矩阵 · 中五
矩阵:试卷二作答指南
矩阵 如何出现在 数学试卷二(主观题) 中,以及如何铺陈步骤以拿到每一分方法分。
如何考查
试卷二通常先求矩阵乘积、再求逆,然后用该逆去解一对联立方程。失分多因算术小错与乘的顺序反了,所以整洁、标注的步骤很重要。
写出你的步骤
数学试卷二(主观题) 占 100 分,分数是给步骤的,不只是给答案。清楚写出每一行:写出公式或法则、代入数字,再化简。
若题目带单位,一路带到最后一行。
Paper 2 完整示范:先求逆矩阵,再解联立方程
题目:矩阵 P = [[2,3],[1,4]]。(a) 求 P 的行列式。
(b) 由此求 P⁻¹。(c) 利用 P⁻¹ 解联立方程 2x + 3y = 7 与 x + 4y = 6。
- (a) 写出规则:行列式 = ad − bc。代入 a = 2、b = 3、c = 1、d = 4:det P = (2)(4) − (3)(1) = 8 − 3 = 5。
- (b) 写出逆矩阵规则:P⁻¹ = (1/行列式)[[d,-b],[-c,a]]。代入:P⁻¹ = (1/5)[[4,-3],[-1,2]]。
- (c) 把方程组写成矩阵形式:[[2,3],[1,4]][[x],[y]] = [[7],[6]],即 PX = B。
- (c) 写出求解规则:从左边乘以 P⁻¹,所以 X = P⁻¹B = (1/5)[[4,-3],[-1,2]][[7],[6]]。
- (c) 行乘列:上 = 4·7 + (−3)·6 = 28 − 18 = 10;下 = (−1)·7 + 2·6 = −7 + 12 = 5。所以 X = (1/5)[[10],[5]]。
- (c) 化简:X = [[10/5],[5/5]] = [[2],[1]]。答案:x = 2,y = 1。
- 验算:2(2) + 3(1) = 7 且 (2) + 4(1) = 6,两条原方程都成立。
方法分在哪里拿到、在哪里丢掉
阅卷老师评的不只是答案,还有你的排版。PX = B 和 X = P⁻¹B 这两行各自声明你懂方法,而“行乘列”那一行则证明相乘是真算出来的,不是猜的。
如果只写个正确的 x = 2、y = 1 而没有这些支撑,往往远低于满分,因为卷面上没有东西可供方法分附着。
资料来源:SPM: Format Pentaksiran mulai 2021, Matematik (1449)
常见问题
怎么知道考题要的是逆矩阵法,而不是消去法?
看连接词。当 (c) 部分写着“由此,利用 P⁻¹,解……”,“由此”一词把它和你刚求出的逆矩阵绑在一起,所以你必须用矩阵法。
如果是一道独立的题目只说“解方程”,那用消去法也可以,但当前面几小题已经引导你求出了逆矩阵,矩阵法显然才是能拿分的做法。
在动手解之前只是写下 PX = B,能拿分吗?
能。把方程组写成 PX = B,再写出 X = P⁻¹B,都是评分方案里认可的方法步骤,各自带分。
写它们只需几秒,却能保护你:即使某处算术出错毁了最终数值,这两行仍能为该小题守住方法分。
答案可以留成分数吗,还是一定要是整数?
算出什么精确形式就留什么。这里化简成了整数 x = 2、y = 1,就照这样写。
如果换一组方程算出 x = 21/11,就保留这个精确分数,别去四舍五入,除非题目明确要求保留到指定位数的小数,否则分数是给精确值的。