2004考研数一真题及解析
2004-数一真题、标准答案及解析
⎢ ⎥ x∞∞∞2004 年全国硕士研究生入学统一考试数学一真题一、填空题（本题共 6 小题，每小题 4 分，满分 24 分. 把答案填在题中横线上）（1）曲线 y=lnx 上与直线 x + y = 1 垂直的切线方程为.（2）已知 f '(e x ) = xe- x，且 f(1)=0, 则 f(x)=.（3）设 L 为正向圆周 x 2+ y 2= 2 在第一象限中的部分，则曲线积分 Lxdy - 2 ydx 的值为.（4）欧拉方程 d 2y x dx 2+ 4x dy dx + 2 y = 0(x > 0) 的通解为. .⎡2 （5）设矩阵 A = ⎢1 ⎢⎣0 1 0⎤2 0⎥ ，矩阵 B 满足 ABA * = 2BA * + E ，其中 A *为 A 的伴随矩阵，E 是单位0 1⎥⎦矩阵，则 B = .（6）设随机变量 X 服从参数为λ 的指数分布，则 P {X > DX }=.二、选择题（本题共 8 小题，每小题 4 分，满分 32 分. 每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，把所选项前的字母填在题后的括号内）（7）把 x → 0+时的无穷小量α = ⎰0 cos t 2dt , β = ⎰0tan tdt ,γ = ⎰0 xsin t 3 dt ，使排在后面的是前一个的高阶无穷小，则正确的排列次序是(A)α , β ,γ . (B) α ,γ , β . (C) β ,α ,γ . (D) β ,γ ,α .[]（8） 设函数 f(x)连续，且 f '(0) > 0, 则存在δ > 0 ，使得(A) f(x)在（0， δ ) 内单调增加. （B ）f(x)在(-δ ,0) 内单调减少.(C) 对任意的 x ∈ (0,δ ) 有 f(x)>f(0) . (D) 对任意的 x ∈ (-δ ,0) 有 f(x)>f(0) .[]（9） 设∑an 为正项级数，下列结论中正确的是n =1(A) 若lim na n =0，则级数∑an 收敛.n →∞n =1（B ） 若存在非零常数λ ，使得lim na n = λ ，则级数∑an 发散.n →∞n =1⎰x2 2∞∞1 ⎥⎥ 1 ⎥⎥ n 1y⎢ ⎢ 1 2(C ) 若级数∑a 收敛，则lim n 2a= 0 .n n =1n →∞n(D )若级数∑an 发散, 则存在非零常数λ ，使得lim na n = λ .[ ]n =1n →∞（10） 设 f(x)为连续函数， F (t ) =⎰t dy ⎰tf (x )dx ，则 F '(2) 等于(A) 2f(2). (B) f(2). (C) –f(2). (D) 0. [ ] （11） 设 A 是 3 阶方阵，将 A 的第 1 列与第 2 列交换得 B,再把 B 的第 2 列加到第 3 列得 C, 则满足 AQ=C 的可逆矩阵 Q 为(A) ⎡0 1 ⎢ 0 ⎢⎣1 0 0⎤ 0⎥ . (B) 1⎥⎦ ⎡0 ⎢ ⎢ ⎢⎣0 1 0⎤ 0 1⎥ . (C) 0 1⎥⎦ ⎡0 1 ⎢ 0 ⎢⎣0 1 0⎤0⎥ . (D) 1⎥⎦ ⎡0 ⎢ ⎢ ⎢⎣0 1 1⎤0 0⎥ . 0 1⎥⎦[]（12） 设 A,B 为满足 AB=O 的任意两个非零矩阵，则必有(A)A 的列向量组线性相关，B 的行向量组线性相关. (B) A 的列向量组线性相关，B 的列向量组线性相关. (C) A 的行向量组线性相关，B 的行向量组线性相关. (D)A 的行向量组线性相关，B 的列向量组线性相关.[]（13） 设随机变量 X 服从正态分布 N(0,1)，对给定的α (0 < α < 1) ，数u α 满足 P {X> u α } = α ，若P { X < x } = α ，则 x 等于(A) u α .(B) 2u α .(C) 1- 2u 1-α 2.(D) u 1-α .[ ]n2（14） 设随机变量 X 1 , X 2 , , X n (n > 1) 独立同分布，且其方差为σ > 0. 令Y = ∑ X i ，则 i =1ο 2(A) Cov( X 1 ,Y ) = n.(B) Cov ( X 1 ,Y ) = σ .(C)D ( X 1 + Y ) =n + 2 σ 2.(D)nD ( X 1 - Y ) =n + 1σ 2 .[ ]n（15）（本题满分 12 分）设e < a < b < e 2, 证明ln 2b - ln 2a >（16）（本题满分 11 分）(b - a ) .e 2某种飞机在机场降落时，为了减少滑行距离，在触地的瞬间，飞机尾部张开减速伞，以增大阻力，使飞机迅速减速并停下.现有一质量为 9000kg 的飞机，着陆时的水平速度为 700km/h. 经测试，减速伞打开后，飞机所受的总 阻力与飞机的速度成正比（比例系数为 k = 6.0 ⨯106).问从着陆点算起，飞机滑行的最长距离是多少？1 1 4n 数∑ x 收敛.⎪ ⎢ ⎥ = ⎨注 kg 表示千克，km/h 表示千米/小时. （17）（本题满分 12 分）计算曲面积分I = ⎰⎰2x 3dydz + 2 y 3dzdx + 3(z 2 -1)dxdy ,∑其中∑ 是曲面 z = 1 - x 2 - y 2(z ≥ 0) 的上侧.（18）（本题满分 11 分）设有方程 x n+ nx -1 = 0 ，其中 n 为正整数. 证明此方程存在惟一正实根 x ，并证明当α > 1时，级∞αn n =1（19）（本题满分 12 分）设 z=z(x,y)是由 x 2- 6xy + 10 y 2- 2 yz - z 2+ 18 = 0 确定的函数，求 z = z (x , y ) 的极值点和极值. （20）（本题满分 9 分）设有齐次线性方程组⎧ (1 + a )x 1 + x 2 + + x n = 0, ⎪2x 1+ (2 + a )x 2 + + 2x n = 0, ⎨(n ≥ 2)⎪⎪⎩nx 1 + nx 2 + + (n + a )x n = 0,试问 a 取何值时，该方程组有非零解，并求出其通解. （21）（本题满分 9 分）⎡ 1 2 设矩阵 A = ⎢- 1 4 ⎢⎣ 1 a - 3⎤ - 3⎥ 的特征方程有一个二重根，求 a 的值，并讨论 A 是否可相似对角化.5 ⎥⎦(22)（本题满分 9 分）设 A,B 为随机事件，且 P ( A ) =1, P (B A ) = 41 , P ( A B ) = 1，令 3 2⎧1, X ⎨A 发生,Y = ⎧1, B 发生, ⎩0, A 不发生;⎩0, B 不发生.求：（I ）二维随机变量(X,Y)的概率分布； （II ）X 和 Y 的相关系数 ρ XY . （23）（本题满分 9 分）设总体 X 的分布函数为F (x , β ) = ⎧⎪1 - 1 , ⎨ x β⎪⎩ 0,x > 1,x ≤ 1,其中未知参数β> 1, X 1 , X 2 , , X n 为来自总体X 的简单随机样本，求：（I）β的矩估计量；（II）β的最大似然估计量.⎩ ⎰ ⎰ 2004 年数学一试题分析、详解和评注一、填空题（本题共 6 小题，每小题 4 分，满分 24 分. 把答案填在题中横线上）（1）曲线 y=lnx 上与直线 x + y = 1 垂直的切线方程为 y = x -1 .【分析】 本题为基础题型，相当于已知切线的斜率为 1，由曲线 y=lnx 的导数为 1 可确定切点的坐标. 【详解】 由 y ' = (ln x )' = 1= 1，得 x=1, 可见切点为(1,0) ，于是所求的切线方程为xy - 0 = 1⋅ (x -1) ， 即 y = x -1 .【评注】 本题也可先设切点为(x 0 , ln x 0 ) ，曲线 y=lnx 过此切点的导数为 y '= 1x = x 0 x 0= 1，得 x 0 = 1 ，由此可知所求切线方程为 y - 0 = 1⋅ (x -1) ， 即 y = x -1 .本题比较简单，类似例题在一般教科书上均可找到.（2）已知 f '(e x) = xe - x，且 f(1)=0, 则 f(x)= 1 (ln x )2. 2【分析】 先求出 f '(x ) 的表达式，再积分即可.【详解】 令e x= t ，则 x = ln t ，于是有f '(t ) =ln t， 即t f '(x ) =ln x.x积分得f (x ) = ⎰ln xdx = 1(ln x )2 + C . 利用初始条件 f(1)=0, 得 C=0 ，故所求函数为 f(x)= x 21(ln x )2 .2【评注】 本题属基础题型，已知导函数求原函数一般用不定积分.（3） 设 L 为正向圆周 x 2+ y 2= 2 在第一象限中的部分，则曲线积分 Lxdy - 2 ydx 的值为 3π . 2【分析】 利用极坐标将曲线用参数方程表示，相应曲线积分可化为定积分. 【详解】 正向圆周 x 2 + y 2= 2 在第一象限中的部分，可表示为⎧x = ⎨y = 2 cos θ ,2 sin θ ,πθ : 0 → π.2于是⎰Lxdy - 2 ydx = 2 [ 02 cos θ ⋅ π 2 cos θ + 2 3π2 sin θ ⋅ 2 sin θ ]d θ = π + 22 sin 2 θd θ = .0 2【评注】 本题也可添加直线段，使之成为封闭曲线，然后用格林公式计算，而在添加的线段上用参⎰⎢ ⎥ 数法化为定积分计算即可.2d 2 ydyc c（4） 欧拉方程 x+ 4x + 2 y = 0(x > 0) 的通解为 y = 1 + 2 . dx 2 dx x x 2【分析】 欧拉方程的求解有固定方法，作变量代换 x = e t化为常系数线性齐次微分方程即可.【详解】 令 x = e t ，则 dy = dy ⋅ dt = e -t dy = 1 dy ，dx dt dxdtx dtd 2 y= - 1dy + 1 d 2 y ⋅ dt = 1d 2 y - dydx 2 代入原方程，整理得d 2 y +x 2 dt x dt 2 dxdyx 2[ dt 2 dt ] ，dt 23 + 2 y = 0 ， dt解此方程，得通解为y = c e -t + c e -2t = c 1 + c2 .1 2x x 2【评注】 本题属基础题型，也可直接套用公式，令 x = e t，则欧拉方程d 2 y ax dx 2+ bx dy dx + cy = f (x ) ，可化为d 2 y a [ dt 2- dy dt] + b dy dt + cy = f (e t ).⎡2 （5） 设矩阵 A = ⎢1 ⎢⎣0 1 0⎤2 0⎥ ，矩阵 B 满足 ABA * = 2BA * + E ，其中 A *为 A 的伴随矩阵，E 是单位0 1⎥⎦矩阵，则 B =1 .9【分析】 可先用公式 A *A = A E 进行化简【详解】 已知等式两边同时右乘 A ，得ABA * A = 2BA * A + A ， 而 A = 3 ，于是有3AB = 6B + A ， 即(3A - 6E )B = A ，再两边取行列式，有3A - 6E B = A = 3 ，1而 3A - 6E = 27 ，故所求行列式为 B = .92λ 1 e1xx+【评注】 先化简再计算是此类问题求解的特点，而题设含有伴随矩阵 A *，一般均应先利用公式A * A = AA * = A E 进行化简.（6） 设随机变量 X 服从参数为λ 的指数分布，则 P {X > DX }=1 .e【分析】 已知连续型随机变量 X 的分布，求其满足一定条件的概率，转化为定积分计算即可.1【详解】 由题设，知 DX =λ2，于是P {X >DX }= P {X > 1} = ⎰+∞ λe -λx dxλ= - e-λx+∞ = 1 . λ【评注】 本题应记住常见指数分布等的期望与方差的数字特征，而不应在考试时再去推算.二、选择题（本题共 8 小题，每小题 4 分，满分 32 分. 每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求， 把所选项前的字母填在题后的括号内）（7）把 x → 0+时的无穷小量α = ⎰0 cos t 2dt , β = ⎰0tan tdt ,γ = ⎰0 xsin t 3 dt ，使排在后面的是前一个的高阶无穷小，则正确的排列次序是(A)α , β ,γ . (B) α ,γ , β . (C) β ,α ,γ . (D) β ,γ ,α .[ B ]【分析】 先两两进行比较，再排出次序即可.x 2【详解】 lim β= lim⎰tan tdt = lim tan x ⋅ 2x = 0 ，可排除(C),(D)选项，x →0+α x →0+x cos t 2 dt 0x →0+cos x 23 又lim γ= limxsin t 3 dt 0 x 2=x →0+βx →0+1 2⎰0tan x tdt x →0+2x tan x = lim 4 x →0 x= ∞ ，可见 是比 β 低阶的无穷小量，故应选(B). 【评注】 本题是无穷小量的比较问题，也可先将α , β ,γ 分别与 x n进行比较，再确定相互的高低次序.（8） 设函数 f(x)连续，且 f '(0) > 0, 则存在δ > 0 ，使得(A) f(x)在（0， δ ) 内单调增加.（B ）f(x)在(-δ ,0) 内单调减少.(C)对 任意的 x ∈ (0,δ ) 有 f(x)>f(0) .(D) 对任意 的 x ∈ (-δ ,0) 有 f(x)>f(0) .[ C ]x⎰2⎰n n∞∞∞∞∞ ∞1y∞【分析】 函数 f(x)只在一点的导数大于零，一般不能推导出单调性，因此可排除(A),(B)选项，再利用导数的定义及极限的保号性进行分析即可.【详解】 由导数的定义，知f '(0) = lim f (x ) - f (0)> 0 ，x →0 x根据保号性，知存在δ > 0 ，当 x ∈ (-δ ,0) (0,δ ) 时，有f (x ) - f (0) > 0x即当 x ∈ (-δ ,0) 时，f(x)<f(0); 而当 x ∈ (0,δ ) 时，有 f(x)>f(0). 故应选(C). 【评注】 题设函数一点可导，一般均应联想到用导数的定义进行讨论.（9） 设∑ an 为正项级数，下列结论中正确的是n =1(A) 若lim na n =0，则级数∑ an收敛.n →∞n =1（B ） 若存在非零常数λ ，使得lim na n = λ ，则级数∑ an 发散.n →∞n =1(C) 若级数∑ a 收敛，则lim n 2a= 0 .n n =1n →∞n(E) 若级数∑ an发散, 则存在非零常数λ ，使得lim na n = λ .[ B ]n =1n →∞【分析】 对于敛散性的判定问题，若不便直接推证，往往可用反例通过排除法找到正确选项. 1∞ ∞1【详解】 取 a n =，则lim na n =0，但∑ a n = ∑发散，排除(A)，(D)；n ln n1 ∞n →∞ n =12n =1n ln n又取 a n =，则级数∑ an 收敛，但lim n a n = ∞ ，排除(C), 故应选(B).n =1n →∞【评注】 本题也可用比较判别法的极限形式，lim na n = lim = λ ≠ 0 ，而级数∑ 1 发散，因此级数∑ a n 也发散，故应选(B).n →∞ n →∞ 1 nn =1 n n =1（10） 设 f(x)为连续函数， F (t ) =⎰t dy ⎰tf (x )dx ，则 F '(2) 等于(A) 2f(2). (B) f(2). (C) –f(2).(D) 0.[ B ]【分析】 先求导，再代入 t=2 求 F '(2) 即可.关键是求导前应先交换积分次序，使得被积函数中不含有a n⎰⎥ ⎥ 1 ⎥⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 变量 t.【详解】 交换积分次序，得 ttt x tF (t ) = ⎰1 dy ⎰y f (x )dx = ⎰1 [⎰1 f (x )dy ]dx = ⎰1f (x )(x - 1)dx于是， F '(t ) = f (t )(t -1) ，从而有 F '(2) = f (2) ，故应选(B).【评注】 在应用变限的积分对变量 x 求导时，应注意被积函数中不能含有变量 x:[b ( x )f (t )dt ]' = a ( x )f [b (x )]b '(x ) - f [a (x )]a '(x )否则，应先通过恒等变形、变量代换和交换积分次序等将被积函数中的变量 x 换到积分号外或积分线上.（11） 设 A 是 3 阶方阵，将 A 的第 1 列与第 2 列交换得 B,再把 B 的第 2 列加到第 3 列得 C, 则满足 AQ=C 的可逆矩阵 Q 为(A) ⎡0 ⎢ ⎢ ⎢⎣1 1 0⎤ 0 0⎥ . (B) 0 1⎥⎦ ⎡0 ⎢ ⎢ ⎢⎣0 1 0⎤ 0 1⎥ . (C) 0 1⎥⎦ ⎡0 1 ⎢ 0 ⎢⎣0 1 0⎤0⎥ . (D) 1⎥⎦ ⎡0 ⎢ ⎢ ⎢⎣0 1 1⎤0 0⎥ . 0 1⎥⎦[ D ]【分析】 本题考查初等矩阵的的概念与性质，对 A 作两次初等列变换，相当于右乘两个相应的初等矩阵，而 Q 即为此两个初等矩阵的乘积.【详解】由题设，有⎡0 1 A ⎢1 0 ⎢⎣0 0 0⎤ 0⎥ = B ， 1⎥⎦ ⎡1 B ⎢0 ⎢⎣0 0 0⎤1 1⎥ = C ， 0 1⎥⎦⎡0 1 0⎤⎡1 0 0⎤ ⎡0 1 1⎤ 于是，A ⎢1 0 0⎥⎢0 1 1⎥ = A ⎢1 0 0⎥ = C . ⎢ ⎢⎣0 可见，应选(D).⎥⎢ 0 1⎥⎦⎢⎣0 ⎥ 0 1⎥⎦ ⎢ ⎢⎣0 ⎥ 0 1⎥⎦【评注】 涉及到初等变换的问题，应掌握初等矩阵的定义、初等矩阵的性质以及与初等变换的关系. （12） 设 A,B 为满足 AB=O 的任意两个非零矩阵，则必有 (D) A 的列向量组线性相关，B 的行向量组线性相关. (E) A 的列向量组线性相关，B 的列向量组线性相关. (F) A 的行向量组线性相关，B 的行向量组线性相关. (D) A 的行向量组线性相关，B 的列向量组线性相关. [ A ]【分析】A,B 的行列向量组是否线性相关，可从 A,B 是否行（或列）满秩或 Ax=0（Bx=0）是否有非零解进行分析讨论.【详解 1】 设 A 为 m ⨯ n 矩阵，B 为n ⨯ s 矩阵，则由 AB=O 知，r ( A ) + r (B ) < n .又 A,B 为非零矩阵，必有 r(A)>0,r(B)>0. 可见 r(A)<n, r(B)<n, 即 A 的列向量组线性相关，B 的行向量组线性相关，故应选(A).【详解 2】 由 AB=O 知，B 的每一列均为 Ax=0 的解，而 B 为非零矩阵，即 Ax=0 存在非零解，可见 A 的列向量组线性相关.1 1 1n 1 2同理，由 AB=O 知， B T A T = O ，于是有 B T的列向量组，从而 B 的行向量组线性相关，故应选(A). 【评注】 AB=O 是常考关系式，一般来说，与此相关的两个结论是应记住的： 1） AB=O ⇒ r ( A ) + r (B ) < n ; 2） AB=O ⇒ B 的每列均为 Ax=0 的解.（13） 设随机变量 X 服从正态分布 N(0,1)，对给定的α (0 < α < 1) ，数u α 满足 P {X> u α } = α ，若P { X < x } = α ，则 x 等于(A) u α .(B) 2u α .(C) 1- 2u 1-α 2.(D) u 1-α .[ C ]【分析】 此类问题的求解，可通过u α 的定义进行分析，也可通过画出草图，直观地得到结论.【详解】 由标准正态分布概率密度函数的对称性知， P {X < -u α } = α ，于是1 - α = 1 - P { X < x } = P { X ≥ x } = P {X ≥ x } + P {X ≤ -x } = 2P {X ≥ x }即有 P {X ≥ x } =1 - α2 ，可见根据定义有 x = u 1-α ，故应选(C). 2【评注】 本题u α 相当于分位数，直观地有1-α2n2（14） 设随机变量 X 1 , X 2 , , X n (n > 1) 独立同分布，且其方差为σ > 0. 令Y = ∑ X i ，则i =1ο 2(A) Cov( X 1 ,Y ) = n .(B) Cov ( X 1 ,Y ) = σ .(C)D ( X 1 + Y ) =n + 2 σ 2 .(D)nD ( X 1 - Y ) =n + 1σ 2 .[ A ]n【 分析 】 本题用 方差和协 方差的运 算性质直 接计算即 可，注意 利用独立 性有：Cov ( X 1 , X i ) = 0, i = 2,3, n .1 n1 1 n【详解】 Cov( X 1 ,Y ) = Cov ( X 1 , n ∑ X i ) = n Cov ( X 1 , X 1 ) + n ∑Cov ( X 1 , X i )i =1 i =2ασ σ 2 1 = DX n1 = 1σ 2 .n【评注】 本题(C),(D) 两个选项的方差也可直接计算得到：如1 + n 1 1 (1 + n )2 2 n - 1 2D ( X 1 + Y ) = D ( n X 1 + n X 2 + + nX n ) = ο + σ n 2n 2n 2 + 3n 2=n 2=n + 3 σ 2 ，nn - 1 1 1 (n - 1)2 2 n - 1 2D ( X 1 - Y ) = D ( n X 1 - n X 2 - - nX n ) = ο + σ n 2n 2n 2 - 2n 2=n 2=n - 2 σ 2 .n（15）（本题满分 12 分）设e < a < b < e 2, 证明ln 2b - ln 2a >(b - a ) .e 2【分析】 根据要证不等式的形式，可考虑用拉格朗日中值定理或转化为函数不等式用单调性证明. 【证法 1】 对函数ln 2x 在[a,b]上应用拉格朗日中值定理，得ln 2 b - ln 2 a =2 ln ξ(b - a ), a < ξ < b .ξ设ϕ(t ) =ln t ，则ϕ '(t ) =1 - ln t ，tt 2当 t>e 时， ϕ '(t ) < 0, 所以ϕ(t ) 单调减少，从而ϕ(ξ ) > ϕ(e 2) ，即ln ξξ> ln e 2e 2 = e 2 ，故 ln 2b - ln 2a >(b - a ) . e 2【证法 2】 设ϕ(x ) = ln 2x - 4 e2x ，则ϕ '(x ) = 2 ln x - 4， x e 2 ϕ ' (x ) = 21 - ln x ,x2所以当 x>e 时， ϕ ' (x ) < 0, 故ϕ '(x ) 单调减少，从而当e < x < e 2时，ϕ '(x ) > ϕ '(e 2) = 4 - 4 e 2 e 2= 0 ，即当e < x < e 2时， ϕ(x ) 单调增加.4 4因此当e <x <e2 时，ϕ(b) >ϕ(a) ，即ln 2 b - 4b > ln 2 a -4a ，e2 e2故ln 2 b - ln 2 a > (b -a) .e2【评注】 本题也可设辅助函数为ϕ(x) = ln 2 x - ln 2 a - 4(x -a), e <a <x <e2 或e2ϕ(x) = ln 2 b - ln 2 x - 4(b -x), e <x <b <e2 ，再用单调性进行证明即可. e2（16）（本题满分11 分）某种飞机在机场降落时，为了减少滑行距离，在触地的瞬间，飞机尾部张开减速伞，以增大阻力，使飞机迅速减速并停下.现有一质量为9000kg 的飞机，着陆时的水平速度为700km/h. 经测试，减速伞打开后，飞机所受的总阻力与飞机的速度成正比（比例系数为 k = 6.0 ⨯106 ).注kg 表示千克，km/h 表示千米/小时.问从着陆点算起，飞机滑行的最长距离是多少？【分析】本题是标准的牛顿第二定理的应用，列出关系式后再解微分方程即可.【详解1】由题设，飞机的质量m=9000kg，着陆时的水平速度v0 = 700km / h . 从飞机接触跑道开始记时，设t 时刻飞机的滑行距离为x(t)，速度为v(t).根据牛顿第二定律，得dvmdt dv dv =-kv .dx dv又=⋅dt dx dt =v ，dx由以上两式得dx =-mkm dv ，m积分得x(t) =-v +C.k 由于v(0) =v0 , x(0) = 0 ，故得C =kv，从而x(t) =m(vk 0-v(t)).当v(t) → 0 时，x(t) →mvk=9000 ⨯ 700= 1.05(km).6.0 ⨯106所以，飞机滑行的最长距离为 1.05km.dv【详解2】根据牛顿第二定律，得m =-kv ,dt所以dv=-kv mdt.-kt两端积分得通解v =Ce m ，代入初始条件vt =0 =v解得C =v0 ，4故v (t ) = v 0 e - ktm .飞机滑行的最长距离为+∞mv- k t+∞mv x = ⎰0v (t )dt = - 0 e mk= 0 = 1.05(km ). 0 kdx - k t t- kt kv - k t或由 dt= v 0 e，知 x (t ) = ⎰0v 0 e mdt = - 0(e mm - 1) ，故最 长 距离为 当 t → ∞ 时，x (t ) →kv 0m= 1.05(km ).【详解 3】 根据牛顿第二定律，得 d 2 x m dt 2= -k dx , dtd 2 x + k dx =dt 20 ， m dt其特征方程为 λ2 + k λ = 0 ，解之得λ = 0, λ = - k ，故x = C 1 + C 2 em- ktm .1 2mkC- k t 由 xt =0 = 0, v= t =0 t =0= - 2 e m mt =0 = v 0 ，得C 1 = -C 2= mv0 , 于 是kx (t ) = mv 0 (1 - e k- ktm).当t → +∞ 时， x (t ) →mv 0k= 1.05(km ).所以，飞机滑行的最长距离为 1.05km.【评注】 本题求飞机滑行的最长距离，可理解为t → +∞ 或v (t ) → 0 的极限值，这种条件应引起注意. （17）（本题满分 12 分）计算曲面积分I = ⎰⎰2x 3dydz + 2 y 3dzdx + 3(z 2 -1)dxdy ,∑其中∑ 是曲面 z = 1 - x 2 - y 2(z ≥ 0) 的上侧.【分析】 先添加一曲面使之与原曲面围成一封闭曲面，应用高斯公式求解，而在添加的曲面上应用直接投影法求解即可.【详解】 取∑1 为 xoy 平面上被圆 x 2+ y 2= 1 所围部分的下侧，记Ω 为由∑ 与∑1 围成的空间闭区域，dx dtmn 数∑ x 收敛. n n nn 则I = ⎰⎰2x 3 dydz + 2 y 3 dzdx + 3(z 2 - 1)dxdy∑ + ∑1- ⎰⎰2x 3 dydz + 2 y 3 dzdx + 3(z 2 - 1)dxdy .∑1由高斯公式知⎰⎰2x 3dydz + 2 y 3dzdx + 3(z2- 1)dxdy = ⎰⎰⎰6(x 2 + y 2 + z )dxdydz∑ + ∑1Ω2π11-r22= 6⎰0 d θ ⎰0 dr ⎰0 (z + r )rdz =12π ⎰1[ 1r (1 - r 2 )2 + r 3 (1 - r 2 )]dr = 2π .0 2而⎰⎰2x 3dydz + 2 y 3dzdx + 3(z2- 1)dxdy = -∑1故 I = 2π - 3π = -π .⎰⎰- 3dxdy = 3π ，x 2+ y 2 ≤1【评注】 本题选择∑1 时应注意其侧与∑ 围成封闭曲面后同为外侧（或内侧），再就是在∑1 上直接投影积分时，应注意符号( ∑1 取下侧，与 z 轴正向相反，所以取负号).（18）（本题满分 11 分）设有方程 x n+ nx -1 = 0 ，其中 n 为正整数. 证明此方程存在惟一正实根 x ，并证明当α > 1时，级∞αn n =1【分析】 利用介值定理证明存在性，利用单调性证明惟一性.而正项级数的敛散性可用比较法判定.【证】 记f (x ) = x n + nx - 1. 由 f n (0) = -1 < 0 ， f n (1) = n > 0 ，及连续函数的介值定理知，方程 x n+ nx -1 = 0 存在正实数根 x ∈ (0,1).当 x>0 时， f '(x ) = nx n -1+ n > 0 ，可见 f(x ) 在[0,+∞) 上单调增加, 故方程 x n + nx -1 = 0 存在惟一正实数根 x n .由 x n+ nx -1 = 0 与 x > 0 知0 < x n1 - x n = n <n 1 ，故当α > 1时， 0 < x α nn < ( 1 )α. n∞1∞α而正项级数∑ n α 收敛，所以当α > 1时，级数∑ xn收敛.n =1n =1【评注】 本题综合考查了介值定理和无穷级数的敛散性，题型设计比较新颖，但难度并不大，只要n⎪⎩⎩ ⎩⎨ ⎩ ⎨ ⎩1基本概念清楚，应该可以轻松求证.（19）（本题满分12 分）设z=z(x,y)是由x 2 - 6xy + 10 y 2 - 2 yz -z 2 + 18 = 0 确定的函数，求z =z(x, y) 的极值点和极值.【分析】可能极值点是两个一阶偏导数为零的点，先求出一阶偏导，再令其为零确定极值点即可，然后用二阶偏导确定是极大值还是极小值，并求出相应的极值.【详解】因为x 2 - 6xy + 10 y 2 - 2 yz -z 2 + 18 = 0 ，所以∂z ∂z2x - 6 y - 2 y∂x - 2z∂x= 0 ，- 6x + 20 y - 2z - 2 y ∂z- 2z∂z= 0 .⎧∂z= 0, ∂x∂y ∂y⎧x - 3y = 0,令⎨∂z⎪∂y = 0得 ⎨- 3x + 10 y -z = 0,⎧x = 3y,故⎨z =y.将上式代入x 2 - 6xy + 10 y 2 - 2 yz -z 2 + 18 = 0 ，可得⎧x = 9,⎪y = 3, 或⎪z = 3 ⎧x =-9,⎪y =-3, ⎪z =-3.由于 2 - 2 y ∂2 z∂x 2- 2(∂z)2∂x -2z ∂2 z∂x 2= 0 ，-∂z ∂2 z ∂z ∂z ∂2 z6 - 2∂x- 2 y∂x∂y- 2∂y⋅∂x- 2z∂x∂y= 0,20 - 2∂z∂y - 2∂z∂y -2 y ∂2 z∂y 2- 2(∂z)2∂y -2z ∂2 z∂y 2= 0 ，所以 A = =(9,3,3) 1，B =6 (9,3,3)=-12，C = =5，(9,3,3) 3故 AC -B 2 =136> 0 ，又A => 0 ，从而点(9,3)是z(x,y)的极小值点，极小值为z(9,3)=3.6类似地，由A =(-9,-3,-3)=-16，B ==( -9,-3,-3)1，C =2 ( -9,-3,-3)=-5，3∂2 z ∂x 2∂2 z∂x∂y∂2 z∂y 2∂2 z ∂x 2∂2 z∂x∂y∂2 z∂y 21 ⎪ ⎦ ⎣ a 12 n -1 ⎣ 1 1 n n n ⎣ ⎦ ⎦ ⎢⎣ - n⎦ 可知 AC - B 2= 136 z(-9, -3)= -3.> 0 ，又 A = - < 0 ，从而点(-9, -3)是 z(x,y)的极大值点，极大值为6【评注】 本题讨论由方程所确定的隐函数求极值问题，关键是求可能极值点时应注意 x,y,z 满足原方 程.（20）（本题满分 9 分）设有齐次线性方程组⎧ (1 + a )x 1 + x 2 + + x n = 0, ⎪2x 1+ (2 + a )x 2 + + 2x n = 0, ⎨(n ≥ 2)⎪⎪⎩nx 1 + nx 2 + + (n + a )x n = 0,试问 a 取何值时，该方程组有非零解，并求出其通解.【分析】 本题是方程的个数与未知量的个数相同的齐次线性方程组，可考虑对系数矩阵直接用初等行变换化为阶梯形，再讨论其秩是否小于 n ，进而判断是否有非零解；或直接计算系数矩阵的行列式，根据题设行列式的值必为零，由此对参数 a 的可能取值进行讨论即可.【详解 1】 对方程组的系数矩阵 A 作初等行变换，有⎡1 + a 1 1 1 ⎤ ⎡1 + a1 1 1 ⎤ ⎢2 2 + a 22 ⎥ ⎢- 2a a0 0 ⎥A = ⎢⎥ → ⎢⎥ = B .⎢ ⎥ ⎢⎥⎢n + a ⎥ ⎢- na0 0 ⎥当 a=0 时， r(A)=1<n ，故方程组有非零解，其同解方程组为x 1 + x 2 + + x n = 0,由此得基础解系为η = (-1,1,0, ,0)T , 于是方程组的通解为η = (-1,0,1, ,0)T , ,η = (-1,0,0, ,1)T,x = k 1η1 + + k n -1ηn -1 , 其中k 1 , , k n -1 为任意常数.当 a ≠ 0 时，对矩阵 B 作初等行变换，有⎡1 + a 1 1 1 ⎤ ⎡a + n (n + 1) 0 0 0 ⎤ ⎢ - 2 1 0 0 ⎥ ⎢ 2 ⎥ B → ⎢ ⎥ →⎢ - 2 1 0 0 ⎥ ⎢ ⎢ - n n (n + 1)⎥ ⎢ 0 0 ⎥ ⎢ ⎥. ⎥ 0 0 ⎥ 可知 a = - 2时， r ( A ) = n - 1 < n ，故方程组也有非零解，其同解方程组为n n 0 0 1 2 n -1 ⎦ ⎣ a n 0 n n n ⎣ ⎦⎧- 2x 1 + x 2 = 0, ⎪- 3x + x = 0, ⎪ 1 3 ⎨⎪ ⎪⎩- nx 1 + x n = 0,由此得基础解系为η = (1,2, , n )T ，于是方程组的通解为x = k η ，其中 k 为任意常数.【详解 2】 方程组的系数行列式为A == (a + n (n + 1))a n -1 . 2当 A = 0 ，即 a=0 或 a = - n (n + 1)2时，方程组有非零解.当 a=0 时，对系数矩阵 A 作初等行变换，有⎡ 1 1 ⎢ 2 2 1 1 ⎤ 2 2 ⎥ ⎡ 1 1 ⎢ 0 0 1 1 ⎤0 0 ⎥A = ⎢ ⎥ → ⎢⎥ ，⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ n ⎦⎢ ⎢⎣ 0 ⎥⎥ 0 ⎦故方程组的同解方程组为x 1 + x 2 + + x n = 0,由此得基础解系为η = (-1,1,0, ,0)T , 于是方程组的通解为η = (-1,0,1, ,0)T , ,η = (-1,0,0, ,1)T,x = k 1η1 + + k n -1ηn -1 , n (n + 1) 其中k 1 , , k n -1 为任意常数.当 a = - 2时，对系数矩阵 A 作初等行变换，有⎡1 + a 1 1 1 ⎤ ⎡1 + a 1 1 1 ⎤⎢ 2 2 + a 2 2 ⎥ ⎢- 2a a 0 0 ⎥ A = ⎢ ⎥ → ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ n + a ⎥ ⎢- na 0 0 ⎥ 1 + a 11 12 2 + a 2 2n n n n + a⎣ 1 ⎣1 ⎦ n n n n ⎢ ⎥ ⎦ ⎦ n n n ⎣ n n n n ⎡1 + a 1⎢ - 2 11 1 ⎤ 0 0 ⎥⎡ 0 0 ⎢- 2 10 0 ⎤ 0 0 ⎥→ ⎢ ⎥ → ⎢⎥ ，⎢ ⎢ - n⎥ 0 0 ⎥ ⎢⎢- n ⎥0 0 ⎥故方程组的同解方程组为⎧- 2x 1 + x 2 = 0, ⎪- 3x + x = 0, ⎪ 1 3 ⎨⎪ ⎪⎩- nx 1 + x n = 0,由此得基础解系为η = (1,2, , n )T ，于是方程组的通解为x = k η ，其中 k 为任意常数.【评注】 矩阵 A 的行列式 A 也可这样计算：⎡1 + a 1 1 1 ⎤ ⎡ 1 1 1 1 ⎤ ⎡ 1 1 1 1 ⎤ ⎢ 2 2 + a 2 2 ⎥ ⎢ 2 2 2 2 ⎥ ⎢ 2 2 2 2 ⎥A = ⎢⎥ = aE + ⎢ ⎥ ，矩阵⎢ ⎥ 的 ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ n + a ⎥⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦特征值为0, ,0, n (n + 1) 2 ，从而 A 的特征值为 a,a, , a + n (n + 1)2, 故行列式 A = (a +n (n + 1))a 2 n -1. （21）（本题满分 9 分）⎡ 1 2 设矩阵 A = ⎢- 1 4 ⎢⎣ 1 a - 3⎤- 3⎥ 的特征方程有一个二重根，求 a 的值，并讨论 A 是否可相似对角化.5 ⎥⎦【分析】 先求出 A 的特征值，再根据其二重根是否有两个线性无关的特征向量，确定 A 是否可相似对角化即可.【详解】 A 的特征多项式为λE - A = λ - 1 1 - 1- 2λ - 4- a 13 3 λ - 5 - 1λ - 2 = 1 - 1 0- (λ - 2) λ - 4 - a 0 3 λ - 5= (λ - 2) 1 - 1 λ - 4- a 3 λ - 5= (λ - 2)(λ2 - 8λ + 18 + 3a ).当λ = 2 是特征方程的二重根，则有22- 16 + 18 + 3a = 0, 解得a= -2.⎢ ⎥ 3 ⎥= ⎨⎤1 ⎡ 1 -2 当 a= -2 时，A 的特征值为 2,2,6, 矩阵 2E-A= ⎢ 1 - 2 ⎢⎣- 1 23 ⎤ 3 ⎥ 的秩为 1，故λ = 2 对应的线性无关的特 - 3⎥⎦征向量有两个，从而 A 可相似对角化.若λ = 2 不是特征方程的二重根，则λ2- 8λ + 18 + 3a 为完全平方，从而 18+3a=16，解得a = - 2. 3当 a = - 2⎡ ⎢ 时，A 的特征值为 2，4，4，矩阵 4E-A= ⎢ 1 - 2 ⎥ 0 3 ⎥ 秩为 2，故λ = 4 对应的线性无关3的特征向量只有一个，从而 A 不可相似对角化.⎢- 1 2 - ⎥ ⎣ 3 ⎦【评注】 n 阶矩阵 A 可对角化的充要条件是：对于 A 的任意 k i 重特征根λi ，恒有n - r (λi E - A ) = k i . 而单根一定只有一个线性无关的特征向量.(22)（本题满分 9 分）设 A,B 为随机事件，且 P ( A ) = 1, P (B A ) = 4 1 , P ( A B ) = 1，令 3 2⎧1,X ⎨ A 发生,Y = ⎧1, B 发生, ⎩0, A 不发生;⎩0, B 不发生.求：（I ）二维随机变量(X,Y)的概率分布； （II ）X 和 Y 的相关系数 ρ XY .【分析】 先确定(X,Y)的可能取值，再求在每一个可能取值点上的概率，而这可利用随机事件的运算性质得到，即得二维随机变量(X,Y)的概率分布；利用联合概率分布可求出边缘概率分布，进而可计算出相关系数.【详解】 （I ） 由于 P ( AB ) = P ( A )P (B A ) =1，12P (B ) =P ( AB ) P ( A B ) = 1 ,61所以， P {X = 1,Y = 1} = P ( AB ) =，121P {X = 1,Y = 0} = P ( AB ) = P ( A ) - P ( AB ) = ，6 P {XP {X = 0,Y = 1} = P ( AB ) = P (B ) - P ( AB ) = 1, 12 = 0,Y = 0} = P ( AB ) = 1 - P ( A + B )3 ⎢YX 0 123111121=1 -P( A) -P(B) +P( AB) =23（或P{X = 0,Y = 0} = 1 -112 -1-1=2），6 12 3故(X,Y)的概率分布为6 12(II) X, Y 的概率分布分别为X 0 1 Y 0 1则EXP=1, EY =43 14 41， DX =36 165，DY=3615 1P6 61, E(XY)= ,12故 Cov( X ,Y ) =E( XY ) -EX ⋅EY = ，从而24ρ=Cov( X ,Y ) =15 .XY DX ⋅DY 15【评注】本题尽管难度不大，但考察的知识点很多，综合性较强.通过随机事件定义随机变量或通过随机变量定义随机事件，可以比较好地将概率论的知识前后连贯起来，这种命题方式值得注意.（23）（本题满分9 分）设总体X 的分布函数为F (x, β) = ⎧⎪1 -1,⎨x β⎪⎩0,x > 1,x ≤ 1,其中未知参数β> 1, X 1 , X 2 , , X n 为来自总体X 的简单随机样本，求：（I）β的矩估计量；（II）β的最大似然估计量.【分析】先由分布函数求出概率密度，再根据求矩估计量和最大似然估计量的标准方法进行讨论即可.【详解】X 的概率密度为⎧⎪β, x > 1,f (x, β) =⎨x β+1x ≤ 1.（I）由于⎩⎪0,梅花香自苦寒来，岁月共理想，人生齐高飞！第 - 21 - 页 共 21 页 +∞ n nEX = xf (x ; β )dx = +∞ x ⋅ β dx = β ，⎰-∞ β ⎰1 x β +1 X β - 1令 β - 1= X ，解得 β = ，所以参数 β 的矩估计量为 X - 1βˆ =X . X - 1 （II ） 似然函数为 n ⎧ β n ⎪, x > 1(i = 1,2, , n ), L (β ) = ∏ f (x i ; β ) = ⎨(x 1 x 2 x n ) β +1 ii =1 ⎪⎩0, 其他当 x i > 1(i = 1,2, , n ) 时， L (β ) > 0 ，取对数得ln L (β ) = n ln β - (β + 1)∑ln x i ，i =1两边对 β 求导，得d ln L (β ) = n - ∑n ln x ， d β d ln L (β )i i =1n 令 = 0 ，可得 d β β = ∑ i =1 ， ln xi故 β 的最大似然估计量为βˆ =n . ∑ln X ii =1 【评注】 本题是基础题型，难度不大，但计算量比较大，实际做题时应特别注意计算的准确性.n β。
