大连理工大学2005硕士研究生考试数学分析试题及解答
考研数学一真题含解析
2005年考研数学一真题一、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122+=x x y の斜渐近线方程为 _____________.（2）微分方程x x y y x ln 2=+'满足91)1(-=y の解为. ____________.（3）设函数181261),,(222z y x z y x u +++=，单位向量}1,1,1{31=n ρ，则)3,2,1(nu∂∂=.________.（4）设Ω是由锥面22y x z +=与半球面222y x R z --=围成の空间区域，∑是Ωの整个边界の外侧，则⎰⎰∑=++zdxdy ydzdx xdydz ____________.（5）设321,,ααα均为3维列向量，记矩阵),,(321ααα=A ，)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B ， 如果1=A ，那么=B ..（6）从数1,2,3,4中任取一个数，记为X, 再从X ,,2,1Λ中任取一个数，记为Y, 则}2{=Y P =____________.二、选择题（本题共8小题，每小题4分，满分32分. 每小题给出の四个选项中，只有一项符合题目要求，把所选项前の字母填在题后の括号内）（7）设函数n nn xx f 31lim )(+=∞→，则f(x)在),(+∞-∞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. [ ] （8）设F(x)是连续函数f(x)の一个原函数，""N M ⇔表示“M の充分必要条件是N ”，则必有(A) F(x)是偶函数⇔f(x)是奇函数. （B ） F(x)是奇函数⇔f(x)是偶函数.(C) F(x)是周期函数⇔f(x)是周期函数.(D) F(x)是单调函数⇔f(x)是单调函数. [ ] （9）设函数⎰+-+-++=yx yx dt t y x y x y x u )()()(),(ψϕϕ, 其中函数ϕ具有二阶导数，ψ 具有一阶导数，则必有(A) 2222y u x u ∂∂-=∂∂. （B ） 2222yu x u ∂∂=∂∂.(C) 222y uy x u ∂∂=∂∂∂. (D) 222x u y x u ∂∂=∂∂∂. [ ] （10）设有三元方程1ln =+-xze y z xy ，根据隐函数存在定理，存在点(0,1,1)の一个邻域，在此邻域内该方程(A) 只能确定一个具有连续偏导数の隐函数z=z(x,y). (B) 可确定两个具有连续偏导数の隐函数x=x(y,z)和z=z(x,y). (C) 可确定两个具有连续偏导数の隐函数y=y(x,z)和z=z(x,y).(D) 可确定两个具有连续偏导数の隐函数x=x(y,z)和y=y(x,z). [ ] （11）设21,λλ是矩阵A の两个不同の特征值，对应の特征向量分别为21,αα，则1α，)(21αα+A 线性无关の充分必要条件是(A) 01≠λ. (B) 02≠λ. (C) 01=λ. (D) 02=λ. [ ] （12）设A 为n （2≥n ）阶可逆矩阵，交换A の第1行与第2行得矩阵B, **,B A 分别为A,B の伴随矩阵，则(A) 交换*A の第1列与第2列得*B . (B) 交换*A の第1行与第2行得*B . (C) 交换*A の第1列与第2列得*B -. (D) 交换*A の第1行与第2行得*B -.[ ]（13）设二维随机变量(X,Y) の概率分布为 X Y 0 1 0 a 1 b 已知随机事件}0{=X与}1{=+Y X 相互独立，则(A) a=, b= (B) a=, b=(C) a=, b= (D) a=, b= [ ]（14）设)2(,,,21≥n X X X n Λ为来自总体N(0,1)の简单随机样本，X 为样本均值，2S 为样本方差，则(A) )1,0(~N X n (B) ).(~22n nSχ(C) )1(~)1(--n t SXn (D) ).1,1(~)1(2221--∑=n F X X n n i i [ ] 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11分）设}0,0,2),{(22≥≥≤+=y x y x y x D，]1[22y x ++表示不超过221y x ++の最大整数.计算二重积分⎰⎰++Ddxdy y x xy .]1[22 （16）（本题满分12分） 求幂级数∑∞=--+-121))12(11()1(n n n x n n の收敛区间与和函数f(x).（17）（本题满分11分）如图，曲线C の方程为y=f(x)，点(3,2)是它の一个拐点，直线1l 与2l 分别是曲线C 在点(0,0)与(3,2)处の切线，其交点为(2,4). 设函数f(x)具有三阶连续导数，计算定积分⎰'''+32.)()(dx x f x x（18）（本题满分12分）已知函数f(x)在[0，1]上连续，在(0,1)内可导，且f(0)=0,f(1)=1. 证明： （I ）存在),1,0(∈ξ使得ξξ-=1)(f ；（II ）存在两个不同の点)1,0(,∈ζη，使得.1)()(=''ζηf f（19）（本题满分12分）设函数)(y ϕ具有连续导数，在围绕原点の任意分段光滑简单闭曲线L 上，曲线积分⎰++Lyx xydydx y 4222)(ϕの值恒为同一常数.（I ）证明：对右半平面x>0内の任意分段光滑简单闭曲线C ，有022)(42=++⎰Cy x xydydx y ϕ；（II ）求函数)(y ϕの表达式. （20）（本题满分9分）已知二次型21232221321)1(22)1()1(),,(x x a x x a x a x x x f +++-+-=の秩为2. （I ） 求a の值； （II ） 求正交变换Qy x=，把),,(321x x x f 化成标准形；（III ） 求方程),,(321x x x f =0の解. （21）（本题满分9分）已知3阶矩阵A の第一行是c b a c b a ,,),,,(不全为零，矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=k B 63642321（k 为常数），且AB=O, 求线性方程组Ax=0の通解..（22）（本题满分9分）设二维随机变量(X,Y)の概率密度为求：（I ） (X,Y)の边缘概率密度)(),(y f x f Y X ； （II ）Y X Z-=2の概率密度).(z f Z（23）（本题满分9分）设)2(,,,21>n X X X n Λ为来自总体N(0,1)の简单随机样本，X 为样本均值，记.,,2,1,n i X X Y i i Λ=-=求：（I ） i Y の方差n i DY i ,,2,1,Λ=； （II ）1Y 与n Y の协方差).,(1n Y Y Cov2005年考研数学一真题解析一、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122+=x x y の斜渐近线方程为 .4121-=x y【分析】 本题属基本题型，直接用斜渐近线方程公式进行计算即可.【详解】 因为a=212lim )(lim22=+=∞→∞→x x x x x f x x ， []41)12(2lim)(lim -=+-=-=∞→∞→x x ax x f b x x ，于是所求斜渐近线方程为.4121-=x y （2）微分方程x x y y x ln 2=+'满足91)1(-=y の解为.91ln 31x x x y -=.【分析】直接套用一阶线性微分方程)()(x Q y x P y =+'の通解公式：⎰+⎰⎰=-])([)()(C dx e x Q e y dxx P dx x P ， 再由初始条件确定任意常数即可.【详解】 原方程等价为x y xy ln 2=+'， 于是通解为 ⎰⎰+⋅=+⎰⋅⎰=-]ln [1]ln [2222C xdx x xC dx ex ey dxx dxx =2191ln 31x C x x x +-， 由91)1(-=y 得C=0，故所求解为.91ln 31x x x y -=（3）设函数181261),,(222z y x z y x u +++=，单位向量}1,1,1{31=n ρ，则)3,2,1(n u∂∂=33. 【分析】 函数u(x,y,z)沿单位向量γβαcos ,cos ,{cos =nρ}の方向导数为：γβαcos cos cos zu y u x u n u ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂ 因此，本题直接用上述公式即可.【详解】 因为3x x u =∂∂，6y y u =∂∂，9zz u =∂∂，于是所求方向导数为)3,2,1(nu ∂∂=.33313131313131=⋅+⋅+⋅ （4）设Ω是由锥面22y x z+=与半球面222y x R z --=围成の空间区域，∑是Ωの整个边界の外侧，则⎰⎰∑=++zdxdy ydzdx xdydz 3)221(2R -π. 【分析】本题∑是封闭曲面且取外侧，自然想到用高斯公式转化为三重积分，再用球面（或柱面）坐标进行计算即可.【详解】⎰⎰∑=++zdxdy ydzdx xdydz ⎰⎰⎰Ωdxdydz 3=.)221(2sin 3320402R d d d R⎰⎰⎰-=πππθϕϕρρ （5）设321,,ααα均为3维列向量，记矩阵),,(321ααα=A ，)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B ， 如果1=A ，那么=B 2 .【分析】 将B 写成用A 右乘另一矩阵の形式，再用方阵相乘の行列式性质进行计算即可. 【详解】 由题设，有=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡941321111),,(321ααα， 于是有.221941321111=⨯=⋅=A B（6）从数1,2,3,4中任取一个数，记为X, 再从X ,,2,1Λ中任取一个数，记为Y, 则}2{=Y P =4813. 【分析】 本题涉及到两次随机试验，想到用全概率公式, 且第一次试验の各种两两互不相容の结果即为完备事件组或样本空间の划分.【详解】 }2{=YP =}12{}1{===X Y P X P +}22{}2{===X Y P X P+}32{}3{===X Y P X P +}42{}4{===X Y P X P=.4813)4131210(41=+++⨯ 二、选择题（本题共8小题，每小题4分，满分32分. 每小题给出の四个选项中，只有一项符合题目要求，把所选项前の字母填在题后の括号内）（7）设函数n nn xx f 31lim )(+=∞→，则f(x)在),(+∞-∞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. [ C ] 【分析】 先求出f(x)の表达式，再讨论其可导情形. 【详解】 当1<x 时，11lim )(3=+=∞→n nn xx f ；当1=x 时，111lim )(=+=∞→n n x f ； 当1>x 时，.)11(lim )(3133x xx x f nnn =+=∞→即.1,11,1,,1,)(33>≤≤--<⎪⎩⎪⎨⎧-=x x x x x x f 可见f(x)仅在x=1±时不可导，故应选(C).（8）设F(x)是连续函数f(x)の一个原函数，""N M ⇔表示“M の充分必要条件是N ”，则必有(B) F(x)是偶函数⇔f(x)是奇函数. （B ） F(x)是奇函数⇔f(x)是偶函数.(C) F(x)是周期函数⇔f(x)是周期函数.(D) F(x)是单调函数⇔f(x)是单调函数. [ A ]【分析】 本题可直接推证，但最简便の方法还是通过反例用排除法找到答案. 【详解】 方法一：任一原函数可表示为⎰+=xC dt t f x F 0)()(，且).()(x f x F ='当F(x)为偶函数时，有)()(x F x F =-，于是)()1()(x F x F '=-⋅-'，即 )()(x f x f =--，也即)()(x f x f -=-，可见f(x)为奇函数；反过来，若f(x)为奇函数，则⎰xdt t f 0)(为偶函数，从而⎰+=xC dt t f x F 0)()(为偶函数，可见(A)为正确选项.方法二：令f(x)=1, 则取F(x)=x+1, 排除(B)、(C); 令f(x)=x, 则取F(x)=221x , 排除(D); 故应选(A).（9）设函数⎰+-+-++=yx yx dt t y x y x y x u )()()(),(ψϕϕ, 其中函数ϕ具有二阶导数，ψ 具有一阶导数，则必有(A) 2222y u x u ∂∂-=∂∂. （B ） 2222yu x u ∂∂=∂∂. (C) 222y uy x u ∂∂=∂∂∂. (D) 222x u y x u ∂∂=∂∂∂. [ B ] 【分析】 先分别求出22x u ∂∂、22y u∂∂、yx u ∂∂∂2，再比较答案即可.【详解】 因为)()()()(y x y x y x y x xu--++-'++'=∂∂ψψϕϕ，)()()()(y x y x y x y x yu-+++-'-+'=∂∂ψψϕϕ， 于是 )()()()(22y x y x y x y x x u-'-+'+-''++''=∂∂ψψϕϕ，)()()()(2y x y x y x y x yx u-'++'+-''-+''=∂∂∂ψψϕϕ， )()()()(22y x y x y x y x yu-'-+'+-''++''=∂∂ψψϕϕ， 可见有2222y u x u ∂∂=∂∂，应选(B). （10）设有三元方程1ln =+-xze y z xy ，根据隐函数存在定理，存在点(0,1,1)の一个邻域，在此邻域内该方程(E) 只能确定一个具有连续偏导数の隐函数z=z(x,y). (F) 可确定两个具有连续偏导数の隐函数x=x(y,z)和z=z(x,y). (G) 可确定两个具有连续偏导数の隐函数y=y(x,z)和z=z(x,y).(H) 可确定两个具有连续偏导数の隐函数x=x(y,z)和y=y(x,z). [ D ] 【分析】 本题考查隐函数存在定理，只需令F(x,y,z)=1ln -+-xzey z xy , 分别求出三个偏导数y x z F F F ,,，再考虑在点(0,1,1)处哪个偏导数不为0，则可确定相应の隐函数.【详解】 令F(x,y,z)=1ln -+-xze y z xy , 则z e y F xzx +='， yz x F y -='，x e y F xzz +-='ln ， 且 2)1,1,0(='x F ，1)1,1,0(-='y F ，0)1,1,0(='z F . 由此可确定相应の隐函数x=x(y,z)和y=y(x,z).故应选(D).（11）设21,λλ是矩阵A の两个不同の特征值，对应の特征向量分别为21,αα，则1α，)(21αα+A 线性无关の充分必要条件是(A) 01≠λ. (B) 02≠λ. (C) 01=λ. (D) 02=λ. [ B ] 【分析】 讨论一组抽象向量の线性无关性，可用定义或转化为求其秩即可. 【详解】 方法一：令 0)(21211=++αααA k k ，则022211211=++αλαλαk k k ， 0)(2221121=++αλαλk k k . 由于21,αα线性无关，于是有当02≠λ时，显然有0,021==k k ，此时1α，)(21αα+A 线性无关；反过来，若1α，)(21αα+A 线性无关，则必然有02≠λ(,否则，1α与)(21αα+A =11αλ线性相关)，故应选(B).方法二： 由于 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=+=+21212211121101],[],[)](,[λλαααλαλααααA ，可见1α，)(21αα+A 线性无关の充要条件是.001221≠=λλλ故应选(B).（12）设A 为n （2≥n ）阶可逆矩阵，交换A の第1行与第2行得矩阵B, **,B A 分别为A,B の伴随矩阵，则(B) 交换*A の第1列与第2列得*B . (B) 交换*A の第1行与第2行得*B .(C) 交换*A の第1列与第2列得*B -. (D) 交换*A の第1行与第2行得*B -.[ C ]【分析】 本题考查初等变换の概念与初等矩阵の性质，只需利用初等变换与初等矩阵の关系以及伴随矩阵の性质进行分析即可.【详解】 由题设，存在初等矩阵12E （交换n 阶单位矩阵の第1行与第2行所得），使得B A E =12，于是 12*11212*12***12*)(E A E E A E A A E B -=⋅===-，即*12*B E A -=,可见应选(C).（13）设二维随机变量(X,Y) の概率分布为 X Y 0 1 0 a 1 b 已知随机事件}0{=X与}1{=+Y X 相互独立，则(B) a=, b= (B) a=, b=(C) a=, b= (D) a=, b= [ B ]【分析】 首先所有概率求和为1，可得a+b=, 其次，利用事件の独立性又可得一等式，由此可确定a,b の取值.【详解】 由题设，知 a+b= 又事件}0{=X与}1{=+Y X 相互独立，于是有}1{}0{}1,0{=+===+=Y X P X P Y X X P ，即 a=))(4.0(b a a ++, 由此可解得 a=, b=, 故应选(B).（14）设)2(,,,21≥n X X X n Λ为来自总体N(0,1)の简单随机样本，X 为样本均值，2S 为样本方差，则(B) )1,0(~N X n (B) ).(~22n nSχ(C) )1(~)1(--n t SXn (D) ).1,1(~)1(2221--∑=n F X X n n i i [ D ]【分析】 利用正态总体抽样分布の性质和2χ分布、t 分布及F 分布の定义进行讨论即可. 【详解】 由正态总体抽样分布の性质知，)1,0(~10N X n nX =-，可排除(A); 又)1(~0-=-n t SXn nS X ，可排除(C); 而)1(~)1(1)1(2222--=-n S n S n χ，不能断定(B)是正确选项.因为 ∑=-n i in X X222221)1(~),1(~χχ，且∑=-ni i n X X 222221)1(~)1(~χχ与相互独立，于是).1,1(~)1(1122212221--=-∑∑==n F XX n n XX ni ini i故应选(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11分） 设}0,0,2),{(22≥≥≤+=y x y x y x D，]1[22y x ++表示不超过221y x ++の最大整数.计算二重积分⎰⎰++Ddxdy y xxy .]1[22【分析】 首先应设法去掉取整函数符号，为此将积分区域分为两部分即可.【详解】 令 }0,0,10),{(221≥≥<+≤=y x y x y x D ， }0,0,21),{(222≥≥≤+≤=y x y x y x D .则⎰⎰++Ddxdy y x xy ]1[22=⎰⎰⎰⎰+122D D xydxdy xydxdy =.874381=+ （16）（本题满分12分）求幂级数∑∞=--+-121))12(11()1(n n n x n n の收敛区间与和函数f(x).【分析】 先求收敛半径，进而可确定收敛区间. 而和函数可利用逐项求导得到.【详解】 因为11)12()12()12)(1(1)12)(1(lim=+--⨯+++++∞→n n n n n n n n n ，所以当21x <时，原级数绝对收敛，当21x >时，原级数发散，因此原级数の收敛半径为1，收敛区间为（－1,1）记 121(1)(),(1,1)2(21)n nn S x x x n n -∞=-=∈--∑，则 1211(1)(),(1,1)21n n n S x x x n -∞-=-'=∈--∑，由于 (0)0,(0)0,S S '== 所以 2001()()arctan ,1xxS x S t dt dt x t '''===+⎰⎰又21221(1),(1,1),1n nn x xx x∞-=-=∈-+∑ 从而 22()2()1x f x S x x=++ （17）（本题满分11分）如图，曲线C の方程为y=f(x)，点(3,2)是它の一个拐点，直线1l 与2l 分别是曲线C 在点(0,0)与(3,2)处の切线，其交点为(2,4). 设函数f(x)具有三阶连续导数，计算定积分⎰'''+32.)()(dx x f x x【分析】 题设图形相当于已知f(x)在x=0の函数值与导数值，在x=3处の函数值及一阶、二阶导数值.【详解】 由题设图形知，f(0)=0, 2)0(='f ; f(3)=2, .0)3(,2)3(=''-='f f由分部积分，知 =dx x f x f x x f d x ⎰⎰'+'+-='+-3330)(2)()12()()12(=.20)]0()3([216=-+f f（18）（本题满分12分）已知函数f(x)在[0，1]上连续，在(0,1)内可导，且f(0)=0,f(1)=1. 证明： （I ）存在),1,0(∈ξ使得ξξ-=1)(f ；（II ）存在两个不同の点)1,0(,∈ζη，使得.1)()(=''ζηf f【分析】 第一部分显然用闭区间上连续函数の介值定理；第二部分为双介值问题，可考虑用拉格朗日中值定理，但应注意利用第一部分已得结论.【详解】 （I ） 令x x f x F +-=1)()(，则F(x)在[0，1]上连续，且F(0)=-1<0, F(1)=1>0,于是由介值定理知，存在),1,0(∈ξ使得0)(=ξF ，即ξξ-=1)(f .（II ） 在],0[ξ和]1,[ξ上对f(x)分别应用拉格朗日中值定理，知存在两个不同の点)1,(),,0(ξζξη∈∈，使得0)0()()(--='ξξηf f f ，ξξζ--='1)()1()(f f f于是 .1111)(1)()()(=-⋅-=--⋅=''ξξξξξξξξζηf f f f （19）（本题满分12分）设函数)(y ϕ具有连续导数，在围绕原点の任意分段光滑简单闭曲线L 上，曲线积分⎰++Ly x xydydx y 4222)(ϕの值恒为同一常数.（I ）证明：对右半平面x>0内の任意分段光滑简单闭曲线C ，有022)(42=++⎰Cyx xydydx y ϕ；（II ）求函数)(y ϕの表达式.