电大《工程数学》期末考试题库及答案
1.设都是n阶方阵,则下列命题正确的是(A).A.
2.向量组的秩是(B).B.3
3.元线性方程组有解的充分必要条件是(A).A.4.袋中有3个红球,2个白球,第一次取出一球后放回,第二次再取一球,则两球都是红球的概率是(D).D.9/25
5.设是来自正态总体的样本,则(C)是无偏估计.
C.6.若是对称矩阵,则等式(B)成立.
B.7.(D).D.8.若(A)成立,则元线性方程组有唯一解.A.9.若条件(C)成立,则随机事件,互为对立事件.
C.且
10.对来自正态总体(未知)的一个样本,记,则下列各式中(C)不是统计量.
C.11.设为矩阵,为矩阵,当为(B)矩阵时,乘积有意义.B.12.向量组的极大线性无关组是(A).A.
13.若线性方程组的增广矩阵为,则当=(D)时线性方程组有无穷多解.
D.1/2
14.掷两颗均匀的骰子,事件“点数之和为4”的概率是(C).C.1/12
15.在对单正态总体的假设检验问题中,检验法解决的问题是(B).B.未知方差,检验均值
16.若都是n阶矩阵,则等式(B)成立.
B.17.向量组的秩是(C).C.3
18.设线性方程组有惟一解,则相应的齐次方程组(A).A.只有0解
19.设为随机事件,下列等式成立的是(D).D.1.设为三阶可逆矩阵,且,则下式(B)成立.
B.
2.下列命题正确的是(C).C.向量组,O的秩至多是
3.设,那么A的特征值是(D)
D.-4,6
4.矩阵A适合条件(D)时,它的秩为r.
D.A中线性无关的列有且最多达r列
5.下列命题中不正确的是(D).D.A的特征向量的线性组合仍为A的特征向量
6.掷两颗均匀的骰子,事件“点数之和为3”的概率是(B).
B.1/18
7.若事件与互斥,则下列等式中正确的是.A.
8.若事件A,B满足,则A与B一定(A).
A.不互斥
9.设,是两个相互独立的事件,已知则(B)B.2/3
10.设是来自正态总体的样本,则(B)是统计量.
B.
1.若,则(A).A.3
2.已知2维向量组,则至多是(B).B
3.设为阶矩阵,则下列等式成立的是(C).
C.4.若满足(B),则与是相互独立.
B.5.若随机变量的期望和方差分别为和,则等式(D)成立.
D.1.设均为阶可逆矩阵,则下列等式成立的是().
A.
2.方程组相容的充分必要条件是(),其中,.
B.
3.设矩阵的特征值为0,2,则3A的特征值为
()
.
B.0,6
4.设A,B是两事件,则下列等式中()是不正确的.
C.,其中A,B互不相容
5.若随机变量X与Y相互独立,则方差=().D.
6.设A是矩阵,是矩阵,且有意义,则是(B.)矩阵.
7.若X1、X2是线性方程组AX=B的解,而是方程组AX
=
O的解,则()是AX=B的解. A.
8.设矩阵,则A的对应于特征值的一个特征向量=()C.1,1,0
9.下列事件运算关系正确的是().A.
10.若随机变量,则随机变量(N2.,3)).D.
11.设是来自正态总体的样本,则()是的无偏估计.
C.
12.对给定的正态总体的一个样本,未知,求的置信区间,选用的样本函数服从().B.t分布
⒈设,则(D).D.-6
⒉若,则(A).
A.1/2
⒊乘积矩阵中元素C.10
⒋设均为阶可逆矩阵,则下列运算关系正确的是(B).B.⒌设均为阶方阵,且,则下列等式正确的是(D).D.⒍下列结论正确的是(A).A.若是正交矩阵,则也是正交矩阵
⒎矩阵的伴随矩阵为().C.⒏方阵可逆的充分必要条件是(B).B.⒐设均为阶可逆矩阵,则(D).D.⒑设均为阶可逆矩阵,则下列等式成立的是
A.⒈用消元法得的解为(C).C.⒉线性方程组(B).B.有唯一解
⒊向量组的秩为(A).A.3
⒋设向量组为,则(B)是极大无关组.B.⒌与分别代表一个线性方程组的系数矩阵和增广矩阵,若这个方程组无解,则(D).D.秩秩
⒍若某个线性方程组相应的齐次线性方程组只有零解,则该线性方程组(A).可能无解
⒎以下结论正确的是(D).D.齐次线性方程组一定有解
⒏若向量组线性相关,则向量组内(A)可被该向量组内其余向量线性表出.
A.至少有一个向量
9.设A,B为阶矩阵,既是A又是B的特征值,既是A又是B的属于的特征向量,则结论()成立.D.是A+B的属于的特征向量
10.设A,B,P为阶矩阵,若等式(C)成立,则称A和B相似.C.
⒈为两个事件,则(B)成立.
B.⒉如果(C)成立,则事件与互为对立事件.
C.且
⒊10张奖券中含有3张中奖的奖券,每人购买1张,则前3个购买者中恰有1人中奖的概率为(D).
D.4.对于事件,命题(C)是正确的.
C.如果对立,则对立
⒌某随机试验的成功率为,则在3次重复试验中至少失败1次的概率为(D).
D.6.设随机变量,且,则参数与分别是(A).
A.6,0.8
7.设为连续型随机变量的密度函数,则对任意的,(A).A.8.在下列函数中可以作为分布密度函数的是(B).
B.9.设连续型随机变量的密度函数为,分布函数为,则对任意的区间,则(D).D.10.设为随机变量,当(C)时,有.
C.⒈设是来自正态总体(均未知)的样本,则(A)是统计量.
A.⒉设是来自正态总体(均未知)的样本,则统计量(D)不是的无偏估计D.二、填空题(每小题3分,共15分)
1.设均为3阶方阵,则-18 .
2.设为n阶方阵,若存在数l和非零n维向量,使得,则称l为的特征值.
3设随机变量,则a
= 0.3.
4.设为随机变量,已知,此时 27
.
5.设是未知参数的一个无偏估计量,则有
.
6.设均为3阶方阵,则8.
7.设为n阶方阵,若存在数l和非零n维向量,使得,则称为相应于特征值l的特征向量.
8.若,则 0.3
.
9.如果随机变量的期望,那么20.