考研(数学一)历年真题试卷汇编1(题后含答案及解析)
考研（数学一）历年真题试卷汇编1(题后含答案及解析)题型有：1. 选择题 2. 填空题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1．(2011)已知当x→0时，函数f(x)=3sin．x=sin 3x与cxk是等价无穷小，则( )A．k=1，c=4．B．k=1，c=4．C．k=3，c=4．D．k=3，c=-4．正确答案：C解析：因为当x→0时，函数f(x)=3sin x=sin 3x与cxk是等价无穷小，所以从而k-1=2，即k=3，于是故应选C．2．(2012)设函数f(x)=(ex-1)(e2x-2).….(enx-n)，其中n为正整数，则f’(0)=( ) A．(-1)n-1(n-1)!．B．(-1)n(n-1)!．C．(-1)n-1n!．D．(-1)nn!．正确答案：A解析：利用导数的定义求f’(0)．故应选A．3．(2012)曲线的渐近线的条数为( )A．0．B．1．C．2．D．3．正确答案：C解析：应同时考虑水平渐近线、铅直渐近线与斜渐近线．因为所以y=1是曲线的水平渐近线，同时说明曲线无斜渐近线．又因为所以x=1是曲线的铅直渐近线，x=-1不是曲线的铅直渐近线．综上所述，应选C．4．(2009)设A，B均为2阶矩阵，A*，B*分别为A，B的伴随矩阵．若｜A｜=2，｜B｜=3，则分块矩阵的伴随矩阵为( )A．B．C．D．正确答案：B解析：本题主要考查分块矩阵的行列式、伴随矩阵的相关公式以及分块矩阵的逆矩阵．由=(-1)2×2｜A｜｜B｜=6知，矩阵可逆，从而故应选B．5．(2006)设A、B为两个随机事件，且P(B)＞0，P(A｜B)=1，则必有( ) A．P(A∪B)＞P(A)．B．P(A∪B)＞P(B)．C．P(A∪B)=P(A)．D．P(A∪B)=-P(B)．正确答案：C解析：本题主要考查乘法公式与加法公式．由已知条件与乘法公式有P(AB)=P(B)P(A｜B)=P(B)，再由加法公式有P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB)=P(A)．故应选C．6．(2003)设函数f(x)在(-∞，+∞)内连续，其导函数的图形如图1所示，则f(x)有( )A．一个极小值点和两个极大值点．B．两个极小值点和一个极大值点．C．两个极小值点和两个极大值点．D．三个极小值点和一个极大值点．正确答案：C解析：本题主要考查导函数y=f’(x)与函数y=f(x)的图形的关系与一元函数的极值(点)．由于已知函数是抽象函数，无法用推理法及反例排除法解决．考虑用y=f’(x)与y=f(x)的图形之间的关系画出y=f(x)的图形，利用定性分析的方法解决该问题．根据y=f’(x)的图形画出y=f(x)的图形，如图2所示，根据y=f(x)的图形知，f(x)有两个极小值点和两个极大值点．故应选C．7．(2011)函数f(x)=ln｜(x-1)(x-2)(x-3)｜的驻点个数为( )A．0．B．1．C．2．D．3．正确答案：C解析：因为，所以x=1，x=2，x=3是曲线y=f(x)的铅直渐近线．又，由此可画出f(x)=ln｜(x-1)(x-2)(x-3)｜的草图，如图3所示，由图形可知，存在两点x1，x2，使得f’(x1)=f’(x2)=0，即f(x)有两个驻点．故应选C．8．(2006)设函数y=f(x)具有二阶导数，且f’(x)＞0，f’’(x)＞0，△x为自变量x在点x0处的增量，△y与dy分别为f(x)在点x0处对应的增量与微分，若△x＞0，则( )A．0＜dy＜△y．B．0＜△y＜dy．C．△y＜dy＜0．D．dy＜△y＜0．正确答案：A解析：△y=f(x0+△x)-(x0)=f’(ξ)△x (x0＜ξ＜x0+△x)．因为f’’(x)＞0，所以f’(x)单调增加，从而f’(ξ)＞f’(x0)，于是△y=f’(ξ)△x＞f’(x0)△x=dy．又因为f’(x)＞0，所以0＜dy＜△y．故应选A．9．(1999)设两个相互独立的随机变量X和Y分别服从正态分布N(0，1)和N(1，1)，则( )A．P{X+Y≤0}=B．P{X+Y≤1}=C．P{X-Y≤0}=D．P{X-Y≤1}=正确答案：B解析：由于均服从正态分布且相互独立的随机变量的线性组合仍然服从正态分布，所以由正态分布的几何意义知，正态分布的密度函数关于均值左右对称，于是其小于均值的概率为，从而P{X+Y≤1}=故应选B．10．(2002)设函数y=f(x)在(0，+∞)内有界且可导，则( )A．B．C．D．正确答案：B解析：取，因为排除A、C、D．故应选B．11．(2005)以下四个命题中，正确的是( )A．若f’(x)在(0，1)内连续，则f(x)在(0，1)内有界．B．若f(x)在(0，1)内连续，则f(x)在(0，1)内有界．C．若f’(x)在(0，1)内有界，则f(x)在(0，1)内有界．D．若f(x)在(0，1)内有界，则f’(x)在(0，1)内有界．正确答案：C解析：取f’(x)=，在(0，1)内连续，但f(x)=lnx在(0，1)内无界，排除A．取f(x)=，在(0，1)内连续，但f(x)在(0，1)内无界，排除B．取f(x)=，在(0，1)内有界，但f’(x)=在(0，1)内无界，排除D．故应选C．12．(2004)设f’(x)在[a，b]上连续，且f’(a)＞0，f’(b)＜0，则下列结论中错误的是( )A．至少存在一点x0∈(a，b)，使f(x0)＞f(a)．B．至少存在一点x0∈(a，b)，使f(x0)＞f(b)．C．至少存在一点x0∈(a，b)，使f’(x0)=0．D．至少存在一点x0∈(a，b)，使f(x0)=0．正确答案：D解析：取f(x)=2-x2，x∈[-1，1]，则f’(x)=-2x在[a，b]=[-1，1]上连续，且f’(a)=f’(-1)=2＞0，f’(b)=f’(1)=-2＜0，满足已知条件．由f(x)=2-x2的图形可知，在(-1，1)内，f(x)＞1，即对任意x0∈(-1，1)，都有f(x0)≠0，这表明D选项是错误的．故应选D．13．(2001)设f(x)的导数在x=a处连续，又，则( )A．x=a是f(x)的极小值点．B．x=a是f(x)的极大值点．C．(a，f(a))是曲线y=f(x)的拐点．D．x=a不是f(x)的极值点，(a，f(a))也不是曲线y=f(x)的拐点．正确答案：B解析：由f(x)的导数在x=a处连续及=f’(a)=0，即x=a是f(x)的驻点．从而所以x=a是f(x)的极大值点．故应选B．14．(2003)设f(x)为不恒等于零的奇函数，且f’(0)存在，则函数g(x)=( ) A．在x=0处左极限不存在．B．有跳跃间断点x=0．C．在x=0处右极限不存在．D．有可去间断点x=0．正确答案：D解析：因为f(x)为不恒等于零的奇函数，所以f(0)=0，又f’(0)存在．所以故x=0是g(x)的可去间断点．应选D．15．(2005)设函数u(x，y)=φ(x+y)+φ(x+y)+其中函数φ具有二阶导数，ψ具有一阶导数，则必有( )A．B．C．D．正确答案：B解析：取φ(x)=x2，ψ(x)=0，则u(x，y)=(x+y)2+(x-y)2=2x2+2y2．于是由此可知，选项A、C、D都不正确．故应选B．16．(2005)设an＞0，n=1，2，…，若收敛，则下列结论正确的是( ) A．B．C．D．正确答案：D解析：取收敛，但发散，排除A；发散，排除B；发散，排除C．故应选D．17．(2002)设A是m×n矩阵，B是n×m矩阵，则线性方程组(AB)X=0( ) A．当n＞m时仅有零解．B．当n＞m时必有非零解．C．当m＞n时仅有零解．D．当m＞n时必有非零解．正确答案：D解析：(推理法)因为当n＜m时，齐次线性方程组BX=0有非零解，从而线性方程组(AB)X=0有非零解，故应选D．18．(2002)设向量组α1，α2，α3线性无关，向量β1可由α1，α2，α3线性表示，而向量β2不能由α1，α2，α3线性表示，则对任意常数k，必有( )A．α1，α2，α3，kβ1+β2线性无关．B．α1，α2，α3，kβ1+β2线性相关．C．α1，α2，α3，β1+kβ2线性无关．D．α1，α2，α3，β1+kβ2线性相关．正确答案：A解析：因为β2不能由α1，α2，α3线性表示，则α1，α2，α3，β2线性无关．取k=0，由B知，α1，α2，α3，β2线性相关，与α1，α2，α3，β2线性无关矛盾，排除B．取k=0，由C知，α1，α2，α3，β1线性无关，则β1不能由α1，α2，α3线性表示，与已知条件矛盾，排除C．取k=1，由D知，α1，α2，α3．β1+β2线性相关，因为α1，α2，α3线性无关，所以β1+β2可由α1，α2，α3线性表示，而β1可由α1，α2，α3线性表示，于是β2可由α1，α2，α3线性表示，与已知条件矛盾，排除D．故应选A．填空题19．(2000)=_____，正确答案：解析：由定积分的几何意义，表示由直线x=0，x=1，y=0与曲线y=所围成的图形的面积，如图5所示，所以(其中S为单位圆(x-1)2+y2≤1的面积)．20．(2001)(x3+sin2x)cos2xdx=_______．正确答案：解析：21．(2012)设区域D是由曲线y=sinx，x=，y=1围成，则(x5y-1)dxdy=_______.正确答案：-π解析：22．(2008)设D={(x，y)｜x2+y2≤1}，则(x2-y)dxdy=______．正确答案：解析：因为积分区域D关于x轴对称，函数y关于y是奇函数，所以．由轮换对称性以及极坐标下二重积分的计算方法，有23．(2009)设Ω={(x，y，z)｜x2+y2+z2≤1}，则z2dxdydz=_______.正确答案：解析：利用轮换对称性，有再利用球坐标下三重积分的计算有24．(2007)设曲面∑：｜x｜+｜y｜+｜z｜=1，则=_______.正确答案：解析：因为∑关于yOz平面对称，x关于x为奇函数，所以．由轮换对称性，其中S是∑的表面积，记∑在第一卦限部分的面积为S1．如图8所示，则。
2004数学四--考研数学真题详解
B 2004 − 2 A2 =
．
⎛3 0 0 ⎞
【答】
⎜ ⎜
0
3
0
⎟ ⎟
⎜⎝ 0 0 −1⎟⎠
【详解】因为
⎜⎛ −1 A2 = ⎜ 0
0 −1
0 ⎟⎞ 0⎟ ,
B 2004 = P −1 A2004 P .
⎜⎝ 0 0 1⎟⎠
故
B 2004 = P −1 ( A2 )1002 P = P −1EP = E ,
∑ Y
=
1 n
n i =1
Xi
，
则
(A)
D( X 1
+
Y
)
=
n
+ n
2
σ
2
．
(B)
D( X 1
−Y)
=
n
+ n
2
σ2
．
(C)
Cov( X1,Y )
=
σ2 n
．
(D) Cov( X1,Y ) = σ 2 ．
【答】 [C]
【详解】 由于随机变量 X1, X 2 ,", X n (n > 1) 独立同分布, 于是可得
由极限的保号性，至少存在一点 x0 ∈ (a,b)
使得
f
(x0 ) x0
− −
f (a) a
>
0 ，即
f
(x0 )
>
f
(a) .
同理，至少存在一点 x0 ∈ (a,b) 使得 f (x0 ) > f (b) .
所以，(A) (B) (C)都正确，故选(D).
(12) 设 n 阶矩阵 A 与 B 等价, 则必须 (A) 当| A |= a(a ≠ 0) 时, | B |= a . (B) 当| A |= a(a ≠ 0) 时, | B |= −a .
2004考研数二真题及解析
2004年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、填空题：本题共6小题，每小题4分，共24分，请将答案写在答题纸指定位置上. (1) 设2(1)()lim1n n xf x nx →∞-=+, 则()f x 的间断点为x =.(2) 设函数()y x 由参数方程 333131x t t y t t ⎧=++⎪⎨=-+⎪⎩ 确定, 则曲线()y y x =向上凸的x 取值范围为.(3)1+∞=⎰.(4) 设函数(,)z z x y =由方程232x zz ey -=+确定, 则3z zx y∂∂+=∂∂.(5) 微分方程3()20y x dx xdy +-=满足165x y ==的特解为.(6) 设矩阵210120001A ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭, 矩阵B 满足2ABA BA E **=+, 其中A *为A 的伴随矩阵, E是单位矩阵, 则B =.二、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分，下列每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，把所选项前的字母填在题后的括号内. (7) 把0x +→时的无穷小量2cos xt dt α=⎰,2x β=⎰, 30t dt γ=⎰排列起来, 使排在后面的是前一个的高阶无穷小, 则正确的排列次序是 ( )(A),,.αβγ (B),,.αγβ(C),,.βαγ (D),,.βγα (8) 设()(1)f x x x =-, 则 ( )(A) 0x =是()f x 的极值点, 但(0,0)不是曲线()y f x =的拐点. (B) 0x =不是()f x 的极值点, 但(0,0)是曲线()y f x =的拐点. (C) 0x =是()f x 的极值点, 且(0,0)是曲线()y f x =的拐点.(D) 0x =不是()f x 的极值点, (0,0)也不是曲线()y f x =的拐点.(9) 22lim ln(1)n n→∞+ ( )(A)221ln xdx ⎰. (B)212ln xdx ⎰.(C)212ln(1)x dx +⎰. (D)221ln(1)x dx +⎰(10) 设函数()f x 连续, 且(0)0f '>, 则存在0δ>, 使得 ( )(A)()f x 在(0,)δ内单调增加. (B)()f x 在(,0)δ-内单调减小. (C)对任意的(0,)x δ∈有()(0)f x f >. (D)对任意的(,0)x δ∈-有()(0)f x f >.(11) 微分方程21sin y y x x ''+=++的特解形式可设为 ( )(A)2(sin cos )y ax bx c x A x B x *=++++. (B)2(sin cos )y x ax bx c A x B x *=++++. (C)2sin y ax bx c A x *=+++. (D)2cos y ax bx c A x *=+++(12) 设函数()f u 连续, 区域{}22(,)2D x y x y y =+≤, 则()D f xy dxdy ⎰⎰等于 ( )(A)11()dx f xy dy -⎰⎰. (B)22()dy f xy dx ⎰⎰.(C)2sin 2(sin cos )d f r dr πθθθθ⎰⎰. (D)2sin 20(sin cos )d f r rdr πθθθθ⎰⎰(13) 设A 是3阶方阵, 将A 的第1列与第2列交换得B , 再把B 的第2列加到第3列得C , 则满足AQ C =的可逆矩阵Q 为 ( )(A)010100101⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭. (B)010101001⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭. (C)010100011⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭. (D)011100001⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭.(14) 设A ,B 为满足0AB =的任意两个非零矩阵, 则必有 ( )(A)A 的列向量组线性相关,B 的行向量组线性相关. (B)A 的列向量组线性相关,B 的列向量组线性相关. (C)A 的行向量组线性相关,B 的行向量组线性相关. (D)A 的行向量组线性相关,B 的列向量组线性相关.三、解答题：15－23小题，共94分.请将解答写在答题纸指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. (15)(本题满分10分)求极限3012cos lim 13x x x x→⎡⎤+⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦.(16)(本题满分10分)设函数()f x 在(,-∞+∞)上有定义, 在区间[0,2]上, 2()(4)f x x x =-, 若对任意的x 都满足()(2)f x k f x =+, 其中k 为常数.(I)写出()f x 在[2,0]-上的表达式; (II)问k 为何值时, ()f x 在0x =处可导.(17)(本题满分11分)设2()sin x xf x t dt π+=⎰,(I)证明()f x 是以π为周期的周期函数; (II)求()f x 的值域.(18)(本题满分12分)曲线2x xe e y -+=与直线0,(0)x x t t ==>及0y =围成一曲边梯形. 该曲边梯形绕x轴旋转一周得一旋转体, 其体积为()V t , 侧面积为()S t , 在x t =处的底面积为()F t .(I)求()()S t V t 的值; (Ⅱ)计算极限()lim ()t S t F t →+∞.(19)(本题满分12分)设2e a b e <<<, 证明2224ln ln ()b a b a e ->-.(20)(本题满分11分)某种飞机在机场降落时,为了减少滑行距离,在触地的瞬间,飞机尾部张开减速伞,以增大阻力,使飞机迅速减速并停下.现有一质量为9000kg 的飞机,着陆时的水平速度为700/km h .经测试,减速伞打开后,飞机所受的总阻力与飞机的速度成正比(比例系数为66.010k =⨯).问从着陆点算起,飞机滑行的最长距离是多少? (注：kg 表示千克,/km h 表示千米/小时)(21)(本题满分10分)设22(,)xyz f x y e =-,其中f 具有连续二阶偏导数,求2,,z z z x y x y∂∂∂∂∂∂∂.(22)(本题满分9分)设有齐次线性方程组1234123412341234(1)0,2(2)220,33(3)30,444(4)0,a x x x x x a x x x x x a x x x x x a x ++++=⎧⎪++++=⎪⎨++++=⎪⎪++++=⎩ 试问a 取何值时, 该方程组有非零解, 并求出其通解(23)(本题满分9分)设矩阵12314315a -⎛⎫⎪-- ⎪ ⎪⎝⎭的特征方程有一个二重根, 求a 的值, 并讨论A 是否可相似对角化.2004年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题解析一、填空题 (1)【答案】0.【详解】本题属于确定由极限定义的函数的连续性与间断点. 对不同的x , 先用求极限的方法得出()f x 的表达式, 再讨论()f x 的间断点.由2(1)()lim1n n xf x nx →∞-=+，显然当0x =时,()0f x =；当0x ≠时, 2(1)()lim 1n n x f x nx →∞-=+22211(1)lim(1)lim 11lim n n n x xx n n x x x n n →∞→∞→∞--===⎛⎫++ ⎪⎝⎭1x =, 所以 ()f x 0,01,0x x x=⎧⎪=⎨≠⎪⎩,因为 001lim ()lim(0)x x f x f x→→==∞≠，故 0x =为()f x 的间断点.(2)【详解】判别由参数方程定义的曲线的凹凸性，先用由 ()()x x t y y t =⎧⎨=⎩定义的参数方程求出二阶导数22d y dx , 再由220d ydx <确定x 的取值范围. ()323133dy t t t dt '=-+=-，()323133dxt t t dt'=++=+ 所以 2222331331dy dy dt t t dx dx dt t t --===++221111t t +--=+2211t =-+ 222221113(1)d y d dy dt dx dt dx dx t t '⎛⎫⎛⎫==-⋅ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭()222413(1)1t t t =⋅++2343(1)t t =+, 令220d y dx <(或220d y dx≤)，即23403(1)t t <+(或23403(1)tt ≤+) ⇒0t <()0t ≤或 又331x t t =++， 2330x t '=+>，所以()x t 单调增, 当0t =时，1x =，所以当0t <时()()01x t x <=(或当0t ≤时，()()01x t x ≤=)，即(,1)x ∈-∞(或(,1]x ∈-∞)时，曲线凸(3)【答案】2π. 【详解】利用变量代换法可得所求的广义积分值. 方法1：作积分变量变换，令sec x t =，则2221sec 1tan x t t -=-=，sec sec tan dx d t t tdt ==，:02t π→，代入原式：22100sec tan sec tan 2t t dt dt t t πππ+∞⋅==⋅⎰⎰.方法2：令1x t =，则211dx d dt t t ==-，:10t →，代入原式：1120111)arcsin 2dt tt π+∞-===⎰⎰.(4)【答案】2.【详解】此题可利用复合函数求偏导法、公式法或全微分公式求解. 方法1：复合函数求偏导，在 232x zz ey -=+ 的两边分别对x ,y 求偏导,z 为,x y 的函数.23(23)x z z ze x x-∂∂=-∂∂, 23(3)2x z z z e y y -∂∂=-+∂∂, 从而 2323213x z x z z e x e--∂=∂+, 23213x z z y e -∂=∂+ 所以 3z zx y ∂∂+∂∂2323232231313x z x z x z e e e ---=⋅+++2323132213x z x ze e--+=⋅=+ 方法2：令23(,,)20x zF x y z ey z -=+-=，则232x z F e x -∂=⋅∂, 2F y ∂=∂, 23(3)1x z Fe z-∂=--∂ 所以2323232322(13)13x z x z x z x zz e e FFx z x e e ----∂⋅∂∂=-=-=∂∂∂-++, 232322(13)13x z x z z FFy z y e e--∂∂∂=-=-=∂∂∂-++, 从而 3z zx y ∂∂+∂∂2323232231313x z x z x z e e e ---=⋅+++2323132213x z x ze e--+=⋅=+ 方法3：利用全微分公式,得23(23)2x z dz e dx dz dy -=-+2323223x z x z e dx dy e dz --=+-即2323(13)22x zx zedz edx dy --+=+，得232323221313x z x z x ze dz dx dy e e ---=+++所以 2323213x z x z z e x e --∂=∂+, 23213x zz y e -∂=∂+从而 3z zx y ∂∂+∂∂2323232231313x z x z x z e e e ---=⋅+++2323132213x z x ze e--+=⋅=+(5)【答案】315y x =+【详解】此题为一阶线性方程的初值问题.可以利用常数变易法或公式法求出方程的通解,再利用初值条件确定通解中的任意常数而得特解. 方法1：原方程变形为21122dy y x dx x -=, 先求齐次方程 102dy y dx x-= 的通解:分离变量：12dy dx y x=两边积分得： 1ln ln ln 2y x c =+ y ⇒=用常数变易法，设(y c x =则((y c x c x ''=，代入21122dy y x dx x -=，得211(((22c x c x c x x x'-=，即321()2c x x '=, 积分得352211()25c x x dx x C ==+⎰,于是非齐次方程的通解为：53211()55y x C x =+=又由于165x y==代入通解，得316155= 1C ⇒=,故所求特解为 315y x =.方法2：原方程变形为 21122dy y x dx x -=,由一阶线性微分方程()()dyP x y Q x dx+=通解公式：()()()()()P x dx P x dx P x dx f x Ce e Q x e dx --⎰⎰⎰=+⎰这里()()211,22P x Q x x x =- =，代入上式得：1122212dx dx x x y e x e dx C -⎡⎤⎰⎰=+⎢⎥⎣⎦⎰ 由于方程0x =处方程无定义，所以解的存在区间内不能含有点0x =.因此解的存在区间要么为0x >的某区间，要么为0x <的某区间. 现在初值给在1x =处，所以0x >，于是11ln ln22212x x y ex e dx C -⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦⎰35221125x dx C x C ⎤⎤=+=+⎥⎥⎦⎦⎰再6(1)15y C =⇒=, 从而特解为315y x =.(6) 【答案】91 【详解】方法1：已知等式两边同时右乘A ，得**2ABA A BA A A =+，由伴随矩阵的运算规律：**A A AA A E ==，有2AB A B A A =+，而210120001A =3321(1)12+=-2211=⨯-⨯3=，于是有 A B AB +=63，移项、合并有 A B E A =-)63(，再两边取行列式，由方阵乘积的行列式的性质：矩阵乘积的行列式等于矩阵行列式的积，有(36)363A E B A E B A -=-==，而 36A E -21010031206010001001⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦630600030360060300003006003⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦ 3303(1)(3)(3)3330+=--=-⨯⨯27=，故所求行列式为B 33627A A E ==-19= 方法2：由题设条件**2ABA BA E =+，得 **2ABA BA -=*(2)A E BA E -=由方阵乘积行的列式的性质：矩阵乘积的行列式等于矩阵行列式的积，故两边取行列式，有 **(2)21A E BA A E B A E -=-==其中210120001A =3321(1)12+=-2211=⨯-⨯3=；由伴随矩阵行列式的公式：若A 是n 阶矩阵，则 1n A A-*=.所以，312A AA -*===9 ； 又 0102100001A E -=1210(1)01+=-=1. 故1192B A E A*==-.二、选择题 (7)【答案】 (B) 【详解】方法1：202200tan 2lim limlim 0cos cos x xx x x x xxt dtβα+++→→→⋅= =⎰⎰洛必达，则β是α的高阶无穷小，根据题设，排在后面的是前一个的高阶无穷小，所以可排除(C),(D)选项，又233000lim lim lim x x x x x t dtγβ+++→→→= ⎰⎰洛必达201lim 4x x x +→=∞等价无穷小替换， 可见γ是比β低阶的无穷小量，故应选(B). 方法2：用kx (当0x →时)去比较.221000cos cos limlimlim ,xkkk x x x t dt x xxkxα+++-→→→=⎰洛欲使上式极限存在但不为0，应取1k =，有2200lim cos cos lim lim 1lim x x x x t txx x α++++→→→→===，所以(当+→0x 时)α与x 同阶.211300000tan tan 222lim limlim lim lim x k k k k k x x x x x x x x x x x kx kx kx β+++++---→→→→→⋅⋅===⎰洛欲使上式极限存在但不为0，应取3k =, 有3320002tan 2tan 2lim lim lim 333x x x x x x x x β+++-→→→===， 所以(当+→0x 时)β与3x 同阶.3131322221110000sin lim limlim lim lim ,222kkk k k x x x x x t dt x x x x xx x kx kx kxγ+++++-----→→→→→⋅⋅===⎰洛欲使上式极限存在但不为0，应取2k =, 有22101lim lim 224x x x x x γ++-→→==⋅， 所以(当+→0x 时)γ与2x 同阶.因此，后面一个是前面一个的高阶小的次序是,,αγβ，选(B).(8)【答案】C【详解】由于是选择题，可以用图形法解决，也可用分析法讨论.方法1：由于是选择题，可以用图形法解决, 令()(1)x x x ϕ=-，则211()24x x ϕ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭，是以直线12x =为对称轴，顶点坐标为11,24⎛⎫- ⎪⎝⎭，开口向上的一条抛物线，与x 轴相交的两点坐标为()()0,0,1,0，()()y f x x ϕ==的图形如图.点0x =是极小值点；又在点(0,0)左侧邻近曲线是凹的，右侧邻近曲线是凸的，所以点(0,0)是拐点，选C.方法2：写出()y f x =的分段表达式： ()f x =(1),10(1),01x x x x x x ---<≤⎧⎨-<<⎩,从而()f x '=12,1012,01x x x x -+-<<⎧⎨-<<⎩, ()f x ''=2,102,01x x -<<⎧⎨-<<⎩,()00lim ()lim 1210x x f x x ++→→'=-=>，所以01x <<时，()f x 单调增， ()0lim ()lim 1210x x f x x --→→'=-+=-<，所以10x -<≤时，()f x 单调减， 所以0x =为极小值点.当10x -<<时,()20f x ''=>，()f x 为凹函数； 当10x >>时,()20f x ''=-<，()f x 为凸函数, 于是(0,0)为拐点.(9)【答案】 By【详解】由对数性质，lim ln (1)n n →∞+212lim ln (1)(1)nn nn n n →∞⎡⎤=+++⎢⎥⎣⎦212limln(1)ln(1)ln(1n n n n n n →∞⎡⎤=++++++⎢⎥⎣⎦11lim 2ln(1nn i i n n →∞==+∑102ln(1)x dx =+⎰2112ln x t tdt +=⎰212ln xdx =⎰(10)【答案】 (C)【详解】函数()f x 只在一点的导数大于零，一般不能推导出单调性，因此可排除(A),(B).由导数的定义，知 0)0()(lim)0(0>-='→xf x f f x根据极限的保号性，知存在0>δ，当),0()0,(δδ -∈x 时，有0)0()(>-xf x f .即当)0,(δ-∈x 时，0x <，有()(0)f x f <；而当),0(δ∈x 时，0x >有()(0)f x f >.(11)【答案】A【详解】利用待定系数法确定二阶常系数线性非齐次方程特解的形式.