【分析】 证明（I ）の关键是如何将封闭曲线C 与围绕原点の任意分段光滑简单闭曲线相联系，这可利用曲线积分の可加性将C 进行分解讨论；而（II ）中求)(y ϕの表达式，显然应用积分与路径无关即可.【详解】 （I ）如图，将C 分解为：21l l C +=，另作一条曲线3l=++⎰Cyx xydydx y 4222)(ϕ-++⎰+314222)(l l yx xydydx y ϕ23242+⎰+l l yx （II ） 设2424()2,22y xyP Q x yx y ϕ==++，,P Q 在单连通区域0x >内具有一阶连续偏导数，由（Ⅰ）知，曲线积分24()22Ly dx xydyx y ϕ++⎰在该区域内与路径无关，故当0x >时，总有Q Px y∂∂=∂∂.24252422422(2)4242,(2)(2)Q y x y x xy x y y x x y x y ∂+--+==∂++g ① 243243242242()(2)4()2()()4().(2)(2)P y x y y y x y y y y y y x y x y ϕϕϕϕϕ'''∂+-+-==∂++ ② 比较①、②两式の右端，得435()2,()4()2.y y y y y y y ϕϕϕ'=-⎧⎨'-=⎩ 由③得2()y y c ϕ=-+，将()y ϕ代入④得 535242,y cy y -= 所以0c =，从而2().y y ϕ=-（20）（本题满分9分）已知二次型21232221321)1(22)1()1(),,(x x a x x a x a x x x f +++-+-=の秩为2. （I ） 求a の值； （II ） 求正交变换Qy x=，把),,(321x x x f 化成标准形；（III ） 求方程),,(321x x x f =0の解.【分析】 （I ）根据二次型の秩为2，可知对应矩阵の行列式为0，从而可求a の值；（II ）是常规问题，先求出特征值、特征向量，再正交化、单位化即可找到所需正交变换； （III ）利用第二步の结果，通过标准形求解即可.【详解】 （I ） 二次型对应矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-++-=200011011a a a a A ， 由二次型の秩为2，知02011011=-++-=a a a a A ，得a=0.（II ） 这里⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=200011011A ， 可求出其特征值为0,2321===λλλ. 解 0)2(=-x A E ，得特征向量为：⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100,01121αα，解 0)0(=-x A E ，得特征向量为：.0113⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α③ ④由于21,αα已经正交，直接将21,αα，3α单位化，得： 令[]321ααα=Q ，即为所求の正交变换矩阵，由x=Qy ，可化原二次型为标准形：),,(321x x x f =.222221y y + （III ） 由),,(321x x x f ==+222122y y 0，得k y y y ===321,0,0（k 为任意常数）.从而所求解为：x=Qy=[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡0003321c c k k ηηηη，其中c 为任意常数. （21）（本题满分9分）已知3阶矩阵A の第一行是c b a c b a ,,),,,(不全为零，矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=k B 63642321（k 为常数），且AB=O, 求线性方程组Ax=0の通解.【分析】 AB=O, 相当于告之B の每一列均为Ax=0の解，关键问题是Ax=0の基础解系所含解向量の个数为多少，而这又转化为确定系数矩阵A の秩.【详解】 由AB=O 知，B の每一列均为Ax=0の解，且.3)()(≤+B r A r（1）若k 9≠, 则r(B)=2, 于是r(A)1≤, 显然r(A)1≥, 故r(A)=1. 可见此时Ax=0の基础解系所含解向量の个数为3-r(A)=2, 矩阵B の第一、第三列线性无关，可作为其基础解系，故Ax=0 の通解为：2121,,63321k k k k k x ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=为任意常数.(2) 若k=9，则r(B)=1, 从而.2)(1≤≤A r1） 若r(A)=2, 则Ax=0の通解为：11,321k k x ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=为任意常数.2） 若r(A)=1,则Ax=0 の同解方程组为：0321=++cx bx ax ,不妨设0≠a,则其通解为2121,,1001k k a c k a b k x ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=为任意常数.（22）（本题满分9分）设二维随机变量(X,Y)の概率密度为求：（I ） (X,Y)の边缘概率密度)(),(y f x f Y X ；（II ）Y X Z-=2の概率密度).(z f Z【分析】 求边缘概率密度直接用公式即可；而求二维随机变量函数の概率密度，一般用分布函数法，即先用定义求出分布函数，再求导得到相应の概率密度.【详解】 （I ） 关于X の边缘概率密度)(x f X =⎰+∞∞-dy y x f ),(=.,10,0,20其他<<⎪⎩⎪⎨⎧⎰x dy x=.,10,0,2其他<<⎩⎨⎧x x关于Y の边缘概率密度)(y f Y =⎰+∞∞-dx y x f ),(=.,20,0,12其他<<⎪⎩⎪⎨⎧⎰y dx y=.,20,0,21其他<<⎪⎩⎪⎨⎧-y y （II ） 令}2{}{)(z Y X P z Z P z F Z ≤-=≤=， 1） 当0<z时，0}2{)(=≤-=z Y X P z F Z ；2） 当20<≤z 时，}2{)(z Y X P z F Z ≤-==241z z -; 3) 当2≥z时，.1}2{)(=≤-=z Y X P z F Z即分布函数为： .2,20,0,1,41,0)(2≥<≤<⎪⎩⎪⎨⎧-=z z z z z z F Z故所求の概率密度为：.,20,0,211)(其他<<⎪⎩⎪⎨⎧-=z z z f Z （23）（本题满分9分）设)2(,,,21>n X X X n Λ为来自总体N(0,1)の简单随机样本，X 为样本均值，记.,,2,1,n i X X Y i i Λ=-=求：（I ） i Y の方差n i DY i ,,2,1,Λ=； （II ）1Y 与n Y の协方差).,(1n Y Y Cov【分析】 先将i Y 表示为相互独立の随机变量求和，再用方差の性质进行计算即可；求1Y 与n Y の协方差),(1n Y Y Cov ，本质上还是数学期望の计算，同样应注意利用数学期望の运算性质.【详解】 由题设，知)2(,,,21>n X X X n Λ相互独立，且),,2,1(1,0n i DX EX i i Λ===，.0=X E（I ）∑≠--=-=ni j j i i i X n X n D X X D DY ]1)11[()(=∑≠+-nij ji DXnDX n 221)11(=.1)1(1)1(222n n n nn n -=-⋅+- （II ） )])([(),(111n n n EY Y EY Y E Y Y Cov --= =)])([()(11X X X X E Y Y E n n --= =)(211X X X X X X X E n n +-- =211)(2)(X E X X E X X E n +-=22121)(][20X E X D X X X E n nj j +++-∑==.112nn n -=+-。
大连理工代数学
大连理工大学硕士生入学考试数学分析试题解答一.从以下8题中选答6题1.证 利用极限的定义,和已知连续的定义来证明因为()[,)f x C a ∈+∞,且存在lim ()x f x A →+∞=,所以根据极限的定义, 0ε∀>,0G ∃>,当x G ∀>,|()|2f x A ε-<,即12,[,)x x G ∀∈+∞,有12|()()|f x f x ε-<又因为当[,1]x a G ∈+时,函数连续,所以在该闭区间一致连续,所以对0ε∀>,01δ∃<<,所以对于1212,[,1],||x x a G x x δ∀∈+-<,都有12|()()|f x f x ε-< 综上所述,知对于整个区间,函数都是一致连续的.█2.证 利用定义和反证法证明,其实第一小题直接利用闭区间连续函数一致连续的定理就可以了1()f x x=,[,1]x δ∈对于0ε∀>,20γδε∃<<,对于1212,[,1],||x x x x δγ∀∈-<的时候, 121221212||11|()()|||x x f x f x x x x x γεδ--=-=<=.从而可见,在闭区间一致收敛.1()f x x=,(0,1]x ∈,反证法:1ε∃=,0δ∀>,对1x δ∃=,2112x δ=+,此时12||x x δ-<, 121211|()()|||2f x f x x x ε-=-=>.由此可见对于此区间函数并非一致收敛. █3.解 不断利用积分判别法和p-级数以及比较收敛法则来讨论（1）当1α>，11(ln )(ln ln )n n n n αβγ∞=∑小于一个1p α=>的p-级数，根据比较收敛法则，知该级数收敛.（2） 当1α<，11(ln )(ln ln )n n n n αβγ∞=∑大于一个1p α=<的p-级数，该级数发散.（3）当1α=时，根据积分判别法，考虑如下的积分：ln ln (ln )(ln ln )(ln )(ln ln )ln N N N dn d n dnn n n n n n n βγβγβγ+∞+∞+∞==⎰⎰⎰的敛散性,相当于考虑11(ln )n n n βγ∞=∑的敛散性,根据上面的讨论: [1] 1β>该级数收敛. [2] 1β<该级数发散.[3] 1β=,根据上面的讨论,相当于讨论11n nγ∞=∑的敛散性:<1>1γ>该级数收敛. <2>1γ<该级数发散.<3>1γ=该级数发散.█4.证 利用级数收敛和极限的定义以及放缩法来证明,利用p-级数举反例 如果级数1i i x ∞=∑收敛,那么根据定义和Cauchy 收敛法则,取1ε=,N ∃,n N ∀>,1nx<.由于是正项级数,那么2ii i Ni Nxx ∞∞==<∑∑根据比较收敛法则,知命题成立,级数收敛但是,反过来命题不成立,例如211i i n x ∞∞===∑收敛,但是11i i n x ∞∞===∑.█5.证 利用极限的定义证明对于0ε∀>,11[]1δε∃=+,||x δ∀<,即111x N N <<+,其中1||[]N ε>, 此时111|[]1|min{,}1x x N N ε-<=+,从而可知命题成立.█6.证 利用极限的定义证明:对于任意的点0[0,1]x ∈,对于0ε∀>,1[]1N ε∃=+,必0δ∃>,当00(,)x x x δδ∀∈-+,111{1,1,,,...,,}22x N N 1∀∉---,那么1||1x N ε≤<+,从而命题成立.█7.证 利用定义证明一致收敛首先,显然函数在整个实数域收敛于0,对于0ε∀>,1[]1N ε∃=+,对于n N ∀>,根据基本不等式有:221||||1x x n x nx nε≤=<+,所以,可见命题成立.█8.证 首先如上讨论,知函数序列收敛于0,然后,考虑如下的序列: 111()0112n S n==≠+,利用定理(参见陈纪修老师的《数学分析》)或者反证法,可以得到非一致收敛的结论.█ 一. 以下6题选答4题 9.证 利用反证法如果,所有的点,函数的一阶导数都是0,那么命题得证否则,必然存在某个点,在该点函数的一阶导数不等于0,不妨设为0'()0f x A =>根据题目的已知条件"()0f x ≥,可见,函数的导函数连续而且单调递增,即'()f x A ≥,0x x ∀>.所以, 0x x ∀>,00()()()f x f x A x x -≥-,这显然和题目中的函数上有界矛盾 反之,如果,该点的导数小于0,只需考虑下界即可推出矛盾 综上所述,知函数必为常值函数.命题得证.█10.证 同样利用反证法和极限的定义来证明lim ()x f x A →∞=相当于对于0ε∀>,N ∃,x N ∀>,|()|f x A ε-<假设,存在一个点,0()f x A A δ=+≠,只需取||2δε=,当m 足够大的时候,02m x N >,00(2)()mf x f x =.但是0|(2)|mf x A ε->和题目假设的有所矛盾,从而知命题成立.█11.证 利用定义证明由于积分绝对收敛,不妨假设|()|af x dx M +∞=⎰函数一致连续即对0ε∀>,A ∃,使||()||Aaf x dx M ε-<⎰,uεδ∃=,对12||x x δ∀-<,12|()sin ()sin |AAaaf x ux dx f x ux dx -⎰⎰1212()()2|()cos sin |22A au x x u x x f x dx +-=⎰12()2|()|sin2Aau x x f x dx -<⎰|()|A a A f x dx M δε<<⎰ (1)12|()sin ()sin |2AAf x ux dx f x ux dx ε+∞+∞-≤⎰⎰(2)综合(1)(2)得到12|()sin ()sin |(2)aaf x ux dx f x ux dx M ε+∞+∞-<+⎰⎰由于ε的任意性,知命题成立.█12.证 由于没有函数连续的条件, 所以01[()]'()xf t dt f x x=⎰不一定成立,所以不可以用L ’Hospital 法则，所以还是要回到定义证明由于lim ()x f x λ→∞=，所以根据定义0ε∀>,A ∃,x A ∀>,|()|f x λε-<()()()()()()1()AAxf x dx x A f x dx x A f t dt xx xλελε+--++-<<⎰⎰⎰,由于ε的任意性和夹逼定理,不难证明,命题成立.█13.证 和上一题类似，要利用L ’Hospital 法则的推导过程 01lim()x x f t dt x λ→+∞=⎰即0ε∀>,A ∃,x A ∀>,01|()|xf t dt xλε-<⎰不妨设21x x A ∀>>, 1110()()()x x f t dt x λελε-<<+⎰2121112120()()()()()()()x x x x f x f t dt x x x f x λελε-+-<<++-⎰ （1）2220()()()x x f t dt x λελε-<<+⎰（2） 联立(1,2)2121112122()()()()()()()()x x x x f x x x x f x x λελελελε-<-+-≤++-<+12()()f x f x λελε⇒-<≤<+由于ε的任意性不难得到命题成立.█14.解 利用Gauss 定理和换元法来解决问题2222()SVI x dydz y dzdx z dxdy x y z dxdydz =++=++⎰⎰⎰⎰⎰换元：cos sin ,[0,2),[,]x a r y b r r m R R z c m θθθπ=+⎧⎪=+∈∈∈-⎨⎪=+⎩20202232(cos sin )(cos sin )2))()()38()6VRR RR R R RRI a b c m r r rdrd dma b c m r r rd drdm a b c m rdrdm a b c m dr dm a b c m R m dmR a b c R πθθθθθθππππ----=+++++=+++++=+++=+++=+++-+++=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰█由于时间仓促,没有输入题目,请原谅!。
大连理工大学2005年考研试题及解答
试题编号：486 考试日期：1月23 日下午试题编号：486试题编号：486试题编号：486二ＯＯ五年硕士生入学考试命题标准答案专 用 纸试题编号：486 试题名称：《化工原理及实验》一、填空（45分）1.流体以层流状态流过串联直管的管段1和管段2，已知两管段长度相等，管段1内径d 1=0.1m ，管段2内径d 2=0.2m ，则流体流过两管段阻力损失的比值hf 1/hf 2=____16______，若流动处于完全湍流状态，且两管段的相对粗糙度相同，则hf 1/hf 2= 32 。
R , k g 水/(m 2 h ) X, kg 水/kg 绝干物料2．流体在圆形直管内流动时，若流动为层流流动，则流体在管内中心处速度最大，且等于管内平均流速的 2 倍。
3．流体在内径为D的直管中流动，当流动充分发展以后，其流动边界层厚度为D/2。
4.为避免离心泵运行时发生汽蚀，则要求实际安装高度Z___>__允许安装高度[Z]。
5．往复泵的流量调节可采用旁路或转数或冲程长度。
6.根据颗粒在流化床中的分散状态，可把流化床分为_散式____流化床和_聚式__流化床两种。
7.在长为L，高为H的降尘室中，颗粒沉降速度为u t，气体通过降尘室的水平速度为u，则颗粒在降尘室内沉降分离的条件是___L/u>=H/u t__，若将该降尘室加2层水平隔板，则其生产能力为原来的____3____ 倍。
8.用一板框过滤机过滤某悬浮液，其最终过滤速度为0.02 m/s，然后用同样粘度的洗涤液洗涤滤饼，则洗涤速率等于__0.005__；若采用真空叶滤机，其最终过滤速度也为0.02 m/s，则其洗涤速率等于0.02。
（洗涤压力差与最终过滤压力差相同）。
9.已知某颗粒的等比表面积当量直径与其等体积当量直径相等，则该颗粒是球形颗粒10.用水在逆流操作的套管换热器中冷却某液体，要求热流体的进出口温度T1，T2及流量q m1不变，今因冷却水进口温度t1增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量q m 2，则过程的总传热系数将_增加_ ，平均传热温差将下降。
2005年大连理工大攻读硕士研究生入学考试高等代数试题及参考解答
20GG 年大连理工大攻读硕士研究生入学考试高等代数试题及参考解答 、填空题(每小题4分)1.设f (x)是有理数域上的不可约多项式，〉为f (x)在复数域内的一个根 则〉的重数为1-j - ■ ■ 3 r -------------4. 设向量组a 1,°2,川,％线性无关, ...十馬=% +並+川+匕JHIIIIIIIIIIIIIIIIINIIIII3 7 +。
2 + 川 +ar J L 1 二 >1*2 r5. 设A 是n 阶矩阵，秩A 二r ，非齐次线性方程组 Ax - -有解，则Ax - -的解向 量组的秩为n -r 1.6. 设a 、b 均为实数，二次型f (X 1,X 2, M,X n ) =(ax 1 bx 2)2 (ax 2 bx ?)2 小 (ax.」 bx .)2 (ax . bxj 2 a 、b 满足条件a n ■(-{fo 时，f 为正定二次型.7. 设V 是由矩阵A 的全体实系数多项式组成的线性空间 0⑷0 ，其中灼= 0 0⑷2丿8. 设V 是数域P 上的一维线性空间，写出V 上的所有线性变换：取定V 的一个 非零向量［，则V =L(>)的全部线性变换形如f a ：x 〉Ta(x>),其中a 是P 中任一 取定的数.9. 正交矩阵的实特征值为 “.10. 设G 为群,H 、N 分别是G 的子群,H 、N 的阶分别是m 、n ,且m 、n 互2.n 阶行列式3.设〉、 2 1 II 13 HI Ill III 川 1 1 HI 1 1 i n 1 二[1 、—]n!. zk 二=E -1 '.3 B 均为n 维列向量:出戶=2，贝nA1 E +G B '可逆,A 则-1, -2dH, >1线性相关. 其中则V 的一组基是E, A, A 2.素，令—H ' N，则元素〉的阶为1.二、(10分)设f(x),g(x)是数域P上的多项式,证明：在数域P上,若f3(x)|g3(x),则 f(x)|g(x).参考解答：若f(x),g(x)中有一个是零多项式或零次多项式，则结论显然成立. 下设：:f(x) 0,；:g(x) 0，且g(x) =ap1r i(x)p2r2(x)|)| p s r s(x)是g(x)的标准分解式，其中P1(x), P2(x), ||(, P s(x)是互不相同的最高次项系数为1 的不可约多项式，「1,「2,|)(忑都是正整数任取f (x)的一个不可约因式q(x),由于3 3 3q(x)| f (x), f (x) | f (x), f (x)|g (x)利用多项式整除的传递性，得q(x) | g3(x).由于q(x)是不可约多项式，故q(x) | g(x), 进一步可知，q(x)=cp i(x),对某个1_i_s 及 c P .于是我们可以设f(X)"计&)卩2°&川 | Pstx),其中叩2」1(怎是非负整数.从f3(x)|g3(x)知,存在多项式h(x) P[x],使得 g3(x) =f 3(x) |h(x)，即a'pixbJx) |l(p s3r s(x) =b3p13t1(x)p23t2(x)川 p s3t s(x)h(x).由此推出 3r i -g3f x)即 r i —t i,i =1,2jl|,s .因此二bp「(x) pj (x) |l|p s t s(xp a p/1 4 (x) P2r2」2(x川 I P sj x)b由多项式整除x$定义知卞閔&2怡阙川p s2(x)b三、(15分)设A为n级矩阵，且秩A二秩A2,证明:对任意自然数k,有秩A k=秩A.参考解答：对k作数学归纳法.当k M,2时结论显然成立.假设k-1时结论成立，即ranA A =ranA A k‘.令V 二{X P n| A’X =0},i =1,2川1那么显然有U ―乂—V 11( •从ranA A =ranA A k‘ 知k Adim y= n - ranA A = n - ranA A dim V k」于是V] = V k丄.k k 1任取X°"k ,即A X。
2005数学二
所以选（C）
坛
论 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 11 分）
院x
设函数 f(x)连续，且 f (0) ≠ 0 ，求极限 lim ∫0 (x − t) f (t)dt .
