2015年考研数学(二)考试试题

科目组合

数学二: 高等数学 、线性代数

00: 07: 28
答题卡
得分 129/150
答对题目数 8/23
评价

答题情况分析报告

正确: 8
错误: 15
未答: 0
总分: 129/150
正确率 34.8%
第1题 高等数学 单选题 题目链接

下列反常积分收敛的是

\((A) \int_{2}^{+\infty} \frac{1}{\sqrt{x}} d x\)

\((B) \int_{2}^{+\infty} \frac{\ln x}{x} d x\)

\((C) \int_{2}^{+\infty} \frac{1}{x \ln x} d x\)

\((D) \int_{2}^{+\infty} \frac{x}{e^{x}} d x\)

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:100%
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第2题 高等数学 单选题 题目链接

函数 \(f(x)=\lim _{t \to 0}(1+\frac{\sin t}{x})^{\frac{x^{2}}{t}}\) 在 \((-\infty,+\infty)\) 内

(A)连续

(B)有可去间断点

(C)有跳跃间断点

(D)有无穷间断点

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:100%
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第3题 高等数学 单选题 题目链接

设函数 \(f(x)= \begin{cases}x^{\alpha} \cos \frac{1}{x^{\beta}}, x>0 & (\alpha>0, \beta>0) \\ 0, x \leq0\end{cases}\) ,\(f'(x)\) 在 \(x=0\) 处连续的充要条件是

(A) \(\alpha-\beta>0\)

(B) \(0<\alpha-\beta \leq 1\)

(C) \(\alpha-\beta>2\)

(D) \(0<\alpha-\beta \leq 2\)

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:100%
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第4题 高等数学 单选题 题目链接

设函数 \(f(x)\) 在 \((-\infty,+\infty)\) 内连续,其中二阶导数 \(f^{\prime \prime}(x)\) 的图形如图所示,则曲线 \(y=f(x)\) 的拐点的个数为

(A)0

(B)1

(C)2

(D)3

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:100%
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第5题 高等数学 单选题 题目链接

设函数 \(f(u, v)\) 满足 \(f(x+y, \frac{y}{x})=x^{2}-y^{2}\) ,则 \(\frac{\partial f}{\partial u}|_{\substack{u=1 \\ v=1}}\) 与 \(\frac{\partial f}{\partial v}|_{\substack{u=1 \\ v=1}}\) 依次为()

\((A) \frac{1}{2}, 0\)

\((B) 0, \frac{1}{2}\)

\((C) -\frac{1}{2}, 0\)

\((D) 0,-\frac{1}{2}\)

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:100%
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第6题 高等数学 单选题 题目链接

设 D 是第一象限由曲线 \(2 x y=1\) , \(4 x y=1\) 与直线 \(y=x\) , \(y=\sqrt{3} x\) 围成的平面区域, 函数 \(f(x, y)\) 在 D 上连续,则 \(\iint_{D} f(x, y) d x d y=\)

\((A) \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{3}} d \theta \int_{\frac{1}{2 \sin 2 \theta}}^{\frac{1}{\sin 2 \theta}} f(r \cos \theta, r \sin \theta) r d r\)

\((B) \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{3}} d \theta \int_{\frac{1}{\sqrt{2 \sin 2 \theta}}}^{\frac{1}{\sqrt{\sin 2 \theta}}} f(r \cos \theta, r \sin \theta) r d r\)

\((C) \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{3}} d \theta \int_{\frac{1}{2 \sin 2 \theta}}^{\frac{1}{\sin 2 \theta}} f(r \cos \theta, r \sin \theta) d r\)

\((D) \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{3}} d \theta \int_{\frac{1}{\sqrt{\sin 2 \theta}}}^{\frac{1}{\sqrt{\sin 2 \theta}}} f(r \cos \theta, r \sin \theta) d r\)

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:100%
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第7题 线性代数 单选题 题目链接

设矩阵 \(A=(\begin{array}{lll}1 & 1 & 1 \\ 1 & 2 & a \\ 1 & 4 & a^{2}\end{array})\) ,\(b=(\begin{array}{l}1 \\ d \\ d^{2}\end{array})\) ,\(\Omega=\{1,2\}\) ,则线性方程组 \(Ax=b\) 有无穷多解的充分必要条件为: ()