对应齐次方程 0y y ''+= 的特征方程为 210λ+=, 则特征根为 i λ=±,对2021(1)y y x e x ''+=+=+为()()x m f x e P x λ=型，其中()20,1m P x x λ= =+，因0不是特征根, 从而其特解形式可设为2021()y ax bx c e ax bx c *=++=++对 sin y y x ''+=, 为()()()cos sin x l n f x e P x x P x x λωω=+⎡⎤⎣⎦型，其中0λ=，()()0,1l n P x P x ω=1,= =，因0i i i λω+=+=为特征根, 从而其特解形式可设为2(sin cos )y x A x B x *=+由叠加原理，故方程 21sin y y x x ''+=++ 的特解形式可设为2(sin cos )y ax bx c x A x B x *=++++(12)【答案】D【详解】由{}22(,)2D x y x y y =+≤，则积分区域是以()0,1 为圆心，1为半径的圆及其内部， 积分区域见右图.在直角坐标系下, 先x 后y ，x ≤≤02y ≤≤则应是20()()Df xy dxdy dy f xy dx =⎰⎰⎰⎰先y 后x ，由()2211x y +-≤1111y x ⇒≤≤+≤≤，则应是1111()()Df xy dxdy dx f xy dy -=⎰⎰⎰⎰故应排除[],[]A B .在极坐标系下, cos ,sin x r y r θθ== ,2sin 20()(sin cos )Df xy dxdy d f r rdr πθθθθ=⎰⎰⎰⎰, 故应选D.或直接根据极坐标下，其面积元素为rdrd θ，则可排除C(13)【答案】(D)【详解】由题设，将A 的第1列与第2列交换，即12010100001AE A B ⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦，将B 的第2列加到第3列，即100010100011011100011100.001001001001B A A AQ ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦故011100001Q ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，应选(D).(14)【答案】(A)【详解】方法1：由矩阵秩的重要公式：若A 为n m ⨯矩阵，B 为n p ⨯矩阵，如果0AB =，则()()r A r B n +≤设A 为n m ⨯矩阵，B 为s n ⨯矩阵，由0AB =知，()()r A r B n +≤，其中n 是矩阵A 的列数，也是B 的行数因A 为非零矩阵，故()1r A ≥，因()()r A r B n +≤，从而()1r B n n ≤-<，由向量组线性相关的充分必要条件向量组的秩小于向量的个数，知B 的行向量组线性相关.因B 为非零矩阵，故()1r B ≥，因()()r A r B n +≤，从而()1r A n n ≤-<，由向量组线性相关的充分必要条件向量组的秩小于向量的个数，知A 的列向量组线性相关.故应选(A).方法2：设A 为n m ⨯矩阵，B 为s n ⨯矩阵，将B 按列分块，由0AB =得，[]12,,,0,0,1,2,,.s i AB A A i s ββββ====因B 是非零矩阵，故存在0i β≠，使得0i A β=. 即齐次线性方程组0Ax =有非零解. 由齐次线性方程组0Ax =有非零解的充要条件()r A n <, 知()r A n <. 所以A 的列向量组线性相关.又()0T T TAB B A ==，将TA 按列分块，得12[,,,]0,0,1,2,,.T T T T TTT T m i B A B B i m αααα====因A 是非零矩阵，故存在0T i α≠，使得0T Ti B α=，即齐次线性方程组0Bx =有非零解. 由齐次线性方程组0Bx =有非零解的充要条件，知TB 的列向量组线性相关，由TB 是由B 行列互换得到的，从而B 的行向量组线性相关，故应选(A). 方法3：设 (),i j m n A a ⨯=()i j n s B b ⨯=, 将A 按列分块，记 ()12n A A A A =由0AB =⇒()11121212221212s s n n n ns b b b b b b A A A b b b ⎛⎫⎪ ⎪⎪⋅⋅⋅⎪⎝⎭()111111,,0n n s ns n b A b A b A b A =++++= (1)由于0B ≠, 所以至少有一个 0i j b ≠(1,1i n j s ≤≤≤≤), 又由(1)知,11220j j i j i nj n b A b A b A b A +++++=, 所以12,,,m A A A 线性相关. 即A 的列向量组线性相关.(向量组线性相关的定义：如果对m 个向量12,,,n m R ααα∈，有m 个不全为零的数12,,,m k k k R ∈，使11220m m k k k ααα++=成立，则称12,,,m ααα线性相关.)又将B 按行分块，记 12n B B B B ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭, 同样，0AB =⇒11121121222212n n m m mn n a a a B a a a B a a a B ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎪⋅⋅⋅⎪⎪⎝⎭⎝⎭111122121122221122n n n n m m mn n a B a B a B a B a B a B a B a B a B +++⎛⎫⎪+++ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪+++⎝⎭0= 由于0A ≠,则至少存在一个0i j a ≠(1,1i m j n ≤≤≤≤), 使11220i i i j j in n a B a B a B a B ++++=,由向量组线性相关的定义知，12,,,m B B B 线性相关, 即B 的行向量组线性相关，故应选(A).方法4：用排除法.取满足题设条件的,A B .取001000,10010001A B ⎡⎤⎡⎤⎢⎥=≠=≠⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦，有00100100,10001AB ⎡⎤⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦A 的行向量组，列向量组均线性相关，但B 的列向量组线性无关，故(B)，(D)不成立.又取110100,00000100A B ⎡⎤⎡⎤⎢⎥=≠=≠⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦，有1101000000100AB ⎡⎤⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦，A 的行向量组线性无关，B 的列向量组线性相关，故(C)不成立.由排除法知应选(A).三、解答题.(15)(本题满分10分)求极限3012cos lim 13x x x x→⎡⎤+⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦.【答案】16-【详解】此极限属于型未定式.可利用洛必达法则,并结合无穷小代换求解.方法1： 2cos 2cos ln ln 332cos 3xxx x x x ee++⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭+⎛⎫== ⎪⎝⎭原式2cos ln 331limx x x ex +⎛⎫ ⎪⎝⎭→-=1x e x -302cos ln 3limx x x x →+⎛⎫ ⎪⎝⎭202cos ln 3lim x x x →+⎛⎫ ⎪⎝⎭=20ln 2cos ln 3limx x x →+-=（）20(ln 2cos ln 3)lim()x x x →'+-'（）洛01sin 2cos lim2x x x x →⋅-+（）=011sin lim 22cos x x x x →=-⋅+ 0011sin 11lim lim 122cos 23x x x x x →→=-⋅=-⋅⋅+16=-方法2：原式2cos ln 331limx x x ex +⎛⎫⎪⎝⎭→-=1x e x -202cos ln 3limx x x →+⎛⎫⎪⎝⎭20cos 1ln 3limx x x→-+=（1）()ln 1x x +2200cos 11cos limlim 33x x x xx x→→--=- 222021cos lim 23x x x xx → - -16=-.(16)【详解】(I)当20x -≤<,则022x ≤+<,由题设：区间[0,2]上, 2()(4)f x x x =-知,()(2)f x k f x =+2(2)[(2)4]k x x =++-2(2)(4)k x x x =++(2)(4)kx x x =++.(II) 由(I)知：[][)2(4),0,2()(2)(4),2,0x x x f x kx x x x ⎧- ∈⎪=⎨++ ∈-⎪⎩，所以2(0)0(04)0f =⋅-=，按函数在某点可导的充要条件：在这点的左右导数存在且相等. 所以根据导数的定义求()f x 在0x =的左右导数，使其相等，求出参数k .200()(0)(4)0(0)lim lim 40x x f x f x x f x x+++→→---'===--00()(0)(2)(4)0(0)lim lim 80x x f x f kx x x f k x x---→→-++-'===-.令(0)(0)f f -+''=, 得12k =-. 即当12k =-时, ()f x 在0x =处可导.(17)【详解】利用变量代换讨论变限积分定义的函数的周期性,利用求函数最值的方法讨论函数的值域.(I) 要证()f x 是以π为周期的周期函数，即证：()()f x f x π=+因为2()sin x xf x t dt π+=⎰，所以()f x π+()()2sin x x t dt πππ+++=⎰32sin x x t dt ππ++=⎰利用变量代换讨论变限积分定义的函数的周期性，设t u π=+, 因为3:2t x x ππ+→+，所以:2u x x π→+，则有()f x π+=2sin()()x xu d u πππ+++⎰()sin sin u uπ+=-2sin x xu du π+⎰()f x =,故()f x 是以π为周期的周期函数.(II) 因为()f x 是以π为周期的周期函数, 故只需在[0,]π上讨论其值域. 又因()f x 为积分函数，则一定连续，根据有界性与最大值最小值定理：在闭区间上连续的函数在该区间上有界且一定能取得它的最大值和最小值，所以()f x 的值域就是区间[min (),max ()]f x f x .令 ()sin()sin cos sin 02f x x x x x π'=+-=-=, 在区间[0,]π内求得驻点，14x π=, 234x π=, 且334444()sin sin 0sin 4f t dt t t dt πππππ= > =⎰⎰554433443()sin sin sin 24f t dt t dt t dt πππππππ==-=-⎰⎰⎰又 2200(0)sin sin 1f t dt t dt ππ===⎰⎰, 3322()sin (sin )1f t dt t dt πππππ==-=⎰⎰,比较极值点与两个端点处的值，知()f x的最小值是2, 故()f x 的值域是[2.(18)【详解】(I) 旋转体体积：2200()2x x tte e V t y dx dx ππ-⎛⎫+== ⎪⎝⎭⎰⎰旋转体的侧面积：0()2tS t π=⎰022x x te e π-⎛+= ⎝⎰022x x t e eπ-⎛+= ⎝⎰022x x te e π-⎛+= ⎝⎰022x x t e e π-⎛+= ⎝⎰022x x te e π-⎛+= ⎝⎰2022x x t e e dx π-⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎰, 所以 ()()S t V t 2020222x x tx x t e e dx e e dx ππ--⎛⎫+ ⎪⎝⎭=⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰⎰2=. (Ⅱ) 在x t =处旋转体的底面积为2()x tF t y π==22x x x te e π-=⎛⎫+= ⎪⎝⎭22t t e e π-⎛⎫+= ⎪⎝⎭,所以20222()lim lim ()2xxt t t t t e e dx S t F t e e ππ-→+∞→+∞-⎛⎫+ ⎪⎝⎭=⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰20222=lim 2x x t t t t e e dx e e -→+∞-'⎛⎫⎛⎫+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭'⎡⎤⎛⎫+⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰222lim 222t t t t t t t e e e e e e ---→+∞⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭=lim t t t t t e e e e --→+∞+=-221=lim 1t t t e e --→+∞+-1=(19) 【详解】根据要证不等式的形式，可考虑用拉格朗日中值定理或转化为函数不等式用单调性证明.方法1：因为函数()2ln f x x =在()2[,],a b e e⊂上连续，且在(),a b 内可导，所以满足拉格朗日中值定理的条件，对函数()2ln f x x =在[,]a b 上应用拉格朗日中值定理，得()()()22222ln ln ln ln ,b a b a b a e a b e ξξξξ'-=-=- <<<<下证：22ln 4eξξ>. 设t t t ln )(=ϕ，则2ln 1)(tt t -='ϕ，当t e >时，1ln 1ln 0t e -<-= ，即,0)(<'t ϕ 所以)(t ϕ单调减少，又因为2e ξ<，所以)()(2e ϕξϕ>，即2222ln ln ee e =>ξξ，得22ln 4e ξξ> 故 )(4ln ln 222a b ea b ->-. 方法2：利用单调性， 设x ex x 224ln )(-=ϕ，证()x ϕ在区间()2,e e 内严格单调增即可. 24ln 2)(e x x x -='ϕ，(222222ln 444()20e e e e e e ϕ'=-=-=，)2ln 12)(xx x -=''ϕ, 当x e >时，1ln 1ln 0x e -<-=，,0)(<''x ϕ 故)(x ϕ'单调减少，从而当2e x e <<时，2()()0x e ϕϕ''>=，即当2e x e <<时，)(x ϕ单调增加.因此当2e x e <<时，)()(a b ϕϕ>，即a e a b e b 22224ln 4ln ->-， 故 )(4ln ln 222a b ea b ->-. 方法3：设2224()ln ln ()x x a x a eϕ=---, 则2ln 4()2x x x e ϕ'=-，21ln ()2x x x ϕ-''=, ⇒x e >时, 1ln 1ln 0x e -<-=，得()0x ϕ''<，⇒()x ϕ'在2(,)e e 上单调减少, 从而当2e x e <<时, 22244()()0x e e eϕϕ''>=-=，⇒()x ϕ在2(,)e e 上单调增加. 从而当2e a x b e <<≤<时, ()()0x a ϕϕ>=. ⇒()0b ϕ>，即2224ln ln ()b a b a e ->-.(20) 【详解】 本题是标准的牛顿第二定理的应用，列出关系式后再解微分方程即可. 方法1：由题设，飞机质量9000m kg =，着陆时的水平速度h km v /7000=. 从飞机接触跑道开始计时，设t 时刻飞机的滑行距离为()x t ，速度为()v t ，则 0)0(,)0(0==x v v .根据牛顿第二定律，得kv dt dv m-=. 又dxdv v dt dx dx dv dt dv =⋅=.由以上两式得dv k m dx -=，积分得.)(C v kmt x +-= 由于0)0(,)0(0==x v v ，所以0(0)0.m x v C k =-+= 故得0v kmC =，从而)).(()(0t v v kmt x -=当0)(→t v 时，).(05.1100.67009000)(60km k mv t x =⨯⨯=→所以，飞机滑行的最长距离为1.05km. 方法2：根据牛顿第二定律，得 kv dtdvm-=, 分离变量：dv k dt v m =-，两端积分得：1ln kv t C m=-+， 通解：t mk Cev -=，代入初始条件00v vt ==，解得0v C =，故.)(0t mk ev t v -=飞机在跑道上滑行得距离相当于滑行到0v →，对应地t →+∞. 于是由dx vdt =，有0000() 1.05().k k t t mmmv mv x v t dt v edt ekm kk+∞--+∞+∞===-==⎰⎰ 或由()0kt mdx v t v e dt-==，知)1()(000--==--⎰t m kt t m ke m kv dt e v t x ，故最长距离为当∞→t 时，).(05.1)(0km mkv t x =→方法3：由kv dtdv m -= ，dxv dt =，化为x 对t 的求导，得dt dx k dt x d m -=22, 变形为 022=+dt dxm k dtx d ，0(0)(0),(0)0v x v x '=== 其特征方程为 02=+λλm k ，解之得mk-==21,0λλ，故.21t m ke C C x -+=由 2000000,kt m t t t t kC dxx v e v dt m -=======-=，得,021kmv C C =-= 于是 ).1()(0t m ke k mv t x --= 当+∞→t 时，).(05.1)(0km kmv t x =→ 所以，飞机滑行的最长距离为1.05km .(21)【详解】利用复合函数求偏导和混合偏导的方法直接计算.令 22,xyu x y v e =-=，则22(,)(,)xyz f x y e f u v =-=， 所以2,2u u x y x y ∂∂==-∂∂，,xy xy v v ye xe x y∂∂= =∂∂ 所以z x ∂=∂f u f vu x v x∂∂∂∂+∂∂∂∂122xy x f ye f ''=+，z y ∂=∂f u f v u y v y ∂∂∂∂+∂∂∂∂122xy y f xe f ''=-+ 2zx y ∂=∂∂()122xy z y f xe f x y x⎛⎫∂∂∂''=-+ ⎪∂∂∂⎝⎭11122221222xy xy xy u v u v y f f e f xye f xe f f x x x x ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫''''''''''=-+++++ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭ ()()1112222122222xy xy xy xy xy y xf ye f e f xye f xe xf ye f ''''''''''=-+++++ 2221112222=42()(1)xy xy xy xyf x y e f xye f e xy f '''''''-+-++++(22) 【详解】方法1：对方程组的系数矩阵A 作初等行变换，有11112222aa A nn nn a +⎡⎤⎢⎥+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥+⎣⎦1()(2,)i i i n ⨯-+=行行11112000a a a B naa +⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦对||B 是否为零进行讨论：当0a =时，()1r A n =<，由齐次方程组有非零解的判别定理：设A 是m n ⨯矩阵，齐次方程组0Ax =有非零解的充要条件是()r A n <. 故此方程组有非零解，把0a =代入原方程组，得其同解方程组为,021=+++n x x x ()*此时，()1r A =，故方程组有1n r n -=-个自由未知量. 选23,,,n x x x 为自由未知量，将他们的1n -组值(1,0,,0),(0,1,,0),,(0,0,,1)分别代入()*式，得基础解系,)0,,0,1,1(1T -=η ,)0,,1,0,1(2T -=η,)1,,0,0,1(,1T n -=-η于是方程组的通解为,1111--++=n n k k x ηη 其中11,,-n k k 为任意常数.当0≠a 时，对矩阵B 作初等行变换，有1111210001a B n+⎡⎤⎢⎥-⎢⎥→⎢⎥⎢⎥-⎣⎦(1)12,3i i n ⨯-+=行()(1)0002210001n n a n +⎡⎤+⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦， 可知2)1(+-=n n a 时，n n A r <-=1)(，由齐次方程组有非零解的判别定理, 知方程组也有非零解，把2)1(+-=n n a 代入原方程组，其同解方程组为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+-=+-,0,03,0213121n x nx x x x x 此时，()1r A n =-，故方程组有(1)1n r n n -=--=个自由未知量.选2x 为自由未量，取21x =，由此得基础解系为Tn ),,2,1( =η，于是方程组的通解为ηk x =，其中k 为任意常数.方法2：计算方程组的系数行列式：11112222aa A nn nn a +⎡⎤⎢⎥+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥+⎣⎦000111100022220aa a nnnn ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦矩阵加法 aE =+⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡n n n n 22221111aE Q ∆ +， 下面求矩阵Q 的特征值：11112222E Q nnn n λλλλ---------=----1111201(-)(2,3,,)00i i i n n λλλλλ-----⨯+=-行行(1)1112()1000(2,3,,)n n i i i n λλλ+----⨯+=列列1(1)2n n n λλ-+⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 则Q 的特征值2)1(,0,,0+n n ，由性质：若Ax x λ=，则()(),m mkA x k x A x x λλ==，因此对任意多项式()f x ，()()f A x f x λ=，即()f λ是()f A 的特征值.故，A 的特征值为(1),,,2n n a a a ++, 由特征值的乘积等于矩阵行列式的值，得 A 行列式.)2)1((1-++=n a n n a A 由齐次方程组有非零解的判别定理：设A 是n 阶矩阵，齐次方程组0Ax =有非零解的充要条件是0=A . 可知，当0=A ，即0a =或2)1(+-=n n a 时，方程组有非零解.当0a =时，对系数矩阵A 作初等行变换，有11112222A nnnn ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦1)(2,)i i i n ⨯-+=行（行1111000000⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，. 故方程组的同解方程组为,021=+++n x x x此时，()1r A =，故方程组有1n r n -=-个自由未知量.选23,,,n x x x 为自由未知量，将他们的1n -组值(1,0,,0),(0,1,,0),,(0,0,,1)分别代入()*式， 由此得基础解系为,)0,,0,1,1(1T -=η ,)0,,1,0,1(2T -=η,)1,,0,0,1(,1T n -=-η于是方程组的通解为,1111--++=n n k k x ηη 其中11,,-n k k 为任意常数.当2)1(+-=n n a 时， 1111210001aB n+⎡⎤⎢⎥-⎢⎥→⎢⎥⎢⎥-⎣⎦(1)1(2,3)i i n ⨯-+=行(1)0002210001n n a n +⎡⎤+⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦，即 0000210001n⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦，其同解方程组为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+-=+-,0,03,0213121n x nx x x x x 此时，()1r A n =-，故方程组有(1)1n r n n -=--=个自由未知量. 选2x 为自由未量，取21x =，由此得基础解系为Tn ),,2,1( =η，于是方程组的通解为ηk x =，其中k 为任意常数.(23) 【详解】A 的特征多项式为12314315E A aλλλλ---=----2(2)021114315aλλλλ---⨯-+----行（）行111(2)14315a λλλ------提出行公因数111(1)2(2)03315a λλλ-⨯-+-----行行 11012(2)033015a λλλ-+-----行行33(2)15a λλλ-=----(2)[(3)(5)3(1)]a λλλ=---++2(2)(8183).a λλλ=--++已知A 有一个二重特征值，有两种情况，(1)2=λ就是二重特征值，(2)若2=λ不是二重根，则28183a λλ-++是一个完全平方(1) 若2=λ是特征方程的二重根，则有,03181622=++-a 解得2a =-. 由E A λ-2(2)(8183(2))λλλ=--++⨯-2(2)(812)λλλ=--+2(2)(6)0λλ=--=求得A 的特征值为2,2,6, 由1232123123E A -⎡⎤⎢⎥-=-⎢⎥⎢⎥--⎣⎦1231(-1)2,000113000-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦行倍加到行行的倍加到行，知()21E A -=秩，故2=λ对应的线性无关的特征向量的个数为312n r -=-=，等于2=λ的重数. 由矩阵与对角矩阵相似的充要条件：对矩阵的每个特征值，线性无关的特征向量的个数恰好等于该特征值的重根数, 从而A 可相似对角化.(2) 若2=λ不是特征方程的二重根，则a 31882++-λλ为完全平方，从而18316a +=，解得 .32-=a 当32-=a 时，由E A λ-=22(2)(8183())3λλλ=--++⨯-2(2)(816)λλλ=--+2(2)(4)0λλ=--=知A 的特征值为2，4，4，由32341032113E A ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎣⎦1133⨯+行行323103000-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦知()42E A -=秩，故4=λ对应的线性无关的特征向量有321n r -=-=, 不等于4=λ的重数，则由矩阵与对角矩阵相似的充要条件：对矩阵的每个特征值，线性无关的特征向量的个数恰好等于该特征值的重根数, 知A 不可相似对角化.。
2020考研数学一真题参考2004答案解析
2020年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分.把答案填在题中横线上) (1)曲线上与直线垂直的切线方程为__________ . (2)已知,且,则=__________ .(3)设为正向圆周在第一象限中的部分,则曲线积分的值为__________.(4)欧拉方程的通解为__________ . (5)设矩阵,矩阵满足,其中为的伴随矩阵,是单位矩阵,则=__________ .(6)设随机变量服从参数为的指数分布,则= __________ .二、选择题(本题共8小题,每小题4分,满分32分.每小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内)(7)把时的无穷小量,使排在后面的是前一个的高阶无穷小,则正确的排列次序是(A) (B) (C) (D) (8)设函数连续,且则存在,使得(A)在(0,内单调增加 (B)在内单调减少 (C)对任意的有 (D)对任意的有ln y x =1=+y x (e )e x x f x -'=(1)0f =()f x L 222=+y x ⎰-L ydx xdy 2)0(024222>=++x y dx dyx dx y d x210120001⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦A B **2=+ABA BA E *A A E B X λ}{DX X P >+→0x dt t dt t dt t xx x⎰⎰⎰===03002sin ,tan ,cos 2γβαγβα,,βγα,,γαβ,,αγβ,,()f x ,0)0(>'f 0>δ()f x )δ()f x )0,(δ-),0(δ∈x ()(0)f x f >)0,(δ-∈x ()(0)f x f >(9)设为正项级数,下列结论中正确的是(A)若=0,则级数收敛(B)若存在非零常数,使得,则级数发散(C)若级数收敛,则 (D)若级数发散, 则存在非零常数,使得(10)设为连续函数,,则等于 (A) (B) (C) (D) 0(11)设是3阶方阵,将的第1列与第2列交换得,再把的第2列加到第3列得,则满足的可逆矩阵为(A)(B)(C)(D)(12)设为满足的任意两个非零矩阵,则必有 (A)的列向量组线性相关的行向量组线性相关 (B)的列向量组线性相关的列向量组线性相关 (C)的行向量组线性相关的行向量组线性相关 (D)的行向量组线性相关的列向量组线性相关(13)设随机变量服从正态分布对给定的,数满足,若,则等于∑∞=1n n a n n na ∞→lim ∑∞=1n n a λλ=∞→n n na lim ∑∞=1n n a ∑∞=1n n a 0lim 2=∞→n n a n ∑∞=1n n a λλ=∞→n n na lim ()f x ⎰⎰=t ty dx x f dy t F 1)()()2(F '2(2)f (2)f (2)f -A A B B C =AQ C Q ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101001010⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100101010⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡110001010⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100001110,A B =AB O A ,B A ,B A ,B A ,B X (0,1),N )10(<<αααu αα=>}{u X P α=<}{x X P x(A) (B)(C) (D)(14)设随机变量独立同分布,且其方差为 令,则(A) (B)(C) (D)三、解答题(本题共9小题,满分94分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)(15)(本题满分12分) 设,证明.2αu 21α-u21α-u α-1u )1(,,,21>n X X X n .02>σ∑==ni i X n Y 1121Cov(,)X Y nσ=21Cov(,)X Y σ=212)(σnn Y X D +=+211)(σnn Y X D +=-2e e a b <<<2224ln ln ()eb a b a ->-(16)(本题满分11分)某种飞机在机场降落时,为了减少滑行距离,在触地的瞬间,飞机尾部张开减速伞,以增大阻力,使飞机迅速减速并停下.现有一质量为9000kg 的飞机,着陆时的水平速度为700km/h 经测试,减速伞打开后,飞机所受的总阻力与飞机的速度成正比(比例系数为 问从着陆点算起,飞机滑行的最长距离是多少?(注:kg 表示千克,km/h 表示千米/小时)).100.66⨯=k(17)(本题满分12分)计算曲面积分其中是曲面的上侧.,)1(322233dxdy z dzdx y dydz x I ⎰⎰∑-++=∑)0(122≥--=z y x z(18)(本题满分11分)设有方程,其中为正整数.证明此方程存在惟一正实根,并证明当时,级数收敛.10n x nx +-=n n x 1α>1n n x α∞=∑(19)(本题满分12分)设是由确定的函数,求的极值点和极值.(,)z z x y =2226102180x xy y yz z -+--+=(,)z z x y =(20)(本题满分9分)设有齐次线性方程组试问取何值时,该方程组有非零解,并求出其通解.121212(1)0,2(2)20,(2),()0,n nn a x x x x a x x n nx nx n a x ++++=⎧⎪++++=⎪≥⎨⎪⎪++++=⎩a(21)(本题满分9分)设矩阵的特征方程有一个二重根,求的值,并讨论是否可相似对角化.12314315a -⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎣⎦A a A(22)(本题满分9分)设为随机事件,且,令求:(1)二维随机变量的概率分布. (2)和的相关系数,A B 111(),(|),(|)432P A P B A P A B ===;,,0,1不发生发生A A X ⎩⎨⎧=.,,0,1不发生发生B B Y ⎩⎨⎧=(,)X Y X Y .XY ρ(23)(本题满分9分) 设总体的分布函数为其中未知参数为来自总体的简单随机样本,求:(1)的矩估计量. (2)的最大似然估计量X ,1,1,0,11),(≤>⎪⎩⎪⎨⎧-=x x x x F ββn X X X ,,,,121 >βX ββ2004年数学一试题分析、详解和评注一、填空题（本题共6小题，每小题4分，满分24分. 把答案填在题中横线上）（1）曲线y=lnx 上与直线1=+y x 垂直的切线方程为 1-=x y .【分析】 本题为基础题型，相当于已知切线的斜率为1，由曲线y=lnx 的导数为1可确定切点的坐标。
2004考研数一真题及答案解析
令 Y
1 n
n i 1
Xi
,
则
(A)
Cov(
X1,
Y
)
2 n
(B) Cov( X1,Y ) 2
(C)
D( X 1
Y)
n
n
2
2
(D)
D( X 1
Y)
n 1 n
2
三、解答题(本题共 9 小题,满分 94 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算
步骤)
(15)(本题满分 12 分)
设
e
a
b
e2
,证明
（2）已知 f (e x ) xex ，且 f(1)=0, 则 f(x)= 1 (ln x)2 . 2
【分析】 先求出 f (x) 的表达式，再积分即可。
【详解】 令 e x t ，则 x ln t ，于是有
f (t) ln t ， 即 f (x) ln x .
t
x
积分得 f (x) ln xdx 1 (ln x)2 C . 利用初始条件 f(1)=0, 得 C=0，故所求函数为 f(x)= 1 (ln x)2 .
