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2025年合工大超越5+5套卷模拟试卷(一) - 第21题回答
线性代数
发布于2025年9月22日 17:24
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评分及理由

(Ⅰ)得分及理由(满分6分)

学生答案中正确识别了特征值:单特征值不为0时,特征值为4,0,0。特征向量选取正确:α=(1,-1,1)^T,以及正交的特征向量(1,1,0)^T和(-1,1,2)^T。但矩阵A的计算有误:学生给出的A矩阵为[[4/3,4/3,4/3],[4/3,-4/3,4/3],[4/3,4/3,-4/3]],而标准答案为(4/3)*[[1,-1,1],[-1,1,-1],[1,-1,1]]。学生矩阵的迹为(4/3)+(-4/3)+(-4/3)=-4/3≠4,且行列式不为0,与条件|A|=0矛盾,属于逻辑错误。Ax=0的通解部分,学生只给出了一个基础解系(-1,0,1)^T,但标准需要两个线性无关的解(因为二重特征值0),缺少一个基础解系。因此扣分:特征值和特征向量正确(3分),A矩阵计算错误(-2分),通解不完整(-1分)。得分为3分。

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

学生正确识别了特征值:单特征值为0时,特征值为0,2,2。正确推导了A+2E的特征值为2,4,4。正确使用了正交矩阵Q对角化,并设Q^T B Q为对角阵,且因B正定取正平方根。但B矩阵的计算结果与标准答案不一致:学生给出的B矩阵为[[(4+√2)/3, (2-√2)/3, (-2+√2)/3], [(2-√2)/3, 2, 0], [(-2+√2)/3, 0, (3+√2)/3]],而标准答案为对称矩阵且所有元素均非零(标准答案中B的(2,3)和(3,2)元素不为0)。学生矩阵不对称(例如(1,2)和(2,1)元素相同,但(1,3)和(3,1)元素相同,但(2,3)和(3,2)元素为0,而标准答案中这些位置非零),且计算有误(例如(2,2)元素为2,但标准答案中为(4+√2)/3)。这属于计算错误,但思路正确。扣分:思路正确(3分),B矩阵计算错误(-2分)。得分为4分。

题目总分:3+4=7分

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