10.不含未知参数的样本函数称为 统计量 .
11.设均为3阶矩阵,且,则-8 .
12.设,.2
13.设是三个事件,那么发生,但至少有一个不发生的事件表示为.14.设随机变量,则 15.
15.设是来自正态总体的一个样本,则
16.设是3阶矩阵,其中,则12.
17.当=1
时,方程组有无穷多解..
18.若,则0.2.
19.若连续型随机变量的密度函数的是,则2/3.
20.若参数的估计量满足,则称为的无偏估计 .
1.行列式的元素的代数余子式的值为=
-56.
2.已知矩阵满足,则与分别是
阶矩阵.
3.设均为二阶可逆矩阵,则AS.
4.线性方程组
一般解的自由未知量的个数为
2.5.设4元线性方程组AX=B有解且r(A)=1,那么AX=B的相应齐次方程组的基础解系含有
个解向量.
6.设A,B为两个事件,若P(AB)=
P(A)P(B),则称A与B
相互独立
.
0
a
0.2
0.5
7.设随机变量的概率分布为
则a
=
0.3
.
8.设随机变量,则0.9.
9.设为随机变量,已知,那么8.
10.矿砂的5个样本中,经测得其铜含量为,,(百分数),设铜含量服从N(,),未知,在下,检验,则取统计量
.
1.设均为n阶可逆矩阵,逆矩阵分别为,则 .
2.向量组线性相关,则.3.已知,则 .
4.已知随机变量,那么.
5.设是来自正态总体的一个样本,则 .
1.设,则的根是
2.设向量可由向量组线性表示,则表示方法唯一的充分必要条件是.
线性无关
3.若事件A,B满足,则
P(A
B)=
4..设随机变量的概率密度函数为,则常数k
=
5.若样本来自总体,且,则
7.设三阶矩阵的行列式,则=2
8.若向量组:,,能构成R3一个基,则数k
.
9.设4元线性方程组AX=B有解且r(A)=1,那么AX=B的相应齐次方程组的基础解系含有
个解向量.
10.设互不相容,且,则0
.
11.若随机变量X
~,则
1/3.
12.设是未知参数的一个估计,且满足,则称为的无偏估计.
⒈
.
⒉是关于的一个一次多项式,则该多项式一次项的系数是
.
⒊若为矩阵,为矩阵,切乘积有意义,则为
5×4
矩阵.
⒋二阶矩阵.
⒌设,则
⒍设均为3阶矩阵,且,则
.
⒎设均为3阶矩阵,且,则
-3
.
⒏若为正交矩阵,则
0
.
⒐矩阵的秩为
.
⒑设是两个可逆矩阵,则.
⒈当1时,齐次线性方程组有非零解.
⒉向量组线性
相关
.
⒊向量组的秩3
.
⒋设齐次线性方程组的系数行列式,则这个方程组有
无穷多
解,且系数列向量是线性
相关的.
⒌向量组的极大线性无关组是.
⒍向量组的秩与矩阵的秩
相同
.
⒎设线性方程组中有5个未知量,且秩,则其基础解系中线性无关的解向量有
个.
⒏设线性方程组有解,是它的一个特解,且的基础解系为,则的通解为.
9.若是A的特征值,则是方程的根.
10.若矩阵A满足,则称A为正交矩阵.
⒈从数字1,2,3,4,5中任取3个,组成没有重复数字的三位数,则这个三位数是偶数的概率为2/5.
2.已知,则当事件互不相容时,0.8,0.3
.
3.为两个事件,且,则.
4.已知,则.
5.若事件相互独立,且,则.
6.已知,则当事件相互独立时,0.65,0.3
.
7.设随机变量,则的分布函数.
8.若,则
.
9.若,则.
10.称为二维随机变量的协方差
.
1.统计量就是不含未知参数的样本函数
.
2.参数估计的两种方法是
点估计
和
区间估计
.常用的参数点估计有
矩估计法
和最大似然估
两种方法.
3.比较估计量好坏的两个重要标准是无偏性,有效性
.
4.设是来自正态总体(已知)的样本值,按给定的显著性水平检验,需选取统计量.
5.假设检验中的显著性水平为事件(u为临界值)发生的概率.
三、(每小题16分,共64分)
A1.设矩阵,且有,求.
解:利用初等行变换得
即 由矩阵乘法和转置运算得
2.设矩阵,求.
解:利用初等行变换得
即 由矩阵乘法得
3.已知,其中,求.
解:利用初等行变换得
即
由矩阵乘法运算得
4.设矩阵,是3阶单位矩阵,且有,求.
1.解:由矩阵减法运算得
利用初等行变换得
即
由矩阵乘法运算得
5.设矩阵,求(1);(2).
(1)=
(2)因为
=
所以
=.
6.设矩阵,解矩阵方程.
解:因为,得
所以.
7设矩阵,求(1),(2).解
1)
(2)利用初等行变换得
即8、9.设矩阵,求:(1);(2).
解:(1)因为
所以
.
(2)因为
所以
.
10.已知矩阵方程,其中,求.
解:因为,且
即
所以
.
11.设向量组,,求这个向量组的秩以及它的一个极大线性无关组.
解:因为
()=
所以,r()
=
3.它的一个极大线性无关组是
(或).
1⒉设,求.
解:
13写出4阶行列式
中元素的代数余子式,并求其值.
:
14求矩阵的秩.
解
15.用消元法解线性方程组
方程组解为
A2.求线性方程组的全部解.
解:
将方程组的增广矩阵化为阶梯形
方程组的一般解为
(其中为自由未知量)
令=0,得到方程的一个特解.方程组相应的齐方程的一般解为
(其中为自由未知量)
令=1,得到方程的一个基础解系.于是,方程组的全部解为
(其中为任意常数)
2.当取何值时,线性方程组
有解,在有解的情况下求方程组的全部解.
解:将方程组的增广矩阵化为阶梯形
由此可知当时,方程组无解。当时,方程组有解。………7分
此时齐次方程组化为
分别令及,得齐次方程组的一个基础解系
令,得非齐次方程组的一个特解
由此得原方程组的全部解为
(其中为任意常数)
……16分
3.求线性方程组的全部解.
解:
将方程组的增广矩阵化为阶梯形
方程组的一般解为(其中为自由未知量)
令=0,得到方程的一个特解.方程组相应的齐次方程的一般解为
(其中为自由未知量)
令=1,得到方程的一个基础解系.于是,方程组的全部解为
(其中为任意常数)
4.求线性方程组的全部解.