【详解】
x2
lim x0
lim x0
tan tdt
0
x cos t 2dt
lim
x0
tan x 2x cos x 2
0 ，可排除(C),(D)选项，
0
又
lim lim
x0
x0
x sin t 3dt
0 x2
tan tdt
lim
x0
3
sin x 2
1
2x
2x tan x
0
= 1 lim 4 x0
0 0 1
2004年考研数一真题及解析
2004年考研数学试题答案与解析(数学一)、填空题(本题共6小题，每小题4分，满分24分.把答案填在题中横线上)(1)曲线y=l nx 上与直线x ・y=1垂直的切线方程为 y=x_1.【分析】 本题为基础题型，相当于已知切线的斜率为 1,由曲线y=lnx 的导数为1可确定切点的坐标.1【详解】由/-(ln x)1，得x=i,可见切点为(1,0)，于是所求的切线方程为xy - 0 =1 (x -1)，即 y = x -1.11，得x 0 =1，由此可知所求切线方程为 X 。
本题比较简单，类似例题在一般教科书上均可找到 .1(2)已知 f (e x )二 xe 」，且 f(1)=0,则 f(x)=(ln x)22【分析】先求出f (X )的表达式，再积分即可. 【详解】令e -1，则x - I nt ，于是有IntInxf (t)，即f (x).tx积分得上 / 、 」n x , 1 “ 、2 丄f (x) dx (I nx) C .利用初始条件f(1)=0,得c=0,故所求函数x 21 2 为 f(x) = (In x). 2【评注】 本题属基础题型，已知导函数求原函数一般用不定积分(3)设L 为正向圆周x y =2在第一象限中的部分， 则曲线积分L xd^2ydx 的3值为一二.2【分析】 利用极坐标将曲线用参数方程表示，相应曲线积分可化为定积分2 2【详解】 正向圆周x y = 2在第一象限中的部分，可表示为【评注】本题也可先设切点为(x 0, ln x 0)，曲线y=l nx 过此切点的导数为y -0 =1 (x-1)，即 y = x -1.x = ^2 cos 日, y = P2 sin B ,二二 刁 2sin 2 rd ：-—』02【评注】 本题也可添加直线段，使之成为封闭曲线，然后用格林公式计算，而在添加 的线段上用参数法化为定积分计算即可.(4)欧拉方程x 2写・4x 也・2y=0(x .0)的通解为y 丄弋.dxdxx x欧拉方程的求解有固定方法，作变量代换 x = e '化为常系数线性齐次微分方程即可.代入原方程，整理得010，矩阵B 满足ABA^2BA^ E ，其中A *为A 的伴随矩1xdy2ydx cos 一 2cos 2、2si n $2s i n]d【分析】 【详解】令…t ，则齐乌史edx_t 鱼]dy dt x dtd 2y dx 221 dy 1 d y dt x2 dt x dt 2 1 r d 2y dy dx~2 [ 2 x dtdt ]， d 2 y dt 2證"0， 解此方程，得通解为y = c 1e _L c 2e^2t【评注】 本题属基础题型，也可直接套用公式,二e '，则欧拉方程可化为ax 2啤dxbx 慕 cy = f(x),dt 2dt_2(5)设矩阵A = 1】01阵，E 是单位矩阵，则 B = 1.9【分析】 可先用公式 A *A = |AE 进行化简 【详解】 已知等式两边同时右乘 A ,得ABA *A =2BA *A A ， 而 A = 3，于是有3AB =6B A ，即（3A —6E ）B =A ，再两边取行列式，有3A-6E[B| = A = 3，1而3A —6E|=27，故所求行列式为 B=~. 9【评注】先化简再计算是此类问题求解的特点， 而题设含有伴随矩阵 A *，一般均应先利用公式A A = AA = A E 进行化简.（6）设随机变量X 服从参数为入的指数分布，则P{x >J DX}=-.e【分析】 已知连续型随机变量 x 的分布，求其满足一定条件的概率，转化为定积分计 算即可.1【详解】 由题设，知DX . 2，于是扎P{X . DX} =P{X -} =「'e^dx去推算.二、选择题（本题共8小题，每小题4分，满分32分.每小题给出的四个选项中，只有一 项符合题目要求，把所选项前的字母填在题后的括号内）IX2门X 2厂备"X3（7）把 X T 0 时的无穷小量 口 = cost dt, 0 = [ tanw'tdt, 丫 = （ sin t dt ，使 排在后面的是前一个的高阶无穷小，则正确的排列次序是(A) :, .(B): , /■ .(C) ■/, . (D), /■.【评注】 本题应记住常见指数分布等的期望与方差的数字特征，而不应在考试时再1【分析】先两两进行比较，再排出次序即可【分析】 函数f(x)只在一点的导数大于零， 一般不能推导出单调性， 因此可排除(A),(B)选项，再利用导数的定义及极限的保号性进行分析即可【详解】 由导数的定义，知f(x)-f(O)门 f (o )Pm，f (X )- f (0)即当 x (-、,0)时，f(x)<f(0);而当 x (0,、)时，有 f(x)>f(0).故应选(C).【评注】题设函数一点可导，一般均应联想到用导数的定义进行讨论CO(9)设v a n 为正项级数，下列结论中正确的是n =1【详解】x 2 —tan tdt lim — = lim 0T%T\0C0St 「dt t arx 2x x 2... Pm 「2cox=0,可排除(C),(D)选项,32Sinx 2 「lim xx 2xta nxtan Vtdt 1 x -=—lim ==：:，可见 是比：低阶的无穷小量，故应选 (B). 4x 刃 x 21 limlim x _0 ■ ]x _0■- x 30 sint dt12一x 【评注】 本题是无穷小量的比较问题，也可先将 ：-,'-,分别与x n 进行比较，再确定相互的高低次序(8)设函数f(x)连续，且f (0) • 0,则存在:.■ 0，使得(A) f(x)在(0，.)内单调增加.(B) f (x)在(-「0)内单调减少•(C) 对任意的 x (0,、)有 f(x)>f(0).(D) 对任 意的 X ：= ( -、,0)有 f(x)>f(0).根据保号性，知存在0，当 x • (-、；,0) (0, 时，有于是,F (t)二 f (t)(t -1)，从而有 F (2H f (2)，故应选(B).若lim na n =0,则级数a .收敛. n & :1，则级数J a n 收敛，但limn 2a .n* n n=【评注】 本题也可用比较判别法的极限形式,alim na n = lim 丄「「0，而级数' 上发散，因此级数’二a n 也发散，故应选(B). n 厂 n : 1t t(10)设f(x)为连续函数，F(t)二dy f(x)dx ，则F (2)等于(A) 2f(2). (B) f(2). (C) -(2). (D) 0. [ B ]【分析】 先求导，再代入t=2求F (2)即可.关键是求导前应先交换积分次序，使得被 积函数中不含有变量t.【详解】 交换积分次序，得t tt xtF(t) = [dyj y f (x)dx = [[ J f (x)dy]dx =」f (x)(x-1)dx(A) (B ) 若存在非零常数 ■，使得lim na n = ■，则级数a n n _jpc发散.(C)若级数v a n 收敛，则limn 2a n =0.n —^c(D)若级数v a n 发散，则存在非零常数，，使得lim na nn —jpc【分析】 对于敛散性的判定问题，若不便直接推证，往往可用反例通过排除法找到 正确选项.【详解】 取a n，贝U lim na n =0，但nlnnn->::n =1发散，排除(A), (D);nA n ln n又取a n，排除(C),故应选(B).:=1 n =1【评注】在应用变限的积分对变量x求导时，应注意被积函数中不能含有变量X：b(x)[a(x)f(t)dt]=f[b(x)]b(x) — f[a(x)]a(x)否则，应先通过恒等变形、变量代换和交换积分次序等将被积函数中的变量x换到积分号外或积分线上•(11)设A是3阶方阵，将A的第1列与第2列交换得B再把B的第2列加到第3列得C,则满足AQ=C的可逆矩阵Q为(A)0 1 0(B) 1 0 1 . (C)〕°°1一0 1 1(D) 1 0 0【°0 1一【分析】本题考查初等矩阵的的概念与性质，对A作两次初等列变换，相当于右乘两个相应的初等矩阵，而Q即为此两个初等矩阵的乘积•【详解】由题设，有1 0 0B 0 1 1 =C，〕0 0 1一于是, 0 0 0 1 11 1 =A 1 0 0 =C.0 0 1 一可见，应选(D).【评注】涉及到初等变换的问题，应掌握初等矩阵的定义、初等矩阵的性质以及与初等变换的关系(12)设A,B为满足AB=O的任意两个非零矩阵，则必有(A) A的列向量组线性相关(B) A的列向量组线性相关(C) A的行向量组线性相关(D) A的行向量组线性相关B的行向量组线性相关B的列向量组线性相关B的行向量组线性相关B的列向量组线性相关【分析】A,B的行列向量组是否线性相关，可从A,B是否行(或列)满秩或Ax=0 ( Bx=0)是否有非零解进行分析讨论•【详解1】设A为m n矩阵，B为n s矩阵，则由AB=O知，r(A) r(B) < n .又A,B为非零矩阵，必有r(A)>0,r(B)>0.可见r(A)<n, r(B)<n,即A的列向量组线性相关，B的行向量组线性相关，故应选 (A).【详解2】由AB=O 知，B 的每一列均为 Ax=0的解，而B 为非零矩阵，即 Ax=0存在非 零解，可见A 的列向量组线性相关.同理，由AB=O 知，B T A T =0，于是有B T 的列向量组，从而B 的行向量组线性相关， 故应选(A).【评注】AB=0是常考关系式，一般来说，与此相关的两个结论是应记住的：1) AB=0二 r( A) r(B) ：： n ; 2)AB=0= B 的每列均为 Ax=0的解.(13)设随机变量 X 服从正态分布N(0,1)，对给定的：•(0 ：：：「：： 1)，数u-.满足P{X A U 』，若 P{ X| £ X} ，则 x 等于(A) U. .(B) U .. .(C) Uy .(D) Uj ：. .[ C ]22 2【分析】此类问题的求解，可通过U-.的定义进行分析，也可通过画出草图，直观地得 到结论. 【详解】 由标准正态分布概率密度函数的对称性知，P{X-U 一.} = ,于是1 —a =1—P{X <x} =P{X Ax} =P{X Zx} +P{X 兰―x} =2P{X 王 x}1 -a即有 P{X _x}，可见根据定义有 x 二5_一，故应选(C).2—22【评注】本题U ：.相当于分位数,(14)设随机变量X「X2，…，X n( n・1)独立同分布，且其方差为二0.令【分析】 本题用方差和协方差的运算性质直接计算即可，注意利用独立性有:CovX’X j ) =0,i =2,3, n.JCov(X i ,X i )丄、Cov(X i ,X i ) n1 1 _2 =DX 1 .nn【评注】 本题(C),(D)两个选项的方差也可直接计算得到：如n-2n 2 n-2 2= 2n n(15) (本题满分12分)设 e :： a :: b :: e 2,证明 In 2 b — In 2 a £ (b — a).e【分析】 根据要证不等式的形式，可考虑用拉格朗日中值定理或转化为函数不等式用 单调性证明.【证法1】 对函数ln 2x 在［a,b ］上应用拉格朗日中值定理，得设e 晋，则〈)二耳，当t>e 时，：(t) ：：0,所以:(t)单调减少，从而•「(e 2)，即(A) Cov(X 1,Y)=—n2(B) Cov(X 「Y)-. (C) D(X i Y) j.n(D) D(X 「Y)二卫1二2.n【详解】Cov(X i ,Y) =Cov(X i 」' X i )n yD(X i1 --X n )2(1 n)n -1D(X 1 —Y)二 D(n 1X 1 -丄 X 2 - n nAn)n (n -1)2「22n-1——<T2n2 2ln b Tn a =2ln::b.故 In 2 b 一 In 2 a g (b 一 a). e 【证法2】设「(x) =1 n 2x-耸x ，则e(x)二 2所以当x>e 时，「(x) :：: 0,故:(x)单调减少，从而当e ：：： x ：：： e 2时,2 4 4(x) .「(e 2—-飞=0,e e2即当e ：：： x ::: e 时，(x)单调增加.因此当 e ■■■■. x ::: e 2时，「(b):(a),2424 即 In b ^b In a 2 a ，ee4故 In b - In a 2 (b - a).e【评注】本题也可设辅助函数为(x) = In 2x-ln 2 a - 4(x -a),e ：：： a ：：：x ：：： e 2或e(x) = In 2 b 「In 2 x - $ (b 「x),e ：：： x : b e 2，再用单调性进行证明即可.e(16) (本题满分11分)某种飞机在机场降落时，为了减少滑行距离，在触地的瞬间，飞机尾部张开减速伞， 以增大阻力，使飞机迅速减速并停下现有一质量为9000kg 的飞机，着陆时的水平速度为 700km/h.经测试，减速伞打开后, 飞机所受的总阻力与飞机的速度成正比(比例系数为 k =6.0 106).问从着陆点算起，飞 机滑行的最长距离是多少？注kg 表示千克，km/h 表示千米/小时.【分析】本题是标准的牛顿第二定理的应用，列出关系式后再解微分方程即可.【详解1】 由题设，飞机的质量m=9000kg ，着陆时的水平速度 v 0 =700km/h .从飞 机接触跑道开始记时，设t 时刻飞机的滑行距离为x(t)，速度为v(t).根据牛顿第二定律，得InIn e 2e 2(x)二 2In x xdv m — dt=-kv .dv dv dx dv又v -dt dx dt dx由以上两式得dx dv , k积分得x(t)v C.由于v(0) = v 0, x(0) = 0 ,故得C v 0，从而k kx(t)「m(…t)).k+ —九=0，解之得人=0,几2 m，当v ⑴>0时，心kmv °9000 700 6.0 106=1.05(km).所以，飞机滑行的最长距离为1.05km.【详解2】 根据牛顿第二定律，得 dvm 一 dt所以dv kdt.v m两端积分得通解v = Ce，代入初始条件J%解得—k故 v(t)二 v °e m . 飞机滑行的最长距离为X = 0 v(t)dtmv ° 咼 mv 0=1.05( km).kk dxt=v 0e m，知 x(t)t 0v 0ektmdtkkv£(e^t -1)，故最长距离为当t >时,x(t) > 也m=1.05(km).【详解3】 根据牛顿第二定律，得d 2x m —2" dt-k dx dtd 2x dt 2K^=0,dt其特征方程为_k t故 ^C 1 C 2e m当 t —• :* 时，x(t) —； m ^ = 1.05(km).k所以，飞机滑行的最长距离为 1.05km.【评注】 本题求飞机滑行的最长距离，可理解为 t —• -■或v(t) > 0的极限值，这种条件应引起注意.(17) (本题满分12分) 计算曲面积分332I 二 2x dydz 2y dzdx 3(z -1)dxdy,Z其中v 是曲面z =1 -x 2 -y 2(z _0)的上侧.【分析】 先添加一曲面使之与原曲面围成一封闭曲面，应用高斯公式求解，而在添加 的曲面上应用直接投影法求解即可.2 2【详解】 取' 1为xoy 平面上被圆x y =1所围部分的下侧，记 门为由7与7 1围 成的空间闭区域，贝UI 二 2x 3dydz 2y 3dzdx 3(z 2 -1)dxdy- 2x 3dydz 2y 3dzdx 3(z 2 -1)dxdy.由高斯公式知3 3 2 2 22x dy dz2y dzdx3(z -1)dxdy 6(x y z)d x d y d z'八 1-J22 二1 1 -4 2=6 .0 d o dr p (z r )rdz11=12二.°[?r(1 -r 2)2r 3(1 -r 2)]dr =2；而 112x 3dydz 2y 3dzdx 3(z 2 -1)dxdy - -- 3dxdy 二 3二，、1x 2 y 2-i1故 I 二 2恵一3二一-二.得 C 1-C2kx(t)=由x mv o t 厂Vo，曰疋【评注】本题选择时应注意其侧与围成封闭曲面后同为外侧(或内侧)，再就是在' 1上直接投影积分时，应注意符号Ci取下侧，与z轴正向相反，所以取负号).(18)(本题满分11分)设有方程x n• nx 一1 = 0，其中n为正整数.证明此方程存在惟一正实根x n，并证明当〉1时，级数V x］收敛•n 4【分析】利用介值定理证明存在性，利用单调性证明惟一性•而正项级数的敛散性可用比较法判定•【证】记f n(x)二x n• nx-1.由f n(0) =-1 ::：0 , f n(1)= n ・0，及连续函数的介值定理知，方程x n nx-1 =0存在正实数根x n• (0,1).当x>0时，f n(x)二nx nJ1• n .0 ,可见f n(x)在［0,=)上单调增加，故方程x n 5X -1 =0存在惟一正实数根x n•由x n• nx -1 = 0与X n 0 知1 _ x n 1 . 1 -0 ■ x n二—-:::一，故当〉-1 时，0 ：：：x n < (一)：n n noO 1 co而正项级数7 —收敛，所以当:1时，级数7 X；收敛•n 二n n T【评注】本题综合考查了介值定理和无穷级数的敛散性，题型设计比较新颖，但难度并不大，只要基本概念清楚，应该可以轻松求证(佃)(本题满分12分)设z=z(x,y)是由x2 -6xy • 10y2 -2yz-z2 T8 =0 确定的函数，求z= z(x, y)的极值点和极值.【分析】可能极值点是两个一阶偏导数为零的点，先求出一阶偏导，再令其为零确定极值点即可，然后用二阶偏导确定是极大值还是极小值，并求出相应的极值.【详解】因为x2 -6xy T0y2-2yz-z2 T8 = 0，所以cz cz2x-6y-2y 2z 0，■x :Xcz cz-6x 20y-2z-2y 2z 0.cy cy令；:x得*类似地,z(-9, -3)= -3.【评注】 本题讨论由方程所确定的隐函数求极值问题，关键是求可能极值点时应注意 x,y,z 满足原方程.(20)(本题满分9分):z c 0x 「3y 二 0, 3x 10y - z = 0,x=3y,z = y.将上式代入 x 2「6xy 10y 2「2yz 「z 218=0，可得由于=3,x = -9,y ~ -3 z = -3.2-2yj:x-2-2z 5=02 x一6一2—二exz— -2z ；:xxydz20 -：:z:y-2c z-2y 2 ■y ；z 2() ■y；：2z-2z —2 = 0，；：2z所以 A =2.x故 AC -B 2(9,3,3)；：2z(9,3,3)从而点 丄，C 仝y 2(9,3,3)(9,3)是z(x,y)的极小值点, 极小值为z(9,3)=3.;：2zA\2;：2z .:x :yJ C 二(』,D 2， 寸(-9,」，」)5 _3，可知AC -B 2二丄 0，又A =36--0，从而点(-9, -3)是z(x,y)的极大值点，极大值为6令；:x 得*设有齐次线性方程组= (12 ,n)T ，(1 a)% x 2 亠 亠焉=0, 2x 1 (2 a)x 2 川…川‘2x 二 0,nx 2 卷…卷(n a)x n =0,试问a 取何值时，该方程组有非零解，并求出其通解【分析】 本题是方程的个数与未知量的个数相同的齐次线性方程组，可考虑对系数矩 n ,进而判断是否有非零解；或直接当a=0时，r(A)=1<n ，故方程组有非零解，其同解方程组为花 X 2X n =0,由此得基础解系为1=(-1,1,0, ,0)T ,2=(-1,0,1, ,0)T ,, n 」=(-1,0,0，,1)T ,当a = 0时，对矩阵B 作初等行变换, -1 +a 1 1 BBL1 B T-2 1 0 …-_n 00 (1)有-崇叶1)0 0 … 0〕2T-2 1 0 0-n0 0 …1-2x 1 +X 2 =0, - 3x 1 x a =0, -nx 「X n =0,由此得基础解系为于是方程组的通解为 k n 4其中k 1,…，k n 」为任意常数可知a =n(n 1) 2时, r(A)二n -1 ：：： n ，故方程组也有非零解，其同解方程组为阵直接用初等行变换化为阶梯形，再讨论其秩是否小于 计算系数矩阵的行列式，根据题设行列式的值必为零， 可•【详解1】 对方程组的系数矩阵 A 作初等行变换,由此对参数 a 的可能取值进行讨论即有一1+a 1 1 ・・L 1亠-2aa 0… 0 =B._na 0 0 … a(n_2)于是方程组的通解为x = k ，其中k 为任意常数.故方程组的同解方程组为由此得基础解系为于是方程组的通解为其中k 1, ,k n_,为任意常数._2 1 0 …-2 1 0 0T… … … … … T -・- … … …---_ n 00 … 1 _1 1 -n 0 0 … 1 _故方程组的同解方程组为【详解2】方程组的系数行列式为a=0 或 a =当a=0时，对系数矩阵 一1 2叫」时2 ，A 作初等行变换，■1 0方程组有非零解• 1【 2「°1【 0A =2 2+a 2 (2)T-2a a0 0nnnn +a _ 1 1 -na 00 …a _一1 +a1 1 … 11 -0 ■ …0 1A 作初等行变换，有时, 对系数矩阵 11 1 1 1 11 1 a 1 aX 1 X 2X n =0,1=(-1,1,0, ,0)T ,2 =(一1,0,1, ,0)T ,,n 」=(-1,0,0,…，1)T ,n(n 1)= (12 ,n)T ，"-2% +x 2 = 0,-3% + x 3 = 0, -n X i x n =0,由此得基础解系为= (1,2, ,n)T ,于是方程组的通解为x = k ，其中k 为任意常数_n葺卫故行列式A=(a 咛ba n 」(21)(本题满分9分)丸一1-2 3丸—2 _ (丸 _ 2) 0 矩-A=1 丸—4 3—1 、、一43-1-a丸—5-1-a丸—53 =(&-2)(&2 -8& +18+3a).■1 2-1+a 212 +a 1 ■■亠1 12 ■1 2 12 1 ■■亠11 2 A = ---… --- … …=aE + -- --- … … ---n n n … n +a_1 1nnn …nn(n 1)征值为0, 02的特征值为a,a,,a设矩阵A似对角化•【分析】_1 先求出 -3〕-3的特征方程有一个二重根，求5的特征值, a 的值, 并讨论A 是否可相A 定A 是否可相似对角化即可【详解】 A 的特征多项式为再根据其二重根是否有两个线性无关的特征向量，确1=(人-2) 1-1-1 -4 -a【评注】矩阵A 的行列式A 也可这样计算:1 11，矩阵当怎=2是特征方程的二重根，则有22 _16 18 3^0,解得a= -2.■1当a= -2时，A 的特征值为2,2,6,矩阵2E-A= 1的线性无关的特征向量有两个，从而A 可相似对角化■2 -8,；“ -.-18 - 3a 为完全平方，从而 18+3a=16, 解得a-2n - r （打E - A ） = k j .而单根一定只有一个线性无关的特征向量.（22）（本题满分9分）1 1 1设 A,B 为随机事件，且 p （A ） =*,P （B A ） =§,P （AB ） =?，令1, A 发生， 4 B 发生， X =』Y =』0, A 不发生0, B 不发生.求：（I ）二维随机变量（X,Y 的概率分布；（II ） X 和Y 的相关系数:\Y -【分析】 先确定（X,丫的可能取值，再求在每一个可能取值点上的概率，而这可利用随 机事件的运算性质得到，即得二维随机变量（X,丫的概率分布；利用联合概率分布可求出边缘 概率分布，进而可计算出相关系数•a 时，A 的特征值为2，4,34，矩阵 4E-A=-1-1应的线性无关的特征向量只有一个，从而A 不可相似对角化【评注】n 阶矩阵A 可对角化的充要条件是：对于秩为2，故冬=4对的任意k i 重特征根■ i ，恒有 -2 3-2 3 的秩为1，故k = 2对应 2— 3若，=2不是特征方程的二重根，则当怎=2是特征方程的二重根，则有22 _16 18 3^0,解得a= -2.1【详解】(I) 由于P(AB) = P(A)P(BA)=丄，12所以,P(B)=P{X =1,Y =1}P(AB) =1P(A|B) 6=P(AB)112- 1P{X =1,Y =0} =P(AB)二 P(A) -P(AB)= 6- 1P{X =0,Y =1} =P(AB) =P(B) _P(AB) ,P{X =0,Y =0} =P(AB) =1 - P(A B)=1 _P(A) _P(B) P(AB)故(X,Y)的概率分布为(II) X, Y的概率分布分别为Cov(X,Y)二 E(XY)-EX EY 二土，从而c _ Cov(X,Y) _J 15 XY = DX 、DY =石.【评注】 本题尽管难度不大，但考察的知识点很多，综合性较强 •通过随机事件定义随机变量或通过随机变量定义随机事件， 可以比较好地将概率论的知识前后连贯起来，这种命题方式值得注意•(23)(本题满分9分) 设总体X 的分布函数为1F(x, P )才I其中未知参数1・1,X 1,X 2，…，X n 为来自总体 X 的简单随机样本，求:(I) :的矩估计量； (II):的最大似然估计量X0 1Y315 P——P一4 4611 2 3 51二—，— ?DX =—， DY=—— E(XY)—, 4 6 16 3612 则EX 11 6(或 P{X =0,Y =0} =11 12【分析】 先由分布函数求出概率密度，再根据求矩估计量和最大似然估计量的标准方 法进行讨论即可【详解】X 的概率密度为[Pf(x 「)= 7-0,由于EX 二 "xf (x; '■ )dx3 二?=X -1故1的最大似然估计量为?n_n、ln X i【评注】 本题是基础题型，难度不大，但计算量比较大，实际做题时应特别注意计算x 1, x <1.-1X-1，所以参数' 的矩估计量为(II ) 似然函数为f (X i ；')=i 吕->x i1(i=1,2, ,n),(X 1X 2…$0,其他当X j 1(i =12 , n)时，L( J 0，取对数得nIn L( ■) = nln 一： -「： 1p In X j ，i#两边对1求导，得令dInL( ) = 0 ,可得 dP二 In x ii =1X ii 经的准确性.。
考研数学一(无穷级数,常微分方程)历年真题试卷汇编1(题后含答
考研数学一（无穷级数，常微分方程）历年真题试卷汇编1(题后含答案及解析)题型有：1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1．(2009年试题，一)设有两个数列{an}，{bn}，若则( )．A．当收敛时，anbn收敛B．当发散时,anbn发散C．当收敛时,an2bn2收敛D．当发散时,an2bn2发散正确答案：C解析：A选项的反例可取an=bn=；B，D选项的反例可取an=bn=故正确答案为C．解析二考察选项C．由知，{an}有界；由收敛知．即{｜bn｜}也有界．又0≤an2bn2=an｜bn｜｜bn｜≤M｜bn｜(M为常数)，根据比较敛法知，an2bn2收敛，正确答案为C．知识模块：无穷级数2．(2006年试题，二)若级数收敛，则级数( )．A．收敛B．收敛C．收敛D．收敛正确答案：D解析：由级数收敛推出收敛；再由线性性质推出收敛，即收敛．故选D．知识模块：无穷级数3．(2004年试题，二)设为正项级数．下列结论中正确的是( )．A．若，则级数收敛B．若存在非零常数λ，使得则级数发散C．若级数收敛，则D．若级数发散，则存在非零常数λ，使得正确答案：B解析：由题设，为正项级数，可通过举反例的方法一一排除干扰项．关于A，令则发散，但故A可排除；关于C，令则收敛，但，故C也可排除；关于D，令则发散，但．即D也排除；关于B，由于发散，则由正项级数的比较判别法知发散，综上，选B．知识模块：无穷级数4．(2002年试题，二)设un≠0(n=1，2，3，…)，且则级数( ).A．发散B．绝对收敛C．条件收敛D．收敛性根据所给条件不能判定正确答案：C解析：由题设，令而由已知则根据比较判别法知发散，则原级数不是绝对收敛，排除B，考虑原级数的部分和，即由已知从而．因而所以即原级数条件收敛，选C．知识模块：无穷级数5．(2000年试题，二)设级数收敛，则必收敛的级数为( )．A．B．C．D．正确答案：D解析：观察四个选项，结合题设收敛，可知D中必然收敛，因为它是两个收敛级数和逐项相加所得，关于其余三个选项，可逐一举出反例予以排除．关于A，令不难验证是收敛的交错级数，而是发散级数；关于B，令同样有为收敛的交错级数，而是发散级数；关于C，令则是收敛的交错级数，而，当n→∞时，而级数发散，因此发散．综上，选D．一般通过举反例来排除错误选项时，常以P级数．级数(当P>1时，绝对收敛；0(当P>1时，收敛；P≤1时，发散)作为反例，其中P的取值根据具体情况而定．知识模块：无穷级数6．(2011年试题，一)设数列{an}单调减少，无界，则幂级数的收敛域为( )．A．(一1，1]B．[一1，1)C．[0，2)D．(0，2]正确答案：C解析：因为{an}单调减少所以an＞0(n=1，2，…)，由交错级数的莱布尼兹法则，收敛，因为无界，所以级数发散，则的收敛域为[一1，1)，故原级数的收敛域为[0，2)．故选C．知识模块：无穷级数7．(1999年试题，二)设其中则等于( )．A．B．C．D．正确答案：C解析：由题设，所给S(x)为余弦级数，周期为2，将f(x)作偶延拓，并由傅里叶级数收敛定理，知所求和函数值为选C。
2004考研数一真题及解析
2004年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分.把答案填在题中横线上) (1)曲线ln y x =上与直线1=+y x 垂直的切线方程为__________ . (2)已知(e )e x x f x -'=,且(1)0f =,则()f x =__________ .(3)设L 为正向圆周222=+y x 在第一象限中的部分,则曲线积分⎰-L ydx xdy 2的值为__________.(4)欧拉方程)0(024222>=++x y dx dyx dxy d x 的通解为__________ . (5)设矩阵210120001⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦A ,矩阵B 满足**2=+ABA BA E ,其中*A 为A 的伴随矩阵,E 是单位矩阵,则B =__________ .(6)设随机变量X 服从参数为λ的指数分布,则}{DX X P >= __________ .二、选择题(本题共8小题,每小题4分,满分32分.每小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内)(7)把+→0x 时的无穷小量dt t dt t dt t xx x⎰⎰⎰===03002sin ,tan ,cos 2γβα,使排在后面的是前一个的高阶无穷小,则正确的排列次序是(A)γβα,, (B)βγα,, (C)γαβ,, (D)αγβ,, (8)设函数()f x 连续,且,0)0(>'f 则存在0>δ,使得(A)()f x 在(0,)δ内单调增加 (B)()f x 在)0,(δ-内单调减少 (C)对任意的),0(δ∈x 有()(0)f x f > (D)对任意的)0,(δ-∈x 有()(0)f x f >(9)设∑∞=1n n a 为正项级数,下列结论中正确的是(A)若n n na ∞→lim =0,则级数∑∞=1n n a 收敛(B)若存在非零常数λ,使得λ=∞→n n na lim ,则级数∑∞=1n n a 发散(C)若级数∑∞=1n n a 收敛,则0lim 2=∞→n n a n (D)若级数∑∞=1n n a 发散, 则存在非零常数λ,使得λ=∞→n n na lim(10)设()f x 为连续函数,⎰⎰=t ty dx x f dy t F 1)()(,则)2(F '等于 (A)2(2)f (B)(2)f (C)(2)f - (D) 0(11)设A 是3阶方阵,将A 的第1列与第2列交换得B ,再把B 的第2列加到第3列得C ,则满足=AQ C 的可逆矩阵Q 为(A)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101001010(B)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100101010 (C)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡110001010(D)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100001110 (12)设,A B 为满足=AB O 的任意两个非零矩阵,则必有 (A)A 的列向量组线性相关,B 的行向量组线性相关 (B)A 的列向量组线性相关,B 的列向量组线性相关 (C)A 的行向量组线性相关,B 的行向量组线性相关 (D)A 的行向量组线性相关,B 的列向量组线性相关(13)设随机变量X 服从正态分布(0,1),N 对给定的)10(<<αα,数αu 满足αα=>}{u X P ,若α=<}{x X P ,则x 等于(A)2αu (B)21α-u(C)21α-u (D) α-1u(14)设随机变量)1(,,,21>n X X X n Λ独立同分布,且其方差为.02>σ 令∑==ni i X n Y 11,则(A)21Cov(,)X Y nσ= (B)21Cov(,)X Y σ=(C)212)(σnn Y X D +=+ (D)211)(σnn Y X D +=-三、解答题(本题共9小题,满分94分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)(15)(本题满分12分) 设2e e a b <<<,证明2224ln ln ()e b a b a ->-.(16)(本题满分11分)某种飞机在机场降落时,为了减少滑行距离,在触地的瞬间,飞机尾部张开减速伞,以增大阻力,使飞机迅速减速并停下.现有一质量为9000kg的飞机,着陆时的水平速度为700km/h 经测试,减速伞打开后,飞机所受的总阻力与飞机的速度成正比(比例系数为).k问从着陆点=10⨯0.66算起,飞机滑行的最长距离是多少?(注:kg表示千克,km/h表示千米/小时)(17)(本题满分12分)计算曲面积分,)1(322233dxdy z dzdx y dydz x I ⎰⎰∑-++=其中∑是曲面)0(122≥--=z y x z 的上侧.(18)(本题满分11分)设有方程10nx nx+-=,其中n为正整数.证明此方程存在惟一正实根n x,并证明当1α>时,级数1nn xα∞=∑收敛.(19)(本题满分12分)设(,)z z x y =是由2226102180x xy y yz z -+--+=确定的函数,求(,)z z x y =的极值点和极值.(20)(本题满分9分)设有齐次线性方程组121212(1)0,2(2)20,(2),()0,nnna x x xx a x xnnx nx n a x++++=⎧⎪++++=⎪≥⎨⎪⎪++++=⎩LLL L L L L LL试问a取何值时,该方程组有非零解,并求出其通解.(21)(本题满分9分)设矩阵12314315a-⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎣⎦A的特征方程有一个二重根,求a的值,并讨论A是否可相似对角化.(22)(本题满分9分)设,A B 为随机事件,且111(),(|),(|)432P A P B A P A B ===,令;,,0,1不发生发生A A X ⎩⎨⎧= .,,0,1不发生发生B B Y ⎩⎨⎧= 求:(1)二维随机变量(,)X Y 的概率分布. (2)X 和Y 的相关系数.XY ρ(23)(本题满分9分) 设总体X 的分布函数为,1,1,0,11),(≤>⎪⎩⎪⎨⎧-=x x x x F ββ其中未知参数n X X X ,,,,121Λ>β为来自总体X 的简单随机样本,求:(1)β的矩估计量. (2)β的最大似然估计量2004年数学一试题分析、详解和评注一、填空题（本题共6小题，每小题4分，满分24分. 把答案填在题中横线上）（1）曲线y=lnx 上与直线1=+y x 垂直的切线方程为 1-=x y .【分析】 本题为基础题型，相当于已知切线的斜率为1，由曲线y=lnx 的导数为1可确定切点的坐标。
2004—数二真题、标准答案及解析
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(Ⅰ)求
S (t ) 的值; V (t ) S (t ) . F (t )
(Ⅱ)计算极限 lim
t
（19） （本题满分 12 分） 设 e a b e , 证明 ln b ln a
2
2004 年考硕数学（二）真题评注
一. 填空题（本题共 6 小题，每小题 4 分，满分 24 分. 把答案填在题中横线上. ） （1）设 f ( x) lim
(n 1) x , 则 f ( x ) 的间断点为 x 0 n nx 2 1
.
