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2009年考研数学(一)考试试题 - 第20题回答
线性代数
发布于2026年8月14日 16:59
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评分及理由

(1)得分及理由(满分7分)

本题包含两部分:求满足 \(A\xi_2=\xi_1\) 的所有向量 \(\xi_2\),以及求满足 \(A^2\xi_3=\xi_1\) 的所有向量 \(\xi_3\)。标准答案中,\(\xi_2\) 为含一个任意常数的通解形式,\(\xi_3\) 为含两个任意常数的通解形式。学生作答中:(i)对于 \(\xi_2\),得到 \(\xi_2=\begin{pmatrix}t-1\\t\\2\end{pmatrix}\),该结果实际上是一个特解而非通解(因为通解应含一个自由变量,但这里第三个分量固定为2,且 \(t\) 为参数,形式上可以视为通解的一种表示,但与标准答案 \(\xi_2=k_1(1,-1,2)^T+(0,0,1)^T\) 不一致。标准答案的通解为 \((k_1, -k_1, 2k_1+1)^T\),而学生给出 \((t-1, t, 2)^T\),两者不完全等价,且学生的形式缺少了应有的自由变量方向,导致通解表达错误)。(ii)对于 \(\xi_3\),学生错误地将其与 \(\xi_2\) 的关系理解为 \(A\xi_3=\xi_2\),而非题目要求的 \(A^2\xi_3=\xi_1\),导致求解的方程错误,所得 \(\xi_3\) 不是正确通解。同时学生计算的 \(A^2\) 也出现错误(第一次识别 \(A^2=\begin{pmatrix}2&2&0\\0&-2&0\\0&4&4\end{pmatrix}\),第二次识别 \(A^2=\begin{pmatrix}2&2&0\\2&2&0\\0&4&4\end{pmatrix}\),均与标准答案 \(A^2=\begin{pmatrix}2&2&0\\-2&-2&0\\4&4&0\end{pmatrix}\) 不符)。因此(I)中 \(\xi_2\) 的通解表达式错误,\(\xi_3\) 的求解方程和结果均错误,不能得分,但学生正确写出了求解矩阵方程的思路,可酌情给予少量分。综合判定:\(\xi_2\) 部分由于形式错误但思路正确,给1分;\(\xi_3\) 部分由于方程错误,给0分。故(1)得1分。

(2)得分及理由(满分4分)

学生在证明线性无关时,设 \(k_1\xi_1+k_2\xi_2+k_3\xi_3=0\),但未直接利用(I)中所得...

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