解:将方程组的增广矩阵化为阶梯形
此时相应齐次方程组的一般解为
是自由未知量
令,得齐次方程组的一个基础解系
令,得非齐次方程组的一个特解
由此得原方程组的全部解为
(其中为任意常数)
5.设齐次线性方程组的系数矩阵经过初等行变换,得求此齐次线性方程组的一个基础解系和通解.
因为
得一般解:
(其是自由元)
令,得;
令,得.
所以,是方程组的一个基础解系.
方程组的通解为:,其中是任意常数.
6.设齐次线性方程组,为何值时方程组有非零解?在有非零解时,解:因为
A
=
时,所以方程组有非零解.
方程组的一般解为:,其中为自由元.
令
=1得X1=,则方程组的基础解系为{X1}.
通解为k1X1,其中k1为任意常数.
求出通解.
7.当取何值时,线性方程组
有解,在有解的情况下求方程组的全部解.
解:将方程组的增广矩阵化为阶梯形
由此可知当时,方程组无解。当时,方程组有解。………8分
此时相应齐次方程组的一般解为
(是自由未知量)
分别令及,得齐次方程组的一个基础解系
令,得非齐次方程组的一个特解
由此得原方程组的全部解为
8.k为何值时,线性方程组.
9.求齐次线性方程组的通解.
解:
A=
一般解为,其中x2,x4
是自由元
令x2
=
1,x4
=
0,得X1
=;
x2
=
0,x4
=
3,得X2
=
所以原方程组的一个基础解系为
{
X1,X2
}.
原方程组的通解为:,其中k1,k2
是任意常数.
10.设有线性方程组
为何值时,方程组有唯一解?或有无穷多解?
解:]
当且时,方程组有唯一解
当时,方程组有无穷多解
11.判断向量能否由向量组线性表出,若能,写出一种表出方式.其中
解:向量能否由向量组线性表出,当且仅当方程组有解
这里
方程组无解
不能由向量线性表出
12.计算下列向量组的秩,并且(1)判断该向量组是否线性相关
解:
该向量组线性相关
13.求齐次线性方程组的一个基础解系.
解:
方程组的一般解为 令,得基础解系
14.求下列线性方程组的全部解.
解:方程组一般解为
令,这里,为任意常数,得方程组通解
A3.设,试求:
(1);(2).(已知)
解:1
(2
2.设,试求:(1);(2)(已知)
解:(1)
(2
3..设,求和.(其中,)
解:设
=
=
4.设,试求⑴;⑵.(已知)
解:
⑵
5.某射手射击一次命中靶心的概率是0.8,该射手连续射击5次,求:(1)命中靶心的概率;
(2)至少4次命中靶心的概率.
解:射手连续射击5次,命中靶心的次数(1)设:“命中靶心”,则.
(2)设:“至少4次命中靶心”,则
.
6.设是两个随机事件,已知,,求:
(1);
(2).
解(1)===
(2
7.设随机变量X的密度函数为,求:(1)
k;
(2)
E(X),D(X).
解:(1)因为
1====
k,所以
k
=
(2)
E(X)
===
E()
==
D(X)
=
E()
=
8.设随机变量X
~
N(8,4).求
和.(,).
解:因为
X
~
N(8,4),则
~
N(0,1).
所以
==
====0.383
.
=
=
.9.设,试求⑴;⑵.(已知)
解:⑴
⑵
‘
10.假设A,B为两件事件,己知P(A)=0.5,P(B)=0.6,P(B|)=0.4,求P(A+B)
解:P()=P()P(B|)=0.50.4=0.2.P(AB)=P(B)-P(B)=0.6-0.2=0.4
P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB)=0.7。
11.设随机变量.(1)求;(2)若,求k的值.
(已知).
解:(1)=1-
=
1-=1-()
=
2(1-)=0.045.
(2)
=1-
=1-
即 k-4
=
-1.5,k=2.5.
12.罐中有12颗围棋子,其中8颗白子,4颗黑子.若从中任取3颗,求:(1)取到3颗棋子中至少有一颗黑子的概率;(2)取到3颗棋子颜色相同的概率.
解:设=“取到3颗棋子中至少有一颗黑子”,=“取到的都是白子”,=“取到的都是黑子”,B
=“取到3颗棋子颜色相同”,则
(1)
.
(2)
.
13.设随机变量X
~
N(3,4).求:(1)P(1<
X
7);(2)使P(X
a)=0.9成立的常数a
.
(,).
解:(1)P(1<
X
7)=
==
=
0.9973
+
0.8413
–
=
0.8386
(2)因为
P(X
a)===
0.9
所以,a
=
+
=
5.56
14.从正态总体N(,9)中抽取容量为64的样本,计算样本均值得=
21,求的置信度为95%的置信区间.(已知)
解:已知,n
=
64,且
~
因为
=
21,且
所以,置信度为95%的的置信区间为:
.
15.设为三个事件,试用的运算分别表示下列事件:
⑴
中至少有一个发生;
⑵
中只有一个发生;
⑶
中至多有一个发生;
⑷
中至少有两个发生;
⑸
中不多于两个发生;
⑹
中只有发生.
解:(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
16.袋中有3个红球,2个白球,现从中随机抽取2个球,求下列事件的概率:
⑴
2球恰好同色;
⑵
2球中至少有1红球.
解:设=“2球恰好同色”,=“2球中至少有1红球”
17.加工某种零件需要两道工序,第一道工序的次品率是2%,如果第一道工序出次品则此零件为次品;如果第一道工序出正品,则由第二道工序加工,第二道工序的次品率是3%,求加工出来的零件是正品的概率.
解:设“第i道工序出正品”(i=1,2)
18.市场供应的热水瓶中,甲厂产品占50%,乙厂产品占30%,丙厂产品占20%,甲、乙、丙厂产品的合格率分别为90%,85%,80%,求买到一个热水瓶是合格品的概率.
解:设
19.某射手连续向一目标射击,直到命中为止.已知他每发命中的概率是,求所需设计次数的概率分布.
解:
…………
…………
故X的概率分布是
20设随机变量的概率分布为
试求.
解:
21.设随机变量具有概率密度
试求.
解:
22.设,求.