【分析】 本题属于确定由极限定义的函数的连续性与间断点.对不同的 x ,先用求极限的方法得出 f ( x ) 的表达式, 再讨论 f ( x ) 的间断点. 【详解】显然当 x 0 时, f ( x) 0 ;
dx x x2 1
x sec t
1 t
2 0
sec t tan t dt 2 dt . 0 sec t tan t 2
【详解 2】
x
1
0
1 t 1 1 1 ( 2 )dt dt arcsin t 0 . 0 2 t 1 1 t2 1 2 t
（14）设 A , B 为满足 AB 0 的任意两个非零矩阵, 则必有 （A） A 的列向量组线性相关, B 的行向量组线性相关. （B） A 的列向量组线性相关, B 的列向量组线性相关. （C） A 的行向量组线性相关, B 的行向量组线性相关. （D） A 的行向量组线性相关, B 的列向量组线性相关.
（7）把 x 0 时的无穷小量
2024年考研数学一真题及解析
2024年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试题解析一、选择题:1~10小题，每小题5分,共50分。
下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上。
（1）已知函数cos 0()xtf x edt =⎰,2sin 0()xt g x e dt =⎰,则（）（A ）()f x 是奇函数，()g x 是偶函数（B ）()f x 是偶函数，()g x 是奇函数（C ）()f x 与()g x 均为奇函数（D ）()f x 与()g x 均为周期函数【答案】C ，【解析】由于cos te 是偶函数，所以()f x 是奇函数；又2(sin )cos ()x xg x e'=是偶函数，所以是()g x 奇函数.（2）设(,,),(,,)P P x y z Q Q x y z ==均为连续函数，∑为曲面0,0)Z x y = 的上侧，则Pdydz Qdzdx ∑+=⎰⎰（）（A ）()x yP Q dxdy z z ∑+⎰⎰（B ）()x yP Q dxdy z z ∑-+⎰⎰（C ）()xyP Q dxdy zz∑-⎰⎰（D ）()xyP Q dxdy zz∑--⎰⎰【答案】A ，【解析】由,z x z y z x z y z ∂∂==-=-∂∂，1cos cos dS dxdy dS dxdy γγ=→=cos cos cos cos cos cos Pdydz Qdzdx P dS Q dS Pdxdy Q dxdy αβαβγγ∑∑∑+=+=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰(()()z z x yP dxdy Q dxdy P Q dxdy x y z z∑∑∂∂=-+-=+∂∂⎰⎰⎰⎰.（3）设幂级数nn nxa ∑∞=0的和函数为)2ln(x +，则∑∞=02n nna（）（A ）61-（B ）31-（C ）61（D ）31【答案】（A ）【解析】法1，∑∞=--+=++=+=+11)21()1(2ln )211ln(2ln )211(2ln )2ln(n nn n x x x x所以⎪⎩⎪⎨⎧>-==-0,21)1(0,2ln 21n n n a n n ，当n n n a n 22221,0⋅-=>，所以61411)21(21)2213112112202-=--=-=⋅-⋅==∑∑∑∑∞=+∞=∞=∞=n n n n n n n n n n na na （，故选(A)；法2：n n n xx x x )2()1(21)21(2121])2[ln(0∑∞=-=+=+='+C n x C n x x n n n n n n +-=++-=+∑∑∞=-+∞=1110)21()1(1)21()1()2ln(，2ln )02ln()0(=+==C S ，⎪⎩⎪⎨⎧>-==-0,21)1(0,2ln 21n n n a n n ，所以)221(112202∑∑∑∞=∞=∞=⋅-==n n n n n n n n na na 61411)21(213112-=--=-=∑∞=+n n （4）设函数()f x 在区间上(1,1)-有定义，且0lim ()0x f x →=，则（）（A ）当0()limx f x m x→=时，(0)f m '=（B ）当(0)f m '=时，0()limx f x m x→=（C ）当0lim ()x f x m →'=时,(0)f m '=（D ）当(0)f m '=时，0lim ()x f x m→'=【答案】B ，【解析】因为(0)f m '=所以()f x 在0x =处连续，从而0lim ()(0)0x f x f →==，所以0()()(0)limlim 0x x f x f x f m x x →→-==-，故选B .（5）在空间直角坐标系O xyz -中,三张平面:(1,2,3)i i i i i a x b y c z d i π++==的位置关系如图所示,记(),,i i i i a b c α=,(),,,i i i i i a b c d β=若112233,r m r n αβαβαβ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则（）（A ）1,2m n ==（B ）2m n ==（C ）2,3m n ==（D ）3m n ==【答案】B ，【解析】由题意知111222333x d x d x d ααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪= ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭有无穷多解,故1122333r r αβαβαβ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭又由存在两平面的法向量不共线即线性无关,故1232r ααα⎛⎫ ⎪≥ ⎪ ⎪⎝⎭,则1122332r r αβαβαβ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故2m n ==,故选B.（6）设向量1231111,,1111ab a a ααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪=== ⎪ ⎪ ⎪-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,若123,,ααα线性相关,且其中任意两个向量均线性无关,则（）（A ）1,1a b =≠（B ）1,1a b ==-（C ）2,2a b ≠=（D ）2,2a b =-=【答案】D ，【解析】由于123,,ααα线性相关，故1111011a a a =得1a =或2-，当1a =时，13,αα相关，故2a =-，又由112111111201111aa b b -=-=----得2b =故选D .（7）设A 是秩为2的3阶矩阵，α是满足0A α=的非零向量，若对满足0Tβα=的3维向量β均有A ββ=，则（）（A ）3A 的迹为2（B ）3A 的迹为5（C ）2A 的迹为8（D ）2A 的迹为9【答案】A ，【解析】由0A α=且0α≠，故10λ=，由于A 是秩为2的3阶矩阵，对于0Ax =仅有一个解向量，所以，1λ是一重，0Tβα=可得到所有的β有两个无关的向量构成，A ββ=,故21λ=为两重，故3A 的特征值为0,1,1，故3()2tr A =.（8）设随机变量,X Y 相互独立，且()()~0,2,~2,2X N Y N -，若}{}{2P X Y a P X Y +<>=，则a =（）（A）2-（B）2-+（C）2-（D）2-+【答案】B ，【解析】()2~ 2,10;~ (2,4)X Y N Y X N +---，所以{2}P X Y a +<=Φ={0}P Y X -<=02()2+Φ,022+=,2a =-+（9）设随机变量X 的概率密度为2(1)01()0,x x f x -<<⎧=⎨⎩，其他,在(01)X x x =<<的条件下,随机变量Y 服从区间(,1)x 上的均匀分布,则Cov(,)X Y =（）（A ）136-（B ）172-（C ）172（D ）136【答案】D ，【解析】当01x <<时，|1el 1,(|)1se 0,Y X x y f y x x ⎧<<⎪=-⎨⎪⎩，则2,1,01(,)0,x y x f x y else <<<<⎧=⎨⎩10,1(,)24yx y EXY xyf x y dxdy d y xydx -∞<<+∞-∞<<+∞===⎰⎰⎰⎰112(1)3EX x x dx =-=⎰，,2(,)3x y EY y f x y dxdy -∞<<+∞-∞<<+∞==⎰⎰所以1(,)36Cov X Y EXY EXEY =-=，故选D （10）设随机变量,X Y 相互独立，且均服从参数为λ的指数分布，令Z X Y =-，则下列随机变量中与Z 同分布的是（）（A ）X Y +（B ）2X Y+（C ）2X （D ）X【答案】（D ）【解析】令{}{}zY X P z Z P z F Y X Z z ≤-=≤=-=)(,则0)(0=<z F z z 时，当当0≥z 时，dxdy e e dxdy y x f z F y x zy x zy x z λλλλ--≤-≤-⎰⎰⎰⎰==),()(zy x zy ye dy e e dy λλλλλ---+∞+-==⎰⎰120所以⎩⎨⎧≥-<=-0,10,0)(z ez z F zz λ，显然Y X Z -=与X 同步，故选（D ）二、填空题：11~16小题，每小题5分，共30分，请将答案写在答题纸指定位置上。
2004考研数一真题答案及详细解析
一、填空题(1)【答案】 y =x −1【详解】方法 1：因为直线 x +y =1的斜率k 1 − =1，所以与其垂直的直线的斜率k 2 满足121k k =-，所以21k -=-，即21k =，曲线l n y x =上与直线1=+y x 垂直的切线方程的斜率为1，即11)(ln =='='xx y ，得1x =，把1x =代入l n y x =，得切点坐标为)0,1(，根据点斜式公式得所求切线方程为：)1(10-⋅=-x y ，即1-=x y 方法2：本题也可先设切点为)l n ,(00x x ，曲线l n y x =过此切点的导数为11=='=x y x x ，得10=x ，所以切点为()00(,ln )1,0x x =，由此可知所求切线方程为)1(10-⋅=-x y ，即1-=x y .(2)【答案】2)(ln 21x 【详解】先求出)(x f '的表达式，再积分即可.方法1：令t e x=，则t x l n =，1xet -=，于是有t t t f ln )(='，即.ln )(xx x f ='两边积分得2ln 1()ln ln (ln )2xf x dx xd x x C x ===+⎰⎰.利用初始条件(1)0f =,代入上式：21(1)(ln1)02f C C =+==，即0C =，故所求函数为()f x =2)(ln 21x .方法2：由l n xx e =，所以xx x ee f -=')(l n ln xx xx e e ee-=⋅=，所以.ln )(x x x f ='下同.(3)【答案】23【详解】利用极坐标将曲线用参数方程表示，相应曲线积分可化为定积分.2004 年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题解析L 为正向圆周222=+y x 在第一象限中的部分，用参数式可表示为.20:,s in 2,cos 2πθθθ→⎩⎨⎧==y x 于是2Lx dy ydx -=⎰202cos 2sin 22sin 2cos d d πθθθθ⎡⎤-⎣⎦⎰20[2cos 2cos 22sin 2sin ]d πθθθθθ=⋅+⋅⎰()22222220[2cos 4sin ][2cos sin 2sin ]d d ππθθθθθθθ=+=++⎰⎰222220[22sin ]22sin d d d πππθθθθθ=+=+⎰⎰⎰()220021cos 2d ππθθθ=+-⎰222000131cos 22sin 2222d πππππθθθθ=+-=-⎰()3133sin sin 002222ππππ=--=-=(4)【答案】221x c x c y +=【详解】欧拉方程的求解有固定方法，作变量代换te x =化为常系数线性齐次微分方程即可.令te x =，有1ln ,dt t x dx x ==，则1dy dy dt dy dx dt dx x dt=⋅=，221d y d dy dx dx x dt ⎛⎫= ⎪⎝⎭()211dy d dy d uv vdu udv x dt x dx dt ⎛⎫=+ -+ ⎪⎝⎭211dy d dy dt x dt x dt dt dx ⎛⎫=-+⋅⎪⎝⎭2222222111dy d y d y dy x dt x dt x dt dt ⎛⎫=-+=- ⎪⎝⎭代入原方程：222211420d y dy dyx x y x dt dt x dt⎛⎫⋅-+⋅+= ⎪⎝⎭，整理得02322=++y dt dy dt y d ，此式为二阶齐次线性微分方程，对应的特征方程为2320r r ++=，所以特征根为：121,2r r =- =- ，12r r ≠ ，所以02322=++y dt dydty d 的通解为1221212r t r t t ty c e c e c e c e --=+=+又因为te x =，所以2211,tt ee x x --= =，代入上式得212122.t t c cy c e c e x x--=+=+(5)【答案】91【详解】方法1：已知等式两边同时右乘A ，得**2ABA A BA A A =+，由伴随矩阵的运算规律：**A A AA A E ==，有2A B A B A A =+，而210120001A =3321(1)12+=-2211=⨯-⨯3=，于是有A B A B +=63，移项、合并有A B E A =-)63(，再两边取行列式，由方阵乘积的行列式的性质：矩阵乘积的行列式等于矩阵行列式的积，有(36)363A E B A E B A -=-==，而36A E -21010031206010001001⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦630600030360060300003006003⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦3303(1)(3)(3)3330+=--=-⨯⨯27=，故所求行列式为B 33627A A E ==-19=方法2：由题设条件**2ABA BA E =+，得**2ABA BA -=*(2)A E BA E-=由方阵乘积行的列式的性质：矩阵乘积的行列式等于矩阵行列式的积，故两边取行列式，有**(2)21A E BA A EB A E -=-==其中210120001A =3321(1)12+=-2211=⨯-⨯3=；由伴随矩阵行列式的公式：若A 是n 阶矩阵，则1n A A-*=.所以，312A A A -*===9；又0102100001A E -=1210(1)01+=-=1.故1192B A E A*==-.(6)【答案】e1【详解】本题应记住常见指数分布等的期望与方差的数字特征，而不应在考试时再去推算.指数分布的概率密度为,0()00x e x f x x λλ-⎧>⎪=⎨≤⎪⎩若若，其方差21λ=DX .于是，由一维概率计算公式，{}()bX aP a X b f x dx ≤≤=⎰，有}{D X X P >=dx e X P x ⎰+∞-=>λλλλ1}1{=11xe eλλ+∞--=二、选择题(7)【答案】(B)【详解】方法1：202200tan tan 2lim limlim 0cos cos x xx x x tdt x xxt dtβα+++→→→⋅= =⎰⎰洛必达，则β是α的高阶无穷小，根据题设，排在后面的是前一个的高阶无穷小，所以可排除(C),(D)选项，又23230001sin sin 2lim lim lim 2tan tan xx x x x x t dtx x xtdtγβ+++→→→⋅= ⎰⎰洛必达201lim4x x x +→=∞等价无穷小替换，可见γ是比β低阶的无穷小量，故应选(B).方法2：用kx (当0x →时)去比较.221000cos cos limlimlim ,xkkk x x x t dt x xxkxα+++-→→→=⎰洛欲使上式极限存在但不为0，应取1k =，有220lim cos cos lim lim 1lim x x x x t txxxα++++→→→→===，所以(当+→0x 时)α与x 同阶.211300000tan tan 222lim limlim lim lim xk k k k k x x x x x tdtx x x x x x kx kx kx β+++++---→→→→→⋅⋅===⎰洛欲使上式极限存在但不为0，应取3k =,有3320002tan 2tan 2lim lim lim 333x x x x x x x x β+++-→→→===，所以(当+→0x 时)β与3x 同阶.31313222211100000sin sin lim lim lim lim lim ,222xk kk k k x x x x x t dtx x x x xx x kx kx kx γ+++++-----→→→→→⋅⋅===⎰洛欲使上式极限存在但不为0，应取2k =,有221001lim lim 224x x xx x γ++-→→==⋅，所以(当+→0x 时)γ与2x 同阶.因此，后面一个是前面一个的高阶小的次序是,,αγβ，选(B).(8)【答案】(C)【详解】函数()f x 只在一点的导数大于零，一般不能推导出单调性，因此可排除(A),(B).由导数的定义，知0)0()(lim)0(0>-='→xf x f f x 根据极限的保号性，知存在0>δ，当),0()0,(δδ -∈x 时，有0)0()(>-xf x f .即当)0,(δ-∈x 时，0x <，有()(0)f x f <；而当),0(δ∈x 时，0x >有()(0)f x f >.(9)【答案】(B)【详解】对于敛散性的判定问题，若不便直接推证，往往可通过反例排除找到正确选项.方法1：排除法.取()()11ln 1n a n n =++，则n n na ∞→lim =0，又()()1111ln 11pn p n n p ∞= >⎧⎨++ ≤⎩∑收敛，当发散，当，所以()()1111ln 1n n n a n n ∞∞===++∑∑发散，排除A ，D ；又取n n a n 1=，因为p 级数1111p n p n p ∞= >⎧⎨ ≤⎩∑收敛，当发散，当，则级数111n n n a n n ∞∞===∑∑收敛，但221lim lim lim n n n n n a n n n n→∞→∞→∞=⋅==∞，排除(C),故应选(B).方法2：证明(B)正确.l im 0n n na λ→∞=≠,即l im 1nn a nλ→∞=.因为11n n∞=∑发散，由比较判别法的极限形式知，1nn a∞=∑也发散，故应选(B)..(10)【答案】(B)【详解】在应用变限的积分对变量x 求导时，应注意被积函数中不能含有变量x :⎰'-'=')()()()]([)()]([])([x b x a x a x a f x b x b f dt t f 否则，应先通过恒等变形、变量代换和交换积分次序等将被积函数中的变量x 换到积分号外或积分线上.方法1：交换积分次序,使得只有外面这道积分限中才有t ，其他地方不出现t由⎰⎰=t tydx x f dy t F 1)()(知：1y x ty t <<⎧⎨<<⎩，交换积分次序11x t y x <<⎧⎨<<⎩，得⎰⎰=t tydx x f dy t F 1)()(=⎰⎰⎰-=t x tdxx x f dx dy x f 111)1)((])([于是，)1)(()(-='t t f t F ，从而有)2()2(f F ='，故应选(B).方法2：设()()x f x 'Φ=，于是1()()t t yF t dy f x dx =⎰⎰11()()t t t tyydy x dx dy d x '=Φ=Φ⎰⎰⎰⎰1[()()]t t y dy =Φ-Φ⎰1()(1)()tt t y dy=Φ--Φ⎰所以()()(1)()()()(1),F t t t t t f t t ''=Φ-+Φ-Φ=-所以(2)(2)F f '=，选(B).(11)【答案】(D)【详解】由题设，将A 的第1列与第2列交换，即12010100001AE A B ⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦，将B 的第2列加到第3列，即100010100011011100011100.001001001001B A A AQ ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦故011100001Q ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，应选(D).(12)【答案】(A)【详解】方法1：由矩阵秩的重要公式：若A 为n m ⨯矩阵，B 为n p ⨯矩阵，如果0A B =，则()()r A r B n+≤设A 为n m ⨯矩阵，B 为s n ⨯矩阵，由0A B =知，()()r A r B n +≤，其中n 是矩阵A 的列数，也是B 的行数因A 为非零矩阵，故()1r A ≥，因()()r A r B n +≤，从而()1r B n n ≤-<，由向量组线性相关的充分必要条件向量组的秩小于向量的个数，知B 的行向量组线性相关.因B 为非零矩阵，故()1r B ≥，因()()r A r B n +≤，从而()1r A n n ≤-<，由向量组线性相关的充分必要条件向量组的秩小于向量的个数，知A 的列向量组线性相关.故应选(A).方法2：设A 为n m ⨯矩阵，B 为s n ⨯矩阵，将B 按列分块，由0A B =得，[]12,,,0,0,1,2,,.s i AB A A i s ββββ==== 因B 是非零矩阵，故存在0i β≠，使得0i A β=.即齐次线性方程组0A x =有非零解.由齐次线性方程组0A x =有非零解的充要条件()r A n <,知()r A n <.所以A 的列向量组线性相关.又()0T T T AB B A ==，将TA 按列分块，得12[,,,]0,0,1,2,,.T T T T T TT T m i B A B B i m αααα==== 因A 是非零矩阵，故存在0T i α≠，使得0TT i Bα=，即齐次线性方程组0Bx =有非零解.由齐次线性方程组0Bx =有非零解的充要条件，知TB 的列向量组线性相关，由TB 是由B 行列互换得到的，从而B 的行向量组线性相关，故应选(A).方法3：设(),i j m n A a ⨯=()i j n s B b ⨯=,将A 按列分块，记()12n A A A A =由0A B =⇒()11121212221212s s n n n ns b b b b bb A A A b b b ⎛⎫⎪⎪ ⎪⋅⋅⋅⎪⎝⎭()111111,,0n n s ns n b A b A b A b A =++++= (1)由于0B ≠,所以至少有一个0i j b ≠(1,1i n j s ≤≤≤≤),又由(1)知,11220j j i j i nj n b A b A b A b A +++++= ,所以12,,,m A A A 线性相关.即A 的列向量组线性相关.(向量组线性相关的定义：如果对m 个向量12,,,nm R ααα∈ ，有m 个不全为零的数12,,,m k k k R ∈，使11220m m k k k ααα++=成立，则称12,,,m ααα 线性相关.)又将B 按行分块，记12n B BB B ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,同样，0A B =⇒11121121222212n n m m mn n a a a B a a a B a a a B ⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎪⎪ ⎪⎪⋅⋅⋅⎪⎪⎝⎭⎝⎭ 111122121122221122n n n n m m mn n a B a B a B a B a B a B a B a B a B +++⎛⎫⎪+++ ⎪=⎪ ⎪ ⎪+++⎝⎭ 0=由于0A ≠,则至少存在一个0i j a ≠(1,1i m j n ≤≤≤≤),使11220i i i j j in n a B a B a B a B ++++= ,由向量组线性相关的定义知，12,,,m B B B 线性相关,即B 的行向量组线性相关，故应选(A).方法4：用排除法.取满足题设条件的,A B .取001000,10010001A B ⎡⎤⎡⎤⎢⎥=≠=≠⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦，有00100100,10001AB ⎡⎤⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦A 的行向量组，列向量组均线性相关，但B 的列向量组线性无关，故(B)，(D)不成立.又取110100,00000100A B ⎡⎤⎡⎤⎢⎥=≠=≠⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦，有1101000000100AB ⎡⎤⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦，A 的行向量组线性无关，B 的列向量组线性相关，故(C)不成立.由排除法知应选(A).(13)【答案】C【详解】利用正态分布概率密度函数图形的对称性，对任何0x >有{}{}{}12P X x P X x P X x >=<-=>.或直接利用图形求解.方法1：由标准正态分布概率密度函数的对称性知，αα=-<}{u X P ，于是}{2}{}{}{}{11x X P x X P x X P x X P x X P ≥=-≤+≥=≥=<-=-α即有21}{α-=≥x X P ，可见根据分位点的定义有21α-=u x ，故应选(C).方法2：Oxy()f x {}P X u αα>=图1图2如图1所示题设条件.图2显示中间阴影部分面积α，{}P X x α<=.两端各余面积12α-，所以12{}P X u αα-<=，答案应选(C).(14)【答案】A.【详解】由于随机变量)1(,,,21>n X X X n 独立同分布，所以必有：2, (,)0, i j i jCov X X i jσ⎧==⎨≠⎩又222111()n n ni i i i i i i i D a X a D X a σ===⎛⎫== ⎪⎝⎭∑∑∑Oxy{}P X x α<=12α-()f x下面求1(,)Cov X Y 和1()D X Y +.而11,ni i Y X n ==∑故本题的关键是将Y 中的1X 分离出来，再用独立性来计算.对于选项(A)：1111112111(,)(,)(,)(,)n n i i i i Cov X Y Cov X X Cov X X Cov X X n n n ====+∑∑11DX n=21n σ=所以(A)对，(B)不对.为了熟悉这类问题的快速、正确计算.可以看本题(C),(D)选项.因为X 与Y 独立时，有()()()D X Y D X D Y ±=+.所以，这两个选项的方差也可直接计算得到：22211222111(1)1()()n n n n D X Y D X X X n n n n nσσ++-+=+++=+ =222233σσn n n n n +=+，222222111)1()111()(σσnn n n X n X n X n n D Y X D n -+-=----=- =.222222σσn n n n n -=-所以本题选(A)三、解答题(15)【详解】根据要证不等式的形式，可考虑用拉格朗日中值定理或转化为函数不等式用单调性证明.方法1：因为函数()2l n f x x =在()2[,],a b e e ⊂上连续，且在(),a b 内可导，所以满足拉格朗日中值定理的条件，对函数()2ln f x x =在[,]a b 上应用拉格朗日中值定理，得()()()22222ln ln ln ln ,b a b a b a e a b e ξξξξ'-=-=- <<<<下证：22ln 4eξξ>.设t t t ln )(=ϕ，则2ln 1)(ttt -='ϕ，当t e >时，1ln 1ln 0t e -<-=，即,0)(<'t ϕ所以)(t ϕ单调减少，又因为2e ξ<，所以)()(2e ϕξϕ>，即2222ln ln e e e =>ξξ，得22ln 4eξξ>故)(4ln ln 222a b ea b ->-.方法2：利用单调性，设x ex x 224ln )(-=ϕ，证()x ϕ在区间()2,e e 内严格单调增即可.24ln 2)(e x x x -='ϕ，(222222ln 444()20e e e e e eϕ'=-=-=，)2ln 12)(x x x -=''ϕ,当x e >时，1ln 1ln 0x e -<-=，,0)(<''x ϕ故)(x ϕ'单调减少，从而当2e x e <<时，2()()0x e ϕϕ''>=，即当2e x e <<时，)(x ϕ单调增加.因此当2e x e <<时，)()(a b ϕϕ>，即a e a b e b 22224ln 4ln ->-，故)(4ln ln 222a b ea b ->-.方法3：设2224()ln ln ()x x a x a eϕ=---,则2ln 4()2x x x e ϕ'=-，21ln ()2x x x ϕ-''=,⇒x e >时,1ln 1ln 0x e -<-=，得()0x ϕ''<，⇒()x ϕ'在2(,)e e 上单调减少,从而当2e x e <<时,22244()()0x e e eϕϕ''>=-=，⇒()x ϕ在2(,)e e 上单调增加.从而当2e a x b e <<≤<时,()()0x a ϕϕ>=.⇒()0b ϕ>，即2224ln ln ()b a b a e ->-.(16)【详解】本题是标准的牛顿第二定理的应用，列出关系式后再解微分方程即可.方法1：由题设，飞机质量9000m kg =，着陆时的水平速度h k m v /7000=.从飞机接触跑道开始计时，设t 时刻飞机的滑行距离为()x t ，速度为()v t ，则0)0(,)0(0==x v v .根据牛顿第二定律，得kv dt dv m -=.又dx dv v dt dx dx dv dt dv =⋅=.由以上两式得dv k m dx -=，积分得.)(C v kmt x +-=由于0)0(,)0(0==x v v ，所以0(0)0.mx v C k=-+=故得0v k m C =，从而)).(()(0t v v kmt x -=当0)(→t v 时，).(05.1100.67009000)(60km k mv t x =⨯⨯=→所以，飞机滑行的最长距离为1.05km.方法2：根据牛顿第二定律，得kv dtdvm-=,分离变量：dv k dt v m =-，两端积分得：1ln kv t C m=-+，通解：t mk C ev -=，代入初始条件00v vt ==，解得0v C =，故.)(0t mk ev t v -=飞机在跑道上滑行得距离相当于滑行到0v →，对应地t →+∞.于是由d x vdt =，有00() 1.05().k k t t mmmv mv x v t dt v edt e km kk+∞--+∞+∞===-==⎰⎰或由()0kt mdx v t v e dt-==，知)1()(000--==--⎰t m kt t m ke m kv dt e v t x ，故最长距离为当∞→t 时，).(05.1)(0km mkv t x =→方法3：由kv dt dv m -=，dx v dt =，化为x 对t 的求导，得dt dxk dtx d m -=22,变形为022=+dtdxm k dt x d ，0(0)(0),(0)0v x v x '===其特征方程为02=+λλm k ，解之得mk-==21,0λλ，故.21t m ke C C x -+=由2000000,kt m t t t t kC dxx v e v dt m-=======-=，得,021km v C C =-=于是).1()(0t m k e kmv t x --=当+∞→t 时，).(05.1)(0km k mv t x =→所以，飞机滑行的最长距离为1.05km .(17)【详解】这是常规题，加、减曲面片高斯公式法，转换投影法，逐个投影法都可用.方法1：加、减曲面片高斯公式.取1∑为xoy 平面上被圆122=+y x 所围部分的下侧，记Ω为由∑与1∑围成的空间闭区域，则dxdyzdzdx y dydz x I ⎰⎰∑+∑-++=1)1(322233133212223(1)x dydz y dzdx z dxdy I I ∑-++-=-⎰⎰由高斯公式：设空间闭区域Ω是由分段光滑的闭曲面∑所围成，函数()()(),,,,,,,,P x y z Q x y z R x y z 在Ω上具有一阶连续偏导数，则有P Q R Pdydz Qdzdx Rdxd y dv x y z ∑Ω⎛⎫∂∂∂++=++ ⎪∂∂∂⎝⎭⎰⎰⎰⎰⎰ 这里3322,2,3(1)P x Q y R z = == -，2226,6,6P QR x y z x y z∂∂∂===∂∂∂，所以2216()I x y z dvΩ=++⎰⎰⎰利用柱面坐标：c os sin ,01,02,x r y r r dv rdrd dz z z θθθπθ=⎧⎪= ≤≤ ≤≤ =⎨⎪=⎩，有：2216()I x y z dxdydz Ω=++⎰⎰⎰=r dzr z dr d r )(620101022⎰⎰⎰-+πθ()()221221123200011212122r r z r r z dr rr r drππ--⎛⎫=+=+- ⎪⎝⎭⎰⎰()13246011124346r r r π⎛⎫- ⎪=-⋅+- ⎪⎝⎭11226ππ=⋅=记D 为1∑在x oy 平面上的投影域(){}22,1D x y xy =+≤，则0z =，0d z =，又1∑为220(1)z x y =+≤的下侧，从而：()13322223(1)301DI x dydz y dzdx z dxdy dxdy ∑=++-=--⎰⎰⎰⎰33Ddxdy π==⎰⎰(其中Ddxdy ⎰⎰为半径为1圆的面积，所以11Ddxdy ππ=⋅=⎰⎰)故1223.I I I πππ=-=-=-方法2：用转换投影法：若(),z z x y =，z 对,x y 具有一阶连续偏导数，则,z zdzdx dxdy dydz dxdy x y∂∂=-=-∂∂.曲面22221:1,(1),2,2z zz x y x y x y x y∂∂=--+≤=-=-∂∂∑，由转换投影公式332223(1)I x dydz y dzdx z dxdy∑=++-⎰⎰332[2()2()3(1)]z zx y z dxdy x y∑∂∂=-+-+-∂∂⎰⎰44222[443(1)3]Dx y x y dxdy=++---⎰⎰利用极坐标变换：c os ,01,02,sin x r r dxdy rdrd y r θθπθθ=⎧ ≤≤ ≤≤ =⎨=⎩，所以214444220[4cos 4sin 3(1)3]I d r r r rdrπθθθ=++--⎰⎰215454530[4cos 4sin 3(2)]d r r r r drπθθθ=++-⎰⎰24404413(cos sin )6622d πθθθ=++-⎰()2222222004cos sin 2cos sin 6d d ππθθθθθθ⎡⎤=+--⎢⎥⎣⎦⎰⎰2220412cos sin 26d πθθθπ⎡⎤=--⎣⎦⎰22220041cos sin 2263d d ππθθθθπ=--⎰⎰()20411cos 4236d ππθθπ=---⎰22004112cos 4sin 433624d πππππθθπθ=---=--⎰0ππ=--=-或244044(cos sin )66d πθθθ+⎰直接利用公式44220031cos sin 422d d πππθθθθ==⋅⋅⎰⎰及224444220cos 4cos 4sin sin d d d d ππππθθθθθθθθ===⎰⎰⎰⎰则244044431(cos sin )24666422d ππθθθπ+=⋅⋅⋅⋅⋅=⎰所以，原式2πππ=-=-(18)【分析】利用零点定理证明存在性，利用单调性证明惟一性.而正项级数的敛散性可用比较法判定.零点定理：设函数()f x 在闭区间[],a b 上连续，且()()0f a f b ⋅<，那么在开区间(),a b 内至少存在一点ξ，使()0f ξ=；单调性：设函数()f x 在闭区间[],a b 上连续，在(),a b 内可导，如果在(),a b 内()0f x '>，那么函数()f x 在[],a b 上单调增加；比较审敛法：设1nn u∞=∑和1nn v∞=∑都是正项级数，且n n u v ≤，若级数1nn v∞=∑收敛，则级数1nn u∞=∑收敛.【证明】记()1nn f x x nx =+-，则()n f x 是连续函数，由01)0(<-=n f ，0)1(>=n f n ，对照连续函数的零点定理知，方程01=-+nx x n 存在正实数根).1,0(∈n x 当0x >时，0)(1>+='-n nxx f n n ，可见)(x f n 在),0[+∞上单调增加,故方程01=-+nx x n 存在惟一正实数根.n x 由01=-+nx x n与0>n x 知nn x x nn n 110<-=<，故当1>α时，函数y x α=单调增，所以αα)1(0n x n <<.