∫ x→0
x
x
f (x − t)dt
⎡1 1 1⎤ = (α1,α 2 ,α3 )⎢⎢1 2 3⎥⎥ ，
⎢⎣1 4 9⎥⎦
于是有
11 1 B = A ⋅ 1 2 3 = 1× 2 = 2.
149
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）
论 由于不同特征值的特征向量线性无关，所以α1,α 2 线性无关.
于是
⎨⎧k1 ⎩
+ k2λ1 k2λ2 =
= 0, 0.
院 k1,k2 恒为 0
而齐次方程组
矿 ⎨⎧k1
⎩
+ k2λ1 k2λ2 =
= 0.
0,
只有零解
⇔
1 0
λ1 λ2
≠ 0 ⇒ λ2
≠ 0.
所以应选（B）.
国
中 （14）设 A 为 n（ n ≥ 2 ）阶可逆矩阵，交换 A 的第 1 行与第 2 行得矩阵 B, A*, B*
2005年全国硕士研究生入学统一考试理工数学二试题详解及评析填空题本题共6小题每小题4分满分24详解dyln1sinln1sincosln1sinln1sindxdx详解因为alimlimcossinarctancoscos详解原方程等价为cosarcsincosarcsinlimkxcosarcsinarcsinlimarcsinlim均为3维列向量记矩阵二选择题本题共8小题每小题4分满分32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设函数应选c详解先求出fx的表达式
2005年大连理工大学电路理论考研试题
4.（15 分）
下图电路中，N为有源线性电阻网络，当ab端开路时，I=3A：当ab瑞短路时，1=5A.现ab端接2Q电阻时，电阻刚好获得最大功率，求此时的/为多少？
5.（15
分）
.
下图所示正弦稳态电路中，w s=10cosl000t V, f,=5cosl000t A,求电压源和电流源发出的有功功率，
6.（15 分）
下图所示电路中，对称三相电源的线电压为380V，R=380Q,三相负载阻抗
Z=220Z-30°Q,求三相电源供给电路的总的有功功率和功率表的读数。
7.（15 分）
下图电路中.当R=0.25Q时，电阻R获得的最大功率为0.25W.求u和/s.
8.(15 分) 巧
下图电路中，己知t<0时电路己处于稳态，t=0时开关K打开。
求t彡0时，电压U k(t)o
9.(15 分〉
下图所示为有向拓扑图，实线为树支，虚线为连支.(1)以节点4为参考点, 写出电路的降阶关联矩阵A: (2〉按连支由小到大排序，写出单连支回路矩阵B f;
10.(15 分〉
二端口网络如下图所示，求短路导纳矩阵Y.。
2005考研数学四试题及解析
2005年硕士研究生入学考试（数学四）试题及答案解析一、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）极限12sinlim 2+∞→x xx x = 2 . 【分析】 本题属基本题型，直接用无穷小量的等价代换进行计算即可.【详解】 12s i n l i m2+∞→x x x x =.212lim 2=+∞→x xx x （2） 微分方程0=+'y y x 满足初始条件2)1(=y 的特解为 2=xy . 【分析】 直接积分即可.【详解】 原方程可化为 0)(='xy ，积分得 C xy =， 代入初始条件得C=2，故所求特解为 xy=2.（3）设二元函数)1ln()1(y x xe z y x +++=+，则=)0,1(dz dy e edx )2(2++ .【分析】 基本题型，直接套用相应的公式即可. 【详解】)1l n (y xe e xzy x y x +++=∂∂++,y x xe y z y x +++=∂∂+11, 于是 =)0,1(dzdy e edx )2(2++.（4）设行向量组)1,1,1,2(，),,1,2(a a ，),1,2,3(a ，)1,2,3,4(线性相关，且1≠a ，则a=21. 【分析】 四个4维向量线性相关，必有其对应行列式为零，由此即可确定a. 【详解】 由题设，有=1234123121112aa a 0)12)(1(=--a a , 得21,1==a a ，但题设1≠a ，故.21=a（5）设321,,ααα均为3维列向量，记矩阵),,(321ααα=A ，)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B ， 如果1=A ，那么=B 2 .【分析】 将B 写成用A 右乘另一矩阵的形式，再用方阵相乘的行列式性质进行计算即【详解】 由题设，有)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡941321111),,(321ααα， 于是有 .221941321111=⨯=⋅=A B（6）从数1,2,3,4中任取一个数，记为X, 再从X ,,2,1 中任取一个数，记为Y , 则}2{=Y P =4813 . 【分析】 本题涉及到两次随机试验，想到用全概率公式, 且第一次试验的各种两两互不相容的结果即为完备事件组或样本空间的划分.【详解】 }2{=Y P =}12{}1{===X Y P X P +}22{}2{===X Y P X P +}32{}3{===X Y P X P +}42{}4{===X Y P X P =.4813)4131210(41=+++⨯ 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）当a 取下列哪个值时，函数a x x x x f -+-=1292)(23恰好有两个不同的零点. (A) 2. (B) 4. (C) 6. (D) 8. [ B ]【分析】 先求出可能极值点，再利用单调性与极值画出函数对应简单图形进行分析，当恰好有一个极值为零时，函数f(x)恰好有两个不同的零点.【详解】 12186)(2+-='x x x f =)2)(1(6--x x ，知可能极值点为x=1,x=2，且 a f a f -=-=4)2(,5)1(，可见当a=4时，函数f(x) 恰好有两个零点，故应选(B).（8）设σd y x I D⎰⎰+=221cos ,σd y x I D ⎰⎰+=)cos(222,σd y x I D⎰⎰+=2223)cos(,其中}1),{(22≤+=y x y x D ，则(A) 123I I I >>. （B ）321I I I >>.(C) 312I I I >>. (D) 213I I I >>. [ A ]【分析】 关键在于比较22y x +、22y x +与222)(y x +在区域}1),{(22≤+=y x y x D 上的大小.【详解】 在区域}1),{(22≤+=y x y x D 上，有1022≤+≤y x ，从而有2212y x +≥>π≥22y x +≥0)(222≥+y x由于cosx 在)2,0(π上为单调减函数，于是22c o s 0y x +≤)c o s (22y x +≤≤222)c o s (y x +因此<+⎰⎰σd y x D22cos<+⎰⎰σd y xD)cos(22σd y xD⎰⎰+222)cos(，故应选(A).（9）下列结论中正确的是 (A)⎰∞++1)1(x x dx 与⎰+10)1(x x dx 都收敛. （B ）⎰∞++1)1(x x dx 与⎰+10)1(x x dx都发散.(C)⎰∞++1)1(x x dx 发散，⎰+10)1(x x dx收敛. (D)⎰∞++1)1(x x dx 收敛，⎰+10)1(x x dx发散.[ D ]【分析】 直接计算相应积分，判定其敛散性即可. 【详解】⎰∞++1)1(x x dx =2ln 1ln1=+∞+x x ，积分收敛，⎰+1)1(x x dx =+∞=-∞-=+)(01ln10x x，积分发散.故应选(D).（10）设x x x x f cos sin )(+=,下列命题中正确的是(A) f(0)是极大值，)2(πf 是极小值. （B ） f(0)是极小值，)2(πf 是极大值.（C ） f(0)是极大值，)2(πf 也是极大值. (D) f(0)是极小值，)2(πf 也是极小值.[ B ]【分析】 先求出)(),(x f x f '''，再用取极值的充分条件判断即可.【详解】 x x x x x x x f cos sin cos sin )(=-+='，显然 0)2(,0)0(='='πf f ，又 x x xx f s i n c o s )(-=''，且02)2(,01)0(<-=''>=''ππf f ，故f(0)是极小值，)2(πf 是极大值，应选(B). （11）以下四个命题中，正确的是(A) 若)(x f '在（0，1）内连续，则f(x)在（0，1）内有界. （B ）若)(x f 在（0，1）内连续，则f(x)在（0，1）内有界. （C ）若)(x f '在（0，1）内有界，则f(x)在（0，1）内有界.(D) 若)(x f 在（0，1）内有界，则)(x f '在（0，1）内有界. [ C ] 【分析】 通过反例用排除法找到正确答案即可. 【详解】 设f(x)=x 1, 则f(x)及21)(xx f -='均在（0，1）内连续，但f(x)在（0，1）内无界，排除(A)、(B); 又x x f =)(在（0，1）内有界，但xx f 21)(='在（0，1）内无界，排除(D). 故应选(C).（12）设A,B,C 均为n 阶矩阵，E 为n 阶单位矩阵，若B=E+AB,C=A+CA ，则B-C 为(A) E. （B ）-E. （C ）A. (D) -A [ A ] 【分析】 利用矩阵运算进行分析即可. 【详解】 由B=E+AB,C=A+CA ，知 (E-A)B=E, C(E-A)=A,可见，E-A 与B 互为逆矩阵，于是有 B(E-A)=E.从而有 (B-C)(E-A)=E-A, 而E-A 可逆，故 B-C=E. 应选(A).（13）设二维随机变量(X,Y) 的概率分布为 X Y 0 1 0 0.4 a 1 b 0.1 已知随机事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独立，则(A) a=0.2, b=0.3 (B) a=0.4, b=0.1(C) a=0.3, b=0.2 (D) a=0.1, b=0.4 [ B ] 【分析】 首先所有概率求和为1，可得a+b=0.5, 其次，利用事件的独立性又可得一等式，由此可确定a,b 的取值.【详解】 由题设，知 a+b=0.5又事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独立，于是有}1{}0{}1,0{=+===+=Y X P X P Y X X P ， 即 a=))(4.0(b a a ++, 由此可解得 a=0.4, b=0.1, 故应选(B).（14） 设 ,,,,21n X X X 为独立同分布的随机变量列，且均服从参数为)1(>λλ的指数分布，记)(x Φ为标准正态分布函数，则(A) )(}{lim 1x x nn XP ni in Φ=≤-∑=∞→λλ. (B) )(}{lim 1x x n n XP ni in Φ=≤-∑=∞→λλ.(C)).(}{lim 1x x nnX P ni i n Φ=≤-∑=∞→λ(D)).(}{lim 1x x n XP ni in Φ=≤-∑=∞→λλ[ C ]【分析】 只需求出∑=ni iX1的期望与方差，再根据中心极限定理将其标准化即可.【详解】 由题设，21,1λλ==i i DX EX ， ,,,2,1n i =，于是λnX Eni i =∑=1， 21λnX Dni i =∑=，根据中心极限定理，知nnX nnXni i ni i∑∑==-=-121λλλ其极限分布服从标准正态分布，故应选(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).111(lim 0xe x x x --+-→【分析】 ""∞-∞型未定式，一般先通分，再用罗必塔法则.【详解】 )1(1lim )111(lim 200x xx x x e x e x x x e x --→-→-+-+=--+ =2201lim x e x x x x -→+-+ =x e x x x 221lim 0-→-+=.2322lim0=+-→x x e （16）（本题满分8分）设f(u)具有二阶连续导数，且)()(),(y x yf x y f y x g +=，求.222222yg y x g x ∂∂-∂∂ 【分析】 先求出二阶偏导数，再代入相应表达式即可.【详解】 由已知条件可得)()(2y x f x y f xy x g '+'-=∂∂， )(1)()(242322y xf y y x f xy x y f x y x g ''+''+'=∂∂，)()()(1yxf y x y x f x y f x yg '-+'=∂∂， )()()()(13222222y xf yx y x f y x y x f y x x y f x y g ''+'+'-''=∂∂， 所以 222222yg y x g x ∂∂-∂∂ =)()()(2222y x f y x y x f x y x y f x y ''+''+')()(222y x f y x x y f xy ''-''-=).(2xy f x y ' （17）（本题满分9分） 计算二重积分σd y x D⎰⎰-+122，其中}10,10),{(≤≤≤≤=y x y x D .【分析】 被积函数含有绝对值，应当作分区域函数看待，利用积分的可加性分区域积分即可.【详解】 记}),(,1),{(221D y x y x y x D ∈≤+=，}),(,1),{(222D y x y x y x D ∈>+=，于是σd y xD⎰⎰-+122=⎰⎰-+-1)1(22D dxdy y x ⎰⎰-++2)1(22D dxdy y x=⎰⎰--2021)1(πθrdr r d ⎰⎰-++Ddxdy y x )1(22⎰⎰-+-1)1(22D dxdy y x=8π+⎰⎰⎰⎰---+20102210210)1()1(πθrdr r d dy y x dx =.314-π（18）（本题满分9分）求f(x,y)=222+-y x 在椭圆域}14),{(22≤+=y x y x D 上的最大值和最小值. 【分析】 根据全微分和初始条件可先确定f(x,y)的表达式. 而f(x,y)在椭圆域上的最大值和最小值, 可能在区域的内部达到，也可能在区域的边界上达到，且在边界上的最值又转化为求条件极值..【详解】 令02,02=-=∂∂==∂∂y yf x x f 得可能极值点为x=0,y=0. 且 2)0,0(22=∂∂=x fA ，0)0,0(2=∂∂∂=y x fB ，2)0,0(22-=∂∂=yfC ，042>=-=∆AC B ，所以点(0,0) 不是极值点，从而也非最值点.再考虑其在边界曲线1422=+y x 上的情形：令拉格朗日函数为 )14(),(),,(22-++=y x y x f y x F λλ， 解 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+='=+-=+∂∂='=+=+∂∂=',014,02122,0)1(2222y x F y y y y f F x x x fF y x λλλλλ得可能极值点4,2,0===λy x ；4,2,0=-==λy x ；1,0,1-===λy x ；.1,0,1-==-=λy x 代入f(x,y)得,2)2,0(-=±f 3)0,1(=±f ，可见z=f(x,y)在区域}14),{(22≤+=y x y x D 内的最大值为3，最小值为-2.（19）（本题满分8分）设f(x),g(x)在[0，1]上的导数连续，且f(0)=0,0)(≥'x f ,0)(≥'x g .证明：对任何a ]1,0[∈,有⎰⎰≥'+'ag a f dx x g x f dx x f x g 01).1()()()()()(【分析】 可用参数变易法转化为函数不等式证明，或根据被积函数的形式，通过分部积分讨论.【详解】 方法一：设=)(x F ⎰⎰-'+'x g x f dt t g t f dt t f t g 01)1()()()()()(，则F(x)在[0，1]上的导数连续，并且=')(x F )]1()()[()1()()()(g x g x f g x f x f x g -'='-'，由于]1,0[∈x 时，0)(,0)(≥'≥'x g x f ，因此0)(≤'x F ，即F(x)在[0，1]上单调递减.注意到 =)1(F ⎰⎰-'+'11)1()1()()()()(g f dt t g t f dt t f t g ，而⎰⎰⎰'-=='11110)()()()()()()()(dt t g t f t f t g t df t g dt t f t g=⎰'-1)()()1()1(dt t g t f g f ，故F(1)=0.因此]1,0[∈x 时，0)(≥x F ，由此可得对任何]1,0[∈a ，有 ⎰⎰≥'+'ag a f dx x g x f dx x f x g 01).1()()()()()(方法二：⎰⎰'-='aaa dx x g x f x f x g dx x f x g 0)()()()()()(=⎰'-adx x g x f a g a f 0)()()()(，⎰⎰'+'adx x g x f dx x f x g 01)()()()(=⎰⎰'+'-1)()()()()()(dx x g x f dx x g x f a g a f a⎰'+1.)()()()(adx x g x f a g a f由于]1,0[∈x 时，0)(≥'x g ，因此)()()()(x g a f x g x f '≥'，]1,[a x ∈， ⎰⎰-='≥'101)]()1()[()()()()(a g g a f dx x g a f dx x g x f ，从而⎰⎰'+'adx x g x f dx x f x g 01)()()()().1()()]()1()[()()(g a f a g g a f a g a f =-+≥（20）（本题满分13分） 已知齐次线性方程组（i ） ⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++,0,0532,032321321321ax x x x x x x x x和（ii ） ⎩⎨⎧=+++=++,0)1(2,03221321x c x b x cx bx x 同解，求a,b, c 的值.【分析】 方程组（ii ）显然有无穷多解，于是方程组（i ）也有无穷多解，从而可确定a ，这样先求出（i ）的通解，再代入方程组（ii ）确定b,c 即可.【详解】 方程组（ii ）的未知量个数大于方程个数，故方程组方程组（ii ）有无穷多解.因为方程组（i ）与（ii ）同解，所以方程组（i ）的系数矩阵的秩小于3.对方程组（i ）的系数矩阵施以初等行变换⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡20011010111532321a a ，从而a=2. 此时，方程组（i ）的系数矩阵可化为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡000110101211532321， 故T)1,1,1(--是方程组（i ）的一个基础解系.将1,1,1321=-=-=x x x 代入方程组（ii ）可得 2,1==c b 或.1,0==c b当2,1==c b 时，对方程组（ii ）的系数矩阵施以初等行变换，有⎥⎦⎤⎢⎣⎡→⎥⎦⎤⎢⎣⎡110101312211，显然此时方程组（i ）与（ii ）同解.当1,0==c b 时，对方程组（ii ）的系数矩阵施以初等行变换，有⎥⎦⎤⎢⎣⎡→⎥⎦⎤⎢⎣⎡000101202101，显然此时方程组（i ）与（ii ）的解不相同.综上所述，当a=2,b=1,c=2时，方程组（i ）与（ii ）同解. （21）（本题满分13分） 设A 为三阶矩阵，321,,ααα是线性无关的三维列向量，且满足3211αααα++=A ，3222ααα+=A ，32332ααα+=A .(I) 求矩阵B, 使得B A ),,(),,(321321αααααα=； （II ）求矩阵A 的特征值；（III ）求可逆矩阵P , 使得AP P 1-为对角矩阵.【分析】 利用(I)的结果相当于确定了A 的相似矩阵，求矩阵A 的特征值转化为求A 的相似矩阵的特征值.【详解】 (I) ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=311221001),,(),,(321321ααααααA , 可知 .311221001⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=B （II ）因为321,,ααα是线性无关的三维列向量，可知矩阵],,[321ααα=C 可逆，所以B AC C =-1，即矩阵A 与B 相似，由此可得矩阵A 与B 有相同的特征值.