解:
23.设,计算⑴;⑵.
解:
24.设是独立同分布的随机变量,已知,设,求.
解:
A4.据资料分析,某厂生产的一批砖,其抗断强度,今从这批砖中随机地抽取了9块,测得抗断强度(单位:kg/cm2)的平均值为31.12,问这批砖的抗断强度是否合格().
解:
零假设.由于已知,故选取样本函数
已知,经计算得,由已知条件,故拒绝零假设,即这批砖的抗断强度不合格。
2某车间生产滚珠,已知滚珠直径服从正态分布.今从一批产品里随机取出9个,测得直径平均值为15.1mm,若已知这批滚珠直径的方差为,试找出滚珠直径均值的置信度为0.95的置信区间.
解:由于已知,故选取样本函数 …
已知,经计算得
滚珠直径均值的置信度为0.95的置信区间为,又由已知条件,故此置信区间为
3某一批零件重量,随机抽取4个测得重量(单位:千克)为14.7,15.1,14.8,15.2
可否认为这批零件的平均重量为15千克(已知)?
解:零假设.由于已知,故选取样本函数
经计算得,已知,故接受零假设,即可以认为这批零件的平均重量为15千克.4某钢厂生产了一批管材,每根标准直径100mm,今对这批管材进行检验,随机取出9根测得直径的平均值为99.9mm,样本标准差s
=
0.47,已知管材直径服从正态分布,问这批管材的质量是否合格(检验显著性水平,)
解:零假设.由于未知,故选取样本函数
已知,经计算得
由已知条件,故接受零假设,即可以认为这批管材的质量是合格的。
5.已知某种零件重量,采用新技术后,取了9个样品,测得重量(单位:kg)的平均值为14.9,已知方差不变,问平均重量是否仍为15()?
解:
零假设.由于已知,故选取样本函数
已知,经计算得,由已知条件,故接受零假设,即零件平均重量仍为15.
6.某切割机在正常工作时,切割的每段金属棒长服从正态分布,且其平均长度为10.5
cm,标准差为0.15cm.从一批产品中随机地抽取4段进行测量,测得的结果如下:(单位:cm)
10.4,10.6,10.1,10.4问:该机工作是否正常(,)?
解:零假设.由于已知,故选取样本函数
~
经计算得,由已知条件,且
故接受零假设,即该机工作正常.7.设对总体得到一个容量为10的样本值
4.5,2.0,1.0,1.5,3.5,4.5,6.5,5.0,3.5,4.0
试分别计算样本均值和样本方差.
解:
8.设总体的概率密度函数为
试分别用矩估计法和最大似然估计法估计参数.
解:提示教材第214页例3
矩估计:最大似然估计:
9.测两点之间的直线距离5次,测得距离的值为(单位:m):
108.5
109.0
110.0
110.5
112.0
测量值可以认为是服从正态分布的,求与的估计值.并在⑴;⑵未知的情况下,分别求的置信度为0.95的置信区间.
解:
(1)当时,由1-α=0.95,查表得:
故所求置信区间为:
(2)当未知时,用替代,查t
(4,0.05),得
故所求置信区间为:
10.设某产品的性能指标服从正态分布,从历史资料已知,抽查10个样品,求得均值为17,取显著性水平,问原假设是否成立.
解:,由,查表得:
因为
1.96,所以拒绝
11.某零件长度服从正态分布,过去的均值为20.0,现换了新材料,从产品中随机抽取8个样品,测得的长度为(单位:cm):20.0,20.2,20.1,20.0,20.2,20.3,19.8,19.5
问用新材料做的零件平均长度是否起了变化().
解:由已知条件可求得:
∵
|
T
|
2.62
∴
接受H0
即用新材料做的零件平均长度没有变化。
四、证明题(本题6分)
1.设是阶对称矩阵,试证:也是对称矩阵.
证明:是同阶矩阵,由矩阵的运算性质可知
已知是对称矩阵,故有,即
由此可知也是对称矩阵,证毕.
2设随机事件,相互独立,试证:也相互独立.
证明:
所以也相互独立.证毕.
3、设,为随机事件,试证:.
证明:由事件的关系可知
而,故由概率的性质可知
即
证毕
4设是线性无关的,证明,也线性无关.
.证明:设有一组数,使得
成立,即,由已知线性无关,故有
该方程组只有零解,得,故是线性无关的.证毕.
5.设n阶矩阵A满足,则A为可逆矩阵.
证明:
因为,即
所以,A为可逆矩阵.
6..设,为随机事件,试证:
证明:由事件的关系可知
而,故由概率的性质可知
7.设n阶矩阵A满足,则A为可逆矩阵.
证明:
因为,即;
所以,A为可逆矩阵.
8.设向量组,若线性相关,证明线性相关.
证明:因为向量组线性相关,故存在一组不全为0的数,使
成立.于是存在不全为0的数,使
9.若
证明:因为所以有
即,10.设,是两个随机事件,试证:
证明:由事件的关系可知
而,故由加法公式和乘法公式可知
证毕.
11.设是同阶对称矩阵,试证:也是对称矩阵
证明:因12.设是n阶矩阵,若=
0,则.
证明:因为
=
==
所以
13.设向量组线性无关,令,,证明向量组线性无关。
证明:设,即
因为线性无关,所以
解得k1=0,k2=0,k3=0,从而线性无关.
14对任意方阵,试证是对称矩阵.
证明:
是对称矩阵
15若是阶方阵,且,试证或.
证明:
是阶方阵,且
或
16若是正交矩阵,试证也是正交矩阵.
证明:
是正交矩阵
即是正交矩阵
17.试证:任一4维向量都可由向量组,,线性表示,且表示方式唯一,写出这种表示方式.
证明:
任一4维向量可唯一表示为
1⒏试证:线性方程组有解时,它有唯一解的充分必要条件是:相应的齐次线性方程组只有零解.
证明:设为含个未知量的线性方程组
该方程组有解,即
从而有唯一解当且仅当
而相应齐次线性方程组只有零解的充分必要条件是
有唯一解的充分必要条件是:相应的齐次线性方程组只有零解
19.设是可逆矩阵A的特征值,且,试证:是矩阵的特征值.
证明:是可逆矩阵A的特征值
存在向量,使
即是矩阵的特征值
20.用配方法将二次型化为标准型.