而正项级数∑∞=11n n α收敛，所以当1>α时，级数∑∞=1n n x α收敛.(19)【分析】根据极值点存在的充分条件：设函数(,)z f x y =在点()00,x y 的某领域内连续且有一阶及二阶连续偏导数，又0000(,)0,(,)0x y f x y f x y = =，令000000(,),(,),(,)xx xy yy f x y A f x y B f x y C = = =，则(,)z f x y =在()00,x y 处是否取得极值的条件如下：(1)20A C B ->时具有极值，且当0A <时有极大值，当0A >时有极小值；(2)20A C B -<时没有极值；(3)20A C B -=时，可能有极值，也可能没有极值，需另外讨论.所以对照极值点存在的充分性定理，先求出一阶偏导，再令其为零确定极值点，接下来求函数二阶偏导，确定是极大值还是极小值，并求出相应的极值.求二元隐函数的极值与求二元显函数的极值的有关定理是一样，差异仅在于求驻点及极值的充分条件时，用到隐函数求偏导数.【详解】因为0182106222=+--+-z y z y xy x ，所以两边对x 求导：02262=∂∂-∂∂--xz z x z yy x ，①两边对y 求导：0222206=∂∂-∂∂--+-yzz y z yz y x .②根据极值点存在的充分条件，令00zx z y∂⎧=⎪∂⎪⎨∂⎪=∂⎪⎩，得303100x y x y z -=⎧⎨-+-=⎩，故⎩⎨⎧==.,3y z y x 将上式代入0182106222=+--+-z y z y xy x ，可得⎪⎩⎪⎨⎧===3,3,9z y x 或⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=.3,3,9z y x 对照极值点存在的充分条件，为判别两点是否为极值点，再①分别对,x y 求偏导数，②分别对,x y 求偏导数①式对x 求导：02)(22222222=∂∂-∂∂-∂∂-xzz x z x z y ，②式对x 求导：,02222622=∂∂∂-∂∂⋅∂∂-∂∂∂-∂∂--y x zz x z y z y x z y x z ①式对y 求导：,02222622=∂∂∂-∂∂⋅∂∂-∂∂∂-∂∂--yx zz x z y z y x z y x z ②式对y 求导：02)(22222022222=∂∂-∂∂-∂∂-∂∂-∂∂-yzz y z y z y y z y z ，将⎪⎩⎪⎨⎧===3,3,9z y x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=∂∂=∂∂0,0y z xz代入，于是61)3,3,9(22=∂∂=x z A ，21)3,3,9(2-=∂∂∂=yx z B ，35)3,3,9(22=∂∂=yz C ，故03612>=-B AC ，又061>=A ，从而点(9,3)是(,)z x y 的极小值点，极小值为(9,3)3z =.类似地，将⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=.3,3,9z y x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=∂∂=∂∂0,0y z x z 代入，于是22(9,3,3)16z A x ---∂==-∂，2(9,3,3)12zB x y---∂==∂∂，22(9,3,3)53z C y ---∂==-∂，可知03612>=-B AC ，又061<-=A ，从而点(-9,-3)是(,)z x y 的极大值点，极大值为(9,3)3z --=-.(20)【详解】方法1：对方程组的系数矩阵A 作初等行变换，有11112222aa A n n n n a +⎡⎤⎢⎥+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥+⎣⎦1()(2,)i i i n ⨯-+= 行行111120000a a a B na a +⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦对||B 是否为零进行讨论：当0a =时，()1r A n =<，由齐次方程组有非零解的判别定理：设A 是m n ⨯矩阵，齐次方程组0A x =有非零解的充要条件是()r A n <.故此方程组有非零解，把0a =代入原方程组，得其同解方程组为,021=+++n x x x ()*此时，()1r A =，故方程组有1n r n -=-个自由未知量.选23,,,n x x x 为自由未知量，将他们的1n -组值(1,0,,0),(0,1,,0),,(0,0,,1) 分别代入()*式，得基础解系,)0,,0,1,1(1T -=η,)0,,1,0,1(2T -=η,)1,,0,0,1(,1T n -=-η于是方程组的通解为,1111--++=n n k k x ηη 其中11,,-n k k 为任意常数.当0≠a 时，对矩阵B 作初等行变换，有11112100001a B n +⎡⎤⎢⎥-⎢⎥→⎢⎥⎢⎥-⎣⎦ (1)12,3i i n ⨯-+= 行()(1)00022100001n n a n +⎡⎤+⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦ ，可知2)1(+-=n n a 时，n n A r <-=1)(，由齐次方程组有非零解的判别定理,知方程组也有非零解，把2)1(+-=n n a 代入原方程组，其同解方程组为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+-=+-,0,03,0213121n x nx x x x x 此时，()1r A n =-，故方程组有(1)1n r n n -=--=个自由未知量.选2x 为自由未量，取21x =，由此得基础解系为Tn ),,2,1( =η，于是方程组的通解为ηk x =，其中k 为任意常数.方法2：计算方程组的系数行列式：11112222aa A n n n n a +⎡⎤⎢⎥+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥+⎣⎦00011110002222000a a a n n n n ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦矩阵加法a E =+⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡n n n n 22221111aE Q ∆ +，下面求矩阵Q 的特征值：11112222E Q n n n n λλλλ---------=---- 11112001(-)(2,3,,)00i i i n n λλλλλ-----⨯+=- 行行(1)1112()1000(2,3,,)000n n i i i n λλλ+----⨯+=列列1(1)2n n n λλ-+⎛⎫=- ⎪⎝⎭则Q 的特征值2)1(,0,,0+n n ，由性质：若A x x λ=，则()(),m m kA x k x A x x λλ==，因此对任意多项式()f x ，()()f A x f x λ=，即()f λ是()f A 的特征值.故，A 的特征值为(1),,,2n n a a a ++,由特征值的乘积等于矩阵行列式的值，得A 行列式.)2)1((1-++=n a n n a A 由齐次方程组有非零解的判别定理：设A 是n 阶矩阵，齐次方程组0Ax =有非零解的充要条件是0=A .可知，当0=A ，即0a =或2)1(+-=n n a 时，方程组有非零解.当0a =时，对系数矩阵A 作初等行变换，有11112222A n n n n ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 1)(2,)i i i n ⨯-+= 行（行1111000000000⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，.故方程组的同解方程组为,021=+++n x x x 此时，()1r A =，故方程组有1n r n -=-个自由未知量.选23,,,n x x x 为自由未知量，将他们的1n -组值(1,0,,0),(0,1,,0),,(0,0,,1) 分别代入()*式，由此得基础解系为,)0,,0,1,1(1T -=η,)0,,1,0,1(2T -=η,)1,,0,0,1(,1T n -=-η于是方程组的通解为,1111--++=n n k k x ηη 其中11,,-n k k 为任意常数.当2)1(+-=n n a 时，11112100001a B n +⎡⎤⎢⎥-⎢⎥→⎢⎥⎢⎥-⎣⎦ (1)1(2,3)i i n ⨯-+= 行(1)00022100001n n a n +⎡⎤+⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦，即00002100001n ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦ ，其同解方程组为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+-=+-,0,03,0213121n x nx x x x x 此时，()1r A n =-，故方程组有(1)1n r n n -=--=个自由未知量.选2x 为自由未量，取21x =，由此得基础解系为Tn ),,2,1( =η，于是方程组的通解为ηk x =，其中k 为任意常数.(21)【详解】A 的特征多项式为12314315E A aλλλλ---=----2(2)021114315aλλλλ---⨯-+----行（）行1101(2)14315a λλλ------提出行公因数1101(1)2(2)03315a λλλ-⨯-+-----行行11012(2)033015a λλλ-+-----行行33(2)15a λλλ-=----(2)[(3)(5)3(1)]a λλλ=---++2(2)(8183).a λλλ=--++已知A 有一个二重特征值，有两种情况，(1)2=λ就是二重特征值，(2)若2=λ不是二重根，则28183a λλ-++是一个完全平方(1)若2=λ是特征方程的二重根，则有,03181622=++-a 解得2a =-.由E A λ-2(2)(8183(2))λλλ=--++⨯-2(2)(812)λλλ=--+2(2)(6)0λλ=--=求得A 的特征值为2,2,6,由1232123123E A -⎡⎤⎢⎥-=-⎢⎥⎢⎥--⎣⎦1231(-1)2,000113000-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦行倍加到行行的倍加到行，知()21E A -=秩，故2=λ对应的线性无关的特征向量的个数为312n r -=-=，等于2=λ的重数.由矩阵与对角矩阵相似的充要条件：对矩阵的每个特征值，线性无关的特征向量的个数恰好等于该特征值的重根数,从而A 可相似对角化.(2)若2=λ不是特征方程的二重根，则a 31882++-λλ为完全平方，从而18316a +=，解得.32-=a 当32-=a 时，由E A λ-=22(2)(8183())3λλλ=--++⨯-2(2)(816)λλλ=--+2(2)(4)0λλ=--=知A 的特征值为2，4，4，由32341032113E A ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎣⎦1133⨯+ 行行323103000-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦知()42E A -=秩，故4=λ对应的线性无关的特征向量有321n r -=-=,不等于4=λ的重数，则由矩阵与对角矩阵相似的充要条件：对矩阵的每个特征值，线性无关的特征向量的个数恰好等于该特征值的重根数,知A 不可相似对角化.(22)【分析】本题尽管难度不大，但考察的知识点很多，综合性较强.通过随机事件定义随机变量或通过随机变量定义随机事件，可以比较好地将概率论的知识前后连贯起来，这种命题方式值得注意.先确定(,)X Y 的可能取值，再求在每一个可能取值点上的概率，而这可利用随机事件的运算性质得到，即得二维随机变量(,)X Y 的概率分布；利用联合概率分布可求出边缘概率分布，进而可计算出相关系数.【详解】(I)由于1()()(|)12P AB P A P B A ==，所以,61)()()(==B A P AB P B P利用条件概率公式和事件间简单的运算关系，有121)(}1,1{====AB P Y X P ，61)()()(}0,1{=-====AB P A P B A P Y X P ，,121)()()(}1,0{=-====AB P B P B A P Y X P )(1)(}0,0{B A P B A P Y X P +-====21()()()3P A P B P AB =--+=(或32121611211}0,0{=---===Y X P )，故(,)X Y 的概率分布为Y X1032121161121(II),X Y 的概率分布分别为213{0}{0,1}{0,0},3124P X P X Y P X Y ====+===+=111{1}{1,1}{1,0},6124P X P X Y P X Y ====+===+=111{1}{0,1}{1,1},12126P Y P X Y P X Y ====+===+=215{0}{0,0}{1,0}.366P Y P X Y P X Y ====+===+=所以,X Y 的概率分布为X 01Y 01P4341P6561由01-分布的数学期望和方差公式，则61,41==EY EX ，1334416DX =⨯=，1566DY =⨯536=,{}{}{}()00111,1E XY P XY P XY P X Y =⋅=+⋅====112=,故241)(),(=⋅-=EY EX XY E Y X Cov ，从而.1515),(=⋅=DYDX Y X Cov XY (23)【分析】本题是基础题型，难度不大，但计算量比较大，实际做题时应特别注意计算的准确性.先由分布函数求出概率密度，再根据求矩估计量和最大似然估计量的标准方法进行讨论即可.似然函数的定义：121()(,,,;)(;)nn ii L f x x x f x θθθ===∏ 【详解】X 的概率密度为11,,(;) 1.0,x f x xx βββ+⎧>⎪=⎨≤⎪⎩(I)矩估计.由数学期望的定义：1);(11-=⋅==⎰⎰+∞++∞∞-βββββdx xx dx x x f EX ，用样本均值估计期望有E X X =，令X =-1ββ，解得1-=X Xβ，所以参数β的矩估计量为.1ˆ-=X X β其中11nii X X n ==∑(II)最大似然估计.设12,,...,n x x x 是相应于样本12,,...,n X X X 的一组观测值，则似然函数为：⎪⎩⎪⎨⎧=>==+=∏其他,0),,,2,1(1,)();()(1211n i x x x x x f L in nni i ββββ当),,2,1(1n i x i =>时，0)(>βL ，()L β与l n ()L β在相同的β点取得最大值；所以等式两边取自然对数，得1ln ()ln (1)ln ni i L n x βββ==-+∑，两边对β求导，得∑=-=n i i x nd L d 1ln )(ln βββ，令0)(l n =ββd L d ，可得∑==ni ixn1ln β，解得β的最大似然估计值为： 1ln nii nxβ==∑。
考研数学真题答案2004
考研数学真题答案20042004年的考研数学真题是一份非常经典的试卷，涵盖了数学各个领域的知识点。
在本篇文章中，将详细解答该年份的真题，帮助考生更好地理解和掌握数学知识。
第一部分选择题第1题：设函数f(x) = x^3 - 3x^2 + bx + c，若f(1) = -3，f(-1) = 3，则f(2)的值为多少？解析：首先代入f(1) = -3，得到-3 = 1 - 3 + b +c。
然后代入f(-1) = 3，得到3 = 1 - 3 - b + c。
将两个方程相加，可以消去c项，得到0 = -2b。
因此，b = 0。
代入其中一个方程，解得c = -3。
最后代入f(2)，得到f(2) = 8 - 12 = -4。
第2题：设A为集合{1, 2, 3, 4, 5}，B为集合{a, b, c, d, e}，且映射f：A→B为单射。
若f(1) = a，则f(3)的可能取值有几个？解析：由于f是单射，即每个元素在A中有唯一的映射元素在B中，因此f(1) = a必定排除掉了a在B中的映射。
则f(3)的可能取值为B中除a以外的元素个数，即4个。
第3题：已知三角形ABC的边长满足a + b + c = 2s，其中s为三角形的半周长，且三角形的内切圆半径为r。
若S为该三角形的面积，求S与r的关系。
解析：三角形的面积S可以用海伦公式求解，即S = sqrt(s(s-a)(s-b)(s-c))，其中a、b、c为三角形的边长。
另外，根据三角形的内切圆半径r的定义有r = S/s。
将S带入得到r = sqrt((s-a)(s-b)(s-c))/s。
由于a +b +c = 2s，可以将其代入，得到r = sqrt((s-a)(s-b)(s-c))/(a + b + c)/2。
整理得到r = 2sqrt((s-a)(s-b)(s-c))/(a + b + c)。
因此，S与r的关系是S/r = (a + b + c)/2。
第4题：在二维直角坐标系内，点M(x,y)满足|x| + |y - 6| = 5，若点M到点(3,2)的距离为d，求d的最小值。
考研数学一(一元函数微分学)历年真题试卷汇编3(题后含答案及解析)
考研数学一（一元函数微分学）历年真题试卷汇编3(题后含答案及解析)题型有：1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。
1．(2004年)设函数f(x)连续，且f’(0)＞0，则存在δ＞0。
使得A．f(x)在(0，δ)内单调增加B．f(x)在(一δ，0)内单凋减少C．对任意的x∈(0，δ)有f(x)＞f(0)D．对任意的x∈(一δ，0)有f(x)＞f(0)正确答案：C解析：由于由极限的保号性知，存在δ＞0，当x∈(一δ，0)或x∈(0，δ)时，而当∈(0，δ)时x＞0，则此时f(x)一f(0)＞0，即f(x)＞f(0)，故应选(C)．知识模块：一元函数微分学2．(2005年)设函数则f(x)在(一∞，+∞)内A．处处可导B．恰有一个不可导点C．恰有两个不可导点D．至少有三个不可导点正确答案：C解析：当|x|≤1时，当|x|＞1时，则而f’+(一1)≠f’-(一1)，则f(x)在x=一1不可导．同理则f(x)在x=1处不可导，故应选(C)．知识模块：一元函数微分学3．(2006年)设函数y=f(x)具有二阶导数，且f’(x)＞0．f”(x)＞0，△x为自变量x在x11处的增量，△y与dy分别为f(x)在点x0处对应的增量与微分，若△x＞0，则A．0＜dy＜△yB．0＜△y＜dyC．△y＜dy＜0D．dy＜△y＜0正确答案：A解析：解1 直接法：dy=f’(x0)△x，△y=f(x0+△x)一f(x0)=f’(ξ)△x，x0＜ξ＜x0+△x由于f”(x)＞0，则f’(x)单调增，从而有f(x0)＜f’(ξ)，故dy＜△y 由于f’(x)＞0，△x＞0，则0＜dy＜△y，故应选(A)．解2 排除法：取f(x)=x2，在(0，+∞)上，f’(x)=2x＞0，f”(x)一2＞0，取x0=1，则dy=f’(x0)△x=2△x △y=f(1+△x)一f(1)=(1+△x)2一1=2△x+(△x)2由于△x＞0，显然有0＜dy＜△y，由此可知，选项(B)，(C)，(D)均不正确，故应选(A)。
2004考研数二真题及解析
2004年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、填空题:本题共6小题,每小题4分,共24分,请将答案写在答题纸指定位置上. (1) 设2(1)()lim1n n xf x nx →∞-=+, 则()f x 的间断点为x =.(2) 设函数()y x 由参数方程 333131x t t y t t ⎧=++⎪⎨=-+⎪⎩ 确定, 则曲线()y y x =向上凸的x 取值范围为.(3)1+∞=⎰.(4) 设函数(,)z z x y =由方程232x z z e y -=+确定, 则3z zx y∂∂+=∂∂.(5) 微分方程3()20y x dx xdy +-=满足165x y==的特解为.(6) 设矩阵210120001A ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭, 矩阵B 满足2ABA BA E **=+, 其中A *为A 的伴随矩阵, E是单位矩阵, 则B =.二、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分,下列每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内. (7) 把0x +→时的无穷小量2cos xt dt α=⎰, 2tan x β=⎰, 30t dt γ=⎰排列起来, 使排在后面的是前一个的高阶无穷小, 则正确的排列次序是 ( )(A),,.αβγ (B),,.αγβ(C),,.βαγ (D),,.βγα (8) 设()(1)f x x x =-, 则 ( )(A) 0x =是()f x 的极值点, 但(0,0)不是曲线()y f x =的拐点. (B) 0x =不是()f x 的极值点, 但(0,0)是曲线()y f x =的拐点. (C) 0x =是()f x 的极值点, 且(0,0)是曲线()y f x =的拐点.(D) 0x =不是()f x 的极值点, (0,0)也不是曲线()y f x =的拐点.(9) 22lim ln(1)n nn→∞+ ( )(A)221ln xdx ⎰. (B)212ln xdx ⎰.(C)212ln(1)x dx +⎰. (D)221ln(1)x dx +⎰(10) 设函数()f x 连续, 且(0)0f '>, 则存在0δ>, 使得 ( )(A)()f x 在(0,)δ内单调增加. (B)()f x 在(,0)δ-内单调减小. (C)对任意的(0,)x δ∈有()(0)f x f >. (D)对任意的(,0)x δ∈-有()(0)f x f >.(11) 微分方程21sin y y x x ''+=++的特解形式可设为 ( )(A)2(sin cos )y ax bx c x A x B x *=++++. (B)2(sin cos )y x ax bx c A x B x *=++++. (C)2sin y ax bx c A x *=+++. (D)2cos y ax bx c A x *=+++(12) 设函数()f u 连续, 区域{}22(,)2D x y x y y =+≤, 则()D f xy dxdy ⎰⎰等于 ( )(A)11()dx f xy dy -⎰⎰. (B)22()dy f xy dx ⎰⎰.(C)2sin 2(sin cos )d f r dr πθθθθ⎰⎰. (D)2sin 20(sin cos )d f r rdr πθθθθ⎰⎰(13) 设A 是3阶方阵, 将A 的第1列与第2列交换得B , 再把B 的第2列加到第3列得C , 则满足AQ C =的可逆矩阵Q 为 ( )(A)010100101⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭. (B)010101001⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭. (C)010100011⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭. (D)011100001⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭.(14) 设A ,B 为满足0AB =的任意两个非零矩阵, 则必有 ( )(A)A 的列向量组线性相关,B 的行向量组线性相关. (B)A 的列向量组线性相关,B 的列向量组线性相关. (C)A 的行向量组线性相关,B 的行向量组线性相关. (D)A 的行向量组线性相关,B 的列向量组线性相关.三、解答题:15－23小题,共94分.请将解答写在答题纸指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. (15)(本题满分10分)求极限3012cos lim 13x x x x→⎡⎤+⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦.(16)(本题满分10分)设函数()f x 在(,-∞+∞)上有定义, 在区间[0,2]上, 2()(4)f x x x =-, 若对任意的x 都满足()(2)f x k f x =+, 其中k 为常数.(I)写出()f x 在[2,0]-上的表达式; (II)问k 为何值时, ()f x 在0x =处可导.(17)(本题满分11分)设2()sin x xf x t dt π+=⎰,(I)证明()f x 是以π为周期的周期函数; (II)求()f x 的值域.(18)(本题满分12分)曲线2x xe e y -+=与直线0,(0)x x t t ==>及0y =围成一曲边梯形. 该曲边梯形绕x轴旋转一周得一旋转体, 其体积为()V t , 侧面积为()S t , 在x t =处的底面积为()F t .(I)求()()S t V t 的值; (Ⅱ)计算极限()lim ()t S t F t →+∞.(19)(本题满分12分)设2e a b e <<<, 证明2224ln ln ()b a b a e ->-.(20)(本题满分11分)某种飞机在机场降落时,为了减少滑行距离,在触地的瞬间,飞机尾部张开减速伞,以增大阻力,使飞机迅速减速并停下.现有一质量为9000kg 的飞机,着陆时的水平速度为700/km h .经测试,减速伞打开后,飞机所受的总阻力与飞机的速度成正比(比例系数为66.010k =⨯).问从着陆点算起,飞机滑行的最长距离是多少? (注:kg 表示千克,/km h 表示千米/小时)(21)(本题满分10分)设22(,)xyz f x y e =-,其中f 具有连续二阶偏导数,求2,,z z zx y x y∂∂∂∂∂∂∂.(22)(本题满分9分)设有齐次线性方程组1234123412341234(1)0,2(2)220,33(3)30,444(4)0,a x x x x x a x x x x x a x x x x x a x ++++=⎧⎪++++=⎪⎨++++=⎪⎪++++=⎩ 试问a 取何值时, 该方程组有非零解, 并求出其通解(23)(本题满分9分)设矩阵12314315a -⎛⎫⎪-- ⎪ ⎪⎝⎭的特征方程有一个二重根, 求a 的值, 并讨论A 是否可相似对角化.2004年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题解析一、填空题 (1)【答案】0.【详解】本题属于确定由极限定义的函数的连续性与间断点. 对不同的x , 先用求极限的方法得出()f x 的表达式, 再讨论()f x 的间断点.由2(1)()lim1n n xf x nx →∞-=+,显然当0x =时,()0f x =；当0x ≠时, 2(1)()lim 1n n x f x nx →∞-=+22211(1)lim(1)lim 11lim n n n x x x n n x x x n n →∞→∞→∞--===⎛⎫++ ⎪⎝⎭1x =, 所以 ()f x 0,01,0x x x=⎧⎪=⎨≠⎪⎩,因为 001lim ()lim(0)x x f x f x→→==∞≠,故 0x =为()f x 的间断点.(2)【详解】判别由参数方程定义的曲线的凹凸性,先用由 ()()x x t y y t =⎧⎨=⎩定义的参数方程求出二阶导数22d y dx , 再由220d ydx <确定x 的取值范围. ()323133dy t t t dt '=-+=-,()323133dxt t t dt'=++=+ 所以 2222331331dy dy dt t t dx dx dt t t --===++221111t t +--=+2211t =-+ 222221113(1)d y d dy dt dx dt dx dx t t '⎛⎫⎛⎫==-⋅ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭()222413(1)1t t t =⋅++2343(1)tt =+, 令220d y dx <(或220d y dx ≤),即23403(1)t t <+(或23403(1)tt ≤+) ⇒0t <()0t ≤或 又331x t t =++, 2330x t '=+>,所以()x t 单调增, 当0t =时,1x =,所以当0t <时()()01x t x <=(或当0t ≤时,()()01x t x ≤=),即(,1)x ∈-∞(或(,1]x ∈-∞)时,曲线凸(3)【答案】2π. 【详解】利用变量代换法可得所求的广义积分值. 方法1:作积分变量变换,令sec x t =,则2221sec 1tan x t t -=-=,sec sec tan dx d t t tdt ==,:02t π→,代入原式:22100sec tan sec tan 2t t dt dt t t πππ+∞⋅==⋅⎰⎰.方法2:令1x t =,则211dx d dt t t==-,:10t →,代入原式: 011201101)arcsin 2dt tt π+∞-===⎰⎰.(4)【答案】2.【详解】此题可利用复合函数求偏导法、公式法或全微分公式求解.方法1:复合函数求偏导,在 232x z z e y -=+ 的两边分别对x ,y 求偏导,z 为,x y 的函数.23(23)x z z z e x x -∂∂=-∂∂, 23(3)2x z z z e y y-∂∂=-+∂∂, 从而 2323213x z x z z e x e --∂=∂+, 23213x z z y e-∂=∂+ 所以 3z zx y ∂∂+∂∂2323232231313x z x z x z e e e ---=⋅+++2323132213x z x ze e--+=⋅=+ 方法2:令23(,,)20x z F x y z e y z -=+-=,则232x z F e x -∂=⋅∂, 2Fy∂=∂, 23(3)1x z F e z -∂=--∂ 所以 2323232322(13)13x z x z x z x zz e e FFx z xe e----∂⋅∂∂=-=-=∂∂∂-++, 232322(13)13x z x z z F F y z ye e--∂∂∂=-=-=∂∂∂-++, 从而 3z zx y ∂∂+∂∂2323232231313x z x z x z e e e ---=⋅+++2323132213x z x ze e--+=⋅=+ 方法3:利用全微分公式,得23(23)2x z dz e dx dz dy -=-+2323223x z x z e dx dy e dz --=+-即2323(13)22x zx zedz edx dy --+=+,得232323221313x z x z x ze dz dx dy e e ---=+++ 所以 2323213x z x z z e x e --∂=∂+, 23213x zz y e -∂=∂+ 从而 3z zx y ∂∂+∂∂2323232231313x z x z x z e e e ---=⋅+++2323132213x z x ze e--+=⋅=+(5)【答案】315y x =+【详解】此题为一阶线性方程的初值问题.可以利用常数变易法或公式法求出方程的通解,再利用初值条件确定通解中的任意常数而得特解. 方法1:原方程变形为21122dy y x dx x -=, 先求齐次方程102dy y dx x-= 的通解: 分离变量:12dy dx y x=两边积分得: 1ln ln ln 2y x c =+ y ⇒=用常数变易法,设(y c x =,则((y c x c x ''=,代入21122dy y x dx x -=,得211(((22c x c x c x x x'=,即321()2c x x '=, 积分得352211()25c x x dx x C ==+⎰,于是非齐次方程的通解为:53211()55y x C x =+=又由于165x y==代入通解,得316155= 1C ⇒=,故所求特解为 315y x =.方法2:原方程变形为21122dy y x dx x -=, 由一阶线性微分方程()()dyP x y Q x dx+=通解公式: ()()()()()P x dx P x dx P x dx f x Ce e Q x e dx --⎰⎰⎰=+⎰ 这里()()211,22P x Q x x x =- =,代入上式得:1122212dx dxx x y e x e dx C -⎡⎤⎰⎰=+⎢⎥⎣⎦⎰ 由于方程0x =处方程无定义,所以解的存在区间内不能含有点0x =.因此解的存在区间要么为0x >的某区间,要么为0x <的某区间. 现在初值给在1x =处,所以0x >,于是11ln ln22212x x y ex e dx C -⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦⎰35221125x dx C x C ⎤⎤=+=+⎥⎥⎦⎦⎰再6(1)15y C =⇒=, 从而特解为315y x =.(6) 【答案】91 【详解】方法1:已知等式两边同时右乘A ,得**2ABA A BA A A =+,由伴随矩阵的运算规律:**A A AA A E ==,有2AB A B A A =+,而210120001A =3321(1)12+=-2211=⨯-⨯3=, 于是有 A B AB +=63,移项、合并有 A B E A =-)63(,再两边取行列式,由方阵乘积的行列式的性质:矩阵乘积的行列式等于矩阵行列式的积,有(36)363A E B A E B A -=-==,而 36A E -21010031206010001001⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦630600030360060300003006003⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦ 3303(1)(3)(3)3330+=--=-⨯⨯27=,故所求行列式为B 33627A A E==-19= 方法2:由题设条件**2ABA BA E =+,得 **2ABA BA -=*(2)A E BA E -=由方阵乘积行的列式的性质:矩阵乘积的行列式等于矩阵行列式的积,故两边取行列式,有 **(2)21A E BA A E B A E -=-==其中210120001A =3321(1)12+=-2211=⨯-⨯3=； 由伴随矩阵行列式的公式:若A 是n 阶矩阵,则 1n A A-*=.所以,312A AA -*===9 ； 又 0102100001A E -=1210(1)01+=-=1.故1192B A E A*==-.二、选择题 (7)【答案】 (B) 【详解】方法1:202200tan 2lim limlim 0cos cos x xx x x x xxt dtβα+++→→→⋅= =⎰⎰洛必达,则β是α的高阶无穷小,根据题设,排在后面的是前一个的高阶无穷小,所以可排除(C),(D)选项,又233000lim lim lim x x x x x t dtγβ+++→→→= ⎰⎰洛必达 201lim 4x x x +→=∞等价无穷小替换, 可见γ是比β低阶的无穷小量,故应选(B). 方法2:用kx (当0x →时)去比较.221000cos cos limlimlim ,xkkk x x x t dt x xxkxα+++-→→→=⎰洛欲使上式极限存在但不为0,应取1k =,有220lim cos cos lim lim 1lim x x x x t txxxα++++→→→→===,所以(当+→0x 时)α与x 同阶.211300000tan tan 222lim limlim lim lim x k k k k k x x x x x x x x x x x kx kx kx β+++++---→→→→→⋅⋅===⎰洛欲使上式极限存在但不为0,应取3k =, 有3320002tan 2tan 2lim lim lim 333x x x x x x x x β+++-→→→===, 所以(当+→0x 时)β与3x 同阶.3131322221110000sin lim limlim lim lim ,222kkk k k x x x x x t dt x x x x xx x kx kx kxγ+++++-----→→→→→⋅⋅===⎰洛欲使上式极限存在但不为0,应取2k =, 有22101lim lim 224x x x x x γ++-→→==⋅,所以(当+→0x 时)γ与2x 同阶.因此,后面一个是前面一个的高阶小的次序是,,αγβ,选(B).(8)【答案】C【详解】由于是选择题,可以用图形法解决,也可用分析法讨论.方法1:由于是选择题,可以用图形法解决, 令()(1)x x x ϕ=-,则211()24x x ϕ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,是以直线12x =为对称轴,顶点坐标为11,24⎛⎫- ⎪⎝⎭,开口向上的一条抛物线,与x 轴相交的两点坐标为()()0,0,1,0,()()y f x x ϕ==的图形如图.