由0)4()1(311221012=--=-------=-λλλλλλB E ，得矩阵B 的特征值，也即矩阵A 的特征值.4,1321===λλλ（III ） 对应于121==λλ，解齐次线性方程组(E-B)X=0，得基础解系T )0,1,1(1-=ξ，T )1,0,2(2-=ξ；对应于43=λ，解齐次线性方程组(4E-B)X=0，得基础解系.)1,1,0(3T =ξ令矩阵 []⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--==110101021321ξξξQ ，则 .4000100011⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=-BQ Q 因 )()(1111CQ A CQ ACQ C Q BQ Q ----==，记矩阵[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--==110101021321αααCQ P =[]323121,2,αααααα++-+-，故P 即为所求的可逆矩阵.（22）（本题满分13分）设二维随机变量(X,Y)的概率密度为.,20,10,0,1),(其他x y x y x f <<<<⎩⎨⎧= 求：（I ） (X,Y)的边缘概率密度)(),(y f x f Y X ；（II ） Y X Z -=2的概率密度).(z f Z( III ) }.2121{≤≤X Y P 【分析】 求边缘概率密度直接用公式即可；而求二维随机变量函数的概率密度，一般用分布函数法，即先用定义求出分布函数，再求导得到相应的概率密度; 直接用条件概率公式计算即可.【详解】 （I ） 关于X 的边缘概率密度)(x f X =⎰+∞∞-dy y x f ),(=.,10,0,20其他<<⎪⎩⎪⎨⎧⎰x dy x =.,10,0,2其他<<⎩⎨⎧x x 关于Y 的边缘概率密度)(y f Y =⎰+∞∞-dx y x f ),(=.,20,0,12其他<<⎪⎩⎪⎨⎧⎰y dx y =.,20,0,21其他<<⎪⎩⎪⎨⎧-y y （II ） 令}2{}{)(z Y X P z Z P z F Z ≤-=≤=，1） 当0<z 时，0}2{)(=≤-=z Y X P z F Z ；2） 当20<≤z 时，}2{)(z Y X P z F Z ≤-= =241z z -; 3) 当2≥z 时，.1}2{)(=≤-=z Y X P z F Z即分布函数为： .2,20,0,1,41,0)(2≥<≤<⎪⎩⎪⎨⎧-=z z z z z z F Z 故所求的概率密度为：.,20,0,211)(其他<<⎪⎩⎪⎨⎧-=z z z f Z （III ） .4341163}21{}21,21{}2121{==≤≤≤=≤≤X P Y X P X Y P （23）（本题满分13分）设)2(,,,21>n X X X n 为来自总体N(0,2σ)的简单随机样本，X 为样本均值，记.,,2,1,n i X X Y i i =-=求：（I ） i Y 的方差n i DY i ,,2,1, =；（II ）1Y 与n Y 的协方差).,(1n Y Y Cov（III ）}.0{1≤+n Y Y P【分析】 先将i Y 表示为相互独立的随机变量求和，再用方差的性质进行计算即可；求1Y 与n Y 的协方差),(1n Y Y Cov ，本质上还是数学期望的计算，同样应注意利用数学期望的运算性质；求概率}0{1≤+n Y Y P 的关键是先确定其分布.【详解】 由题设，知)2(,,,21>n X X X n 相互独立，且),,2,1(,02n i DX EX i i ===σ，.0=X E（I ）∑≠--=-=nij j i i i X n X n D X X D DY ]1)11[()(=∑≠+-n i j j i DXn DX n 221)11(=.1)1(1)1(222222σσσn n n nn n -=-⋅+- （II ） )])([(),(111n n n EY Y EY Y E Y Y Cov --= =)])([()(11X X X X E Y Y E n n --= =)(211X X X X X X X E n n +-- =211)(2)(X E X X E X X E n +-=22121)(][20X E X D X X X E n n j j +++-∑= =.112222σσσn n n -=+- （III ） X X X X Y Y n n -+-=+11=n n i i X nn X n X n n 222121-+--∑-=, 上式是相互独立的正态随机变量的线性组合，所以n Y Y +1服从正态分布，由于0)(1=+n Y Y E ，故 }0{1≤+n Y Y P =.21。
2005考研数学一真题及答案解析
2005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122+=x x y 的斜渐近线方程为 _____________.(2)微分方程x x y y x ln 2=+'满足91)1(-=y 的解为____________.(3)设函数181261),,(222z y x z y x u +++=,单位向量}1,1,1{31=n ,则)3,2,1(nu∂∂=.________.(4)设Ω是由锥面22y x z +=与半球面222y x R z --=围成的空间区域,∑是Ω的整个边界的外侧,则⎰⎰∑=++zdxdy ydzdx xdydz ____________.(5)设123,,ααα均为3维列向量,记矩阵123(,,)=A ααα,123123123(,24,39)=++++++B ααααααααα,如果1=A ,那么=B .(6)从数1,2,3,4中任取一个数,记为X , 再从X ,,2,1 中任取一个数,记为Y , 则}2{=Y 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,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内)(7)设函数n n n x x f 31lim )(+=∞→,则()f x 在),(+∞-∞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(8)设()F x 是连续函数()f x 的一个原函数,""N M ⇔表示"M 的充分必要条件是",N 则必有(A)()F x 是偶函数()f x ⇔是奇函数 (B)()F x 是奇函数()f x ⇔是偶函数(C)()F x 是周期函数()f x ⇔是周期函数 (D)()F x 是单调函数()f x ⇔是单调函数(9)设函数⎰+-+-++=yx y x dt t y x y x y x u )()()(),(ψϕϕ, 其中函数ϕ具有二阶导数,ψ 具有一阶导数,则必有(A)2222y ux u ∂∂-=∂∂(B)2222yu x u ∂∂=∂∂(C)222yu y x u ∂∂=∂∂∂(D)222x uy x u ∂∂=∂∂∂ (10)设有三元方程ln e 1xz xy z y -+=,根据隐函数存在定理,存在点(0,1,1)的一个邻域,在此邻域内该方程(A)只能确定一个具有连续偏导数的隐函数(,)z z x y = (B)可确定两个具有连续偏导数的隐函数(,)x x y z =和(,)z z x y = (C)可确定两个具有连续偏导数的隐函数(,)y y x z =和(,)z z x y = (D)可确定两个具有连续偏导数的隐函数(,)x x y z =和(,)y y x z =(11)设21,λλ是矩阵A 的两个不同的特征值,对应的特征向量分别为12,αα,则1α,12()+A αα线性无关的充分必要条件是(A)01≠λ (B)02≠λ (C)01=λ (D)02=λ(12)设A 为(2)n n ≥阶可逆矩阵,交换A 的第1行与第2行得矩阵**.,B A B 分别为,A B 的伴随矩阵,则(A)交换*A 的第1列与第2列得*B (B)交换*A 的第1行与第2行得*B(C)交换*A 的第1列与第2列得*-B (D)交换*A 的第1行与第2行得*-B(13)设二维随机变量(,)X Y 的概率分布为已知随机事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独立,则(A)0.2,0.3a b == (B)0.4,0.1a b == (C)0.3,0.2a b == (D)0.1,0.4a b ==(14)设)2(,,,21≥n X X X n 为来自总体(0,1)N 的简单随机样本,X 为样本均值,2S 为样本方差,则(A))1,0(~N X n (B)22~()nS n χ(C))1(~)1(--n t SXn (D)2122(1)~(1,1)nii n X F n X=--∑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11分)设}0,0,2),{(22≥≥≤+=y x y x y x D ,]1[22y x ++表示不超过221y x ++的最大整数. 计算二重积分⎰⎰++Ddxdy y x xy .]1[22(16)(本题满分12分) 求幂级数∑∞=--+-121))12(11()1(n n n x n n 的收敛区间与和函数()f x .(17)(本题满分11分)如图,曲线C 的方程为()y f x =,点(3,2)是它的一个拐点,直线1l 与2l 分别是曲线C 在点(0,0)与(3,2)处的切线,其交点为(2,4).设函数()f x 具有三阶连续导数,计算定积分⎰'''+32.)()(dx x f x x(18)(本题满分12分)已知函数()f x 在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且(0)0,(1)1f f ==. 证明:(1)存在),1,0(∈ξ 使得ξξ-=1)(f .(2)存在两个不同的点)1,0(,∈ζη,使得.1)()(=''ζηf f(19)(本题满分12分)设函数)(y ϕ具有连续导数,在围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线L 上,曲线积分24()22Ly dx xydyx y φ++⎰的值恒为同一常数.(1)证明:对右半平面0x >内的任意分段光滑简单闭曲线,C 有24()202Cy dx xydyx yφ+=+⎰.(2)求函数)(y ϕ的表达式.(20)(本题满分9分)已知二次型21232221321)1(22)1()1(),,(x x a x x a x a x x x f +++-+-=的秩为2.(1)求a 的值；(2)求正交变换x y =Q ,把),,(321x x x f 化成标准形. (3)求方程),,(321x x x f =0的解.(21)(本题满分9分)已知3阶矩阵A 的第一行是c b a c b a ,,),,,(不全为零,矩阵12324636k ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦B (k 为常数),且=AB O ,求线性方程组0x =A 的通解.(22)(本题满分9分)设二维随机变量(,)X Y 的概率密度为(,)f x y =1001,02x y x <<<<其它求:(1)(,)X Y 的边缘概率密度)(),(y f x f Y X . (2)Y X Z -=2的概率密度).(z f Z(23)(本题满分9分)设)2(,,,21>n X X X n 为来自总体(0,1)N 的简单随机样本,X 为样本均值,记.,,2,1,n i X X Y i i =-=求:(1)i Y 的方差n i DY i ,,2,1, =. (2)1Y 与n Y 的协方差1Cov(,).n Y Y2005年考研数学一真题解析一、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122+=x x y 的斜渐近线方程为 .4121-=x y【分析】 本题属基本题型，直接用斜渐近线方程公式进行计算即可.【详解】 因为a=212lim )(lim22=+=∞→∞→x x x x x f x x ， []41)12(2lim)(lim -=+-=-=∞→∞→x x ax x f b x x ，于是所求斜渐近线方程为.4121-=x y （2）微分方程x x y y x ln 2=+'满足91)1(-=y 的解为.91ln 31x x x y -=. 【分析】直接套用一阶线性微分方程)()(x Q y x P y =+'的通解公式：⎰+⎰⎰=-])([)()(C dx e x Q e y dxx P dx x P ， 再由初始条件确定任意常数即可.【详解】 原方程等价为x y xy ln 2=+'， 于是通解为 ⎰⎰+⋅=+⎰⋅⎰=-]ln [1]ln [2222C xdx x xC dx ex ey dxx dxx =2191ln 31x C x x x +-， 由91)1(-=y 得C=0，故所求解为.91ln 31x x x y -=（3）设函数181261),,(222z y x z y x u +++=，单位向量}1,1,1{31=n ，则)3,2,1(nu∂∂=33. 【分析】 函数u(x,y,z)沿单位向量γβαcos ,cos ,{cos =n}的方向导数为：γβαcos cos cos zu y u x u n u ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂ 因此，本题直接用上述公式即可.【详解】 因为3x x u =∂∂，6y y u =∂∂，9zz u =∂∂，于是所求方向导数为)3,2,1(nu ∂∂=.33313131313131=⋅+⋅+⋅ （4）设Ω是由锥面22y x z +=与半球面222y x R z --=围成的空间区域，∑是Ω的整个边界的外侧，则⎰⎰∑=++zdxdy ydzdx xdydz 3)221(2R -π. 【分析】本题∑是封闭曲面且取外侧，自然想到用高斯公式转化为三重积分，再用球面（或柱面）坐标进行计算即可.【详解】⎰⎰∑=++zdxdy ydzdx xdydz ⎰⎰⎰Ωdxdydz 3=.)221(2sin 3320402R d d d R⎰⎰⎰-=πππθϕϕρρ （5）设321,,ααα均为3维列向量，记矩阵),,(321ααα=A ，)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B ， 如果1=A ，那么=B 2 .【分析】 将B 写成用A 右乘另一矩阵的形式，再用方阵相乘的行列式性质进行计算即可.【详解】 由题设，有)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡941321111),,(321ααα， 于是有 .221941321111=⨯=⋅=A B（6）从数1,2,3,4中任取一个数，记为X, 再从X ,,2,1 中任取一个数，记为Y , 则}2{=Y P =4813. 【分析】 本题涉及到两次随机试验，想到用全概率公式, 且第一次试验的各种两两互不相容的结果即为完备事件组或样本空间的划分.【详解】 }2{=Y P =}12{}1{===X Y P X P +}22{}2{===X Y P X P +}32{}3{===X Y P X P +}42{}4{===X Y P X P =.4813)4131210(41=+++⨯ 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）设函数n nn xx f 31lim )(+=∞→，则f(x)在),(+∞-∞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. [ C ] 【分析】 先求出f(x)的表达式，再讨论其可导情形. 【详解】 当1<x 时，11lim )(3=+=∞→n nn xx f ；当1=x 时，111lim )(=+=∞→n n x f ；当1>x 时，.)11(lim )(3133x xx x f nnn =+=∞→即.1,11,1,,1,)(33>≤≤--<⎪⎩⎪⎨⎧-=x x x x x x f 可见f(x)仅在x=1±时不可导，故应选(C).（8）设F(x)是连续函数f(x)的一个原函数，""N M ⇔表示“M 的充分必要条件是N ”，则必有(A) F(x)是偶函数⇔f(x)是奇函数. （B ） F(x)是奇函数⇔f(x)是偶函数.(C) F(x)是周期函数⇔f(x)是周期函数.(D) F(x)是单调函数⇔f(x)是单调函数. [ A ] 【分析】 本题可直接推证，但最简便的方法还是通过反例用排除法找到答案.【详解】 方法一：任一原函数可表示为⎰+=xC dt t f x F 0)()(，且).()(x f x F ='当F(x)为偶函数时，有)()(x F x F =-，于是)()1()(x F x F '=-⋅-'，即 )()(x f x f =--，也即)()(x f x f -=-，可见f(x)为奇函数；反过来，若f(x)为奇函数，则⎰xdt t f 0)(为偶函数，从而⎰+=xC dt t f x F 0)()(为偶函数，可见(A)为正确选项.方法二：令f(x)=1, 则取F(x)=x+1, 排除(B)、(C); 令f(x)=x, 则取F(x)=221x , 排除(D); 故应选(A).（9）设函数⎰+-+-++=yx yx dt t y x y x y x u )()()(),(ψϕϕ, 其中函数ϕ具有二阶导数，ψ 具有一阶导数，则必有(A) 2222y u x u ∂∂-=∂∂. （B ） 2222yu x u ∂∂=∂∂. (C) 222y uy x u ∂∂=∂∂∂. (D) 222x u y x u ∂∂=∂∂∂. [ B ] 【分析】 先分别求出22x u ∂∂、22yu∂∂、y x u ∂∂∂2，再比较答案即可.【详解】 因为)()()()(y x y x y x y x xu--++-'++'=∂∂ψψϕϕ，)()()()(y x y x y x y x yu-+++-'-+'=∂∂ψψϕϕ， 于是 )()()()(22y x y x y x y x x u-'-+'+-''++''=∂∂ψψϕϕ，)()()()(2y x y x y x y x yx u-'++'+-''-+''=∂∂∂ψψϕϕ， )()()()(22y x y x y x y x yu-'-+'+-''++''=∂∂ψψϕϕ， 可见有2222yu x u ∂∂=∂∂，应选(B). （10）设有三元方程1ln =+-xzey z xy ，根据隐函数存在定理，存在点(0,1,1)的一个邻域，在此邻域内该方程(A) 只能确定一个具有连续偏导数的隐函数z=z(x,y).(B) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数x=x(y,z)和z=z(x,y). (C) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数y=y(x,z)和z=z(x,y).(D) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数x=x(y,z)和y=y(x,z). [ D ]【分析】 本题考查隐函数存在定理，只需令F(x,y,z)=1ln -+-xzey z xy , 分别求出三个偏导数y x z F F F ,,，再考虑在点(0,1,1)处哪个偏导数不为0，则可确定相应的隐函数.【详解】 令F(x,y,z)=1ln -+-xzey z xy , 则z e y F xzx +='， yz x F y -='，x e y F xzz +-='ln ，且 2)1,1,0(='x F ，1)1,1,0(-='y F ，0)1,1,0(='z F . 由此可确定相应的隐函数x=x(y,z)和y=y(x,z). 故应选(D).（11）设21,λλ是矩阵A 的两个不同的特征值，对应的特征向量分别为21,αα，则1α，)(21αα+A 线性无关的充分必要条件是(A) 01≠λ. (B) 02≠λ. (C) 01=λ. (D) 02=λ. [ B ] 【分析】 讨论一组抽象向量的线性无关性，可用定义或转化为求其秩即可. 【详解】 方法一：令 0)(21211=++αααA k k ，则022211211=++αλαλαk k k ， 0)(2221121=++αλαλk k k . 由于21,αα线性无关，于是有 ⎩⎨⎧==+.0,022121λλk k k当02≠λ时，显然有0,021==k k ，此时1α，)(21αα+A 线性无关；反过来，若1α，)(21αα+A 线性无关，则必然有02≠λ(,否则，1α与)(21αα+A =11αλ线性相关)，故应选(B).方法二： 由于 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=+=+21212211121101],[],[)](,[λλαααλαλααααA ，可见1α，)(21αα+A 线性无关的充要条件是.001221≠=λλλ故应选(B).（12）设A 为n （2≥n ）阶可逆矩阵，交换A 的第1行与第2行得矩阵B, **,B A 分别为A,B 的伴随矩阵，则(A) 交换*A 的第1列与第2列得*B . (B) 交换*A 的第1行与第2行得*B .(C) 交换*A 的第1列与第2列得*B -. (D) 交换*A 的第1行与第2行得*B -. [C ]【分析】 本题考查初等变换的概念与初等矩阵的性质，只需利用初等变换与初等矩阵的关系以及伴随矩阵的性质进行分析即可.