\((A) a \notin \Omega, d \notin \Omega\)

\((B) a \notin \Omega, d \in \Omega\)

\((C) a \in \Omega, d \notin \Omega\)

\((D) a \in \Omega, d \in \Omega\)

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:100%
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第8题 线性代数 单选题 题目链接

设二次型 \(f(x_{1}, x_{2}, x_{3})\) 在正交变换 \(x=P y\) 下的标准形为 \(2 y_{1}^{2}+y_{2}^{2}-y_{3}^{2}\) ,其中 \(P=(e_{1}, e_{2}, e_{3})\) ,若 \(Q=(e_{1},-e_{3}, e_{2})\) ,则 \(f=(x_{1}, x_{2}, x_{3})\) 在正交变换 \(x=Q y\) 下的标准形 为: ()

\((A) 2 y_{1}^{2}-y_{2}^{2}+y_{3}^{2}\)

\((B) 2 y_{1}^{2}+y_{2}^{2}-y_{3}^{2}\)

\((C) 2 y_{1}^{2}-y_{2}^{2}-y_{3}^{2}\)

\((D) 2 y_{1}^{2}+y_{2}^{2}+y_{3}^{2}\)

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:0%
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第9题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)$\begin{cases}x=\arctan t \\ y=3 t+t^{3}\end{cases}$,则$\left.\frac{d^{2} y}{d x^{2}}\right|_{t=1}=$

你的答案:

48


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生给出的答案是48,与标准答案完全一致。根据参数方程求二阶导数的计算过程如下:

  • 一阶导数:$\frac{dy}{dx} = \frac{dy/dt}{dx/dt} = \frac{3+3t^2}{1/(1+t^2)} = 3(1+t^2)^2$
  • 二阶导数:$\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d(dy/dx)/dt}{dx/dt} = \frac{12t(1+t^2)}{1/(1+t^2)} = 12t(1+t^2)^2$
  • 代入$t=1$得:$12×1×(1+1)^2 = 12×4 = 48$

学生答案正确,得4分。

题目总分:4分

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第10题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)函数$f(x)=x^{2} \cdot 2^{x}$在$x=0$处的$n$阶导数$f^{n}(0)=$

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生答案:当n=1时给出0,当n≥2时给出4(ln2)^{n-2}/[n(n-1)]

标准答案:n(n-1)(ln2)^{n-2}

对比分析:

  • 当n=1时,学生给出0是正确的,因为f(x)=x²·2ˣ,在x=0处的一阶导数确实为0
  • 当n≥2时,学生的答案与标准答案完全相反,分子分母位置颠倒
  • 正确推导应该是:f(x)=x²·2ˣ,使用莱布尼茨公式求n阶导数,其中x²的n阶导数在n≥3时为0,所以主要考虑n=2的情况
  • 学生的答案在n≥2时的表达式存在根本性的逻辑错误

得分:0分(由于n≥2时的核心部分完全错误)

题目总分:0分

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第11题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)设$f(x)$连续,$\varphi(x)=\int_{0}^{x^{2}} x f(t) d t$,若$\varphi(1)=1$,$\varphi'(1)=5$,则$f(1)=$

你的答案:

2


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生给出的答案是"2",与标准答案一致。题目要求计算f(1)的值,学生直接给出了正确结果。虽然作答中没有展示解题过程,但由于是填空题且答案正确,按照常规评分标准应给予满分。

题目总分:4分

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第12题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)设函数$y=y(x)$是微分方程$y^{\prime \prime}+y'-2 y=0$的解,且在$x=0$处$y(x)$取得极值3,则$y(x)=$

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生两次识别结果均为 \(e^{-2x}+2e^{x}\),与标准答案 \(e^{-2x}+2e^{x}\) 完全一致。该函数满足微分方程 \(y''+y'-2y=0\),且在 \(x=0\) 时函数值为 \(1+2=3\),导数值为 \(-2+2=0\),符合极值条件。因此答案正确,得4分。

题目总分:4分

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第13题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)若函数$Z=z(x, y)$由方程$e^{x+2 y+3 z}+x y z=1$确定,则$dz|_{(0,0)}=$