解:
令,,即
则将二次型化为标准型
1.设都是n阶方阵,则下列命题正确的是(A).A.
5.设
是来自正态总体的样本,则(C)是无偏估计.
C.11.设为矩阵,为矩阵,当为(B)矩阵时,乘积有意义.B.18.设线性方程组有惟一解,则相应的齐次方程组(A).A.只有0解
19.设为随机事件,下列等式成立的是(D).D.1.设为三阶可逆矩阵,且,则下式(B)成立.
B.
3.设为阶矩阵,则下列等式成立的是(C).
C.1.设均为阶可逆矩阵,则下列等式成立的是().
A.
⒋设均为阶可逆矩阵,则下列运算关系正确的是(B).B.⒌设均为阶方阵,且,则下列等式正确的是(D).D.9.设A,B为阶矩阵,既是A又是B的特征值,既是A又是B的属于的特征向量,则结论()成立.D.是A+B的属于的特征向量
10.设A,B,P为阶矩阵,若等式(C)成立,则称A和B相似.C.
3.设,那么A的特征值是(D)
D.-4,6
3.设矩阵的特征值为0,2,则3A的特征值为
()
.
B.0,6
4.设A,B是两事件,其中A,B互不相容
6.设A是矩阵,是矩阵,且有意义,则是(B.)矩阵.
7.设矩阵,则A的对应于特征值的一个特征向量=()C.1,1,0
11.设是来自正态总体的样本,则()是的无偏估计.
C.
10.设是来自正态总体的样本,则(B)是统计量.
B.
⒐设均为阶可逆矩阵,则(D).D.⒑设均为阶可逆矩阵,则下列等式成立的是
A.⒋设向量组为,则(B)是极大无关组.B.6.设随机变量,且,则参数与分别是(A).
A.6,0.8
7.设为连续型随机变量的密度函数,则对任意的,(A).A.8.在下列函数中可以作为分布密度函数的是(B).
B.9.设连续型随机变量的密度函数为,分布函数为,则对任意的区间,则(D).D.10.设为随机变量,当(C)时,有.
C.⒈设是来自正态总体(均未知)的样本,则(A)是统计量.
A.⒉设是来自正态总体(均未知)的样本,则统计量(D)不是的无偏估计D.⒈设,则(D).D.-6
⒉若,则(A).
A.1/2
1.若,则(A).A.3
6.若是对称矩阵,则等式(B)成立.
B.8.若(A)成立,则元线性方程组有唯一解.A.9.若条件(C)成立,则随机事件,互为对立事件.
C.且
13.若线性方程组的增广矩阵为,则当=(D)时线性方程组有无穷多解.
D.1/2
16.若都是n阶矩阵,则等式(B)成立.
B.7.若事件与互斥,则下列等式中正确的是.A.
8.若事件A,B满足,则A与B一定(A).
A.不互斥
9.设,是两个相互独立的事件,已知则(B)B.2/3
⒍若某个线性方程组相应的齐次线性方程组只有零解,则该线性方程组(A).可能无解
4.若满足(B),则与是相互独立.
B.5.若随机变量的期望和方差分别为和,则等式(D)成立.
D.5.若随机变量X与Y相互独立,则方差=().D.
9.下列事件运算关系正确的是().A.
10.若随机变量,则随机变量(N2.,3)).D.
⒏若向量组线性相关,则向量组内(A)可被该向量组内其余向量线性表出.
A.至少有一个向量
7.若X1、X2是线性方程组AX=B的解,而是方程组AX
=
O的解,则()是AX=B的解. A.
12.向量组的极大线性无关组是(A).A.
17.向量组的秩是(C).C.3
⒊向量组的秩为(A).A.3
2.向量组的秩是(B).B.3
3.元线性方程组有解的充分必要条件是(A).A.4.袋中有3个红球,2个白球,第一次取出一球后放回,第二次再取一球,则两球都是红球的概率是(D).D.9/25
7.(D).D.10.对来自正态总体(未知)的一个样本,记,则下列各式中(C)不是统计量.
C.15.在对单正态总体的假设检验问题中,检验法解决的问题是(B).B.未知方差,检验均值
2.下列命题正确的是(C).C.向量组,O的秩至多是
⒍下列结论正确的是(A).A.若是正交矩阵,则也是正交矩阵
5.下列命题中不正确的是(D).D.A的特征向量的线性组合仍为A的特征向量
4.矩阵A适合条件(D)时,它的秩为r.
D.A中线性无关的列有且最多达r列
⒎矩阵的伴随矩阵为().C.6.掷两颗均匀的骰子,事件“点数之和为3”的概率是(B).
B.1/1
14.掷两颗均匀的骰子,事件“点数之和为4”的概率是(C).C.1/12
2.已知2维向量组,则至多是(B).B
2.方程组相容的充分必要条件是(),其中,.
B.
3则下列等式中()是不正确的.
C.12.对给定的正态总体的一个样本,未知,求的置信区间,选用的样本函数服从().B.t分布
⒊乘积矩阵中元素C.10
⒏方阵可逆的充分必要条件是(B).B.⒉
消元法得的解为(C).C.⒉线性方程组(B).B.有唯一解
⒈
为两个事件,则(B)成立.
B.⒌与分别代表一个线性方程组的系数矩阵和增广矩阵,若这个方程组无解,则(D).D.秩秩
⒎以下结论正确的是(D).D.齐次线性方程组一定有解
⒉如果(C)成立,则事件与互为对立事件.
C.且
⒊10张奖券中含有3张中奖的奖券,每人购买1张,则前3个购买者中恰有1人中奖的概率为(D).
D.4.对于事件,命题(C)是正确的.
C.如果对立,则对立
⒌某随机试验的成功率为,则在3次重复试验中至少失败1次的概率为(D).
D.二、填空题(每小题3分,共15分)
1.设均为3阶方阵,则-18 .
2.设为n阶方阵,若存在数l和非零n维向量,使得,则称l为的特征值.
3设随机变量,则a
= 0.3.
4.设为随机变量,已知,此时 27
.
5.设是未知参数的一个无偏估计量,则有
.
6.设均为3阶方阵,则8.
7.设为n阶方阵,若存在数l和非零n维向量,使得,则称为相应于特征值l的特征向量.
8.若,则 0.3
.
9.如果随机变量的期望,那么20.
10.不含未知参数的样本函数称为 统计量 .