点0x =是极小值点；又在点(0,0)左侧邻近曲线是凹的,右侧邻近曲线是凸的,所以点(0,0)是拐点,选C.方法2:写出()y f x =的分段表达式: ()f x =(1),10(1),01x x x x x x ---<≤⎧⎨-<<⎩,从而()f x '=12,1012,01x x x x -+-<<⎧⎨-<<⎩, ()f x ''=2,102,01x x -<<⎧⎨-<<⎩,()00lim ()lim 1210x x f x x ++→→'=-=>,所以01x <<时,()f x 单调增, ()00lim ()lim 1210x x f x x --→→'=-+=-<,所以10x -<≤时,()f x 单调减, 所以0x =为极小值点.当10x -<<时,()20f x ''=>,()f x 为凹函数； 当10x >>时,()20f x ''=-<,()f x 为凸函数, 于是(0,0)为拐点.(9)【答案】 By 【详解】由对数性质,22lim (1)n n n →∞+212lim ln (1(1)nn n n n n →∞⎡⎤=+++⎢⎥⎣⎦212limln(1)ln(1)ln(1)n n n n n n →∞⎡⎤=++++++⎢⎥⎣⎦11lim 2ln(1)nn i i n n →∞==+∑102ln(1)x dx =+⎰2112ln x t tdt +=⎰212ln xdx =⎰(10)【答案】 (C)【详解】函数()f x 只在一点的导数大于零,一般不能推导出单调性,因此可排除(A),(B).由导数的定义,知 0)0()(lim)0(0>-='→xf x f f x根据极限的保号性,知存在0>δ,当),0()0,(δδ -∈x 时,有0)0()(>-xf x f .即当)0,(δ-∈x 时,0x <,有()(0)f x f <；而当),0(δ∈x 时,0x >有()(0)f x f >.(11)【答案】A【详解】利用待定系数法确定二阶常系数线性非齐次方程特解的形式.对应齐次方程 0y y ''+= 的特征方程为 210λ+=, 则特征根为 i λ=±, 对2021(1)y y x e x ''+=+=+为()()xm f x e P x λ=型,其中()20,1m P x x λ= =+,因0不是特征根, 从而其特解形式可设为2021()y ax bx c e ax bx c *=++=++对sin y y x ''+=, 为()()()cos sin x l n f x e P x x P x x λωω=+⎡⎤⎣⎦型,其中0λ=,()()0,1l n P x P x ω=1,= =,因0i i i λω+=+=为特征根, 从而其特解形式可设为 2(sin cos )y x A x B x *=+由叠加原理,故方程 21sin y y x x ''+=++ 的特解形式可设为2(sin cos )y ax bx c x A x B x *=++++(12)【答案】D【详解】由{}22(,)2D x y x y y =+≤,则积分区域是以()0,1 为圆心,1为半径的圆及其内部, 积分区域见右图.在直角坐标系下, 先x 后y,x ≤≤,02y ≤≤则应是20()()Df xy dxdy dy f xy dx =⎰⎰⎰⎰先y 后x ,由()2211x y +-≤1111y x ⇒≤+≤≤,则应是1111()()Df xy dxdy dx f xy dy -=⎰⎰⎰⎰故应排除[],[]A B .在极坐标系下, cos ,sin x r y r θθ== ,2sin 20()(sin cos )Df xy dxdy d f r rdr πθθθθ=⎰⎰⎰⎰, 故应选D.或直接根据极坐标下,其面积元素为rdrd θ,则可排除C(13)【答案】(D)【详解】由题设,将A 的第1列与第2列交换,即12010100001AE A B ⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦,将B 的第2列加到第3列,即100010100011011100011100.001001001001B A A AQ ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦故011100001Q ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,应选(D).(14)【答案】(A)【详解】方法1:由矩阵秩的重要公式:若A 为n m ⨯矩阵,B 为n p ⨯矩阵,如果0AB =,则()()r A r B n +≤设A 为n m ⨯矩阵,B 为s n ⨯矩阵,由0AB =知,()()r A r B n +≤,其中n 是矩阵A 的列数,也是B 的行数因A 为非零矩阵,故()1r A ≥,因()()r A r B n +≤,从而()1r B n n ≤-<,由向量组线性相关的充分必要条件向量组的秩小于向量的个数,知B 的行向量组线性相关.因B 为非零矩阵,故()1r B ≥,因()()r A r B n +≤,从而()1r A n n ≤-<,由向量组线性相关的充分必要条件向量组的秩小于向量的个数,知A 的列向量组线性相关.故应选(A).方法2:设A 为n m ⨯矩阵,B 为s n ⨯矩阵,将B 按列分块,由0AB =得,[]12,,,0,0,1,2,,.s i AB A A i s ββββ====因B 是非零矩阵,故存在0i β≠,使得0i A β=. 即齐次线性方程组0Ax =有非零解. 由齐次线性方程组0Ax =有非零解的充要条件()r A n <, 知()r A n <. 所以A 的列向量组线性相关.又()0T T T AB B A ==,将TA 按列分块,得12[,,,]0,0,1,2,,.T T T T TTT T m i B A B B i m αααα====因A 是非零矩阵,故存在0T i α≠,使得0T T i B α=,即齐次线性方程组0Bx =有非零解. 由齐次线性方程组0Bx =有非零解的充要条件,知TB 的列向量组线性相关,由TB 是由B 行列互换得到的,从而B 的行向量组线性相关,故应选(A). 方法3:设 (),i j m n A a ⨯=()i j n s B b ⨯=, 将A 按列分块,记 ()12n A A A A =由0AB =⇒()11121212221212s s n n n ns b b b b b b A A A b b b ⎛⎫⎪ ⎪⎪⋅⋅⋅⎪⎝⎭()111111,,0n n s ns n b A b A b A b A =++++= (1)由于0B ≠, 所以至少有一个 0i j b ≠(1,1i n j s ≤≤≤≤), 又由(1)知,11220j j i j i nj n b A b A b A b A +++++=, 所以12,,,m A A A 线性相关. 即A 的列向量组线性相关.(向量组线性相关的定义:如果对m 个向量12,,,n m R ααα∈,有m 个不全为零的数12,,,m k k k R ∈,使11220m m k k k ααα++=成立,则称12,,,m ααα线性相关.)又将B 按行分块,记 12n B B B B ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭, 同样,0AB =⇒11121121222212n n m m mn n a a a B a a a B a a a B ⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎪⎪ ⎪⎪⋅⋅⋅⎪⎪⎝⎭⎝⎭111122121122221122n n n n m m mn n a B a B a B a B a B a B a B a B a B +++⎛⎫⎪+++ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪+++⎝⎭0= 由于0A ≠,则至少存在一个0i j a ≠(1,1i m j n ≤≤≤≤), 使11220i i i j j in n a B a B a B a B ++++=,由向量组线性相关的定义知,12,,,m B B B 线性相关, 即B 的行向量组线性相关,故应选(A).方法4:用排除法.取满足题设条件的,A B .取001000,10010001A B ⎡⎤⎡⎤⎢⎥=≠=≠⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦,有00100100,10001AB ⎡⎤⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦A 的行向量组,列向量组均线性相关,但B 的列向量组线性无关,故(B),(D)不成立.又取110100,00000100A B ⎡⎤⎡⎤⎢⎥=≠=≠⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦,有1101000000100AB ⎡⎤⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦,A 的行向量组线性无关,B 的列向量组线性相关,故(C)不成立.由排除法知应选(A).三、解答题.(15)(本题满分10分)求极限3012cos lim 13x x x x→⎡⎤+⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦.【答案】16-【详解】此极限属于型未定式.可利用洛必达法则,并结合无穷小代换求解. 方法1: 2cos 2cos ln ln 332cos 3xxx x x x ee++⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭+⎛⎫== ⎪⎝⎭原式2cos ln 331limx x x ex +⎛⎫ ⎪⎝⎭→-=1x e x -302cos ln 3lim x x x x →+⎛⎫ ⎪⎝⎭202cos ln 3lim x x x→+⎛⎫⎪⎝⎭=20ln 2cos ln 3lim x x x →+-=（）20(ln 2cos ln 3)lim ()x x x →'+-'（）洛01sin 2cos lim 2x x xx→⋅-+（）=011sin lim 22cos x xx x →=-⋅+ 0011sin 11lim lim 122cos 23x x x x x →→=-⋅=-⋅⋅+16=-方法2:原式2cos ln 331limx x x ex +⎛⎫⎪⎝⎭→-=1x e x -202cos ln 3lim x x x→+⎛⎫⎪⎝⎭20cos 1ln 3limx x x→-+=（1）()ln 1x x +2200cos 11cos limlim 33x x x xx x →→--=-222021cos lim 23x x x xx → - -16=-.(16)【详解】(I)当20x -≤<,则022x ≤+<,由题设:区间[0,2]上, 2()(4)f x x x =-知,()(2)f x k f x =+2(2)[(2)4]k x x =++-2(2)(4)k x x x =++(2)(4)kx x x =++.(II) 由(I)知:[][)2(4),0,2()(2)(4),2,0x x x f x kx x x x ⎧- ∈⎪=⎨++ ∈-⎪⎩,所以2(0)0(04)0f =⋅-=,按函数在某点可导的充要条件:在这点的左右导数存在且相等. 所以根据导数的定义求()f x 在0x =的左右导数,使其相等,求出参数k .200()(0)(4)0(0)lim lim 40x x f x f x x f x x+++→→---'===--00()(0)(2)(4)0(0)lim lim 80x x f x f kx x x f k x x---→→-++-'===-.令(0)(0)f f -+''=, 得12k =-. 即当12k =-时, ()f x 在0x =处可导.(17)【详解】利用变量代换讨论变限积分定义的函数的周期性,利用求函数最值的方法讨论函数的值域.(I) 要证()f x 是以π为周期的周期函数,即证:()()f x f x π=+因为2()sin x xf x t dt π+=⎰,所以()f x π+()()2sin x x t dt πππ+++=⎰32sin x x t dt ππ++=⎰利用变量代换讨论变限积分定义的函数的周期性,设t u π=+, 因为3:2t x x ππ+→+,所以:2u x x π→+,则有()f x π+=2sin()()x xu d u πππ+++⎰()sin sin u uπ+=-2sin x xu du π+⎰()f x =,故()f x 是以π为周期的周期函数.(II) 因为()f x 是以π为周期的周期函数, 故只需在[0,]π上讨论其值域. 又因()f x 为积分函数,则一定连续,根据有界性与最大值最小值定理:在闭区间上连续的函数在该区间上有界且一定能取得它的最大值和最小值,所以()f x 的值域就是区间[min (),max ()]f x f x .令 ()sin()sin cos sin 02f x x x x x π'=+-=-=, 在区间[0,]π内求得驻点,14x π=, 234x π=, 且334444()sin sin 0sin 4f t dt t t dt πππππ= > =⎰⎰554433443()sin sin sin 24f t dt t dt t dt πππππππ==-=-⎰⎰⎰又 2200(0)sin sin 1f t dt t dt ππ===⎰⎰, 3322()sin (sin )1f t dt t dt πππππ==-=⎰⎰,比较极值点与两个端点处的值,知()f x的最小值是2最大值是故()f x 的值域是[2.(18)【详解】(I) 旋转体体积:2200()2x x tte e V t y dx dx ππ-⎛⎫+== ⎪⎝⎭⎰⎰ 旋转体的侧面积:0()2tS t π=⎰022x x te e π-⎛+= ⎝⎰022x x t e eπ-⎛+= ⎝⎰022x x te e π-⎛+= ⎝⎰022x x t e e π-⎛+= ⎝⎰022x x te e π-⎛+= ⎝⎰2022x x t e e dx π-⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎰, 所以 ()()S t V t 2020222x x tx x t e e dx e e dx ππ--⎛⎫+ ⎪⎝⎭=⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰⎰2=. (Ⅱ) 在x t =处旋转体的底面积为2()x tF t y π==22x x x te e π-=⎛⎫+= ⎪⎝⎭22t t e e π-⎛⎫+= ⎪⎝⎭,所以20222()lim lim ()2xxt t t t t e e dx S t F t e e ππ-→+∞→+∞-⎛⎫+ ⎪⎝⎭=⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰20222=lim 2x x t t t t e e dx e e -→+∞-'⎛⎫⎛⎫+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭'⎡⎤⎛⎫+⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰ 222lim 222t t t t t t t e e e e e e ---→+∞⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭=lim t t t t t e e e e --→+∞+=-221=lim1t tt e e --→+∞+-1=(19) 【详解】根据要证不等式的形式,可考虑用拉格朗日中值定理或转化为函数不等式用单调性证明.方法1:因为函数()2ln f x x =在()2[,],a b e e⊂上连续,且在(),a b 内可导,所以满足拉格朗日中值定理的条件,对函数()2ln f x x =在[,]a b 上应用拉格朗日中值定理,得()()()22222ln ln ln ln ,b a b a b a e a b e ξξξξ'-=-=- <<<<下证:22ln 4eξξ>. 设t t t ln )(=ϕ,则2ln 1)(ttt -='ϕ,当t e >时,1ln 1ln 0t e -<-= ,即,0)(<'t ϕ 所以)(t ϕ单调减少,又因为2e ξ<,所以)()(2e ϕξϕ>,即2222ln ln ee e =>ξξ,得22ln 4e ξξ> 故 )(4ln ln 222a b ea b ->-. 方法2:利用单调性, 设x ex x 224ln )(-=ϕ,证()x ϕ在区间()2,e e 内严格单调增即可.24ln 2)(e x x x -='ϕ,(222222ln 444()20e e e e e eϕ'=-=-=,)2ln 12)(x x x -=''ϕ,当x e >时,1ln 1ln 0x e -<-=,,0)(<''x ϕ 故)(x ϕ'单调减少,从而当2e x e <<时,2()()0x e ϕϕ''>=,即当2e x e <<时,)(x ϕ单调增加.因此当2e x e <<时,)()(a b ϕϕ>,即a ea b e b 22224ln 4ln ->-, 故 )(4ln ln 222a b ea b ->-. 方法3:设2224()ln ln ()x x a x a eϕ=---, 则2ln 4()2x x x e ϕ'=-,21ln ()2x x x ϕ-''=, ⇒x e >时, 1ln 1ln 0x e -<-=,得()0x ϕ''<, ⇒()x ϕ'在2(,)e e 上单调减少,从而当2e x e <<时,22244()()0x e e eϕϕ''>=-=,⇒()x ϕ在2(,)e e 上单调增加. 从而当2e a x b e <<≤<时, ()()0x a ϕϕ>=.⇒()0b ϕ>,即2224ln ln ()b a b a e->-.(20) 【详解】 本题是标准的牛顿第二定理的应用,列出关系式后再解微分方程即可. 方法1:由题设,飞机质量9000m kg =,着陆时的水平速度h km v /7000=. 从飞机接触跑道开始计时,设t 时刻飞机的滑行距离为()x t ,速度为()v t ,则 0)0(,)0(0==x v v .根据牛顿第二定律,得kv dt dv m -=. 又dxdv v dt dx dx dv dt dv =⋅=. 由以上两式得dv kmdx -=,积分得.)(C v k m t x +-=由于0)0(,)0(0==x v v ,所以0(0)0.m x v C k =-+= 故得0v kmC =,从而)).(()(0t v v kmt x -=当0)(→t v 时,).(05.1100.67009000)(60km k mv t x =⨯⨯=→所以,飞机滑行的最长距离为1.05km. 方法2:根据牛顿第二定律,得 kv dtdvm-=, 分离变量:dv k dt v m =-,两端积分得:1ln kv t C m=-+, 通解:t mk Cev -=,代入初始条件00v vt ==,解得0v C =,故.)(0t mk ev t v -=飞机在跑道上滑行得距离相当于滑行到0v →,对应地t →+∞. 于是由dx vdt =,有00() 1.05().k k t t mmmv mv x v t dt v edt e km kk+∞--+∞+∞===-==⎰⎰ 或由()0kt m dx v t v e dt -==,知)1()(000--==--⎰t m kt t mke mkv dt e v t x ,故最长距离为当∞→t 时,).(05.1)(0km mkv t x =→方法3:由kv dt dv m -= ,dx v dt =,化为x 对t 的求导,得dt dxk dtx d m -=22, 变形为022=+dt dxm k dtx d ,0(0)(0),(0)0v x v x '=== 其特征方程为 02=+λλm k ,解之得mk-==21,0λλ,故.21t m ke C C x -+=由 2000000,kt m t t t t kC dxx v e v dt m-=======-=,得,021km v C C =-= 于是 ).1()(0t mk e kmv t x --=当+∞→t 时,).(05.1)(0km k m v t x =→所以,飞机滑行的最长距离为1.05km .(21)【详解】利用复合函数求偏导和混合偏导的方法直接计算.令 22,xy u x y v e =-=,则22(,)(,)xy z f x y e f u v =-=, 所以2,2u u x y x y ∂∂==-∂∂,,xy xy v v ye xe x y∂∂= =∂∂ 所以z x ∂=∂f u f v u x v x ∂∂∂∂+∂∂∂∂122xy xf ye f ''=+,z y ∂=∂f u f v u y v y∂∂∂∂+∂∂∂∂122xy y f xe f ''=-+ 2z x y ∂=∂∂()122xy z y f xe f x y x⎛⎫∂∂∂''=-+ ⎪∂∂∂⎝⎭11122221222xy xy xy u v u v y f f e f xye f xe f f x x x x ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫''''''''''=-+++++ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭ ()()1112222122222xy xy xy xy xy y xf ye f e f xye f xe xf ye f ''''''''''=-+++++ 2221112222=42()(1)xy xy xy xyf x y e f xye f e xy f '''''''-+-++++(22) 【详解】方法1:对方程组的系数矩阵A 作初等行变换,有11112222aa A nn nn a +⎡⎤⎢⎥+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥+⎣⎦1()(2,)i i i n ⨯-+=行行11112000a a a B naa +⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦对||B 是否为零进行讨论:当0a =时,()1r A n =<,由齐次方程组有非零解的判别定理:设A 是m n ⨯矩阵,齐次方程组0Ax =有非零解的充要条件是()r A n <. 故此方程组有非零解,把0a =代入原方程组,得其同解方程组为,021=+++n x x x ()*此时,()1r A =,故方程组有1n r n -=-个自由未知量. 选23,,,n x x x 为自由未知量,将他们的1n -组值(1,0,,0),(0,1,,0),,(0,0,,1)分别代入()*式,得基础解系,)0,,0,1,1(1T -=η ,)0,,1,0,1(2T -=η,)1,,0,0,1(,1T n -=-η于是方程组的通解为,1111--++=n n k k x ηη 其中11,,-n k k 为任意常数.当0≠a 时,对矩阵B 作初等行变换,有1111210001a B n+⎡⎤⎢⎥-⎢⎥→⎢⎥⎢⎥-⎣⎦(1)12,3i i n ⨯-+=行()(1)0002210001n n a n +⎡⎤+⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦, 可知2)1(+-=n n a 时,n n A r <-=1)(,由齐次方程组有非零解的判别定理, 知方程组也有非零解,把2)1(+-=n n a 代入原方程组,其同解方程组为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+-=+-,0,03,0213121n x nx x x x x 此时,()1r A n =-,故方程组有(1)1n r n n -=--=个自由未知量.选2x 为自由未量,取21x =,由此得基础解系为Tn ),,2,1( =η,于是方程组的通解为ηk x =,其中k 为任意常数.方法2:计算方程组的系数行列式:11112222aa A nn nn a +⎡⎤⎢⎥+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥+⎣⎦000111100022220aa a nnnn ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦矩阵加法 aE =+⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡n n n n 22221111aE Q ∆ +, 下面求矩阵Q 的特征值:11112222E Q nnn n λλλλ---------=----1111201(-)(2,3,,)00i i i n n λλλλλ-----⨯+=-行行(1)1112()1000(2,3,,)n n i i i n λλλ+----⨯+=列列1(1)2n n n λλ-+⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 则Q 的特征值2)1(,0,,0+n n ,由性质:若Ax x λ=,则()(),m m kA x k x A x x λλ==,因此对任意多项式()f x ,()()f A x f x λ=,即()f λ是()f A 的特征值.故,A 的特征值为(1),,,2n n a a a ++, 由特征值的乘积等于矩阵行列式的值,得 A 行列式.)2)1((1-++=n a n n a A 由齐次方程组有非零解的判别定理:设A 是n 阶矩阵,齐次方程组0Ax =有非零解的充要条件是0=A . 可知,当0=A ,即0a =或2)1(+-=n n a 时,方程组有非零解. 当0a =时,对系数矩阵A 作初等行变换,有11112222A nnnn ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦1)(2,)i i i n ⨯-+=行（行1111000000⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦,. 故方程组的同解方程组为,021=+++n x x x此时,()1r A =,故方程组有1n r n -=-个自由未知量.选23,,,n x x x 为自由未知量,将他们的1n -组值(1,0,,0),(0,1,,0),,(0,0,,1)分别代入()*式, 由此得基础解系为,)0,,0,1,1(1T -=η ,)0,,1,0,1(2T -=η,)1,,0,0,1(,1T n -=-η于是方程组的通解为,1111--++=n n k k x ηη 其中11,,-n k k 为任意常数.当2)1(+-=n n a 时, 1111210001aB n+⎡⎤⎢⎥-⎢⎥→⎢⎥⎢⎥-⎣⎦(1)1(2,3)i i n ⨯-+=行(1)0002210001n n a n +⎡⎤+⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦,即 0000210001n⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦,其同解方程组为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+-=+-,0,03,0213121n x nx x x x x 此时,()1r A n =-,故方程组有(1)1n r n n -=--=个自由未知量. 选2x 为自由未量,取21x =,由此得基础解系为T n ),,2,1( =η,于是方程组的通解为ηk x =,其中k 为任意常数.(23) 【详解】A 的特征多项式为12314315E A aλλλλ---=----2(2)021114315aλλλλ---⨯-+----行（）行111(2)14315a λλλ------提出行公因数111(1)2(2)03315a λλλ-⨯-+-----行行 11012(2)033015a λλλ-+-----行行33(2)15a λλλ-=----(2)[(3)(5)3(1)]a λλλ=---++2(2)(8183).a λλλ=--++已知A 有一个二重特征值,有两种情况,(1)2=λ就是二重特征值,(2)若2=λ不是二重根,则28183a λλ-++是一个完全平方(1) 若2=λ是特征方程的二重根,则有,03181622=++-a 解得2a =-. 由 E A λ-2(2)(8183(2))λλλ=--++⨯-2(2)(812)λλλ=--+2(2)(6)0λλ=--=求得A 的特征值为2,2,6, 由1232123123E A -⎡⎤⎢⎥-=-⎢⎥⎢⎥--⎣⎦1231(-1)2,000113000-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦行倍加到行行的倍加到行,知()21E A -=秩,故2=λ对应的线性无关的特征向量的个数为312n r -=-=,等于2=λ的重数. 由矩阵与对角矩阵相似的充要条件:对矩阵的每个特征值,线性无关的特征向量的个数恰好等于该特征值的重根数, 从而A 可相似对角化.(2) 若2=λ不是特征方程的二重根,则a 31882++-λλ为完全平方,从而18316a +=,解得 .32-=a 当32-=a 时,由E A λ-=22(2)(8183())3λλλ=--++⨯-2(2)(816)λλλ=--+2(2)(4)0λλ=--=知A 的特征值为2,4,4,由32341032113E A ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎣⎦1133⨯+行行323103000-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦知()42E A -=秩,故4=λ对应的线性无关的特征向量有321n r -=-=, 不等于4=λ的重数,则由矩阵与对角矩阵相似的充要条件:对矩阵的每个特征值,线性无关的特征向量的个数恰好等于该特征值的重根数, 知A 不可相似对角化.。
2004考研数学一真题及答案解析(统编)
2004年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分.把答案填在题中横线上) (1)曲线ln y x =上与直线1=+y x 垂直的切线方程为__________ . (2)已知(e )e x x f x -'=,且(1)0f =,则()f x =__________ .(3)设L 为正向圆周222=+y x 在第一象限中的部分,则曲线积分⎰-L ydx xdy 2的值为__________.(4)欧拉方程)0(024222>=++x y dx dyx dxy d x 的通解为__________ . (5)设矩阵210120001⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦A ,矩阵B 满足**2=+ABA BA E ,其中*A 为A 的伴随矩阵,E 是单位矩阵,则B =__________ .(6)设随机变量X 服从参数为λ的指数分布,则}{DX X P >= __________ .二、选择题(本题共8小题,每小题4分,满分32分.每小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内)(7)把+→0x 时的无穷小量dt t dt t dt t xx x⎰⎰⎰===03002sin ,tan ,cos 2γβα,使排在后面的是前一个的高阶无穷小,则正确的排列次序是(A)γβα,, (B)βγα,, (C)γαβ,, (D)αγβ,, (8)设函数()f x 连续,且,0)0(>'f 则存在0>δ,使得(A)()f x 在(0,)δ内单调增加 (B)()f x 在)0,(δ-内单调减少 (C)对任意的),0(δ∈x 有()(0)f x f > (D)对任意的)0,(δ-∈x 有()(0)f x f >(9)设∑∞=1n n a 为正项级数,下列结论中正确的是(A)若n n na ∞→lim =0,则级数∑∞=1n n a 收敛(B)若存在非零常数λ,使得λ=∞→n n na lim ,则级数∑∞=1n n a 发散(C)若级数∑∞=1n n a 收敛,则0lim 2=∞→n n a n (D)若级数∑∞=1n n a 发散, 则存在非零常数λ,使得λ=∞→n n na lim(10)设()f x 为连续函数,⎰⎰=t ty dx x f dy t F 1)()(,则)2(F '等于 (A)2(2)f (B)(2)f (C)(2)f - (D) 0(11)设A 是3阶方阵,将A 的第1列与第2列交换得B ,再把B 的第2列加到第3列得C ,则满足=AQ C 的可逆矩阵Q 为(A)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101001010(B)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100101010 (C)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡110001010(D)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100001110 (12)设,A B 为满足=AB O 的任意两个非零矩阵,则必有 (A)A 的列向量组线性相关,B 的行向量组线性相关 (B)A 的列向量组线性相关,B 的列向量组线性相关 (C)A 的行向量组线性相关,B 的行向量组线性相关 (D)A 的行向量组线性相关,B 的列向量组线性相关(13)设随机变量X 服从正态分布(0,1),N 对给定的)10(<<αα,数αu 满足αα=>}{u X P ,若α=<}{x X P ,则x 等于(A)2αu (B)21α-u(C)21α-u (D) α-1u(14)设随机变量)1(,,,21>n X X X n 独立同分布,且其方差为.02>σ 令∑==ni i X n Y 11,则(A)21Cov(,)X Y nσ=(B)21Cov(,)X Y σ=(C)212)(σnn Y X D +=+ (D)211)(σnn Y X D +=-三、解答题(本题共9小题,满分94分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)(15)(本题满分12分) 设2e e a b <<<,证明2224ln ln ()eb a b a ->-.(16)(本题满分11分)某种飞机在机场降落时,为了减少滑行距离,在触地的瞬间,飞机尾部张开减速伞,以增大阻力,使飞机迅速减速并停下.现有一质量为9000kg 的飞机,着陆时的水平速度为700km/h 经测试,减速伞打开后,飞机所受的总阻力与飞机的速度成正比(比例系数为).100.66⨯=k 问从着陆点算起,飞机滑行的最长距离是多少?(注:kg 表示千克,km/h 表示千米/小时)(17)(本题满分12分)计算曲面积分,)1(322233dxdy z dzdx y dydz x I ⎰⎰∑-++=其中∑是曲面)0(122≥--=z y x z 的上侧.(18)(本题满分11分)设有方程10nx nx+-=,其中n为正整数.证明此方程存在惟一正实根n x,并证明当1α>时,级数1nn xα∞=∑收敛.(19)(本题满分12分)设(,)z z x y =是由2226102180x xy y yz z -+--+=确定的函数,求(,)z z x y =的极值点和极值.(20)(本题满分9分)设有齐次线性方程组121212(1)0,2(2)20,(2),()0,nnna x x xx a x xnnx nx n a x++++=⎧⎪++++=⎪≥⎨⎪⎪++++=⎩试问a取何值时,该方程组有非零解,并求出其通解.(21)(本题满分9分)设矩阵12314315a-⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎣⎦A的特征方程有一个二重根,求a的值,并讨论A是否可相似对角化.(22)(本题满分9分)设,A B 为随机事件,且111(),(|),(|)432P A P B A P A B ===,令;,,0,1不发生发生A A X ⎩⎨⎧= .,,0,1不发生发生B B Y ⎩⎨⎧= 求:(1)二维随机变量(,)X Y 的概率分布. (2)X 和Y 的相关系数.XY ρ(23)(本题满分9分) 设总体X 的分布函数为,1,1,0,11),(≤>⎪⎩⎪⎨⎧-=x x x x F ββ其中未知参数n X X X ,,,,121 >β为来自总体X 的简单随机样本,求:(1)β的矩估计量. (2)β的最大似然估计量2004年数学一试题分析、详解和评注一、填空题（本题共6小题，每小题4分，满分24分. 把答案填在题中横线上）（1）曲线y=lnx 上与直线1=+y x 垂直的切线方程为 1-=x y .【分析】 本题为基础题型，相当于已知切线的斜率为1，由曲线y=lnx 的导数为1可确定切点的坐标。
考研数学一真题及答案
考研数学一真题（一）一、填空题（本题共6小题，每小题4分，满分24分。
答案写在题中横线上）(1)曲线的斜渐近线方程为。
【答案】【解析】所以斜渐近线方程为。
综上所述，本题正确答案是。