【详解】 由题设，存在初等矩阵12E （交换n 阶单位矩阵的第1行与第2行所得），使得 B A E =12，于是 12*11212*12***12*)(E A E E A E A A E B -=⋅===-，即*12*B E A -=,可见应选(C).（13）设二维随机变量(X,Y) 的概率分布为 X Y 0 1 0 0.4 a 1 b 0.1已知随机事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独立，则(A) a=0.2, b=0.3 (B) a=0.4, b=0.1(C) a=0.3, b=0.2 (D) a=0.1, b=0.4 [ B ] 【分析】 首先所有概率求和为1，可得a+b=0.5, 其次，利用事件的独立性又可得一等式，由此可确定a,b 的取值.【详解】 由题设，知 a+b=0.5又事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独立，于是有}1{}0{}1,0{=+===+=Y X P X P Y X X P ， 即 a=))(4.0(b a a ++, 由此可解得 a=0.4, b=0.1, 故应选(B).（14）设)2(,,,21≥n X X X n 为来自总体N(0,1)的简单随机样本，X 为样本均值，2S 为样本方差，则(A) )1,0(~N X n (B) ).(~22n nS χ(C) )1(~)1(--n t SXn (D) ).1,1(~)1(2221--∑=n F X X n n i i [ D ] 【分析】 利用正态总体抽样分布的性质和2χ分布、t 分布及F 分布的定义进行讨论即可.【详解】 由正态总体抽样分布的性质知，)1,0(~10N X n nX =-，可排除(A); 又)1(~0-=-n t SXn nS X ，可排除(C); 而)1(~)1(1)1(2222--=-n S n S n χ，不能断定(B)是正确选项.因为 ∑=-n i in X X222221)1(~),1(~χχ，且∑=-ni i n X X 222221)1(~)1(~χχ与相互独立，于是).1,1(~)1(1122212221--=-∑∑==n F XX n n XX ni ini i故应选(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11分） 设}0,0,2),{(22≥≥≤+=y x y x y x D ，]1[22y x ++表示不超过221y x ++的最大整数. 计算二重积分⎰⎰++Ddxdy y x xy .]1[22 【分析】 首先应设法去掉取整函数符号，为此将积分区域分为两部分即可.【详解】 令 }0,0,10),{(221≥≥<+≤=y x y x y x D ， }0,0,21),{(222≥≥≤+≤=y x y x y x D .则⎰⎰++Ddxdy y x xy ]1[22=⎰⎰⎰⎰+122D D xydxdy xydxdy dr r d dr r d ⎰⎰⎰⎰+=20213132cos sin 2cos sin ππθθθθθθ=.834381=+ （16）（本题满分12分） 求幂级数∑∞=--+-121))12(11()1(n n n x n n 的收敛区间与和函数f(x).【分析】 先求收敛半径，进而可确定收敛区间. 而和函数可利用逐项求导得到.【详解】 因为11)12()12()12)(1(1)12)(1(lim=+--⨯+++++∞→n n n n n n n n n ，所以当21x <时，原级数绝对收敛，当21x >时，原级数发散，因此原级数的收敛半径为1，收敛区间为（－1,1）记 121(1)(),(1,1)2(21)n nn S x x x n n -∞=-=∈--∑，则 1211(1)(),(1,1)21n n n S x x x n -∞-=-'=∈--∑，122211()(1),(1,1)1n n n S x x x x ∞--=''=-=∈-+∑. 由于 (0)0,(0)0,S S '==所以 201()()arctan ,1xxS x S t dt dt x t '''===+⎰⎰2001()()arctan arctan ln(1).2x x S x S t dt tdt x x x '===-+⎰⎰又21221(1),(1,1),1n nn x xx x ∞-=-=∈-+∑ 从而 22()2()1x f x S x x =++2222arctan ln(1),(1,1).1x x x x x x=-++∈-+ （17）（本题满分11分）如图，曲线C 的方程为y=f(x)，点(3,2)是它的一个拐点，直线1l 与2l 分别是曲线C 在点(0,0)与(3,2)处的切线，其交点为(2,4). 设函数f(x)具有三阶连续导数，计算定积分⎰'''+32.)()(dx x f x x【分析】 题设图形相当于已知f(x)在x=0的函数值与导数值，在x=3处的函数值及一阶、二阶导数值.【详解】 由题设图形知，f(0)=0, 2)0(='f ; f(3)=2, .0)3(,2)3(=''-='f f 由分部积分，知⎰⎰⎰+''-''+=''+='''+330302232)12)(()()()()()()(dx x x f x f x x x f d x x dx x f x x=dx x f x f x x f d x ⎰⎰'+'+-='+-3330)(2)()12()()12(=.20)]0()3([216=-+f f（18）（本题满分12分）已知函数f(x)在[0，1]上连续，在(0,1)内可导，且f(0)=0,f(1)=1. 证明： （I ）存在),1,0(∈ξ 使得ξξ-=1)(f ；（II ）存在两个不同的点)1,0(,∈ζη，使得.1)()(=''ζηf f【分析】 第一部分显然用闭区间上连续函数的介值定理；第二部分为双介值问题，可考虑用拉格朗日中值定理，但应注意利用第一部分已得结论.【详解】 （I ） 令x x f x F +-=1)()(，则F(x)在[0，1]上连续，且F(0)=-1<0, F(1)=1>0,应用零点定理，存在),1,0(∈ξ 使得0)(=ξF ，即ξξ-=1)(f .（II ） 在],0[ξ和]1,[ξ上对f(x)分别应用拉格朗日中值定理，知存在两个不同的点)1,(),,0(ξζξη∈∈，使得0)0()()(--='ξξηf f f ，ξξζ--='1)()1()(f f f于是 .1111)(1)()()(=-⋅-=--⋅=''ξξξξξξξξζηf f f f （19）（本题满分12分）设函数)(y ϕ具有连续导数，在围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线L 上，曲线积分⎰++Ly x xydydx y 4222)(ϕ的值恒为同一常数.（I ）证明：对右半平面x>0内的任意分段光滑简单闭曲线C ，有022)(42=++⎰Cyx xydydx y ϕ；（II ）求函数)(y ϕ的表达式.【分析】 证明（I ）的关键是如何将封闭曲线C 与围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线相联系，这可利用曲线积分的可加性将C 进行分解讨论；而（II ）中求)(y ϕ的表达式，显然应用积分与路径无关即可.【详解】 （I ）如图，将C 分解为：21l l C +=，另作一条曲线3l=++⎰Cy x xydydx y 4222)(ϕ-++⎰+314222)(l l y x xydydx y ϕ022)(3242=++⎰+l l y x xydydx y ϕ.（II ） 设2424()2,22y xyP Q x yx yϕ==++，,P Q 在单连通区域0x >内具有一阶连续偏导数，由（Ⅰ）知，曲线积分24()22Ly dx xydyx y ϕ++⎰在该区域内与路径无关，故当0x >时，总有Q Px y∂∂=∂∂. 24252422422(2)4242,(2)(2)Q y x y x xy x y y x x y x y ∂+--+==∂++ ①243243242242()(2)4()2()()4().(2)(2)P y x y y y x y y y y y y x y x y ϕϕϕϕϕ'''∂+-+-==∂++ ② 比较①、②两式的右端，得435()2,()4()2.y y y y y y y ϕϕϕ'=-⎧⎨'-=⎩ 由③得2()y y c ϕ=-+，将()y ϕ代入④得 535242,y cy y -= 所以0c =，从而2().y y ϕ=-（20）（本题满分9分）已知二次型21232221321)1(22)1()1(),,(x x a x x a x a x x x f +++-+-=的秩为2.（I ） 求a 的值；（II ） 求正交变换Qy x =，把),,(321x x x f 化成标准形； （III ） 求方程),,(321x x x f =0的解.【分析】 （I ）根据二次型的秩为2，可知对应矩阵的行列式为0，从而可求a 的值；（II ）是常规问题，先求出特征值、特征向量，再正交化、单位化即可找到所需正交变换； （III ）利用第二步的结果，通过标准形求解即可.【详解】 （I ） 二次型对应矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-++-=200011011a a a a A ， 由二次型的秩为2，知 020011011=-++-=aa a a A ，得a=0. （II ） 这里⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=200011011A ， 可求出其特征值为0,2321===λλλ. 解 0)2(=-x A E ，得特征向量为：⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100,01121αα，解 0)0(=-x A E ，得特征向量为：.0113⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α由于21,αα已经正交，直接将21,αα，3α单位化，得：③ ④⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=01121,100,01121321ηηη令[]321ααα=Q ，即为所求的正交变换矩阵，由x=Qy ，可化原二次型为标准形：),,(321x x x f =.222221y y + （III ） 由),,(321x x x f ==+222122y y 0，得k y y y ===321,0,0（k 为任意常数）.从而所求解为：x=Qy=[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡0003321c c k k ηηηη，其中c 为任意常数. （21）（本题满分9分）已知3阶矩阵A 的第一行是c b a c b a ,,),,,(不全为零，矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=k B 63642321（k 为常数），且AB=O, 求线性方程组Ax=0的通解.【分析】 AB=O, 相当于告之B 的每一列均为Ax=0的解，关键问题是Ax=0的基础解系所含解向量的个数为多少，而这又转化为确定系数矩阵A 的秩.【详解】 由AB=O 知，B 的每一列均为Ax=0的解，且.3)()(≤+B r A r（1）若k 9≠, 则r(B)=2, 于是r(A)1≤, 显然r(A)1≥, 故r(A)=1. 可见此时Ax=0的基础解系所含解向量的个数为3-r(A)=2, 矩阵B 的第一、第三列线性无关，可作为其基础解系，故Ax=0 的通解为：2121,,63321k k k k k x ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=为任意常数.(2) 若k=9，则r(B)=1, 从而.2)(1≤≤A r1） 若r(A)=2, 则Ax=0的通解为：11,321k k x ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=为任意常数.2） 若r(A)=1,则Ax=0 的同解方程组为：0321=++cx bx ax ,不妨设0≠a ,则其通解为2121,,1001k k a c k a b k x ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=为任意常数.（22）（本题满分9分）设二维随机变量(X,Y)的概率密度为 .,20,10,0,1),(其他x y x y x f <<<<⎩⎨⎧=求：（I ） (X,Y)的边缘概率密度)(),(y f x f Y X ； （II ）Y X Z -=2的概率密度).(z f Z【分析】 求边缘概率密度直接用公式即可；而求二维随机变量函数的概率密度，一般用分布函数法，即先用定义求出分布函数，再求导得到相应的概率密度.【详解】 （I ） 关于X 的边缘概率密度)(x f X =⎰+∞∞-dy y x f ),(=.,10,0,20其他<<⎪⎩⎪⎨⎧⎰x dy x=.,10,0,2其他<<⎩⎨⎧x x关于Y 的边缘概率密度)(y f Y =⎰+∞∞-dx y x f ),(=.,20,0,12其他<<⎪⎩⎪⎨⎧⎰y dx y=.,20,0,21其他<<⎪⎩⎪⎨⎧-y y （II ） 令}2{}{)(z Y X P z Z P z F Z ≤-=≤=， 1） 当0<z 时，0}2{)(=≤-=z Y X P z F Z ；2） 当20<≤z 时，}2{)(z Y X P z F Z ≤-= =241z z -; 3) 当2≥z 时，.1}2{)(=≤-=z Y X P z F Z即分布函数为： .2,20,0,1,41,0)(2≥<≤<⎪⎩⎪⎨⎧-=z z z z z z F Z故所求的概率密度为：.,20,0,211)(其他<<⎪⎩⎪⎨⎧-=z z z f Z （23）（本题满分9分）设)2(,,,21>n X X X n 为来自总体N(0,1)的简单随机样本，X 为样本均值，记.,,2,1,n i X X Y i i =-=求：（I ） i Y 的方差n i DY i ,,2,1, =； （II ）1Y 与n Y 的协方差).,(1n Y Y Cov【分析】 先将i Y 表示为相互独立的随机变量求和，再用方差的性质进行计算即可；求1Y 与n Y 的协方差),(1n Y Y Cov ，本质上还是数学期望的计算，同样应注意利用数学期望的运算性质.【详解】 由题设，知)2(,,,21>n X X X n 相互独立，且),,2,1(1,0n i DX EX i i ===，.0=X E（I ）∑≠--=-=ni j j i i i X n X n D X X D DY ]1)11[()(=∑≠+-nij ji DXnDX n 221)11(=.1)1(1)1(222n n n n n n -=-⋅+- （II ） )])([(),(111n n n EY Y EY Y E Y Y Cov --= =)])([()(11X X X X E Y Y E n n --==)(211X X X X X X X E n n +--=211)(2)(X E X X E X X E n +-=22121)(][20X E X D X X X E n nj j +++-∑==.112nn n -=+-。
2005年考研数学试题答案与解析(数学一)
(C)可确定两个具有连续偏导数的隐函数 y = y(x, z) 和 z = z(x, y)
(D)可确定两个具有连续偏导数的隐函数 x = x(y, z) 和 y = y(x, z)
(11)设 1,2 是矩阵 A 的两个不同的特征值,对应的特征向量分别
为 α1,α2 ,则 α1 , A(α1 + α2) 线性无关的充分必要条件是
xy y 2
(D)
2u xy
=
2u x 2
(10)设有三元方程 xy − z ln y + exz =1 ,根据隐函数存在定理,存在点
(0,1,1) 的一个邻域,在此邻域内该方程
(A)只能确定一个具有连续偏导数的隐函数 z = z(x, y)
(B)可确定两个具有连续偏导数的隐函数 x = x(y, z) 和 z = z(x, y)
A = (1, 2 , 3 ) ，B = ( 1 + 2 + 3 , 1 + 2 2 + 4 3 , 1 + 3 2 + 9 3 ) ，
如果 A = 1 ，那么 B = 2 .
【分析】 将 B 写成用 A 右乘另一矩阵的形式，再用方阵相乘的行列式性质进行计算即 可.
【详解】 由题设，有
B = ( 1 + 2 + 3 , 1 + 2 2 + 4 3 , 1 + 3 2 + 9 3 )
证明: (1)存在 (0,1), 使得 f () = 1− .
(2)存在两个不同的点, (0,1) ,使得 f () f ( ) = 1.
(19)(本题满分 12 分)
设函数(y) 具有连续导数,在围绕原点的任意分段光滑简单闭曲
大连理工大学硕士研究生考试数学分析试题及解答
大连理工大学2005硕士研究生考试试题数学分析试题及解答 一、 计算题 1、 求极限：1222 (i),lim nn n n a a na a a n→∞→∞+++=其中 解：1212222...(1)(1)limlim lim ()(1)212n n n n n n a a na n a n a aStolz n n n n +→∞→∞→∞+++++===+-+利用公式2、求极限：21lim (1)x x x e x-→∞+ 解：2222221(1)1lim (1)lim()1111(1)(1)(ln(1))1lim lim111111(())21lim 121(1)12lim (1)lim()lim()xx x xx x x x x x x x x x x x x x x x e x ee x x x x x xo e x xx x e xe e x x e x e e -→∞→∞→∞→∞→∞-→∞→∞→∞++=+-++-+=--+-+==--+-∴+===Q3、证明区间（0，1）和（0，+∞）具有相同的势。
证明：构造一一对应y=arctanx 。
4、计算积分21Ddxdy y x+⎰⎰，其中D 是x=0,y=1,y=x 围成的区域 解：112022000111011ln()|ln(1)ln [(1)ln(1)(1)ln ]|2ln 2y yDdxdy dxdy x y dy y x y x y dy ydyy y y y y y ==+++=+-=++-+-+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰5、计算第二类曲线积分：22C ydx xdyI x y--=+⎰，22:21C x y +=方向为逆时针。
解：22220022222tan 2222cos ,[0,2)cos 23cos 2cos 2213(2)(1)12arctan 1(2)(1)3111C x x y ydx xdy I d x y x x x x d x dx x x x x ππθθθπθθθθθθ+∞+∞=-∞-∞=⎧⎪∈⎨=⎪⎩--=−−−→=+++-+-++−−−−−→=--++++=-⎰⎰换元万能公式代换22661dx d x π+∞+∞-∞-∞+=-+++⎰6、设a>0,b>0,证明：111b ba ab b ++⎛⎫⎛⎫≥ ⎪⎪+⎝⎭⎝⎭。
大连理工大学数学分析考试题
µÎ inf Å
n≥1 xn
> 0.
§
¦
lim sup 16. xn yn
Ô¤§ ¦
n→∞
n→∞
xn+1 ≥ 1. xn
(1) lim inf xn lim inf yn ≤ lim inf (xn yn ) ≤ lim inf xn lim sup yn .
n→∞ n→∞ n→∞ n→∞
3
(2) lim inf xn lim sup yn ≤ lim sup(xn yn ) ≤ lim sup xn lim sup yn . 17. 18. xn > xn+k . xn > 0, xn
§¦
b > a, f (x)
(1) lim 4n (1 − an ); (2) lim (a1 . . . an ).
n→∞
Å
15. (HOMEWORK)
¤ ¥
f (x)
Ë (a, +∞) ŵÀ¤¥¹
n→∞
¶Ë (a, b)
¦
§4
f (x + 1) − f (x) = e. x→∞ xn lim e f (x) . = n +1 →∞ x n+1 lim
20.
{xn }
§ ¦ ˽ º ¿« n, x < x , k = 1, . . . , n . Å Ô¤¥ lim(x − x ) = 0.a = lim inf x , b = lim sup x . ³Å © © Ì [a, b].
n+1
4
ß ¡ ¥Ëµ f (x) Ë x ¬ ×Ê Å
(iii) an > 0,
¦
2005年考研高数一真题及解析
x2 y2 z 2 1 u ，单位向量 n {1,1,1} ，则 6 12 18 n 3
(2 2) R3 .
(1, 2, 3)
=
3 . 3
x 2 y 2 与半球面 z R 2 x 2 y 2 围成的空间区域， 是 的
n 3n
， 则 f ( x) 在 ( , ) 内 (B)恰有一个不可导点. (D)至少有三个不可导点.
(C)
(A)处处可导. (C)恰有两个不可导点.