11.设均为3阶矩阵,且,则-8 .
12.设,.2
13.设是三个事件,那么发生,但至少有一个不发生的事件表示为.14.设随机变量,则 15.
15.设是来自正态总体的一个样本,则
16.设是3阶矩阵,其中,则12.
17.当=1
时,方程组有无穷多解..
18.若,则0.2.
19.若连续型随机变量的密度函数的是,则2/3.
20.若参数的估计量满足,则称为的无偏估计 .
1.行列式的元素的代数余子式的值为=
-56.
2.已知矩阵满足,则与分别是
阶矩阵.
3.设均为二阶可逆矩阵,则AS.
4.线性方程组
一般解的自由未知量的个数为
2.5.设4元线性方程组AX=B有解且r(A)=1,那么AX=B的相应齐次方程组的基础解系含有
个解向量.
6.设A,B为两个事件,若P(AB)=
P(A)P(B),则称A与B
相互独立
.
0
a
0.2
0.5
7.设随机变量的概率分布为
则a
=
0.3
.
8.设随机变量,则0.9.
9.设为随机变量,已知,那么8.
10.矿砂的5个样本中,经测得其铜含量为,,(百分数),设铜含量服从N(,),未知,在下,检验,则取统计量
.
1.设均为n阶可逆矩阵,逆矩阵分别为,则 .
2.向量组线性相关,则.3.已知,则 .
4.已知随机变量,那么.
5.设是来自正态总体的一个样本,则 .
1.设,则的根是
2.设向量可由向量组线性表示,则表示方法唯一的充分必要条件是.
线性无关
3.若事件A,B满足,则
P(A
B)=
4..设随机变量的概率密度函数为,则常数k
=
5.若样本来自总体,且,则
7.设三阶矩阵的行列式,则=2
8.若向量组:,,能构成R3一个基,则数k
.
9.设4元线性方程组AX=B有解且r(A)=1,那么AX=B的相应齐次方程组的基础解系含有
个解向量.
10.设互不相容,且,则0
.
11.若随机变量X
~,则
1/3.
12.设是未知参数的一个估计,且满足,则称为的无偏估计.
⒈
.
⒉是关于的一个一次多项式,则该多项式一次项的系数是
.
⒊若为矩阵,为矩阵,切乘积有意义,则为
5×4
矩阵.
⒋二阶矩阵.
⒌设,则
⒍设均为3阶矩阵,且,则
.
⒎设均为3阶矩阵,且,则
-3
.
⒏若为正交矩阵,则
0
.
⒐矩阵的秩为
.
⒑设是两个可逆矩阵,则.
⒈当1时,齐次线性方程组有非零解.
⒉向量组线性
相关
.
⒊向量组的秩3
.
⒋设齐次线性方程组的系数行列式,则这个方程组有
无穷多
解,且系数列向量是线性
相关的.
⒌向量组的极大线性无关组是.
⒍向量组的秩与矩阵的秩
相同
.
⒎设线性方程组中有5个未知量,且秩,则其基础解系中线性无关的解向量有
个.
⒏设线性方程组有解,是它的一个特解,且的基础解系为,则的通解为.
9.若是A的特征值,则是方程的根.
10.若矩阵A满足,则称A为正交矩阵.
⒈从数字1,2,3,4,5中任取3个,组成没有重复数字的三位数,则这个三位数是偶数的概率为2/5.
2.已知,则当事件互不相容时,0.8,0.3
.
3.为两个事件,且,则.
4.已知,则.
5.若事件相互独立,且,则.
6.已知,则当事件相互独立时,0.65,0.3
.
7.设随机变量,则的分布函数.
8.若,则
.
9.若,则.
10.称为二维随机变量的协方差
.
1.统计量就是不含未知参数的样本函数
.
2.参数估计的两种方法是
点估计
和
区间估计
.常用的参数点估计有
矩估计法
和最大似然估
两种方法.
3.比较估计量好坏的两个重要标准是无偏性,有效性
.
4.设是来自正态总体(已知)的样本值,按给定的显著性水平检验,需选取统计量.
5.假设检验中的显著性水平为事件(u为临界值)发生的概率.
三、(每小题16分,共64分)
A1.设矩阵,且有,求.
解:利用初等行变换得
即 由矩阵乘法和转置运算得
2.设矩阵,求.
解:利用初等行变换得
即 由矩阵乘法得
3.已知,其中,求.
解:利用初等行变换得
即
由矩阵乘法运算得
4.设矩阵,是3阶单位矩阵,且有,求.
1.解:由矩阵减法运算得
利用初等行变换得
即
由矩阵乘法运算得
5.设矩阵,求(1);(2).
(1)=
(2)因为
=
所以
=.
6.设矩阵,解矩阵方程.
解:因为,得
所以.
7设矩阵,求(1),(2).解
1)
(2)利用初等行变换得
即
9.设矩阵,求:(1);(2).
解:(1)因为
所以
.
(2)因为
所以
.
10.已知矩阵方程,其中,求.
解:因为,且
即
所以
11.设向量组,,求这个向量组的秩以及它的一个极大线性无关组.
解:因为
()=
所以,r()
=
3.它的一个极大线性无关组是
(或).
1⒉设,求.
解:
13写出4阶行列式
中元素的代数余子式,并求其值.
:
14求矩阵的秩.
解
15.用消元法解线性方程组
方程组解为
A2.求线性方程组的全部解.
解:
将方程组的增广矩阵化为阶梯形
方程组的一般解为
(其中为自由未知量)
令=0,得到方程的一个特解.方程组相应的齐方程的一般解为
(其中为自由未知量)
令=1,得到方程的一个基础解系.于是,方程组的全部解为
(其中为任意常数)
2.当取何值时,线性方程组
有解,在有解的情况下求方程组的全部解.
解:将方程组的增广矩阵化为阶梯形
由此可知当时,方程组无解。当时,方程组有解。………7分
此时齐次方程组化为
分别令及,得齐次方程组的一个基础解系
令,得非齐次方程组的一个特解
由此得原方程组的全部解为
(其中为任意常数)
……16分
3.求线性方程组的全部解.
解:
将方程组的增广矩阵化为阶梯形
方程组的一般解为(其中为自由未知量)
令=0,得到方程的一个特解.方程组相应的齐次方程的一般解为
(其中为自由未知量)
令=1,得到方程的一个基础解系.于是,方程组的全部解为
(其中为任意常数)
4.求线性方程组的全部解.