【考点】高等数学—一元函数微分学—函数图形的凹凸性、拐点及渐近线(2)微分方程满足的解为。
【答案】【解析】原方程等价于所以通解为将代入可得综上所述，本题正确答案是。
【考点】高等数学—常微分方程—一阶线性微分方程(3)设函数,单位向量，则。
【答案】【解析】因为所以综上所述，本题正确答案是。
【考点】高等数学—多元函数微分学—方向导数和梯度(4)设是由锥面与半球面围成的空间区域，是的整个边界的外侧，则。
【答案】。
【解析】综上所述，本题正确答案是。
【考点】高等数学—多元函数积分学—两类曲面积分的概念、性质及计算(5)设均为三维列向量，记矩阵如果，那么。
【答案】2。
【解析】【方法一】【方法二】由于两列取行列式，并用行列式乘法公式，所以综上所述，本题正确答案是2。
【考点】线性代数—行列式—行列式的概念和基本性质，行列式按行(列)展开定理(6)从数中任取一个数，记为，再从中任一个数，记为,则。
【答案】。
【解析】【方法一】先求出的概率分布，因为是等可能的取，故关于的边缘分布必有,而只从中抽取，又是等可能抽取的概率为所以即：X Y12341000200304所以【方法二】1综上所述，本题正确答案是。
【考点】概率论与数理统计—多维随机变量及其分布—二维离散型随机变量的概率分布、边缘分布和条件分布二、选择题（本题共8小题，每小题4分，满分32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
）(7)设函数,则(A)处处可导 (B)恰有一个不可导点 (C)恰有两个不可导点 (D)恰有三个不可导点 【答案】C 。
【解析】 由知由的表达式和其图像可知在处不可导，在其余点均可导。
综上所述，本题正确答案是C 。
【考点】高等数学—一元函数微分学—导数和微分的概念 (8)设是连续函数的一个原函数，表示的充分必要条件是，则必有(A)是偶函数是奇函数 (B)是奇函数是偶函数 (C)是周期函数是周期函数 (D)是单调函数是单调函数【答案】A 。
2004年全国硕士研究生入学统一考试数学试题及答案
2004年全国硕士研究生入学统一考试数学(四)试题及答案一、填空题（本题共6小题，每小题4分，满分24分. 把答案填在题中横线上） (1) 若5)(cos sin lim0=--→b x ae xx x ，则a =1，b =4-.【分析】本题属于已知极限求参数的反问题. 【详解】因为5)(cos sin lim0=--→b x a e xx x ，且0)(cos sin lim 0=-⋅→b x x x ，所以 0)(lim 0=-→a e x x ，得a = 1. 极限化为51)(cos lim )(cos sin lim00=-=-=--→→b b x x xb x a e x x x x ，得b =4.因此，a = 1，b =4.(2) 设1ln arctan 22+-=x xxe e e y ，则1121+-==e e dx dy x .【分析】本题为基础题型，先求导函数即可.【详解】因为)1ln(21arctan 2++-=xxe x e y ，111222++-+='x x xx e e e e y ， 所以，1121+-==e e dx dy x .(3) 设⎪⎩⎪⎨⎧≥-<≤-=21,12121,)(2x x xe x f x ，则21)1(221-=-⎰dx x f .【分析】本题属于求分段函数的定积分，先换元：x1 = t ，再利用对称区间上奇偶函数的积分性质即可. 【详解】令x1 = t ， ⎰⎰⎰--==-121121221)()()1(dt x f dt t f dx x f＝21)21(0)1(12121212-=-+=-+⎰⎰-dx dx xe x .（4） 设⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=100001010A ，AP P B 1-=，其中P 为三阶可逆矩阵, 则=-220042A B ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-100030003 ．【分析】 将B 的幂次转化为A 的幂次, 并注意到2A 为对角矩阵即得答案. 【详解】因为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=1000100012A , P A P B 200412004-=.故E EP P P A P B===--11002212004)(,=-220042A B ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-100030003.(5) 设()33⨯=ija A 是实正交矩阵，且111=a ，Tb )0,0,1(=，则线性方程组b Ax =的解是T)0,0,1(．【分析】利用正交矩阵的性质即可得结果. 【详解】因为 b A x 1-=, 而且()33⨯=ij a A 是实正交矩阵, 于是 1-=A A T , A 的每一个行(列)向量均为单位向量, 所以⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛===-0011312111a a a b A b A x T.(6) 设随机变量X 服从参数为λ的指数分布, 则=>}{DX X Pe1. 【分析】 根据指数分布的分布函数和方差立即得正确答案. 【详解】 由于21λDX =, X 的分布函数为 ⎩⎨⎧≤>-=-.0,0,0,1)(x x e x F x λ故=>}{DX X P =≤-}{1DX X P =≤-}1{1λX P )1(1λF -e1=.二、选择题（本题共6小题，每小题4分，满分24分. 每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，把所选项前的字母填在题后的括号内） (7) 函数2)2)(1()2sin(||)(---=x x x x x x f 在下列哪个区间内有界. (A) (1 , 0). (B) (0 , 1).(C) (1 , 2).(D) (2 , 3). [ A ]【分析】如f (x )在(a , b )内连续，且极限)(lim x f a x +→与)(lim x f b x -→存在，则函数f (x )在(a , b )内有界. 【详解】当x0 , 1 , 2时，f (x )连续，而183sin )(lim1-=+-→x f x ，42sin )(lim 0-=-→x f x ，42sin )(lim 0=+→x f x ，∞=→)(lim 1x f x ，∞=→)(lim 2x f x ， 所以，函数f (x )在( 1 , 0)内有界，故选(A).(8) 设f (x )在(, +)内有定义，且a x f x =∞→)(lim ，⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,00,)1()(x x xf xg ，则 (A) x = 0必是g (x )的第一类间断点. (B) x = 0必是g (x )的第二类间断点.(C) x = 0必是g (x )的连续点.(D) g (x )在点x = 0处的连续性与a 的取值有关. [ D ] 【分析】考查极限)(lim 0x g x →是否存在，如存在，是否等于g (0)即可，通过换元xu 1=， 可将极限)(lim 0x g x →转化为)(lim x f x ∞→.【详解】因为)(lim )1(lim )(lim 0u f x f x g u x x ∞→→→=== a (令xu 1=)，又g (0) = 0，所以，当a = 0时，)0()(lim 0g x g x =→，即g (x )在点x = 0处连续，当a0时，)0()(lim 0g x g x ≠→，即x = 0是g (x )的第一类间断点，因此，g (x )在点x = 0处的连续性与a 的取值有关，故选(D). (9) 设f (x ) = |x (1 x )|，则(A) x = 0是f (x )的极值点，但(0 , 0)不是曲线y = f (x )的拐点. (B) x = 0不是f (x )的极值点，但(0 , 0)是曲线y = f (x )的拐点. (C) x = 0是f (x )的极值点，且(0 , 0)是曲线y = f (x )的拐点.(D) x = 0不是f (x )的极值点，(0 , 0)也不是曲线y = f (x )的拐点. [ C ] 【分析】由于f (x )在x = 0处的一、二阶导数不存在，可利用定义判断极值情况，考查f (x )在x = 0的左、右两侧的二阶导数的符号，判断拐点情况. 【详解】设0 < < 1，当x ( , 0) (0 , )时，f (x ) > 0，而f (0) = 0，所以x = 0是f (x )的极小值点.显然，x = 0是f (x )的不可导点. 当x ( , 0)时，f (x ) = x (1 x )，02)(>=''x f ，当x(0 ,)时，f (x ) = x (1x )，02)(<-=''x f ，所以(0 , 0)是曲线y = f (x )的拐点. 故选(C).(10) 设⎪⎩⎪⎨⎧<-=>=0,10,00,1)(x x x x f ，⎰=x dt t f x F 0)()(，则(A) F (x )在x = 0点不连续. (B) F (x )在( , +)内连续，但在x = 0点不可导. (C) F (x )在( , +)内可导，且满足)()(x f x F ='.(D) F (x )在(, +)内可导，但不一定满足)()(x f x F ='.[ B ]【分析】先求分段函数f (x )的变限积分⎰=xdt t f x F 0)()(，再讨论函数F (x )的连续性与可导性即可.【详解】当x < 0时，x dt x F x-=-=⎰0)1()(；当x > 0时，x dt x F x==⎰01)(，当x = 0时，F (0) = 0. 即F (x ) = |x |，显然，F (x )在(, +)内连续，但在x = 0点不可导. 故选(B).(11) 设)(x f '在[a , b]上连续，且0)(,0)(<'>'b f a f ，则下列结论中错误的是 (A) 至少存在一点),(0b a x ∈，使得)(0x f > f (a ). (B) 至少存在一点),(0b a x ∈，使得)(0x f > f (b ). (C) 至少存在一点),(0b a x ∈，使得0)(0='x f .(D) 至少存在一点),(0b a x ∈，使得)(0x f = 0.[ D ]【分析】利用介值定理与极限的保号性可得到三个正确的选项，由排除法可选出错误选项. 【详解】首先，由已知)(x f '在[a , b]上连续，且0)(,0)(<'>'b f a f ，则由介值定理，至少存在一点),(0b a x ∈，使得0)(0='x f ；另外，0)()(lim)(>--='+→ax a f x f a f a x ，由极限的保号性，至少存在一点),(0b a x ∈使得0)()(00>--ax a f x f ，即)()(0a f x f >. 同理，至少存在一点),(0b a x ∈使得)()(0b f x f >. 所以，(A) (B) (C)都正确，故选(D).(12) 设n 阶矩阵A 与B 等价, 则必须(A) 当)0(||≠=a a A 时, a B =||. (B) 当)0(||≠=a a A 时, a B -=||. (C) 当0||≠A 时, 0||=B . (D) 当0||=A 时, 0||=B . [ D ] 【分析】 利用矩阵A 与B 等价的充要条件: )()(B r A r =立即可得.【详解】因为当0||=A 时, n A r <)(, 又A 与B 等价, 故n B r <)(, 即0||=B , 从而选 (D).(13) 设随机变量X 服从正态分布)1,0(N , 对给定的)1,0(∈α, 数αu 满足αu X P α=>}{, 若αx X P =<}|{|, 则x 等于(A) 2αu . (B) 21αu - . (C) 21αu-. (D) αu -1. [ B ]【分析】 利用标准正态分布密度曲线的对称性和几何意义即得. 【详解】 由αx X P =<}|{|, 以及标准正态分布密度曲线的对称性可得21}{αx X P -=>. 故正确答案为(B).(14) 设随机变量n X X X ,,,21Λ)1(>n 独立同分布，且方差02>σ．令随机变量∑==ni i X n Y 11， 则(A) 212)(σn n Y X D +=+． (B) 212)(σnn Y X D +=-． (C) nσY X Cov 21),(=． (D) 21),(σY X Cov =． [ C ]【分析】 利用协方差的性质立即得正确答案..【详解】 由于随机变量n X X X ,,,21Λ)1(>n 独立同分布, 于是可得),(1)1,(),(11111∑∑====ni i n i i X X Cov n X n X Cov Y X Cov),(1),(11111X X Cov nX X Cov n n i i ==∑=211)(1σnX D n ==. 故正确答案为(C).三、解答题(本题共9小题，满分94分. 解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) (15) (本题满分8分)求)cos sin 1(lim 2220x xx x -→. 【分析】先通分化为“”型极限，再利用等价无穷小与罗必达法则求解即可. 【详解】xx xx x x x x x x 2222202220sin cos sin lim )cos sin 1(lim -=-→→ =30422044sin 212lim 2sin 41lim x xx x x x x x -=-→→. 346)4(21lim 64cos 1lim 22020==-=→→xx x x x x . (16) (本题满分8分)求⎰⎰++Dd y y x σ)(22，其中D 是由圆422=+y x 和1)1(22=++y x 所围成的平面区域(如图).【分析】首先，将积分区域D 分为大圆}4|),{(221≤+=y x y x D 减去小圆}1)1(|),{(222≤++=y x y x D ，再利用对称性与极坐标计算即可.【详解】令}1)1(|),{(},4|),{(222221≤++=≤+=y x y x D y x y x D ，由对称性，0=⎰⎰Dyd σ.⎰⎰⎰⎰⎰⎰+-+=+21222222D D Dd y x d y x d y x σσσ⎰⎰⎰⎰--=θπππθθcos 20223220220dr r d dr r d .)23(916932316-=-=ππ所以，)23(916)(22-=++⎰⎰πσDd y y x . (17) (本题满分8分)设f (u , v )具有连续偏导数，且满足uv v u f v u f v u='+'),(),(. 求),()(2x x f e x y x -=所满足的一阶微分方程，并求其通解.【分析】先求y '，利用已知关系uv v u f v u f v u='+'),(),(，可得到关于y 的一阶微分方程. 【详解】x v x ux x e x y x x f e x x f e x x f e y 222222),(),(),(2----+-='+'+-='， 因此，所求的一阶微分方程为x e x y y 222-=+'.解得 x dxx dx e C x C dx e e x e y 232222)31()(---+=+⎰⎰=⎰(C 为任意常数).(18) (本题满分9分) 设某商品的需求函数为Q = 100 5P ，其中价格P (0 , 20)，Q 为需求量.(I) 求需求量对价格的弹性d E (d E > 0)；(II) 推导)1(d E Q dPdR-=(其中R 为收益)，并用弹性d E 说明价格在何范围内变化时， 降低价格反而使收益增加. 【分析】由于d E > 0，所以dP dQ Q P E d =；由Q = PQ 及dPdQQ P E d =可推导 )1(d E Q dPdR-=. 【详解】(I) PPdP dQ Q P E d -==20. (II) 由R = PQ ，得)1()1(d E Q dPdQ Q P Q dP dQ P Q dP dR -=+=+=. 又由120=-=PPE d ，得P = 10.当10 < P < 20时，d E > 1，于是0<dPdR，故当10 < P < 20时，降低价格反而使收益增加.【评注】当d E > 0时，需求量对价格的弹性公式为dPdQQ P dP dQ Q P E d -==.利用需求弹性分析收益的变化情况有以下四个常用的公式：Qdp E dR d )1(-=，Q E dpdRd )1(-=，p E dQ dR d )11(-=， d E EpER-=1(收益对价格的弹性). (19) (本题满分9分)设⎪⎩⎪⎨⎧>≤=-0,0,)(22x ex e x F x x ，S 表示夹在x 轴与曲线y = F (x )之间的面积. 对任何t > 0，)(1t S 表示矩形txt ，0yF (t )的面积. 求(I) S (t ) = S)(1t S 的表达式；(II) S (t )的最小值.【分析】曲线y = F (x )关于y 轴对称，x 轴与曲线y = F (x )围成一无界区域，所以， 面积S 可用广义积分表示. 【详解】(I) 120202=-==+∞-∞+-⎰x xedx e S ，t te t S 212)(-=，因此t te t S 221)(--=，t(0 , +).(II) 由于t e t t S 2)21(2)(---='，故S (t )的唯一驻点为21=t ， 又t e t t S 2)1(8)(--=''，04)21(>=''eS ，所以，eS 11)21(-=为极小值，它也是最小值.(20) (本题满分13分)设线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+++++=+++=+++,14)4()2(3,022,0432143214321x x μx λx x x x x x x μx λx 已知T)1,1,1,1(--是该方程组的一个解，试求(Ⅰ) 方程组的全部解，并用对应的齐次线性方程组的基础解系表示全部解； (Ⅱ) 该方程组满足32x x =的全部解．【分析】 含未知参数的线性方程组的求解, 当系数矩阵为非方阵时一般用初等行变换法化增广矩阵为阶梯形, 然后对参数进行讨论. 由于本题已知了方程组的一个解, 于是可先由它来(部分)确定未知参数.【详解】 将T)1,1,1,1(--代入方程组，得μλ=．对方程组的增广矩阵A 施以初等行变换, 得⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=1212)12(2001131012011422302112011λλλλλλλλλλA ，(Ⅰ) 当21≠λ时，有 ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--→2121100212101001001A ， 43)()(<==A r A r ，故方程组有无穷多解，且T ξ)0,21,21,0(0-=为其一个特解，对应的齐次线性方程组的基础解系为 Tη)2,1,1,2(--=，故方程组的全部解为T Tk ηk ξξ)2,1,1,2()0,21,21,0(0--+-=+= (k 为任意常数)．当21=λ时，有⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--→00000113102121101A ， 42)()(<==A r A r ，故方程组有无穷多解，且T ξ)0,0,1,21(0-=为其一个特解，对应的齐次线性方程组的基础解系为 Tη)0,1,3,1(1-=，Tη)2,0,2,1(2--=, 故方程组的全部解为T T T k k ηk ηk ξξ)2,0,2,1()0,1,3,1()0,0,1,21(2122110--+-+-=++=(21,k k 为任意常数)．(Ⅱ) 当21≠λ时，由于32x x =，即 k k -=+-2121，解得 21=k ， 故方程组的解为 T T T ξ)1,0,0,1()2,1,1,2(21)0,21,21,1(-=--+-= ．当21=λ时， 由于32x x =，即 121231k k k =--， 解得 212141k k -=，故方程组的全部解为 T T T k k ξ)2,0,2,1()0,1,3,1)(2141()0,0,1,21(22--+--+-=T T k )2,21,21,23()0,41,41,41(2---+-=， (2k 为任意常数)．(2) 对于题(Ⅱ), 实际上就是在原来方程组中增加一个方程, 此时新的方程组当21≠λ时有惟一解, 当21=λ时有无穷多解. (3) 在题(Ⅱ)中，当21=λ时，解得12221k k -=，方程组的全部解也可以表示为T T k ξ)4,1,1,3()1,0,0,1(1-+-=， (1k 为任意常数)．(21) (本题满分13分)设三阶实对称矩阵A 的秩为2，621==λλ是A 的二重特征值．若T α)0,1,1(1=, T α)1,1,2(2=, T α)3,2,1(3--=, 都是A 的属于特征值6的特征向量．(Ⅰ) 求A 的另一特征值和对应的特征向量；(Ⅱ) 求矩阵A ． 【分析】 由矩阵A 的秩为2, 立即可得A 的另一特征值为0. 再由实对称矩阵不同特征值所对应的特征向量正交可得相应的特征向量, 此时矩阵A 也立即可得.【详解】 (Ⅰ) 因为621==λλ是A 的二重特征值，故A 的属于特征值6的线性无关的特征向量有2个．由题设知T α)0,1,1(1=，Tα)1,1,2(2=为A 的属于特征值6的线性无关特征向量．又A 的秩为2，于是0||=A ，所以A 的另一特征值03=λ．设03=λ所对应的特征向量为Tx x x α),,(321=，则有 01=ααT，02=ααT，即⎩⎨⎧=++=+,02,032121x x x x x 得基础解系为Tα)1,1,1(-=，故A 的属于特征值03=λ全部特征向量为T k αk )1,1,1(-= (k 为任意不为零的常数)．(Ⅱ) 令矩阵),,(21αααP =，则⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-0661AP P ，所以1066-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=P P A ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=3131313231311100661******** ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=422242224． (22) (本题满分13分)设A ,B 为两个随机事件,且41)(=A P , 31)|(=AB P , 21)|(=B A P , 令 ⎩⎨⎧=不发生，，发生，A A X 0,1 ⎩⎨⎧=.0,1不发生，发生，B B Y 求(Ⅰ) 二维随机变量),(Y X 的概率分布; (Ⅱ) X 与Y 的相关系数 XY ρ; (Ⅲ) 22Y X Z +=的概率分布.【分析】本题的关键是求出),(Y X 的概率分布，于是只要将二维随机变量),(Y X 的各取值对转化为随机事件A 和B 表示即可．【详解】 (Ⅰ) 因为 121)|()()(==A B P A P AB P ， 于是 61)|()()(==B A P AB P B P ， 则有 121)(}1,1{====AB P Y X P ， 61)()()(}0,1{=-====AB P A P B A P Y X P ， 121)()()(}1,0{=-====AB P B P B A P Y X P ，32)]()()([1)(1)(}0,0{=-+-=⋃-=⋅===AB P B P A P B A P B A P Y X P ， ( 或 32121611211}0,0{=---===Y X P )， 即),(Y X 的概率分布为：(Ⅱ) 方法一：因为 41)(==A P EX ，61)(==B P EY ，121)(=XY E ， 41)(2==A P EX ，61)(2==B P EY ，163)(22=-=EX EX DX ，165)(22=-=EY EY DY ，241)(),(=-=EXEY XY E Y X Cov ，所以X 与Y 的相关系数 1515151),(==⋅=DYDX Y X Cov ρXY ． 方法二： X, Y 的概率分布分别为X 0 1 Y 0 1P 43 41 P 65 61 则61,41==EY EX ，163=DX ，DY=365, E(XY)=121,故 241)(),(=⋅-=EY EX XY E Y X Cov ，从而.1515),(=⋅=DYDX Y X Cov XY ρ (Ⅲ) Z 的可能取值为：0，1，2 ．32}0,0{}0{=====Y X P Z P ， 41}1,0{}0,1{}1{===+====Y X P Y X P Z P ， 121}1,1{}2{=====Y X P Z P ， 即Z 的概率分布为：(23) (本题满分13分)设随机变量X 在区间)1,0(上服从均匀分布，在)10(<<=x x X 的条件下，随机变量Y 在区间),0(x 上服从均匀分布，求(Ⅰ) 随机变量X 和Y 的联合概率密度；(Ⅱ) Y 的概率密度； (Ⅲ) 概率}1{>+Y X P ．【分析】正确理解已知条件, 即条件密度是求解本题的关键. 【详解】 (Ⅰ) X 的概率密度为 ⎩⎨⎧<<=其他，，，010,1)(x x f X在)10(<<=x x X 的条件下，Y 的条件概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧<<=其他，，，00,1)|(|x y x x y f X Y当10<<<x y 时，随机变量X 和Y 的联合概率密度为 xx y f x f y x f X Y X 1)|()(),(|== 在其它点),(y x 处，有0),(=y x f ，即⎪⎩⎪⎨⎧<<<=．x y x y x f 其他，，010,1),((Ⅱ) 当10<<y 时，Y 的概率密度为⎰⎰-===+∞∞-1ln 1),()(y Y y dx xdx y x f y f ； 当0≤y 或1≥y 时，0)(=y f Y ．因此 ⎩⎨⎧<<-=．y y y f Y 其他，，010,ln )((Ⅲ) ⎰⎰⎰⎰->+==>+xx Y X dy xdx dxdy y x f Y X P 112111),(}1{ 2ln 1)12(121-=-=⎰dx x ．。
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2004年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试卷一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分.把答案填在题中横线上) (1)曲线ln y x =上与直线1=+y x 垂直的切线方程为__________ . (2)已知(e )e x x f x -'=,且(1)0f =,则()f x =__________ .(3)设L 为正向圆周222=+y x 在第一象限中的部分,则曲线积分⎰-L ydx xdy 2的值为__________.(4)欧拉方程)0(024222>=++x y dx dyx dxy d x 的通解为__________ . (5)设矩阵210120001⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦A ,矩阵B 满足**2=+ABA BA E ,其中*A 为A 的伴随矩阵,E 是单位矩阵,则B =__________ .(6)设随机变量X 服从参数为λ的指数分布,则}{DX X P >= __________ .二、选择题(本题共8小题,每小题4分,满分32分.每小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内)(7)把+→0x 时的无穷小量dt t dt t dt t xx x⎰⎰⎰===03002sin ,tan ,cos 2γβα,使排在后面的是前一个的高阶无穷小,则正确的排列次序是(A)γβα,, (B)βγα,, (C)γαβ,, (D)αγβ,, (8)设函数()f x 连续,且,0)0(>'f 则存在0>δ,使得(A)()f x 在(0,)δ内单调增加 (B)()f x 在)0,(δ-内单调减少 (C)对任意的),0(δ∈x 有()(0)f x f > (D)对任意的)0,(δ-∈x 有()(0)f x f >(9)设∑∞=1n n a 为正项级数,下列结论中正确的是(A)若n n na ∞→lim =0,则级数∑∞=1n n a 收敛 (B)若存在非零常数λ,使得λ=∞→n n na lim ,则级数∑∞=1n n a 发散 (C)若级数∑∞=1n n a 收敛,则0lim 2=∞→n n a n (D)若级数∑∞=1n n a 发散, 则存在非零常数λ,使得λ=∞→n n na lim (10)设()f x 为连续函数,⎰⎰=t ty dx x f dy t F 1)()(,则)2(F '等于 (A)2(2)f (B)(2)f (C)(2)f - (D) 0(11)设A 是3阶方阵,将A 的第1列与第2列交换得B ,再把B 的第2列加到第3列得C ,则满足=AQ C 的可逆矩阵Q 为(A)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101001010(B)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100101010 (C)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡110001010(D)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100001110 (12)设,A B 为满足=AB O 的任意两个非零矩阵,则必有 (A)A 的列向量组线性相关,B 的行向量组线性相关 (B)A 的列向量组线性相关,B 的列向量组线性相关 (C)A 的行向量组线性相关,B 的行向量组线性相关 (D)A 的行向量组线性相关,B 的列向量组线性相关(13)设随机变量X 服从正态分布(0,1),N 对给定的)10(<<αα,数αu 满足αα=>}{u X P ,若α=<}{x X P ,则x 等于(A)2αu (B)21α-u(C)21α-u (D) α-1u(14)设随机变量)1(,,,21>n X X X n 独立同分布,且其方差为.02>σ 令∑==ni i X n Y 11,则(A)21Cov(,)X Y nσ= (B)21Cov(,)X Y σ=(C)212)(σnn Y X D +=+ (D)211)(σnn Y X D +=-三、解答题(本题共9小题,满分94分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)(15)(本题满分12分) 设2e e a b <<<,证明2224ln ln ()e b a b a ->-.(16)(本题满分11分)某种飞机在机场降落时,为了减少滑行距离,在触地的瞬间,飞机尾部张开减速伞,以增大阻力,使飞机迅速减速并停下.现有一质量为9000kg的飞机,着陆时的水平速度为700km/h 经测试,减速伞打开后,飞机所受的总阻力与飞机的速度成正比(比例系数为).k问从着陆点=10⨯0.66算起,飞机滑行的最长距离是多少?(注:kg表示千克,km/h表示千米/小时)(17)(本题满分12分)计算曲面积分,)1(322233dxdy z dzdx y dydz x I ⎰⎰∑-++=其中∑是曲面)0(122≥--=z y x z 的上侧.(18)(本题满分11分)设有方程10nx nx+-=,其中n为正整数.证明此方程存在惟一正实根n x,并证明当1α>时,级数1nn xα∞=∑收敛.(19)(本题满分12分)设(,)z z x y =是由2226102180x xy y yz z -+--+=确定的函数,求(,)z z x y =的极值点和极值.(20)(本题满分9分)设有齐次线性方程组121212(1)0,2(2)20,(2),()0,nnna x x xx a x xnnx nx n a x++++=⎧⎪++++=⎪≥⎨⎪⎪++++=⎩试问a取何值时,该方程组有非零解,并求出其通解.(21)(本题满分9分)设矩阵12314315a-⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎣⎦A的特征方程有一个二重根,求a的值,并讨论A是否可相似对角化.(22)(本题满分9分)设,A B 为随机事件,且111(),(|),(|)432P A P B A P A B ===,令;,,0,1不发生发生A A X ⎩⎨⎧= .,,0,1不发生发生B B Y ⎩⎨⎧= 求:(1)二维随机变量(,)X Y 的概率分布. (2)X 和Y 的相关系数.XY ρ(23)(本题满分9分) 设总体X 的分布函数为,1,1,0,11),(≤>⎪⎩⎪⎨⎧-=x x x x F ββ其中未知参数n X X X ,,,,121 >β为来自总体X 的简单随机样本,求:(1)β的矩估计量. (2)β的最大似然估计量2004年数学一试题分析、详解和评注一、填空题（本题共6小题，每小题4分，满分24分. 把答案填在题中横线上）（1）曲线y=lnx 上与直线1=+y x 垂直的切线方程为 1-=x y .【分析】 本题为基础题型，相当于已知切线的斜率为1，由曲线y=lnx 的导数为1可确定切点的坐标。
【详解】 由11)(ln =='='xx y ，得x=1, 可见切点为)0,1(，于是所求的切线方程为 )1(10-⋅=-x y ， 即 1-=x y .【评注】 本题也可先设切点为)ln ,(00x x ，曲线y=lnx 过此切点的导数为11=='=x y x x ，得10=x ，由此可知所求切线方程为)1(10-⋅=-x y ， 即 1-=x y .本题比较简单，类似例题在一般教科书上均可找到. （2）已知x x xe e f -=')(，且f(1)=0, 则f(x)=2)(ln 21x . 【分析】 先求出)(x f '的表达式，再积分即可。
【详解】 令t e x=，则t x ln =，于是有t t t f ln )(='， 即 .ln )(xxx f =' 积分得 C x dx x x x f +==⎰2)(ln 21ln )(. 利用初始条件f(1)=0, 得C=0，故所求函数为f(x)= 2)(ln 21x .【评注】 本题属基础题型，已知导函数求原函数一般用不定积分。
完全类似的例题见《数学复习指南》P89第8题, P90第11题.（3）设L 为正向圆周222=+y x 在第一象限中的部分，则曲线积分⎰-Lydx xdy 2的值为π23 . 【分析】 利用极坐标将曲线用参数方程表示，相应曲线积分可化为定积分。
【详解】 正向圆周222=+y x 在第一象限中的部分，可表示为.20:,sin 2,cos 2πθθθ→⎩⎨⎧==y x于是θθθθθπd y d x x d y L]s i n 2s i n 22c o s 2c o s 2[220⋅+⋅=-⎰⎰=.23sin 2202πθθππ=+⎰d 【评注】 本题也可添加直线段，使之成为封闭曲线，然后用格林公式计算，而在添加的线段上用参数法化为定积分计算即可.完全类似例题见《数学题型集粹与练习题集》P143例10.11，《考研数学大串讲》P122例5、例7 .（4）欧拉方程)0(024222>=++x y dx dyx dx y d x 的通解为 221x c x c y +=.【分析】 欧拉方程的求解有固定方法，作变量代换te x =化为常系数线性齐次微分方程即可。
【详解】 令te x =，则dtdyx dt dy e dx dt dt dy dx dy t 1==⋅=-， ][11122222222dt dydty d x dx dt dt y d x dt dy x dx y d -=⋅+-=， 代入原方程，整理得02322=++y dt dydt y d ，解此方程，得通解为 .221221xc x c e c ec y t t+=+=-- 【评注】 本题属基础题型，也可直接套用公式，令te x =，则欧拉方程)(222x f cy dx dybx dxy d ax =++， 可化为 ).(][22t e f cy dt dyb dt dy dty d a =++- 完全类似的例题见《数学复习指南》P171例6.19, 《数学题型集粹与练习题集》P342第六题.，《考研数学大串讲》P75例12.（5）设矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100021012A ，矩阵B 满足E BA ABA +=**2，其中*A 为A 的伴随矩阵，E 是单位矩阵，则=B91. 【分析】 可先用公式E A A A =*进行化简 【详解】 已知等式两边同时右乘A ，得A A BA A ABA +=**2， 而3=A ，于是有 AB AB +=63， 即 A B E A =-)63(，再两边取行列式，有363==-A B E A ，而 2763=-E A ，故所求行列式为.91=B【评注】 先化简再计算是此类问题求解的特点，而题设含有伴随矩阵*A ，一般均应先利用公式E A AA A A ==**进行化简。
完全类似例题见《数学最后冲刺》P107例2，P118例9 （6）设随机变量X 服从参数为λ的指数分布，则}{DX X P >=e1 . 【分析】 已知连续型随机变量X 的分布，求其满足一定条件的概率，转化为定积分计算即可。