一、解答题 (共 6 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
1. 设 是 3 阶矩阵, 是 3 维列向量, 其中 , 若 .
(I)证明: 线性无关;
(II)求矩阵 的特征值和特征向量;
(III)若 ,求 和 。
2. 若二次型 经可逆线性变换 化为二次型 , 求 与矩阵 .
3. 设 是各行元素之和均为 0 的 3 阶矩阵, 是线性无关的三维列向量, 并满足
( I ) 证明矩阵 和对角矩阵相似;
(II) 如 , 求矩阵 ;
(III) 由 (II) 用配方法化二次型 为标准形,并写出所用坐标变换.
4. 若对矩阵 施以初等列变换得矩阵 , 求满足 的所有可逆矩阵 .
5. 设 3 阶实对称矩阵 的秩为 是 的二重特征值。若 , 都是矩阵 属于特征值 6 的特征向量.
(I) 求 的值;
(II) 求 的另一特征值和对应的特征向量;
(III) 若 , 求 .
6. 若二次型 经正交变换 化为二次型 , 求 与矩阵 .