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2020年考研数学(二)考试试题 - 第23题回答
线性代数2
发布于2025年12月1日 21:36
阅读数 381


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生采用反证法证明P可逆:假设P不可逆,则α与Aα线性相关,即存在k≠0使α = kAα,进而推出(1/k)是A的特征值且α是对应的特征向量,与已知条件“α不是A的特征向量”矛盾,故P可逆。该证明思路正确,逻辑清晰。但证明过程中“假设P为可逆不可逆矩阵”表述有语病(第一次识别结果),第二次识别已修正为“假设P为不可逆矩阵”,不影响核心逻辑。因此,本小题得满分4分。

(2)得分及理由(满分7分)

本小题要求:① 利用条件A²α+Aα-6α=0求P⁻¹AP;② 判断A是否相似于对角矩阵。
学生解答:
1. 正确从条件推导出A的两个特征值2和-3,并得出A有两个不同特征值,故A可相似对角化。
2. 但问题在于:题目要求计算的是P⁻¹AP,其中P=(α, Aα)。学生却自行构造了另一个可逆矩阵Q=((3E+A)α, (2E-A)α),并计算了Q⁻¹AQ,最终得到P⁻¹AP = P⁻¹Q diag(2,-3) Q⁻¹P。这个表达式虽然正确,但并不是题目所要求的“求P⁻¹AP”的最终结果。题目期望利用α, Aα, A²α的关系,将Aα和A²α用α和Aα线性表示,从而直接得到P⁻¹AP的具体矩阵形式(通常是一个二阶矩阵,如[[0, -6], [1, -1]]或其转置,取决于列向量顺序)。学生没有完成这一关键计算步骤。
3. 因此,对于“求P⁻¹AP”这一部分,学生没有给出正确结果,属于未完成题目要求。考虑到本小题共7分,其中判断相似对角化部分正确可得部分分数,但主要计算任务未完成。扣分标准:求P⁻¹AP占主要分值(约4-5分),判断相似对角化占次要分值(约2-3分)。学生仅完成了判断部分,且判断正确。
综合评定,本小题得3分。

题目总分:4+3=7分

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