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生作答为:$-\frac{1}{3}dx - \frac{2}{3}dy$

标准答案为:$-\frac{1}{3}(dx + 2dy)$

将学生答案展开:$-\frac{1}{3}dx - \frac{2}{3}dy = -\frac{1}{3}(dx + 2dy)$

可见学生答案与标准答案完全等价,只是表达形式不同。根据评分要求,思路正确不扣分,且表达形式不同但等价不影响得分。

因此本题得分为4分。

题目总分:4分

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第14题 线性代数 综合题 题目链接

(填空题)若3阶矩阵$A$的特征值为2,-2,1,$B=A^{2}-A+E$,其中$E$为3阶单位阵,则行列式$|B|=$

你的答案:

21


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生给出的答案是21。根据题目,矩阵A的特征值为2、-2、1,而B = A² - A + E。由于B是A的多项式矩阵,其特征值可以通过将A的特征值代入相同的多项式得到。因此,B的特征值为:

  • 对于特征值2:2² - 2 + 1 = 3
  • 对于特征值-2:(-2)² - (-2) + 1 = 4 + 2 + 1 = 7
  • 对于特征值1:1² - 1 + 1 = 1

行列式|B|等于其特征值的乘积,即3 × 7 × 1 = 21。学生的答案与标准答案一致,且计算过程正确,因此得4分。

题目总分:4分

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第15题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

设函数 \(f(x)=x+a \ln (1+x)+b x \sin x\) , \(g(x)=k x^{3}\) 若 \(f(x)\) 与 \(g(x)\) 在 \(x \to 0\) 时是等价无穷小, 求 a , b , k 的值.

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答使用了泰勒展开的方法,思路与标准答案方法一完全一致。展开式正确:\(\ln(1+x)=x-\frac{x^2}{2}+\frac{x^3}{3}+o(x^3)\),\(\sin x=x+o(x)\)(虽然只展开到一阶,但后续计算表明足够)。通过比较系数得到方程组:

  • \(1+a=0\) → \(a=-1\)
  • \(b-\frac{a}{2}=0\) → \(b=-\frac{1}{2}\)
  • \(\frac{a}{3}=k\) → \(k=-\frac{1}{3}\)

计算过程和最终答案与标准答案完全一致。虽然\(\sin x\)的展开只写到了\(x+o(x)\),但在\(x^2\)项系数比较时实际上使用了正确的系数(因为\(b-\frac{a}{2}=0\)中的\(b\)对应的是\(\sin x\)展开的\(x\)项系数,而\(\sin x\)的\(x\)项系数确实是1)。因此逻辑正确,计算准确。

得分:10分

题目总分:10分

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第16题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

设 \(A>0\) , D 是由曲线段 \(y=A sin x(0 ≤x ≤\frac{\pi}{2})\) 及直线 \(y=0\) 和 \(x=\frac{\pi}{2}\) 所围成的平面区域。 \(V_{1}\) 和 \(V_{2}\) 分别表示 D 绕 x 轴与绕 y 轴旋转成旋转体的体积,若 \(V_{1}=V_{2}\) ,求A的值。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答使用了二重积分方法计算旋转体体积,思路与标准答案不同但正确。具体过程如下:

  • 正确建立了绕y轴旋转体积公式:\(V_2 = 2\pi \int_0^{\frac{\pi}{2}} dx \int_0^{A\sin x} x dy\)
  • 正确建立了绕x轴旋转体积公式:\(V_1 = 2\pi \int_0^{\frac{\pi}{2}} dx \int_0^{A\sin x} y dy\)
  • 正确计算了积分:\(\int_0^{\frac{\pi}{2}} xA\sin x dx = A\)
  • 正确计算了积分:\(\int_0^{\frac{\pi}{2}} \frac{A^2\sin^2 x}{2} dx = \frac{\pi}{8}A^2\)
  • 正确建立方程并解得 \(A = \frac{8}{\pi}\)

虽然方法不同于标准答案,但思路正确,计算准确,最终答案正确。根据评分要求"思路正确不扣分",给予满分。

题目总分:10分

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第17题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

