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评分及理由
(1)得分及理由(满分11分中的部分,通常第(1)问分值较小,但题目未明确拆分,根据常见分配,第(1)问约3分,第(2)问约8分)
学生通过计算行列式 \(|A|=0\) 和 \(|B|=2-a\),并由 \(|A|=|B|=0\) 解得 \(a=2\)。思路正确,计算无误。虽然标准答案使用矩阵等价的秩相等方法,但学生用行列式为零作为可逆矩阵方程有解的必要条件(因为若 \(A\) 可逆则 \(P=A^{-1}B\) 唯一,但这里 \(A\) 不可逆,所以用行列式为零找参数是可行的推理),逻辑正确。因此第(1)问不扣分。
得分:3分(按假设分值)
(2)得分及理由(满分11分中的部分,假设分值8分)
学生将方程 \(AP=B\) 写成 \(AX=B\) 并作增广矩阵 \((A|B)\) 进行行变换,得到行最简形:
\[
\begin{bmatrix}1&0&0&|&3&4&4\\0&1&0&|&-1&-1&-1\\0&0&1&|&0&0&0\end{bmatrix}
\]
由此得出 \(P=\begin{bmatrix}3&4&4\\-1&-1&-1\\0&0&0\end{bmatrix}\)。
这里存在逻辑错误:
1. 方程是 \(AP=B\),不是 \(AX=B\)。正确的做法是转置为 \(P^{\mathsf{T}}A^{\mathsf{T}}=B^{\mathsf{T}}\) 再用行变换,或者直接对 \(\begin{bmatrix}A\\ \hline B\end{bmatrix}\) 列变换,但学生按行变换解 \(AX=B\) 得到的是 \(A^{-1}B\)(如果 \(A\) 可逆),但此处 \(A\) 不可逆,且方程是右乘,所以方法错误。
2. 从得到的行最简形看,第三行对应解 \(x_3=0\),于是得出 \(P\) 的第三行全为零,但这样 \(P\) 不可逆(行列式为零),与题目要求“可逆矩阵 \(P\)”矛盾。学生没有检查 \(P\) 是否可逆,也没有引入自由变量,因此答案完全错误。
根据标准答案,正确解法应得到含自由参数的解,且要求参数满足 \(k_2\neq k_3\) 以保证可逆。学生答案不符合要求,且解法思路根本性错误。
扣分:第(2)问得0分。
题目总分:3+0=3分(按假设第(1)问3分、第(2)问8分,则...
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