}=\boldsymbol{E}+k \boldsymbol{\alpha} \boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}}$ 为正交矩阵,其中 $k \neq 0$ .
(1)试求常数 $k$ ;
(2)可逆矩阵 $\boldsymbol{P}$ ,使 $\boldsymbol{P}^{-1} \boldsymbol{A} \boldsymbol{P}$ 为对角矩阵;
(3)行列式 $\left|2 \boldsymbol{E}+\boldsymbol{A}^n\right|$ .
设线性方程组
$$
\left\{\begin{aligned}
x_1+x x_3 & -1, \\
2 x_1+(2+a) x_2 & -(b+2) x_3=3, \\
-3 a x_2 & +(a+2 b) x_3=-3 .
\end{aligned}\right.
$$
(1)$a, b$ 取何值时,线性方程组无解、有唯一解、有无穷多解?
(2)当线性方程组有无穷多解时,求出其通解.
已知 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \boldsymbol{\alpha}_3$ 与 $\boldsymbol{\beta}_1, \boldsymbol{\beta}_2, \boldsymbol{\beta}_3$ 都是线性空间 $V$ 的基,且 $\boldsymbol{\beta}_1=\boldsymbol{\alpha}_1+\boldsymbol{\alpha}_2+2 \boldsymbol{\alpha}_3$ , $\boldsymbol{\beta}_2=\boldsymbol{\alpha}_1+2 \boldsymbol{\alpha}_2+3 \boldsymbol{\alpha}_3, \boldsymbol{\beta}_3=\boldsymbol{\alpha}_1-\boldsymbol{\alpha}_2+\boldsymbol{\alpha}_3, \boldsymbol{\alpha} \in V, \boldsymbol{\alpha}$ 在基 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \boldsymbol{\alpha}_3$ 下的坐标 $x=$ $(1,3,-1)^{\mathrm{T}}$ .试求:
(1)由基 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \boldsymbol{\alpha}_3$ 到基 $\boldsymbol{\beta}_1, \boldsymbol{\beta}_2, \boldsymbol{\beta}_3$ 的过渡矩阵 $\boldsymbol{A}$ ;
(2)由基 $\boldsymbol{\beta}_1, \boldsymbol{\beta}_2, \boldsymbol{\beta}_3$ 到基 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \boldsymbol{\alpha}_3$ 的过渡矩阵 $\boldsymbol{B}$ ;
(3) $\boldsymbol{\alpha}$ 在基 $\boldsymbol{\beta}_1, \boldsymbol{\beta}_2, \boldsymbol{\beta}_3$ 下的坐标 $y$ 。
用正交变换将二次曲面方程 $x^2+y^2+2 x y-4 y z-4 x z=4$ 化为标准方程,并写出所用正交变换。
设矩阵 $\boldsymbol{A}=\left(a_{i j}\right)_{m \times n}$ 的秩 $\mathrm{r}(\boldsymbol{A})=r < n$ .
(1)试简述齐次线性方程组 $\boldsymbol{A} x=0$ 解的结构;
(2)试简述非齐次线性方程组 $\boldsymbol{A} x=b$ 解的结构。