已知函数 \(f(x, y)\) 满足 \(f_{x y}^{\prime \prime}(x, y)=2(y+1) e^{x}\) , \(f_{x}'(x, 0)=(x+1) e^{x}\) , \(f(0, y)=y^{2}+2 y\) ,求 \(f(x, y)\) 的极值。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分11分)

学生作答整体思路正确,但在积分过程中存在逻辑错误。具体分析如下:

  • 第一步对 \(f_{xy}''(x,y)=2(y+1)e^x\) 积分得到 \(f_x'(x,y)\) 时,学生写为 \(e^x(y+1)^2+\varphi(x)\),而标准答案为 \((y^2+2y)e^x+\varphi(x)\)。虽然两者等价(因为 \((y+1)^2=y^2+2y+1\)),但学生后续代入 \(f_x'(x,0)\) 时,得到 \(e^x+\varphi(x)=(x+1)e^x\),从而 \(\varphi(x)=xe^x\)。这里逻辑正确,不扣分。
  • 第二步对 \(f_x'(x,y)\) 积分得到 \(f(x,y)\) 时,学生写为 \(e^x(y+1)^2 + e^x(x-1) + g(y)\),而标准答案为 \((y^2+2y)e^x + xe^x + C\)。学生表达式可化简为 \(e^x(y^2+2y+1) + e^x(x-1) + g(y) = e^x(y^2+2y) + e^x x + g(y)\),与标准答案形式一致,但学生积分过程中未正确处理常数项,而是引入了 \(g(y)\),这属于方法差异,思路正确不扣分。
  • 学生利用 \(f(0,y)=y^2+2y\) 求出 \(g(y)=0\),最终得到 \(f(x,y)=e^x(y+1)^2 + e^x(x-1)\),化简后与标准答案一致,计算正确。
  • 求偏导找驻点时,学生正确求出偏导数并找到驻点 \((0,-1)\),计算正确。
  • 判断极值时,学生计算二阶偏导数 \(A=f_{xx}''(0,-1)=1\),\(B=0\),\(C=2\),并正确计算 \(AC-B^2=2>0\) 且 \(A>0\),得出极小值 \(f(0,-1)=-1\),结果正确。

但在积分过程中,学生未严格按照标准答案的积分步骤,而是直接写出积分结果并引入 \(g(y)\),虽最终结果正确,但步骤略显跳跃,存在轻微逻辑不严谨。根据打分要求,逻辑错误需扣分,但此处错误不影响最终结果,扣1分。

得分:10分

题目总分:10分

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第18题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

计算二重积分 \(\iint_{D} x(x+y) d x d y\) ·其中 \(D={(x, y) | x^{2}+y^{2} ≤2, y ≥x^{2}}\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答整体思路正确,但在关键步骤存在逻辑错误:

  • 正确部分:利用对称性将原积分化为∬x²dxdy,积分区域划分正确,化为累次积分形式正确,计算∫x⁴dx部分正确。
  • 主要错误:在三角换元时,积分限设置错误。当x=1时,t应为π/4,但学生使用了0到π/2的积分限,这导致计算结果出现偏差。
  • 计算过程:学生最终得到π/2-2/5,而正确答案是π/4-2/5,相差π/4。

由于这是一个关键的计算错误,严重影响了最终结果,扣4分。

得分:6分

题目总分:6分

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第19题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

已知函数 \(f(x)=\int_{x}^{1} \sqrt{1+t^{2}} d t+\int_{1}^{x^{2}} \sqrt{1+t} d t\) ,求 \(f(x)\) 零点的个数?

你的答案:


评分及理由

(1)求导过程得分及理由(满分2分)

学生正确计算了导数 \( f'(x) = (2x-1)\sqrt{1+x^2} \),与标准答案一致。得2分。

(2)单调性分析得分及理由(满分2分)

学生正确分析了导数的符号,得出在 \( (-\infty, \frac{1}{2}) \) 单调递减,在 \( (\frac{1}{2}, +\infty) \) 单调递增,与标准答案一致。得2分。

(3)极值点判断得分及理由(满分1分)

学生正确指出 \( x = \frac{1}{2} \) 是驻点,但未明确说明这是极小值点(尽管通过单调性可推断)。标准答案明确说明是最小值点。此处逻辑不够完整,扣0.5分。得0.5分。