(8) 设 F ( x) 是连续函数 f ( x) 的一个原函数， " M N " 表示“M 的充分必要条件是 N” ， 则必有 (A) (A) F ( x) 是偶函数 f ( x) 是奇函数. (9) 设函数 u ( x, y ) ( x y ) (x y ) 一阶导数， 则必有
记 S ( x)
2n(2n 1) x
n 1
(1)
2n
, x (1,1)，
(1)n1 2 n 1 1 x , x ( 1,1) ， S ( x) (1)n1 x 2 n2 , x (1,1).„„6 分 1 x2 n 1 2n 1 n 1 x x 1 由于 S (0) 0, S (0) 0 ，所以 S ( x) S (t )dt dt arctan x, 0 0 1 t 2 x x 1 „„9 分 S ( x) S (t )dt arctan tdt x arctan x ln(1 x 2 ). 0 0 2 x2 n 1 2 n 又 (1) x „„11 分 , x (1,1), 1 x2 n 1
2005—数一真题、标准答案及解析
x2005年考研数学一真题、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)(4)设 是由锥面zx 2 y 2与半球面zR 2 x 2 y 2围成的空间区域，是的整个边界的外侧，则 xdydz ydzdx zdxdy _______________ .(5) 设1, 2 , 3均为3维列向量，记矩阵A(1,2,3)， B (1 2 3 , 1 2 2 4 3 , 1 3 2 93 )，如果A 1，那么B _..(6) 从数1,2,3,4中任取一个数，记为 X,再从1,2, ,X 中任取一个数，记为 Y,则P{Y 2} = ___________ .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)设函数 f(x) lim ?1 x 3n ，则 f(x)在(，)内n '(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.[](1)曲线y2x 2x1的斜渐近线方程为 (2)微分方程xy2y xlnx 满足 y(1)-的解为. 9(3)设函数 u(x, y, z)2x 1 —6 2y 12 2—，单位向量n 18舟1,1,1}，则(1,2,3)N"表示“ M的充分必要条件是N ”，则必有(A)F(x)是偶函数f(x)是奇函数•(B)F(x)是奇函数f(x)是偶函数•(C)F(x)是周期函数f(x)是周期函数•(D)F(x)是单调函数f(x)是单调函数•(9)设函数u(x, y)X y(x y)(x y) x y数，则必有2u2u2 • y (B)2u2 x(A)2 x222(C)u u(D)u2 •x y y x y[ ](t)dt,其中函数具有二阶导数，具有一阶导2u2 •y2u厂[](8)设F(x)是连续函数f(x)的一个原函数，"M内该方程(A) 只能确定一个具有连续偏导数的隐函数 z=z(x,y).(B) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数x=x(y,z)和 z=z(x,y).(C) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数 y=y(x,z)和 z=z(x,y).(D) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数 x=x(y,z)和 y=y(x,z). [](11) 设1, 2是矩阵A 的两个不冋的特征值,对应的特征向量分别为1?2 ,则 1 , A( 12)线性无关的充分必要条件是(A)10.(B)20. (C)10.(D)2 0.[ ](12) 设A 为n (n 2)阶可逆矩阵，交换A 的第1行与第2行得矩阵B, A *,B *分别为A,B的伴随矩阵，则(A) 交换A *的第1列与第2列得B *. (B)交换A *的第1行与第 2行得*B .(C) 交换A *的第1列与第2列得 B *.(D)交换A *的第1行与第2行得 *B .[ ](13)设二维随机变量(X,Y)的概率分布为X^^^Y 0 1 0 0.4 a 1b0.1已知随机事件｛X 0｝与｛X Y 1｝相互独立，则 (A) a=0.2, b=0.3 (B) a=0.4, b=0.1(C) a=0.3, b=0.2 (D) a=0.1, b=0.4三、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11分) 设D {( x, y) x 2y 2 <2, x 0, y 0} , [1 x 2 y 2]表示不超过1 x 2 y 2的最大整数.计算重积分 xy[1 x 2 y 2]dxdy.D(16)(本题满分12分)(14) 设X-X 2， ,X n (n 2)为来自总体N(0,1)的简单随机样本， X 为样本均值，S 2为样本方差, 则 (A)nX ~ N(0,1)(B)(C)(n 1)X~t( n 1) (D)SnS 2(n).(nn21)X 1 —F (1, n 1). X i 2i 22的切线，其交点为(2,4).设函数f(x)具有三阶连续导数，计算定积分/X x) f (x)dx.(18)(本题满分12分)已知函数f(x)在［0，1］上连续，在(0,1)内可导，且f(0)=0,f(1)=1.证明：(I)存在(0,1),使得f( ) 1 ；(II)存在两个不同的点,(0,1)，使得f ( )f ( ) 1.(19)(本题满分12分)的值恒为同一常数(I)证明：对右半平面x>0内的任意分段光滑简单闭曲线C,有(y)dx2xydy0 ；C 2x y(II)求函数(y)的表达式.(20)(本题满分9分)已知二次型f(X1,X2X) (1 a)x；(1 a)x；2x f 2(1 a)x1x2 的秩为 2.(I)求a的值；(II)求正交变换x Qy，把f (x1, x2 ,x3)化成标准形；(III)求方程f (x1,x2,x3) =0 的解.(21)(本题满分9分)已知3阶矩阵A的第一行是(a,b,c),a,b,c不全为零,线性方程组Ax=0的通解..(22)(本题满分9分)设二维随机变量(X,Y)的概率密度为123矩阵B 24 6 (k为常数)，且AB=O,求36k求幕级数(1)n1(1n 1 (17)(本题满分11分) ----------- )x2n的收敛区间与和函数n(2n 1)f(x).如图，曲线C的方程为y=f(x)，点(3,2)是它的一个拐点，直线h与丨2分别是曲线C在点(0,0)与(3,2)处设函数(y)具有连续导数，在围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线L上，曲线积分：,L (y)dx 2xydy 2x2f (x, y) 1,0 x 1,0 y 2x, 0, 其他.求：(I) (X,Y)的边缘概率密度f X (x), f Y(y)；（II）Z 2X Y的概率密度f z（z）.（23）（本题满分9分）设X i, X2，,X n（n 2）为来自总体N（0,1）的简单随机样本，X为样本均值，记Y i X i X,i 1,2, ,n.求：（I）Y i 的方差DY,i 1,2, ,n ；（II）第与Y n的协方差COV（Y i,Y n）.2005年考研数学一真题解析、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)2x 的斜渐近线方程为 2x 1【分析】 本题属基本题型，直接用斜渐近线方程公式进行计算即可u_ 1 1 1111 <3(1)曲线y【详解】 因为a=limxf(x) x2xlim 2 --------- x2x xa2(1 1于是所求斜渐近线方程为y 2x ?(2)微分方程xy 2y xlnx 满足y(1)-的解为y 9-xlnx ・ 3 9【分析】直接套用一阶线性微分方程yP(x)yQ(x)的通解公式:P (x)dx P(x)dxy e [ Q(x)edx C]，再由初始条件确定任意常数即可【详解】原方程等价为2y -y xIn x ， 2dx于是通解为 y e x [ In x 2dxe xdxC] 2x ln xdx C]=1xln x31由y(1)—得e=o ，故所求解为9eg ，x1 x. 9(3)设函数 u(x, y, z) 162y_12218，单位向量n1^{1,1,1}，则V 3(1,2,3)3{cos , cos , cos u ucos n x u u ycos zcos 因此，本题直接用上述公式即可 .Ilx【详解】 因为二uu于是所求方向导数为x 3 y 6z 9X 2 【分析】函数 u(x,y,z)沿单位向量｝的方向导数为:n(1,2,3)_3 J3 3 73 3 73 3 *（4）设是由锥面z Jx2y2与半球面z J R2 x22y围成的空间区域，是的整个边界的外侧，则xdydz ydzdx zdxdy 2 (1423 尹3.【分析】本题是封闭曲面且取外侧，自然想到用高斯公式转化为三重积分，再用球面（或柱面）坐标进行计算即可•【详解】xdydz ydzdx zdxdy3dxdydz= 3 R 2d- 24 si nd d0 072 32 (1 ——)R .2（5）设1, 2 , 3均为3维列向量，记矩阵A(1,2, 3 )， B ( 1 2 3 , 1 224 3 , 1 3 2 9 3 )，如果A 1，那么B 2【分析】将B写成用A右乘另一矩阵的形式，再用方阵相乘的行列式性质进行计算即可【详解】由题设，有B （ 1 2 3, 1 22 43, 1 32 93）1 1 1=(1, 2, 3)1 2 31 4 91 1 1A 1 2 3 1 22.1 4 9（6）从数1,2,3,4中任取一个数，记为X,再从1,2, ,X中任取一个数，记为Y,则P{Y 2}= .48【分析】本题涉及到两次随机试验，想到用全概率公式，且第一次试验的各种两两互不相容的结果即为完备事件组或样本空间的划分•【详解】P{Y 2} = P{X 1}P{Y 2X 1} + P{ X 2}P{Y 2X 2}+ P{X 3}P{Y 2X 3}+ P{X 4}P{Y 2X 4}于是有【分析】本题可直接推证，但最简便的方法还是通过反例用排除法找到答案xF(x) ° f (t)dt C 为偶函数，可见(A)为正确选项.1 2方法二：令 f(x)=1,则取 F(x)=x+1,排除(B)、(C);令 f(x)=x,则取 F(x)= x ,排除(D);故应选(A).2x y(9) 设函数 u(x, y) (xy) (x y)(t)dt ,其中函数x y具有二阶导数，具有一阶导，则必有22 2 2u u u u (A)2 2 . (B )22 .xy xy2222uu u u(C)2 .(D)2 .[B ]x yyx yx、选择题 (0(本题共8小题，每小题 1 1 1) 13 2 3 4)48.4分，满分32分.每小题给出的四个选项中，只有项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内)(7)设函数 f (x) lim n ：1x 3n，则 f(x)在(n t(B)恰有一个不可导点【分析】 先求出f(x)的表达式， 再讨论其可导情形 .【详解】当：x 1时， f(x) lim nJ 1 : 3nx 1 ；当： x 1时， f(x) lim n n J 1 1 1 ；当：x 1时， f(x) lim ; n3x ( 13nD n |x 3即 f (x)x 3, x 1,1, 1 x 1, 可见f(x)仅在x=x 3, x 1.1时不可导，故应选(C).(8) (B) (B ) (C) (D) 设F(x)是连续函数 F(x)是偶函数F(x)是奇函数F(x)是周期函数F(x)是单调函数f(x)的一个原函数，"M N"表示“ M 的充分必要条件是 f(x)是奇函数. f(x)是偶函数.f(x)是周期函数. f(x)是单调函数. N ”，则必有【详解】 方法一：任一原函数可表示为 F(x)x0 f(t)dt C ,且 F (x) f(x).当F(x)为偶函数时，有F ( x) F(x)，于是F(x) ( 1) F (x)，f ( x) f(x)，也即 f( x) f (x)，可见f(x)为奇函数；反过来，若f(x)为奇函数，则°f(t)dt 为偶函数，从而(A) 处处可导. (C)恰有两个不可导点. (D)至少有三个不可导点【分析】先分别求出2u~2x2u~2y2—，再比较答案即可.【详解】因为—x(x y) (x y) (x y) (x y),2u~2x2u2u~2y(x y) (x y) (x y) (x y), (x(x(xy) (x y) (x y) (x y),y)y)(x(xy)y)(x(xy)y)(x(xy),y),2 可见有—2x 2-2，应选(B). y(10)设有三元方程xy zln xze 根据隐函数存在定理, 存在点(0,1,1)的一个邻域，在此邻域内该方程(E)(F)(G)(H) 只能确定一个具有连续偏导数的隐函数可确定两个具有连续偏导数的隐函数可确定两个具有连续偏导数的隐函数可确定两个具有连续偏导数的隐函数z=z(x,y).x=x(y,z)和z=z(x,y).y=y(x,z)和z=z(x,y).x=x(y,z)和y=y(x,z).【分析】本题考查隐函数存在定理，只需令F(x,y,z)= xy zlny xze 1,分别求出三个偏导数F z,F x,F y，再考虑在点(0,1,1)处哪个偏导数不为则可确定相应的隐函数【详解】令F(x,y,z)= xy zln y xze 1F x xzy e z，F y F z xzIn y e x，且F x(01,1) ，F y(0,1,1) 1,F z(0,1,1) 0.由此可确定相应的隐函数x=x(y,z)禾廿y=y(x,z).故应选(D).(11)设2是矩阵A的两个不同的特征值, 对应的特征向量分别为2，则 1 , A( 1 2)线性无关的充分必要条件是(A) 1 0. (B) 2 0. (C) 1 0. (D) 2 0.【分析】讨论一组抽象向量的线性无关性，可用定义或转化为求其秩即可【详解】方法一：令 k 1k ?A( 12) 0，则k r 1 k ?1 1 k ?2 (k1k 2 1) 1 k 2 2 2 0.由于1, 2线性无关，于是有 & k ?k 2 210, 0.当2 0时，显然有k 1 0,k 2 0,此时1，A( 12)线性无关；反过来，若1，A( 1线性无关，则必然有 0(,否则, 1 与A( 12)= 1 1线性相关)，故应选(B).方法二： 由于 1, A( 12)][ 11[1, 2]02，可见 1， A( 1 2)线性无关的充要条件是 (12) n 2)阶可逆矩阵，交换 随矩阵，则 (B)交换A *的第1列与第2列得B *. (C) 交换A *的第1列与第2列得 B *. 2 0.故应选(B).* *的第1行与第2行得矩阵B, A , B 分别为A,B(B)(D) [C ] 【分析】本题考查初等变换的概念与初等矩阵的性质, 矩阵的性质进行分析即可. 的伴交换A *的第1行与第2行得B * .交换A *的第1行与第2行得 B *. 只需利用初等变换与初等矩阵的关系以及伴随 【详解】由题设，存在初等矩阵 E 12 (交换n 阶单位矩阵的第 * 于是 B (E 12A)* * * A E 12 * A E 12 E 12 1 A * E 12，即 A * E 12 B *，可见应选(C).(13) 设二维随机 变量(X,Y) 0 的概率分布为 10 0.4 a1 b0.1Y 1｝相互独立，则1行与第2行所得)，使得 E 12 A已知随机事件｛X 0｝与｛X (B) a=0.2, b=0.3 (C) a=0.3, b=0.2(B) a=0.4, b=0.1 (D)a=0.1, b=0.4【分析】 首先所有概率求和为 1，可得a+b=0.5,其次，利用事件的独立性又可得一等式，由此可确定 a,b 的取值.【详解】由题设，知 a+b=0.5又事件｛X 0｝与｛X Y 1｝相互独立，于是有P{X 0, X Y 1} P{X 0}P{X Y 1}，即 a=(0.4 a)(a b),由此可解得a=0.4, b=0.1,故应选(B).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11分)重积分 xy[1 x 2 y 2]dxdy.D【分析】 首先应设法去掉取整函数符号，为此将积分区域分为两部分即可 【详解】 令 D 1｛(x, y) 0 x 2 y 2 1,x 0, y 0｝，设 D {(x, y)x 2 y 2 2, x 0, y0｝ , [1 X 2 y 2]表示不超过1 X 2 y 2的最大整数.计算(14) 设 X 1,X 2, ,X n (n2)为来自总体N(0,1)的简单随机样本,X 为样本均值，S 2为样本方差,(B)nX ~ N(0,1) (B)nS 22(n).(C)(n 1)XS ~t(n 1)(D)nX i 2i 2【分析】 利用正态总体抽样分布的性质和2分t 分布及F 分布的定义进行讨论即可【详解】 由正态总体抽样分布的性质知，~ N(0,1)，可排除(A);又X 0 S n 选项.誓〜t(n 1)，可排除(6而(n 1)S12(n 1)S 2(n 1)， 不能断定(B)是正确因为X 12n22(1), X ii 22 2(n 1),且 X 12 2 (1)与 X i 〜i 22(n 1)相互独立，于是X 121).故应选(D)..) (n 1)X 12 n —〜F(1,nX i 2i 2D 2 {(x, y) 1 x 2 y 2 2x 0,y C}.则2xy[1 xy 2]dxdy = = xydxdy 2xydxdyDD 1D22 ・2sin cos d 1r 3dr2 2 32 2sin cos dr dr11 3 7=8 4 8.(16) (本题满分 12分)求幕级数(1)n1(11 \ 2n)x 的收敛区间与和函数 f(x).n 1 n (2 n 1)【分析】先求收敛半径, 进而可确定收敛区间 . 而和函数可利用逐项求导得到【详解】 因为lim1)(2n 1) 1n (2 n 1)1，所以当x 2 1时，n(2n 1) 1时，原级数发散，因此原级数的收敛半径为1，收敛区间为(一1,1)原级数绝对收敛，当x 2 1n(n 1)(2 n 1)如图，曲线C的方程为y=f(x)，点(3,2)是它的一个拐点，直线11与丨2分别是曲线C在点(0,0)与(3,2)处S(x)(1)n1x2n2n(2n 1),x 1,1)，n 1 2 n 1S (x)nn 1 2n (1) x1由于S(0)0, S (0) 0,所以S(x)x0S (t)dtS(x)x0S(t)dt又(n 1n 1 2n 1) x1从而f(x)2S(x) x2S(X)1 2x arcta nx ln(1,1)，11 x2,x(1,1>^dt01 t2xarctantdtarcta nx,1 2xarctanx ln(1 x ).22x2,xx(1,1),x2)2x2,x1 x(1,1).则S(x)22上x2n (17)(本题满分11分)32的切线，其交点为(2,4).设函数f(x)具有三阶连续导数，计算定积分o (x 2 x)f (x)dx.【分析】 题设图形相当于已知 f(x)在x=0的函数值与导数值,(18)(本题满分12分)已知函数f(x)在［0，1］上连续，在(0,1)内可导，且f(0)=0,f(1)=1.证明: (I) 存在 (0,1),使得 f( )1；(II) 存在两个不同的点, (0,1)，使得f ( )f ( ) 1.【分析】第一部分显然用闭区间上连续函数的介值定理；第二部分为双介值问题，可考虑用拉格朗日 中值定理，但应注意利用第一部分已得结论【详解】(I )令F(x) f(x) 1 x ，则F(x)在［0，1］上连续，且F(0)=-1<0, F(1)=1>0,于是由介值定理知，存在(0,1),使得F( ) 0，即f( ) 1(II )在［0,］和［,1］上对f(x)分别应用拉格朗日中值定理， 知存在两个不同的点(0, ), ( ,1)，f( ) f(0) f ( ) f(1) f()0 ， 1(19)(本题满分12分)的值恒为同一常数⑴证明：对右半平面x>o 内的任意分段光滑简单闭曲线C ，有 C (y 2x x;ry° ；(II )求函数 (y)的表达式•【分析】 证明(I )的关键是如何将封闭曲线C 与围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线相联系，这可在x=3处的函数值及一阶、 二阶导数值【详解】 由题设图形知，f(0)=0, f (0) 2 ; f(3)=2, 2, f (3) 0.由分部积分，知32 3 2o (x 2 x)f (x)dx o (x 2 x)df (x) (x 2x)f (x)3f (x)(2x 1)dx3(2x 1)df (x)(2x 1) f (x)30 f (x)dx=16 2[ f (3)f(0)]20.使得f ()于是f ( )f ()f( ) 1 f()11.设函数(y)具有连续导数，在围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线L 上，曲线积分I(y)dx 2xydy 2x 2利用曲线积分的可加性将C进行分解讨论；而（II）中求（y）的表达式，显然应用积分与路径无关即可【详解】（I）如图，将C分解为：C l i 12，另作一条曲线(y)dx 2xydy 0C 2x2 y4(y)dx 2xydy*32x2 y4(y)dx 2xydy 0 II 2x2y4•(II)设P __(y)2x2y4，Q, P,Q在单连通区域X 0内具有一阶连续偏导数，由（i）知, 2x2 y4曲线积分(y)dx2x22xydy在该区域内与路径无关，故当X 0时，总有—―x y2y(2x2y4) 4xg2xy ,2 c 54x y 2y(2x2y4)2 2 4 2(2x y )2(y)(2x y4) 4 (y)y32 4 2(2x y ) 2 4 32x (y) (y)y 4 (y)y ②2 4 2(2x y )比较①、②两式的右端，得(y) 2y,(y)y44 (y)y 2y5.由③得(y) y2（y）代入④得2y5 4cy3 2y5,所以c0，从而（y）（20）（本题满分9分）已知二次型f (x1, x2, x3) (1 a)x：(1 a)x| 2x3 2(1 a)X i X2的秩为2.(I)求a的值;(II)求正交变换x Qy，把f（x1,x2,x3）化成标准形;(III)求方程f（X1,X2,X3）=0的解.【分析】（I）根据二次型的秩为2,可知对应矩阵的行列式为先求出特征值、特征向量，再正交化、单位化即可找到所需正交变换；准形求解即可•0，从而可求a的值；（II）是常规问题, （III ）利用第二步的结果，通过标【详解】（I ）二次型对应矩阵为112 01即为所求的正交变换矩阵，由x=Qy ，可化原二次型为标准形:2 2f (X 1,X 2,X 3)= 2y 1 2y 2.（21）（本题满分9分）36（ k 为常数），且AB=O,求 k线性方程组Ax=0的通解.【分析】AB=O,相当于告之B 的每一列均为 Ax=0的解，关键问题是Ax=0的基础解系所含解向量的由二次型的秩为2, (II ) (2E (0E由于这里AA)x A)x2已经正交, 0,得 a=0.可求出其特征值为0，得特征向量为:0，得特征向量为:直接将3单位化, 2 2, 3 0.得:(III )由 f (x 1, x 2, x 3) = 2 y-|22y ；，得 y 10, y 2 0, y 3 k ( k 为任意常数)从而所求解为：x=Qy= 1c ，其中c 为任意常数. 0已知3阶矩阵A 的第一行是（a,b,c ）, a,b,c 不全为零，矩阵B个数为多少，而这又转化为确定系数矩阵 A 的秩. 0,关于Y 的边缘概率密度f Y (y) =f (x, y)dx =1 ydx,02y 2, 其他.【详解】 由AB=O 知，B 的每一列均为Ax=O 的解，且r(A) r(B) 3.1,显然r(A) 1,故r(A)=1.可见此时Ax=0的基础解系所含解 第三列线性无关，可作为其基础解系，故 Ax=0的通解为：13x k 1 2k 2 6 , k 1, k 2为任意常数.3k(2)若 k=9，则 r(B)=1,从而 1 r(A) 2.求：(I ) (X,Y)的边缘概率密度 f X (x), f Y (y);【分析】 求边缘概率密度直接用公式即可；而求二维随机变量函数的概率密度，一般用分布函数法, 即先用定义求出分布函数，再求导得到相应的概率密度关于X 的边缘概率密度2x,0 x 1, 0,其他.(1)若 k 9,则 r(B)=2,于是 r(A)向量的个数为 3-r(A)=2,矩阵B 的第一1)若r(A)=2,贝U Ax=0的通解为：x k 1 2 , k 1为任意常数2)r(A)=1,则Ax=0的同解方程组为：ax 1 bx 2 cx 3 0 ,不妨设a 0 ,则其通解为k 1 k 2a0 ,k 1, k 2为任意常数. 1(22) (本题满分9分)设二维随机变量(X,Y)的概率密度为f (x, y)1,0 x 1,0 y 2x, 0, 其他.(II ) Z 2X Y 的概率密度f z (Z ).f x (x)=f (x, y)dy =2xdy,00,x 1, 其他.【详解】(I )1 =(1丫,0 y 2, 02其他._ 1 2 =Z 4Z ;【分析】 先将Y 表示为相互独立的随机变量求和，再用方差的性质进行计算即可；求 差Cov(Y 「Y n )，本质上还是数学期望的计算，同样应注意利用数学期望的运算性质【详解】由题设，知X 1, X 2, ,X n (n 2)相互独立，且1 1 D[(1 -)X i n1)2 DX i Adj n n j i(II )令 F Z (Z )P{Z z} P{2Xz},0时, F Z (Z ) P{2X YZ }Z 2 时，F Z (Z ) P{2XZ }3)2 时，F Z (Z ) P{2X Y Z } 1.即分布函数为:F Z ⑵Z 0,1 2Z4 1,,0 Z 0, Z 2, Z 2.故所求的概率密度为：f Z (Z )1 1Z ,0,0 Z 其他. 2, (23) (本题满分9分) 设 X 1, X 2, ,X n (n 2)为来自总体N(0,1)的简单随机样本，X 为样本均值，记Y iX i X,i 1,2, ,n.求：(I ) Y 的方差DYJ1,2, ,n ； (II )Y 与Y n 的协方差CovMY n ).£与Y n 的协方EX i 0,DX i1(i 1,2,,n)，EX 0.nX j ]n j i(I ) DY i D(X i X)(n 1)2 1 /八n 1= 2 2 (n1) .n n n(II) Cov(Y1，Y n)E[(Y EYj(Y n EY n)]= E(Y i Y n)E[(X1X)(X n X)]= E(X i X n X1X2X n X X )= E(X i X n)2E(X1X) EX2=0 -E[X2n n DX (EX)2X i X j]j 2。
辽宁大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试试题(数学分析)(0)
辽宁大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试试题（数学分析）一、计算下列极限（每小题8分，共24分）1．21lim 1sin x x x x →∞⎛⎫- ⎪⎝⎭ 2. ()30lim 3x x x x e →+ 3. 1234lim 3n n n nn →∞⎛⎫++ ⎪⎝⎭ 二、设3333t x t y ⎧=+⎨=+⎩，求22,dy d y dx dx （10分） 三、设()1sin x t f x dt t =⎰，计算积分()10xf x dx ⎰.（12分） 四、求幂级数1(1)n n n n x∞=+∑的收敛域及和函数（12分）五、设(),z f x y =是由方程0zz e xy +-=确定的隐函数，求2f x y ∂∂∂（10分） 六、设()()2,,ln f x y z xyz =求(),,f x y z 在第一挂限的球面22225x y z r ++=上的最大值.（10分）七、计算下列积分（每小题8分，共32分）（1） 求2110y x dx e dy ⎰⎰（8分） （2） 求三重积分()2v x y z dxdydz ++⎰⎰⎰，其中v 是区域2221x y z ++≤；（8分） （3） 求()()()222222L yz dx z x dy x y dz -+-+-⎰ ，其中L 是平面1x y z ++=与柱面221x y +=的交线，从z 轴正向看去，L 为逆时针方向. （8分）（4） 求2yzdzdx dxdy ∑+⎰⎰，其中∑是球面2224zx y ++=的外侧在部分. （8分）八、设()224rC xdy ydx I r x y -=+⎰ 其中r C 是圆周()2221x y r -+=，取逆时针方向，求()()1I r r ≠.（10分）九、证明下列各题（每小题10分，共30分）（1）.设(),f x y 具有二阶连续导数，且(),0f x y ≠，2.(,)(,).........f f f a f x y f x y x y x y∂∂∂⊗∂∂∂∂若满足方程＝ 证明：()1(,)f x f x y x∂Φ∂=b .证明：()()(,)(,)f x y g x h x f x y =的充分必要条件是满足方程⊗（2）.设[](),(),()1f x a b a f x b f x '<<≠在可导，且证明：设()()(),(),f x a b f x x a b 于存在唯一不动点，即方程＝于存在唯一实数根.（3）证明：级数()2441cos n x nx x n ∞=-∞∞+∑在，一致收敛.。
2005年考研数学四真题及参考答案(点击查看)
（6）从数 1,2,3,4 中任取一个数，记为 X, 再从1,2,", X 中任取一个数，记为 Y, 则
P{Y = 2} =
.
