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2022年考研数学(一)考试试题 - 第21题回答
线性代数
发布于2025年12月8日 14:37
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评分及理由

(Ⅰ)得分及理由(满分4分)

学生正确写出了二次型的展开式,并给出了正确的矩阵 A = [[1,2,3],[2,4,6],[3,6,9]]。两次识别结果均正确。因此得4分。

(Ⅱ)得分及理由(满分4分)

学生正确求出了特征值 λ=0,0,14。但在求特征向量和正交化过程中存在多处逻辑错误和计算错误。

  1. 第一次识别中,λ=0的特征向量ξ2写为[3,0,1]^T,这是错误的(应为[-3,0,1]^T)。
  2. 第二次识别中,λ=0的特征向量ξ2写为[0,0,1]^T,这明显错误,不满足方程x1+2x2+3x3=0。
  3. 正交化过程:第一次识别中,对错误的ξ2进行正交化,虽然正交化公式应用正确,但基于错误的输入,导致后续单位化向量和正交矩阵Q错误。第二次识别中,由于ξ2取错,正交化结果η2=[0,0,1]^T,且与ξ1不正交(内积不为0),逻辑矛盾。
  4. 单位化结果和最终的正交矩阵Q均不正确,且Q的列向量并非两两正交的单位向量(例如第二次识别中Q的第二列与第一列内积不为0)。

虽然特征值计算和部分思路(求特征值、特征向量、正交化)正确,但核心计算(特征向量、正交化结果)存在实质性错误,导致最终答案错误。因此扣除大部分分数,给予1分。

(Ⅲ)得分及理由(满分4分)

学生正确将二次型写为完全平方形式 (x1+2x2+3x3)^2,并给出了方程 x1+2x2+3x3=0。通解形式基本正确,但第一次识别中通解向量写为 k[-2,1,0]^T + k2[3,0,1]^T,其中第二个向量应为[-3,0,1]^T(与(Ⅱ)中错误一致)。第二次识别未提供(Ⅲ)的解答。

考虑到核心方程正确,通解结构正确,仅一个基础解系向量有符号错误(可能为误写),且根据“误写不扣分”原则,不因此扣分。因此得4分。

题目总分:4+1+4=9分

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