(4)最小值符号判断得分及理由(满分2分)

学生通过 \( f(1) = 0 \) 和单调性得出 \( f(\frac{1}{2}) < 0 \),但未像标准答案那样通过积分比较严格证明 \( f(\frac{1}{2}) < 0 \)。虽然结论正确,但论证不够严谨,扣1分。得1分。

(5)极限分析得分及理由(满分2分)

学生未分析 \( x \to -\infty \) 和 \( x \to +\infty \) 的极限,而是用 \( f(-1) > 0 \) 代替 \( x \to -\infty \) 的极限,用 \( f(1) = 0 \) 作为右区间零点。虽然最终零点个数正确,但未完整分析极限行为,扣1分。得1分。

(6)零点个数结论得分及理由(满分2分)

学生正确得出结论有2个零点,且通过介值定理和单调性论证了唯一性。得2分。

题目总分:2+2+0.5+1+1+2=8.5分

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第20题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分11分)

已知高温物体置于低温介质中,任一时刻该物体温度对时间的变化率与该时刻物体和介质的 温差成正比,现将一初始温度为120°的物体在20℃的恒温介质中冷却,30min后该物体降至 \(30^{\circ }C\) ,若要将该物体的温度继续降至 \(21^{\circ }C\) ,还需冷却多长时间?

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答的基本思路正确,能够根据题意建立微分方程 \(\frac{dT}{dt} = k(T - 20)\),并尝试求解。在求解过程中,学生正确分离变量并积分得到 \(C + \frac{1}{k}\ln(T - 20) = t\) 的形式,并利用初始条件 \(T(0)=120\) 和 \(T(30)=30\) 建立方程组求解常数。最终得到还需冷却30分钟的结论与标准答案一致。

然而,学生在求解过程中存在逻辑错误:

  • 在分离变量积分后,正确的形式应为 \(\ln(T-20) = -kt + C\) 或等价形式,但学生写为 \(C + \frac{1}{k}\ln(T - 20) = t\),这里的符号和常数处理存在错误。
  • 在求解方程组时,学生得到 \(C = 60\),但根据标准答案推导,正确的常数 \(C\) 应为 \(-\frac{\ln 100}{k}\),学生的计算过程存在错误。
  • 尽管存在这些错误,学生最终通过错误的过程得到了正确的数值答案(还需冷却30分钟),这可能是因为错误在计算过程中相互抵消。

由于题目要求对逻辑错误扣分,且学生的求解过程存在明显的数学错误,但最终答案正确,因此扣减部分分数。综合考虑,给予6分(满分10分)。

题目总分:6分

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第21题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分11分) 

已知函数 \(f(x)\) 在区间 \([a,+\infty]\) 上具有2阶导数, \(f(a)=0\) , \(f'(x)>0\) , \(f^{\prime \prime}(x)>0\) ,设 \(b>a\) , 曲线 \(y=f(x)\) 在点 \((b, f(b))\) 处的切线与 x 轴的交点是 \((x_{0}, 0)\) ,证明 \(a<x_{0}<b\) 。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答中,第1次识别结果存在一处逻辑错误:在推导 \(x_0 - a\) 的表达式时,写成了 \(\frac{[f'(b) - f'(\xi)]}{f'(\xi) + f'(b)}f(b)\),分母误写为 \(f'(\xi) + f'(b)\),而正确应为 \(f'(\xi)f'(b)\)。这导致表达式错误,属于逻辑错误,扣1分。

第2次识别结果中,推导过程正确,表达式为 \(\frac{[f^{\prime}(b)-f^{\prime}(\xi)]f(b)}{f^{\prime}(\xi)f^{\prime}(b)}\),与标准答案一致,且逻辑完整,无错误。

根据打分要求,两次识别中只要有一次正确即不扣分,因此此处不扣分。但需注意,第1次识别中的错误若单独评分会扣分,但综合两次识别后整体正确,故不扣分。

其他部分,包括切线方程推导、\(x_0 < b\) 的证明、拉格朗日中值定理的应用、单调性分析等均正确,思路与标准答案一致。

综上,本题满分10分,学生作答正确,得10分。

题目总分:10分

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第22题 线性代数 综合题 题目链接

(本题满分11分)