【答】 13 48
【详解】 P{Y = 2} = P{X = 1}P{Y = 2 X = 1}+ P{X = 2}P{Y = 2 X = 2}
+ P{X = 3}P{Y = 2 X = 3}+ P{X = 4}P{Y = 2 X = 4}
7
解
⎧ ⎪ Fx′ ⎪⎪⎨Fy′ ⎪
= =
∂f ∂x ∂f ∂y
代入初始条件得 C=2，故所求特解为 xy=2.
（3）设二元函数 z = xe x+ y + (x + 1) ln(1 + y) ，则 dz
=
.
(1,0)
【答】 2edx + (e + 2)dy
【详解】 ∂z = e x+ y + xe x+ y + ln(1 + y) , ∂x
∂z
=
xe x+ y
+
x +1
,
∂y
1+ y
于是 dz = 2edx + (e + 2)dy . (1,0) （4）设行向量组 (2,1,1,1) ， (2,1, a, a) ， (3,2,1, a) ， (4,3,2,1) 线性相关，且 a ≠ 1 ，则
a=
.
【答】 1 2
【详解】 由题设，有
2111
21aa = (a −1)(2a −1) = 0 ,
从而有
π >1≥ x2 + y2 ≥ x2 + y2 ≥ (x2 + y2)2 ≥ 0 2 由于 cosx 在 (0, π ) 上为单调减函数，于是
大连理工大学2005年经济学基础试题答案
For personal use only in study and research; not for commercial use大连理工大学2005年硕士生入学考试试题经济学基础For personal use only in study and research; not for commercial use一、解释下列概念（各2分，共26分）1．价格系统（price system ） 2．市场出清 3．外部性4．实际产品工资 5．产品组合效率 6．古诺竞争7．科斯定理 8．摩擦性失业 9．完全信息10．挤出效应 11．通货膨胀率 12．信贷配给 13．贸易赤字二、单项选择题（各2分，共30分。
）14．消费者最初的预算约束线是X Y P X P Y M +=。
商品X 的价格提高了1倍，商品Y 的价格提高了5倍，收入增加2倍。
新预算约束线的方程是（ ）A ．5P X X+P Y Y=2MB ．6PxX －2P Y Y=3MC ．P X X+5P Y Y=2MD ．2PxX+P Y Y=3M15．利率上升时（ ）A ．替代效应趋向于减少当前消费，收入效应趋向于减少当前消费B ．替代效应趋向于减少当前消费，收入效应趋向于增加当前消费C ．替代效应趋向于增加当前消费，收入效应趋向于增加当前消费D ．替代效应趋向于增加当前消费，收入效应趋向于减少当前消费16．中性商品是消费者无论从哪方面讲都不在乎的商品。
如果Y 商品（位于纵轴）是中性商品，X 商品（位于横轴）是消费者喜爱的商品，那么无差异曲线的形状是（ ）A ．向下倾斜B ．向上倾斜C ．竖直D ．水平17．假定生产函数为Y=f （L ），即厂商只使用一种生产要素L 。
若这是收益递增的生产函数，则边际产量随生产要素投入量L 增加而最终（ ）A ．递增B ．递减C ．不变D ．不能确定18．一种商品的价格是当这种商品的供给等于需求时被决定的，这种分析方法是（ ）A ．一般均衡分析B ．局部均衡分析C ．边际分析D ．动态分析19．只要市场价格低于最小平均成本，并且没有（ ），厂商将立即退出市场。
大连理工大学数值分析历年真题与答案(研究生期末卷)
；
7．设 A 是 n 阶正规矩阵，则 A 2
；
8．求解一阶常微分方程初值问题 u(t ) (t 2 1)u t ， u(t0 ) u0 的向后（隐式） Euler 法的显式化的格式为： 9．设 a 211.001 12 为 x 的近似值，且 x a 0.5 10 2 ，则 a 至少有 。
A－5
1 3 四、 （4 分）求 Householder 变换矩阵将向量 x 2 化为向量 y 0 . 2 0
五、 （12 分）写出解线性方程组的 Jacobi 法，G-S 法和超松弛（SOR）法的矩阵表示形式， 并根据迭代法 x ( k 1) Bx ( k ) f 对任意 x ( 0) 和 f 均收敛的充要条件为 ( B) 1 , 证明若线性方 程组 Ax b 中的 A 为严格对角占优矩阵, 则超松弛（SOR）法当松弛因子 (0,1] 时收敛.
x1 3 x2 3 x1 x2 2 x x 2 1 4 4 4 x3 7
A 1， L ， U
m1
（1）列主元消元法求出上述方程组的解，并计算
和 x 2；
（2）试问用 Jacobi 迭代法和 Gauss-Seidel 迭代法求解上述方程组是否收敛？ （ 3） 请给出可求出上述方程组解的收敛的 Jacobi、 Gauss-Seidel 迭代法的分量形式的迭 代公式，并说明其收敛性。
五、 （12 分）求满足下列插值条件的分段三次多项式（ [3,0] 和 [0,1] ）, 并验证它是不是三次样条函数.
f (3) 27 , f (2) 8 , f (1) 1 , f (0) 0 , x [3,0] ； f (0) 0 , f (0) 0 , f (1) 0 , f (1) 1 , x [0,1] .
2005考研数学一试题及答案解析
2005考研数学⼀试题及答案解析2005年硕⼠研究⽣⼊学考试（数学⼀）试题及答案解析⼀、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122+=x x y 的斜渐近线⽅程为 .4121-=x y【分析】本题属基本题型，直接⽤斜渐近线⽅程公式进⾏计算即可.【详解】因为a=212lim )(lim22=+=∞→∞→x x x x x f x x ， []41)12(2lim)(lim -=+-=-=∞→∞→x x ax x f b x x ，于是所求斜渐近线⽅程为.4121-=x y （2）微分⽅程x x y y x ln 2=+'满⾜91)1(-=y 的解为.91ln 31x x x y -=. 【分析】直接套⽤⼀阶线性微分⽅程)()(x Q y x P y =+'的通解公式：+??=-])([)()(C dx e x Q e y dxx P dx x P ，再由初始条件确定任意常数即可. 【详解】原⽅程等价为x y xy ln 2=+'，于是通解为 ??+?=+=-]ln [1]ln [2222C xdx x xC dx ey dxx dxx =2191ln 31x C x x x +-，由91)1(-=y 得C=0，故所求解为.91ln 31x x x y -=（3）设函数181261),,(222z y x z y x u +++=，单位向量}1,1,1{31=n ，则)3,2,1(nu=33. 【分析】函数u(x,y,z)沿单位向量γβαcos ,cos ,{cos =n}的⽅向导数为：γβαc o s c o s c o s zu y u x u n u ??+??+??=??因此，本题直接⽤上述公式即可.【详解】因为3x x u =??，6y y u =??，9z z u =??，于是所求⽅向导数为)3,2,1(nu=.33313131313131=?+?+? （4）设Ω是由锥⾯22y x z +=与半球⾯222y x R z --=围成的空间区域，∑是Ω的整个边界的外侧，则??∑=++zdxdy ydzdx xdydz 3)221(2R -π. 【分析】本题∑是封闭曲⾯且取外侧，⾃然想到⽤⾼斯公式转化为三重积分，再⽤球⾯（或柱⾯）坐标进⾏计算即可.【详解】=++zdxdy ydzdx xdydz Ωdxdydz 3=.)221(2sin 3320402R d d d R-=πππθ??ρρ（5）设321,,ααα均为3维列向量，记矩阵),,(321ααα=A ，)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B ，如果1=A ，那么=B 2 .【分析】将B 写成⽤A 右乘另⼀矩阵的形式，再⽤⽅阵相乘的⾏列式性质进⾏计算即可.【详解】由题设，有)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B=941321111),,(321ααα，于是有 .221941321111=?=?=A B（6）从数1,2,3,4中任取⼀个数，记为X, 再从X ,,2,1 中任取⼀个数，记为Y , 则}2{=Y P =4813 . 【分析】本题涉及到两次随机试验，想到⽤全概率公式, 且第⼀次试验的各种两两互不相容的结果即为完备事件组或样本空间的划分.【详解】 }2{=Y P =}12{}1{===X Y P X P +}22{}2{===X Y P X P +}32{}3{===X Y P X P +}42{}4{===X Y P X P = .4813)4131210(41=+++? 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）设函数n nx f 31lim )(+=∞→，则f(x)在),(+∞-∞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. [ C ] 【分析】先求出f(x)的表达式，再讨论其可导情形. 【详解】当1→n nn xx f ；当1=x 时，111lim )(=+=∞→n n x f ；当1>x 时，.)11(lim )(3133x xx x f nnn =+=∞→即.1,11,1,,1,)(33>≤≤---=x x x x x x f 可见f(x)仅在x=1±时不可导，故应选(C).（8）设F(x)是连续函数f(x)的⼀个原函数，""N M ?表⽰“M 的充分必要条件是N ”，则必有(A) F(x)是偶函数?f(x)是奇函数. （B ） F(x)是奇函数?f(x)是偶函数.(C) F(x)是周期函数?f(x)是周期函数.(D) F(x)是单调函数?f(x)是单调函数. [ A ] 【分析】本题可直接推证，但最简便的⽅法还是通过反例⽤排除法找到答案.【详解】⽅法⼀：任⼀原函数可表⽰为?+=xC dt t f x F 0)()(，且).()(x f x F ='当F(x)为偶函数时，有)()(x F x F =-，于是)()1()(x F x F '=-?-'，即 )()(x f x f =--，也即)()(x f x f -=-，可见f(x)为奇函数；反过来，若f(x)为奇函数，则?xdt t f 0)(为偶函数，+=xC dt t f x F 0)()(为偶函数，可见(A)为正确选项.⽅法⼆：令f(x)=1, 则取F(x)=x+1, 排除(B)、(C); 令f(x)=x, 则取F(x)=221x , 排除(D); 故应选(A).（9）设函数?+-+-++=yx yx dt t y x y x y x u )()()(),(ψ??, 其中函数?具有⼆阶导数，ψ具有⼀阶导数，则必有(A) 2222yux u ??-=??. （B ） 2222y u x u ??=??. (C) 222y uy x u ??=. (D) 222x u y x u ??=. [ B ] 【分析】先分别求出22x u ??、22y u ??、y x u2，再⽐较答案即可.【详解】因为)()()()(y x y x y x y x xu--++-'++'=??ψψ??，)()()()(y x y x y x y x yu-+++-'-+'=??ψψ??，于是 )()()()(22y x y x y x y x xu-'-+'+-''++''=??ψψ??， )()()()(2y x y x y x y x yx u-'++'+-''-+''=ψψ??，2y x y x y x y x y u-'-+'+-''++''=??ψψ??，可见有2222y u x u ??=??，应选(B).（10）设有三元⽅程1ln =+-xzey z xy ，根据隐函数存在定理，存在点(0,1,1)的⼀个邻域，在此邻域内该⽅程(A) 只能确定⼀个具有连续偏导数的隐函数z=z(x,y).(B) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数x=x(y,z)和z=z(x,y). (C) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数y=y(x,z)和z=z(x,y). (D) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数x=x(y,z)和y=y(x,z). [ D ]【分析】本题考查隐函数存在定理，只需令F(x,y,z)=1ln -+-xzey z xy , 分别求出三个偏导数y x z F F F ,,，再考虑在点(0,1,1)处哪个偏导数不为0，则可确定相应的隐函数.【详解】令F(x,y,z)=1ln -+-xzey z xy , 则z e y F xz x +='， yzx F y -='，x e y F xz z +-='ln ，且 2)1,1,0(='x F ，1)1,1,0(-='y F ，0)1,1,0(='z F . 由此可确定相应的隐函数x=x(y,z)和y=y(x,z). 故应选(D).（11）设21,λλ是矩阵A 的两个不同的特征值，对应的特征向量分别为21,αα，则1α，)(21αα+A 线性⽆关的充分必要条件是(A)01≠λ. (B) 02≠λ. (C) 01=λ. (D) 02=λ. [ B ]【分析】讨论⼀组抽象向量的线性⽆关性，可⽤定义或转化为求其秩即可. 【详解】⽅法⼀：令 0)(21211=++αααA k k ，则022211211=++αλαλαk k k ， 0)(2221121=++αλαλk k k . 由于21,αα线性⽆关，于是有==+.0,022121λλk k k当02≠λ时，显然有0,021==k k ，此时1α，)(21αα+A 线性⽆关；反过来，若1α，)(21αα+A 线性⽆关，则必然有02≠λ(,否则，1α与)(21αα+A =11αλ线性相关)，故应选(B).⽅法⼆：由于 ?=+=+21212211121101],[],[)](,[λλαααλαλααααA ，可见1α，)(21αα+A 线性⽆关的充要条件是.001221≠=λλλ故应选(B).（12）设A 为n （2≥n ）阶可逆矩阵，交换A 的第1⾏与第2⾏得矩阵B, **,B A 分别为A,B 的伴随矩阵，则(A) 交换*A 的第1列与第2列得*B . (B) 交换*A 的第1⾏与第2⾏得*B .(C) 交换*A 的第1列与第2列得*B -. (D) 交换*A 的第1⾏与第2⾏得*B -. [C ] 【分析】本题考查初等变换的概念与初等矩阵的性质，只需利⽤初等变换与初等矩阵的关系以及伴随矩阵的性质进⾏分析即可.【详解】由题设，存在初等矩阵12E （交换n 阶单位矩阵的第1⾏与第2⾏所得），使得 B A E =12，于是 12*11212*12***12*)(E A E E A E A A E B -=?===-，即*12*B E A -=,可见应选(C).（13）设⼆维随机变量(X,Y) 的概率分布为 X Y 0 1 0 0.4 a 1 b 0.1已知随机事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独⽴，则(A) a=0.2, b=0.3 (B) a=0.4, b=0.1(C) a=0.3, b=0.2 (D) a=0.1, b=0.4 [ B ] 【分析】⾸先所有概率求和为1，可得a+b=0.5, 其次，利⽤事件的独⽴性⼜可得⼀等式，由此可确定a,b 的取值.【详解】由题设，知 a+b=0.5⼜事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独⽴，于是有}1{}0{}1,0{=+===+=Y X P X P Y X X P ，即 a=))(4.0(b a a ++, 由此可解得 a=0.4, b=0.1, 故应选(B).（14）设)2(,,,21≥n X X X n 为来⾃总体N(0,1)的简单随机样本，为样本均值，2S 为样本⽅差，则(A) )1,0(~N X n (B) ).(~n nS χ(C) )1(~)1(--n t SXn (D) ).1,1(~)1(2221--∑=n F X X n n i i [ D ] 【分析】利⽤正态总体抽样分布的性质和2χ分布、t 分布及F 分布的定义进⾏讨论即可.【详解】由正态总体抽样分布的性质知，)1,0(~10N X n nX =-，可排除(A); ⼜)1(~0-=-n t S X n nS X ，可排除(C); ⽽)1(~)1(1)1(2222--=-n S n S n χ，不能断定(B)是正确选项.因为 ∑=-ni in X X222221)1(~),1(~χχ，且∑=-ni i n X X 222221)1(~)1(~χχ与相互独⽴，于是).1,1(~)1(1122212221--=-∑∑==n F X X n n X X ni i ni i 故应选(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11分）设}0,0,2),{(22≥≥≤+=y x y x y x D ，]1[22y x ++表⽰不超过221y x ++的最⼤整数. 计算⼆重积分++Ddxdy y x xy .]1[22 【分析】⾸先应设法去掉取整函数符号，为此将积分区域分为两部分即可.【详解】令 }0,0,10),{(221≥≥<+≤=y x y x y x D ， }0,0,21),{(222≥≥≤+≤=y x y x y x D .则++Ddxdy y x xy ]1[22=+122D D xydxdy xydxdy dr r d dr r d+=20213132cos sin 2cos sin ππθθθθθθ（16）（本题满分12分）求幂级数∑∞=--+-121))12(11()1(n n n x n n 的收敛区间与和函数f(x).【分析】先求收敛半径，进⽽可确定收敛区间. ⽽和函数可利⽤逐项求导得到.【详解】因为(1)(21)1(21)lim1(1)(21)(21)1n n n n n n n n n →∞+++-=++-+ ，所以当21x <时，原级数绝对收敛，当21x >时，原级数发散，因此原级数的收敛半径为1，收敛区间为（－1,1）记 121(1)(),(1,1)2(21)n nn S x x x n n-∞=-=∈--∑，则 1211(1)(),(1,1)21n n n S x x x n -∞-=-'=∈--∑，122211()(1),(1,1)1n n n S x x x x∞--=''=-=∈-+∑. 由于 (0)0,(0)S S '== 所以 201()()arctan ,1xxS x S t dt dt x t '''===+??2001()()arctan arctan ln(1).2xx S x S t dt tdt x x x '===-+?1221(1),(1,1),1n nn x x x x∞-=-=∈-+∑ 从⽽ 22()2()1x f x S x x=++2222arctan ln(1),(1,1).1x x x x x x =-++∈-+（17）（本题满分11分）如图，曲线C 的⽅程为y=f(x)，点(3,2)是它的⼀个拐点，直线1l 与2l 分别是曲线C 在点(0,0)与(3,2)处的切线，其交点为(2,4).设函数f(x)具有三阶连续导数，计算定积分'''+32.)()(dx x f x x【分析】题设图形相当于已知f(x)在x=0的函数值与导数值，在x=3处的函数值及⼀阶、⼆阶导数值.【详解】由题设图形知，f(0)=0, 2)0(='f ; f(3)=2, .0)3(,2)3(=''-='f f 由分部积分，知+''-''+=''+='''+330302232)12)(()()()()()()(dx x x f x f x x x f d x x dx x f x x=dx x f x f x x f d x ??'