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2024年考研数学(三)考试试题 - 第21题回答
线性代数
发布于2025年12月16日 11:19
阅读数 8


评分及理由

(1)得分及理由(满分6分)

学生正确将增广矩阵 (A, α) 化为行最简形,并得到了正确的通解形式:x = (-k+1, -2k+1, -k, k)^T。这与标准答案的表示等价(标准答案为 (1-k, 1-2k, 1-k, k)^T,两者仅相差一个符号,本质相同)。学生指出通解为 kη₁ + η*,其中 η₁ = (-1, -2, -1, 1)^T,η* = (1, 1, 0, 0)^T。这里 η* 的第三分量应为 1 而非 0,这是一个计算错误。但学生随后声称将通解代入 Bx 得到 β,并未给出具体验证过程,逻辑上不完整。然而,考虑到题目的核心要求是“证明 Ax=α 的解均为 Bx=β 的解”,标准答案的思路是通过验证 Bη₁=0 和 Bη*=β 来完成。学生虽然没有展示验证步骤,但其通解形式正确,且结论陈述正确。根据“思路正确不扣分”的原则,以及识别中可能存在误写(如 η* 的第三分量),且核心逻辑(利用通解结构)正确,此处不进行严厉扣分。但证明过程不严谨,缺少关键验证步骤,应适当扣分。扣2分,得4分。

(2)得分及理由(满分6分)

学生试图通过分析 (B, β) 的秩来求解。其变换过程中出现了多处错误:
1. 第二次识别中,矩阵 B 的第二行第四列元素写为 “a+1”,而原题为 “a-1”,这可能是识别错误,根据“误写不扣分”原则,不因此扣分。
2. 对 (B, β) 进行行变换后得到矩阵的第三行显示为 (0, 0, 1-a, 1-a, 1)。此结果与标准答案不同,标准答案变换后第三行为 (0, 0, 3(a-1), 3(a-1), *),学生的计算过程存在逻辑错误。
3. 基于错误的行变换结果,学生得出了当 a≠1 时,增广矩阵的简化形式以及对应的通解。这部分计算因基于错误前提,属于逻辑错误。
4. 学生正确指出当 a=1 时,r(B) < r(¯B)(即系数矩阵秩小于增广矩阵秩),方程组无解。这与标准答案中“a=1时 r(B)=2”的结论在判断“不同解”的思路上是一致的(标准答案通过 r(B)<3 判断,学生通过无解判断,都意味着此时两个方程组解集不同)。这是本小题的核心正确点。
由于学生的主要计算过程存在逻辑错误,但最终对关键值 a=1 的判断正确,且判断理由(秩不等导致无解)合理。根据“主要判断核心逻辑是否正确”的原则,给予部分分数。扣3分,得3分。

题目总分:4+3=7分

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