已知矩阵\(A=\begin{pmatrix}a & 1 & 0 \\ 1 & a & -1 \\ 0 & 1 & a\end{pmatrix}\),且\(A^{3}=O\)

(1)求\(a\)的值;

(2)若矩阵\(X\)满足\(X - XA^{2} - AX + AXA^{2} = E\),\(E\)为3阶单位阵,求\(X\)。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分11分中的部分分值,具体见后)

学生通过特征值方法分析:由A³=0,若λ是A的特征值,则λ³=0,故λ=0。由此推断A的特征值全为0,进而得到|A|=0,计算行列式得a³=0,故a=0。这一思路与标准答案不同但正确,且最终得到正确结果a=0。因此本小题应得满分。考虑到本题总分11分,通常(1)小题分值较小,但题目未明确划分(1)(2)小题分值。根据常规分配,(1)小题可能占3-4分。这里按4分计算。

(2)得分及理由(满分11分中的剩余分值)

学生将原方程化为(E-A)X(E-A²)=E,这一步正确。然后得到X=(E-A)⁻¹E(E-A²)⁻¹,这一步也正确。但在具体计算中存在问题:

1. 学生给出的(E-A)⁻¹矩阵为$\begin{pmatrix}2&1&-1\\1&1&-1\\1&1&0\end{pmatrix}$,但实际a=0时,$E-A=\begin{pmatrix}1&-1&0\\-1&1&1\\0&-1&1\end{pmatrix}$,其逆矩阵应为$\begin{pmatrix}2&1&-1\\1&1&-1\\1&1&0\end{pmatrix}$,学生此处正确。

2. 学生给出的(E-A²)⁻¹矩阵为$\begin{pmatrix}0&0&1\\0&1&0\\-1&0&2\end{pmatrix}$,但实际a=0时,$A=\begin{pmatrix}0&1&0\\1&0&-1\\0&1&0\end{pmatrix}$,$A²=\begin{pmatrix}1&0&-1\\0&0&0\\1&0&-1\end{pmatrix}$,$E-A²=\begin{pmatrix}0&0&1\\0&1&0\\-1&0&2\end{pmatrix}$,其逆矩阵确实为$\begin{pmatrix}2&0&-1\\0&1&0\\1&0&0\end{pmatrix}$,而学生给出的是$\begin{pmatrix}0&0&1\\0&1&0\\-1&0&2\end{pmatrix}$,这实际上是E-A²本身,不是其逆矩阵。

3. 由于(E-A²)⁻¹计算错误,导致最终X计算结果错误。

因此,(2)小题思路正确但计算错误,应扣除大部分分数。考虑到思路正确且部分步骤正确,给予部分分数。按总分11分,(1)小题4分,(2)小题7分,扣除计算错误分,给予3分。

题目总分:4+3=7分

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第23题 线性代数 综合题 题目链接

(本题满分11分)

已知\(A=\begin{pmatrix}0 & 2 & -3 \\ -1 & 3 & -3 \\ 1 & -2 & a\end{pmatrix}\),\(B=\begin{pmatrix}1 & -2 & 0 \\ 0 & b & 0 \\ 0 & 3 & 1\end{pmatrix}\)

(1)求\(a\),\(b\)的值;

(2)求可逆矩阵\(P\),使\(P^{-1}AP\)为对角阵。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生正确使用了相似矩阵的迹相等和行列式相等的性质建立方程组,但行列式计算有误。标准答案中|A|=2a-b=3,学生写成|A|=2a-3=b,这是逻辑错误。不过最终解出了正确的a=4,b=5。考虑到主要思路正确且结果正确,扣1分。

得分:4分

(2)得分及理由(满分6分)

学生通过B的特征值推导A的特征值是正确的,特征向量计算过程基本正确。但在求特征向量时:

  • 对于λ=1,基础解系x₁=(2,1,0)ᵀ, x₂=(-3,0,1)ᵀ正确
  • 对于λ=5,基础解系x₃=(1,1,-1)ᵀ正确
  • 构造的P矩阵正确

主要问题是特征矩阵写成了(λ-A)而不是(λE-A),这是符号不规范,但不影响实质计算。整体思路和结果正确。

得分:6分

题目总分:4+6=10分

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