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试题ID 41292    所属试卷 中国科学技术大学2025秋线性代数B1期末考试(来源知乎Liuk)

试题
在 $\mathbb{R}^3$ 中定义变换

$$
\mathcal{A}\left(\left(x_1, x_2, x_3\right)^{\top}\right)=\left(x_1+3 x_2-3 x_3, 3 x_1+x_2-3 x_3,-x_3\right)^{\top} .
$$

(i)证明: $\mathcal{A}$ 是线性变换;
(ii)求 $\mathcal{A}$ 在基 $e_1=(1,0,0)^{\mathrm{T}}, e_2=(0,1,0)^{\mathrm{T}}, e_3=(0,0,1)^{\mathrm{T}}$ 下的矩阵表示;
(iii)是否存在 $\mathbb{R}^3$ 的一组基,使得 $\mathcal{A}$ 在这组基下的矩阵表示为对角矩阵?若存在,求出这组基,否则给出不存在的理由。
$\text{A.}$ $\text{B.}$ $\text{C.}$ $\text{D.}$ $\text{E.}$ $\text{F.}$

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