解:将方程组的增广矩阵化为阶梯形
此时相应齐次方程组的一般解为
是自由未知量
令,得齐次方程组的一个基础解系
令,得非齐次方程组的一个特解
由此得原方程组的全部解为
(其中为任意常数)
5.设齐次线性方程组的系数矩阵经过初等行变换,得求此齐次线性方程组的一个基础解系和通解.
因为
得一般解:
(其是自由元)
令,得;
令,得.
所以,是方程组的一个基础解系.
方程组的通解为:,其中是任意常数.
6.设齐次线性方程组,为何值时方程组有非零解?在有非零解时,解:因为
A
=
时,所以方程组有非零解.
方程组的一般解为:,其中为自由元.
令
=1得X1=,则方程组的基础解系为{X1}.
通解为k1X1,其中k1为任意常数.
求出通解.
7.当取何值时,线性方程组
有解,在有解的情况下求方程组的全部解.
解:将方程组的增广矩阵化为阶梯形
由此可知当时,方程组无解。当时,方程组有解。………8分
此时相应齐次方程组的一般解为
(是自由未知量)
分别令及,得齐次方程组的一个基础解系
令,得非齐次方程组的一个特解
由此得原方程组的全部解为
8.k为何值时,线性方程组.
9.求齐次线性方程组的通解.
解:
A=
一般解为,其中x2,x4
是自由元
令x2
=
1,x4
=
0,得X1
=;
x2
=
0,x4
=
3,得X2
=
所以原方程组的一个基础解系为
{
X1,X2
}.
原方程组的通解为:,其中k1,k2
是任意常数.
10.设有线性方程组
为何值时,方程组有唯一解?或有无穷多解?
解:]
当且时,方程组有唯一解
当时,方程组有无穷多解
11.判断向量能否由向量组线性表出,若能,写出一种表出方式.其中
解:向量能否由向量组线性表出,当且仅当方程组有解
这里
方程组无解
不能由向量线性表出
12.计算下列向量组的秩,并且(1)判断该向量组是否线性相关
解:
该向量组线性相关
13.求齐次线性方程组的一个基础解系.
解:
方程组的一般解为 令,得基础解系
14.求下列线性方程组的全部解.
解:方程组一般解为
令,这里,为任意常数,得方程组通解
A3.设,试求:
(1);(2).(已知)
解:1
(2
2.设,试求:(1);(2)(已知)
解:(1)
(2
3..设,求和.(其中,)
解:设
=
=
4.设,试求⑴;⑵.(已知)
解:
⑵
5.某射手射击一次命中靶心的概率是0.8,该射手连续射击5次,求:(1)命中靶心的概率;
(2)至少4次命中靶心的概率.
解:射手连续射击5次,命中靶心的次数(1)设:“命中靶心”,则.
(2)设:“至少4次命中靶心”,则
.
6.设是两个随机事件,已知,,求:
(1);
(2).
解(1)===
(2
7.设随机变量X的密度函数为,求:(1)
k;
(2)
E(X),D(X).
解:(1)因为
1====
k,所以
k
=
(2)
E(X)
===
E()
==
D(X)
=
E()
=
8.设随机变量X
~
N(8,4).求
和.(,).
解:因为
X
~
N(8,4),则
~
N(0,1).
所以
==
====0.383
.
=
=
.9.设,试求⑴;⑵.(已知)
解:⑴
⑵
‘
10.假设A,B为两件事件,己知P(A)=0.5,P(B)=0.6,P(B|)=0.4,求P(A+B)
解:P()=P()P(B|)=0.50.4=0.2.P(AB)=P(B)-P(B)=0.6-0.2=0.4
P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB)=0.7。
11.设随机变量.(1)求;(2)若,求k的值.
(已知).
解:(1)=1-
=
1-=1-()
=
2(1-)=0.045.
(2)
=1-
=1-
即 k-4
=
-1.5,k=2.5.
12.罐中有12颗围棋子,其中8颗白子,4颗黑子.若从中任取3颗,求:(1)取到3颗棋子中至少有一颗黑子的概率;(2)取到3颗棋子颜色相同的概率.
解:设=“取到3颗棋子中至少有一颗黑子”,=“取到的都是白子”,=“取到的都是黑子”,B
=“取到3颗棋子颜色相同”,则
(1)
.
(2)
.
13.设随机变量X
~
N(3,4).求:(1)P(1<
X
7);(2)使P(X
a)=0.9成立的常数
a
.
(,).
解:(1)P(1<
X
7)=
==
=
0.9973
+
0.8413
–
=
0.8386
(2)因为
P(X
a)===
0.9
所以,a
=
+
=
5.56
14.从正态总体N(,9)中抽取容量为64的样本,计算样本均值得=
21,求的置信度为95%的置信区间.(已知)
解:已知,n
=
64,且
~
因为
=
21,且
所以,置信度为95%的的置信区间为:
.
15.设为三个事件,试用的运算分别表示下列事件:
⑴
中至少有一个发生;
⑵
中只有一个发生;
⑶
中至多有一个发生;
⑷
中至少有两个发生;
⑸
中不多于两个发生;
⑹
中只有发生.
解:(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
16.袋中有3个红球,2个白球,现从中随机抽取2个球,求下列事件的概率:
⑴
2球恰好同色;
⑵
2球中至少有1红球.
解:设=“2球恰好同色”,=“2球中至少有1红球”
17.加工某种零件需要两道工序,第一道工序的次品率是2%,如果第一道工序出次品则此零件为次品;如果第一道工序出正品,则由第二道工序加工,第二道工序的次品率是3%,求加工出来的零件是正品的概率.
解:设“第i道工序出正品”(i=1,2)
18.市场供应的热水瓶中,甲厂产品占50%,乙厂产品占30%,丙厂产品占20%,甲、乙、丙厂产品的合格率分别为90%,85%,80%,求买到一个热水瓶是合格品的概率.
解:设
19.某射手连续向一目标射击,直到命中为止.已知他每发命中的概率是,求所需设计次数的概率分布.
解:
…………
…………
故X的概率分布是
20设随机变量的概率分布为
试求.
解:
21.设随机变量具有概率密度
试求.
解:
22.设,求.
