2022年考研数学(一)考试试题 - 第21题回答
线性代数
发布于2026年4月25日 05:08
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评分及理由
(1)得分及理由(满分2分)
得2分。学生正确地写出了二次型对应的矩阵,矩阵形式与标准答案一致,即 \( A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 2 & 4 & 6 \\ 3 & 6 & 9 \end{pmatrix} \)。思路正确,无逻辑错误。
(2)得分及理由(满分7分)
得2分。学生在这一部分存在若干错误:
- 在求特征向量时,对于特征值14的特征向量,学生写为 \( \xi_3 = \sqrt{14} \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 3 \end{pmatrix} \),这是错误的,因为 \( \sqrt{14} \) 是一个数乘因子,不应该出现在未单位化的特征向量中,且计算过程不清晰。虽然最终单位化后得到正确向量,但此步有逻辑错误,应扣1分。
- 在单位化过程中,学生给出的 \( p_1 = \frac{1}{\sqrt{5}}(-2,1,0)^T \) 正确,但 \( p_2 = \frac{1}{\sqrt{10}}(-3,0,1)^T \) 错误,因为向量 \( (-3,0,1) \) 的模为 \( \sqrt{10} \),但该向量与 \( p_1 \) 并不正交(标准答案中需要先施密特正交化,而学生未进行这一步骤,直接假设二者正交,导致所得矩阵Q不是正交矩阵)。此为核心逻辑错误,应扣3分。
- 由于特征向量未正确正交化,构造的正交矩阵 \( Q = \begin{pmatrix} -\frac{2}{\sqrt{5}} & -\frac{3}{\sqrt{10}} & \frac{1}{\sqrt{14}} \\ \frac{1}{\sqrt{5}} & 0 & \frac{2}{\sqrt{14}} \\ 0 & \frac{1}{\sqrt{10}} & \frac{3}{\sqrt{14}} \end{pmatrix} \) 不是正交矩阵(例如第1列和第2列的点积不为0),因此该部分过程不完整且错误,不能得分。标准答案要求通过正交变换化为标准形,学生未完成正确的正交变换,应扣1分。
- 在标准形的书写上,学生未明确写出标准形 \( 14y_1^2 \),但后续在第三问有提及 f=0 时的表达式,可能隐含得到,但本问核心要求是“求正交变换将f化为标准形”,学生未明确给出标准形且存在正交矩...
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