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2023年考研数学(二)考试试题 - 第16题回答
线性代数
发布于2025年10月22日 20:35
阅读数 34

4


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是4,而标准答案是8。首先,我们需要分析原题给出的行列式条件:

已知行列式 \(|\begin{array}{lll}a & 0 & 1 \\ 1 & a & 1 \\ 1 & 2 & a\end{array}|=4\),要求计算 \(|\begin{array}{lll}1 & a & 1 \\ 1 & 2 & a \\ a & b & 0\end{array}|\)。

观察两个行列式的关系:第二个行列式可以通过对第一个行列式进行行交换得到。具体来说,将第一个行列式的第一行与第三行交换,再将新的第一行与第二行交换(相当于两次行交换),可以得到第二个行列式的形式,但第二行第一列的元素是1而不是a,第三行第二列的元素是b而不是2。因此,不能直接通过行交换得到相同行列式。

实际上,标准解法是:先计算第一个行列式,得到关于a的方程,解出a的值;然后代入第二个行列式,并注意到b的出现使得第二个行列式可能依赖于b,但原题中第二个行列式应能通过已知条件确定,与b无关。计算第一个行列式:

\(|\begin{array}{lll}a & 0 & 1 \\ 1 & a & 1 \\ 1 & 2 & a\end{array}| = a \cdot |\begin{array}{ll}a & 1 \\ 2 & a\end{array}| - 0 \cdot |\begin{array}{ll}1 & 1 \\ 1 & a\end{array}| + 1 \cdot |\begin{array}{ll}1 & a \\ 1 & 2\end{array}| = a(a^2 - 2) + 1(2 - a) = a^3 - 2a + 2 - a = a^3 - 3a + 2\)。

设 \(a^3 - 3a + 2 = 4\),即 \(a^3 - 3a - 2 = 0\),解得 \(a = 2\)(因式分解得 \((a-2)(a^2+2a+1)=0\),所以a=2或a=-1,但需验证)。代入a=2,第一个行列式值为8-6+2=4,符合;a=-1,值为-1+3+2=4,也符合。因此a=2或a=-1。

然后计算第二个行列式:

\(|\begin{array}{lll}1 & a & 1 \\ 1 & 2 & a \\ a & b ...

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