解:
23.设,计算⑴;⑵.
解:
24.设是独立同分布的随机变量,已知,设,求.
解:
A4.据资料分析,某厂生产的一批砖,其抗断强度,今从这批砖中随机地抽取了9块,测得抗断强度(单位:kg/cm2)的平均值为31.12,问这批砖的抗断强度是否合格().
解:
零假设.由于已知,故选取样本函数
已知,经计算得,由已知条件,故拒绝零假设,即这批砖的抗断强度不合格。
2某车间生产滚珠,已知滚珠直径服从正态分布.今从一批产品里随机取出9个,测得直径平均值为15.1mm,若已知这批滚珠直径的方差为,试找出滚珠直径均值的置信度为0.95的置信区间.
解:由于已知,故选取样本函数 …
已知,经计算得
滚珠直径均值的置信度为0.95的置信区间为,又由已知条件,故此置信区间为
3某一批零件重量,随机抽取4个测得重量(单位:千克)为14.7,15.1,14.8,15.2
可否认为这批零件的平均重量为15千克(已知)?
解:零假设.由于已知,故选取样本函数
经计算得,已知,故接受零假设,即可以认为这批零件的平均重量为15千克
4某钢厂生产了一批管材,每根标准直径100mm,今对这批管材进行检验,随机取出9根测得直径的平均值为99.9mm,样本标准差s
=
0.47,已知管材直径服从正态分布,问这批管材的质量是否合格(检验显著性水平,)
解:零假设.由于未知,故选取样本函数
已知,经计算得
由已知条件,故接受零假设,即可以认为这批管材的质量是合格的。
5.已知某种零件重量,采用新技术后,取了9个样品,测得重量(单位:kg)的平均值为14.9,已知方差不变,问平均重量是否仍为15()?
解:
零假设.由于已知,故选取样本函数
已知,经计算得,由已知条件,故接受零假设,即零件平均重量仍为15.
6.某切割机在正常工作时,切割的每段金属棒长服从正态分布,且其平均长度为10.5
cm,标准差为0.15cm.从一批产品中随机地抽取4段进行测量,测得的结果如下:(单位:cm)
10.4,10.6,10.1,10.4问:该机工作是否正常(,)?
解:零假设.由于已知,故选取样本函数
~
经计算得,由已知条件,且
故接受零假设,即该机工作正常.7.设对总体得到一个容量为10的样本值
4.5,2.0,1.0,1.5,3.5,4.5,6.5,5.0,3.5,4.0
试分别计算样本均值和样本方差.
解:
8.设总体的概率密度函数为
试分别用矩估计法和最大似然估计法估计参数.
解:提示教材第214页例3
矩估计:最大似然估计:
9.测两点之间的直线距离5次,测得距离的值为(单位:m):
108.5
109.0
110.0
110.5
112.0
测量值可以认为是服从正态分布的,求与的估计值.并在⑴;⑵未知的情况下,分别求的置信度为0.95的置信区间.
解:
(1)当时,由1-α=0.95,查表得:
故所求置信区间为:
(2)当未知时,用替代,查t
(4,0.05),得
故所求置信区间为:
10.设某产品的性能指标服从正态分布,从历史资料已知,抽查10个样品,求得均值为17,取显著性水平,问原假设是否成立.
解:,由,查表得:
因为
1.96,所以拒绝
11.某零件长度服从正态分布,过去的均值为20.0,现换了新材料,从产品中随机抽取8个样品,测得的长度为(单位:cm):20.0,20.2,20.1,20.0,20.2,20.3,19.8,19.5
问用新材料做的零件平均长度是否起了变化().
解:由已知条件可求得:
∵
|
T
|
2.62
∴
接受H0
即用新材料做的零件平均长度没有变化。
四、证明题(本题6分)
1.设是阶对称矩阵,试证:也是对称矩阵.
证明:是同阶矩阵,由矩阵的运算性质可知
已知是对称矩阵,故有,即
由此可知也是对称矩阵,证毕.
2设随机事件,相互独立,试证:也相互独立.
证明:
所以也相互独立.证毕.
3、设,为随机事件,试证:.
证明:由事件的关系可知
而,故由概率的性质可知
即
证毕
4设是线性无关的,证明,也线性无关.
.证明:设有一组数,使得
成立,即,由已知线性无关,故有
该方程组只有零解,得,故是线性无关的.证毕.
5.设n阶矩阵A满足,则A为可逆矩阵.
证明:
因为,即
所以,A为可逆矩阵.
6..设,为随机事件,试证:
证明:由事件的关系可知
而,故由概率的性质可知
7.设n阶矩阵A满足,则A为可逆矩阵.
证明:
因为,即;
所以,A为可逆矩阵.
8.设向量组,若线性相关,证明线性相关.
证明:因为向量组线性相关,故存在一组不全为0的数,使
成立.于是存在不全为0的数,使
9.若
证明:因为所以有
即,10.设,是两个随机事件,试证:
证明:由事件的关系可知
而,故由加法公式和乘法公式可知
证毕.
11.设是同阶对称矩阵,试证:也是对称矩阵
证明:因12.设是n阶矩阵,若=
0,则.
证明:因为
=
==
所以
13.设向量组线性无关,令,,证明向量组线性无关。
证明:设,即
因为线性无关,所以
解得k1=0,k2=0,k3=0,从而线性无关.
14对任意方阵,试证是对称矩阵.
证明:
是对称矩阵
15若是阶方阵,且,试证或.
证明:
是阶方阵,且
或
16若是正交矩阵,试证也是正交矩阵.
证明:
是正交矩阵
即是正交矩阵
17.试证:任一4维向量都可由向量组,,线性表示,且表示方式唯一,写出这种表示方式.
证明:
任一4维向量可唯一表示为
1⒏试证:线性方程组有解时,它有唯一解的充分必要条件是:相应的齐次线性方程组只有零解.
证明:设为含个未知量的线性方程组
该方程组有解,即
从而有唯一解当且仅当
而相应齐次线性方程组只有零解的充分必要条件是
有唯一解的充分必要条件是:相应的齐次线性方程组只有零解
19.设是可逆矩阵A的特征值,且,试证:是矩阵的特征值.
证明:是可逆矩阵A的特征值
存在向量,使
即是矩阵的特征值
20.用配方法将二次型化为标准型.
解:
令,,即
则将二次型化为标准型