+'+-='+-33()12()()12(=.20)]0()3([216=-+f f（18）（本题满分12分）已知函数f(x)在[0，1]上连续，在(0,1)内可导，且f(0)=0,f(1)=1. 证明：（I ）存在),1,0(∈ξ使得ξξ-=1)(f ；（II ）存在两个不同的点)1,0(,∈ζη，使得.1)()(=''ζηf f【分析】第⼀部分显然⽤闭区间上连续函数的介值定理；第⼆部分为双介值问题，可考虑⽤拉格朗⽇中值定理，但应注意利⽤第⼀部分已得结论.【详解】（I ）令x x f x F +-=1)()(，则F(x)在[0，1]上连续，且F(0)=-1<0, F(1)=1>0,于是由介值定理知，存在存在),1,0(∈ξ使得0)(=ξF ，即ξξ-=1)(f .（II ）在],0[ξ和]1,[ξ上对f(x)分别应⽤拉格朗⽇中值定理，知存在两个不同的点)1,(),,0(ξζξη∈∈，使得0)0()()(--='ξξηf f f ，ξξζ--='1)()1()(f f f于是 .1111)(1)()()(=-?-=--?=''ξξξξξξξξζηf f f f （19）（本题满分12分）设函数)(y ?具有连续导数，在围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线L 上，曲线积分++Ly x xydydx y 4222)(?的值恒为同⼀常数.（I ）证明：对右半平⾯x>0内的任意分段光滑简单闭曲线C ，有022)(42=++?Cyx x y d ydx y ?；（II ）求函数)(y ?的表达式.【分析】证明（I ）的关键是如何将封闭曲线C 与围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线相联系，这可利⽤曲线积分的可加性将C 进⾏分解讨论；⽽（II ）中求)(y ?的表达式，显然应⽤积分与路径⽆关即可.【详解】（I ）如图，将C 分解为：21l l C +=，另作⼀条曲线3l 围绕原点且与C 相接，则=++?Cyx x y d ydx y 4222)(?-++?+314222)(l l yx x y d ydx y ?022)(3242=++?+l l yx x y d ydx y ?.（II ）设2424()2,22y xyP Q x yx y==++，,P Q 在单连通区域0x >内具有⼀阶连续偏导数，由（Ⅰ）知，曲线积分24()22Ly dx xydyx y ?++?在该区域内与路径⽆关，故当0x >时，总有Q Px y=.24252422422(2)4242,(2)(2)Q y x y x xy x y y x x y x y ?+--+==?++ ① 243243242242()(2)4()2()()4().(2)(2)P y x y y y x y y y y y y x y x y '''?+-+-==?++ ②⽐较①、②两式的右端，得435()2,()4()2.y y y y y y y '=-??'-=? 由③得2()y y c ?=-+，将()y ?代⼊④得 535242,y cy y -= 所以0c =，从⽽2().y y ?=-（20）（本题满分9分）已知⼆次型21232221321)1(22)1()1(),,(x x a x x a x a x x x f +++-+-=的秩为2.（I ）求a 的值；（II ）求正交变换Qy x =，把),,(321x x x f 化成标准形；（III ）求⽅程),,(321x x x f =0的解.【分析】（I ）根据⼆次型的秩为2，可知对应矩阵的⾏列式为0，从⽽可求a 的值；（II ）是常规问题，先求出特征值、特征向量，再正交化、单位化即可找到所需正交变换；（III ）利⽤第⼆步的结果，通过标准形求解即可.【详解】（I ）⼆次型对应矩阵为-++-=200011011a a a a A ，由⼆次型的秩为2，知 020011011=-++-=aa a a A ，得a=0.（II ）这⾥=200011011A ，可求出其特征值为0,2321===λλλ. 解 0)2(=-x A E ，得特征向量为：=? =100,01121αα，③④解 0)0(=-x A E ，得特征向量为：.0113-=α由于21,αα已经正交，直接将21,αα，3α单位化，得：-= = =01121,100,01121321ηηη令[]321ααα=Q ，即为所求的正交变换矩阵，由x=Qy ，可化原⼆次型为标准形：),,(321x x x f =.222221y y +（III ）由),,(321x x x f ==+222122y y 0，得k y y y ===321,0,0（k 为任意常数）.从⽽所求解为：x=Qy=[]-==0003321c c k k ηηηη，其中c 为任意常数. （21）（本题满分9分）已知3阶矩阵A 的第⼀⾏是c b a c b a ,,),,,(不全为零，矩阵=k B 63642321（k 为常数），且AB=O, 求线性⽅程组Ax=0的通解.【分析】 AB=O, 相当于告之B 的每⼀列均为Ax=0的解，关键问题是Ax=0的基础解系所含解向量的个数为多少，⽽这⼜转化为确定系数矩阵A 的秩.【详解】由AB=O 知，B 的每⼀列均为Ax=0的解，且.3)()(≤+B r A r（1）若k 9≠, 则r(B)=2, 于是r(A)1≤, 显然r(A)1≥, 故r(A)=1. 可见此时Ax=0的基础解系所含解向量的个数为3-r(A)=2, 矩阵B 的第⼀、第三列线性⽆关，可作为其基础解系，故Ax=0 的通解为：2121,,63321k k k k k x+ =为任意常数.(2) 若k=9，则r(B)=1, 从⽽.2)(1≤≤A r1）若r(A)=2, 则Ax=0的通解为：11,321k k x=为任意常数.2）若r(A)=1,则Ax=0 的同解⽅程组为：0321=++cx bx ax ,不妨设0≠a ,则其通解为2121,,1001k k a c k a b k x-+ -=为任意常数.（22）（本题满分9分）设⼆维随机变量(X,Y)的概率密度为.,20,10,0,1),(其他x y x y x f <<<=求：（I ） (X,Y)的边缘概率密度)(),(y f x f Y X ；（II ）Y X Z -=2的概率密度).(z f Z 【分析】求边缘概率密度直接⽤公式即可；⽽求⼆维随机变量函数的概率密度，⼀般⽤分布函数法，即先⽤定义求出分布函数，再求导得到相应的概率密度.【详解】（I ）关于X 的边缘概率密度)(x f X =?+∞∞-dy y x f ),(=.,10,0,20其他<,10,0,2其他<x x关于Y 的边缘概率密度)(y f Y =?+∞∞-dx y x f ),(=.,20,0,12其他<=.,20,0,21其他<2）当20<≤z 时，}2{)(z Y X P z F Z ≤-= =241z z -; 3) 当2≥z 时，.1}2{)(=≤-=z Y X P z F Z即分布函数为： .2,20,0,1,41,0)(2≥<≤故所求的概率密度为：.,20,0,211)(其他<设)2(,,,21>n X X X n 为来⾃总体N(0,1)的简单随机样本，X 为样本均值，记.,,2,1,n i X X Y i i =-=求：（I ） i Y 的⽅差n i DY i ,,2,1, =；（II ）1Y 与n Y 的协⽅差).,(1n Y Y Cov【分析】先将i Y 表⽰为相互独⽴的随机变量求和，再⽤⽅差的性质进⾏计算即可；求1Y 与n Y 的协⽅差),(1n Y Y Cov ，本质上还是数学期望的计算，同样应注意利⽤数学期望的运算性质.【详解】由题设，知)2(,,,21>n X X X n 相互独⽴，且),,2,1(1,0n i DX EX i i ===，.0=X E（I ）∑≠--=-=ni j j i i i X n X n D X X D DY ]1)11[()(=∑≠+-nij ji DXnDX n 221)11(=.1)1(1)1(222n n n nn n -=-?+- （II ） )])([(),(111n n n EY Y EY Y E Y Y Cov --= =)])([()(11X X X X E Y Y E n n --= =)(2 11X X X X X X X E n n +-- =211)(2)(X E X X E X X E n +-=22121)(][20X E X D X X X E n nj j +++-∑==.112n n n -=+-。
大连理工数学分析试题及解答
大连理工数学分析试题及解答大连理工大学硕士生入学考试数学分析试题一. 从以下的1到8题中选答6题1. 证明:2()f x x =在区间[0,]M 内一致连续(M 为任意正数),但是在[0,)+∞不一致连续2. 证明:若()f x 在[,]a b 内连续,那么()f x 在[,]a b 内Riemann 可积.3. 证明:若1α>,那么广义积分1sin x dx α+∞收敛4. 证明:若()f x ,()g x 为区间(,)a b 上的连续函数,对任意的(,)(,)a b αβ?有:()()f x dx g x dx ββαα=??,那么, ()()f x g x ≡于(,)a b5. 证明:若1nn a∞=∑收敛,那么1nxn n a e∞-=∑在[0,)+∞一致收敛6. 已知：2,0()0,0x e x f x x -?≠?=?=??，求"(0)f7. 已知：()()1(,)()22x atx at x at x at u x t d aφφψαα+-++-=+. 其中, ψ和φ分别是可以求导一次和求导两次的已知函数,计算22222(,)(,)u x t u x t a t x ??-??8. 计算,半径为R 的球的表面积二. 从9到14题中选取6题9.已知: lim '()0x f x →∞=,求证: ()lim0x f x x→∞=10.证明: ()af x dx +∞收敛,且lim ()x f x λ→+∞=,那么0λ=11.计算曲面积分: 333SI x dydz y dzdx z dxdy =++??, 其中S 为旋转椭球面2222221x y z a b c++=的外侧12.设()[0,1]f x C ∈,(0)0f =,(1)1f =,0()1f x ≤<. 求证: ()()n n S x f x =对于任意小于1的正数δ,在区间(0,1]δ-一致收敛,但是不在(0,1)一致收敛13.设()[0,1]f x C ∈,(0)0f =,(1)1f =,0()1f x ≤<. 求证: 1lim ()0n n f x dx →∞=?14.证明:若()[,]n u x C a b ∈，1,2,...,...n =且1()n n u b ∞=∑发散,那么1()n n u x ∞=∑不在[,)a b 一致收敛大连理工大学2001年硕士生入学考试数学分析试题解答一.1. 证利用定义证明(1) 对于0ε?>,21M εδ?=+,12||x x δ?-<,那么12121212|()()||()()|2||2f x f x x x x x M x x M δε-=-+<-<<(2) 任取1ε=,0δ?>,1211,22x x δδδ==+, 1212121|()()||()()|1f x f x x x x x δδ-=-+>=,推出矛盾,从而命题得证■2. 证利用一致连续的定义和Riemann 可积的定义来做因为函数在闭区间内连续,所以一致连续. 根据一致连续的定义对0ε?>,δ?,12||x x δ?-<,12|()()|f x f x ε-<考虑可积的定义,对于一个[,]a b 分割112:...n a a a a b ?=<<<=,11max ||i i i na a λ+≤<=-下面证明:振幅函数121110,[,]1()limmax {()}()i i n i i x x a a i w x f x a a λ+-+→∈==-∑=0当λδ<时,12111110,[,]110()limmax {()}()()i i n n i i i i x x a a i i w x f x a a a a b λεε+--++→∈==≤=-≤-=∑∑.根据夹逼定理,不难得到()0w x =. 从而,命题得证■3. 证利用莱布尼兹交错级数:假设;n a n π=,1sin nn a n a s x dx α-=?考虑:111|||||sin ||sin |n nnn a a n n a a s s x dx x dx αα+-+-=-?1111[|sin ||sin |]n n n n x x dx xx dx ππππααππα--+-=+??1111[|sin |(2)|sin |]n n n n xx dx n x x dx ππππααππαπ--++=--??1111[(2)]|sin |0n n x n x x dx ππααπαπ--+=--<?11lim |||sin |||lim ||0nnn n a a n n a a n n s x dx dx n n s αααπππ--→∞→∞=≤=--?=??如此,不难看出1sin x dx α+∞是一个莱布尼兹交错级数,从而命题得证■4. 证不妨设:2a bc +=()()x c F x f t dt =?,那么()()F x G x =于(,)x a b ∈因为()f x ()g x 都是(,)x a b ∈上的连续函数,所以()'()()()f x F x G xg x ===■5. 证利用A-D 判别法做，也可以通过Abel 求和公式出发推导1nxn n a e∞-=∑中nxn b e-=,现在,根据原题:1n n a∞=∑收敛,1nxnb e -=≤一致有界所以,根据Abel 判别法,知该函数项级数在定义域一致收敛. ■6. 解题目有问题,在零点不连续■7. 解不断利用链式求导法则()()1(,)()22x atx at x at x at u x t d aφφψαα+-++-=+(,)()()()()()()()()()()22'()'()'()'()22u x t xx at x at x at x at x at x at x at x at x at x x at x x x ax at x at x at x at aφφψψφφψψ+?+?-?-?+?-++--?+??-=+++-+--=+22'()'()()()(,)()()()()22"()"()'()'()22x at x at x at x at u x t x at x at x at x at x ax at x at x at x at aφφψψφφψψ?+?-?+?-+-+?-?+?-=+++-+--=+同理:(,)()()()()()()()()()()22'()'()'()'()22u x t tx at x at x at x at x at x at x at x at x at t x at t t t aa x at a x at x at x at φφψψφφψψ+?+?-?-?+?-++--?+??-=++--++-=+222'()'()()()(,)()()()()"()"()'()'()22x at x at x at x at aa u x t x at x at x at x at x x at x at x at x at a aφφψψφφψψ?+?-?+?--++?-?+?-=+++-+--=+22222(,)(,)0u x t u x t a t x ??-=??■8. 解方法很多,此处介绍一种比较简单的假设:()V R 为半径R 为的球的体积2234()()3R R V R R x dx R ππ-=-=?假设: ()S R 为半径R 为的球的表面积20()()()'()4RV R S x dx S R V R R π=?==?■二9. 证L ’Hosptial 法则因为x →+∞，()'()lim lim lim '()0'x x x f x f x f x x x →∞→∞→∞===■10. 证反证法如果命题不成立,即0λ≠,那么,根据极限的定义,G ?,当x G >的时候, |()|||2f x λ>()Gf x dx +∞→∞?和收敛矛盾,从而命题得证■11. 解利用Gauss 定理加换元3332223()VSI x dydz y dzdx z dxdy x y z dxdydz =++=++换元sin cos sin sin ,[0,1],[0,2),[0,]cos x ar y br r z cr ?θ?θθπ?π?=??=∈∈∈??=?4222222223sin (sin sin sin cos cos )VI abc r a b c drd d ??θ?θ?θ?=++22322322200033(sin sin sin cos )cos sin 55abc abc a b d d c d πππ?θ?θ?θ=++332232203646()sin ()5555abc abc abc abc a b d a b πππ??=++=++?■12. 证首先由于在闭区间内连续,所以函数在闭区间内一致连续(1)(0,1]x δ?∈-,根据确界存在定理,存在上确界,且上确界不等于1,否则和题意矛盾不妨设:(0,1]sup ()1x f x m δ∈-=<根据定义,对于0ε?>,ln ln N mε=,当n N >,|()||()|n n n S x f x m ε=≤< 从而知一致收敛于0(2)首先,根据前半题,显然()n S x 于(0,1)x ?∈收敛于0由于(1)1f =,且函数一致收敛，存在一组数列：12...a a <<,1()1i fa n=- 如此,考虑11lim ()lim ()lim(1)0nnn n n n n n S a f a ne→∞→∞→∞==-=≠,从而不是一致收敛的. ■13. 证利用前一小题的结论因为()nf x 内闭一致收敛,对于0ε?>,2εδ?=,当n 足够大的时候:10()2n f x dx δε-<又1111|()|||2n f x dx dx δδε--<=所以,1111()()()n n n f x dx f x dx f x dx δδε--=+<?从而命题得证. ■14. 证反证法:假设命题不成立,那么1()n n u x ∞=∑在[,)a b 一致收敛.即0ε?>,N ?,,m n N ?>,(,)x a b ?∈,|()|m n nu x ε<∑因为|()|lim |()|m mn n x bnnu b u b ε→=≤∑∑,否则与()[,]n u x C a b ∈矛盾而1|()|n n u b ∞=∑发散,所以|()|n n Nu b ∞=∑发散,与|()|lim |()|m m n n x bnnu b u b ε→=≤∑∑矛盾从而命题得证. ■。
2005考研数一真题及解析
2005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122+=x x y 的斜渐近线方程为 _____________.(2)微分方程x x y y x ln 2=+'满足91)1(-=y 的解为____________.(3)设函数181261),,(222z y x z y x u +++=,单位向量}1,1,1{31=n ,则)3,2,1(nu∂∂=.________.(4)设Ω是由锥面22y x z +=与半球面222y x R z --=围成的空间区域,∑是Ω的整个边界的外侧,则⎰⎰∑=++zdxdy ydzdx xdydz ____________.(5)设123,,ααα均为3维列向量,记矩阵123(,,)=A ααα,123123123(,24,39)=++++++B ααααααααα,如果1=A ,那么=B .(6)从数1,2,3,4中任取一个数,记为X , 再从X ,,2,1 中任取一个数,记为Y , 则}2{=Y 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,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内)(7)设函数n n n x x f 31lim )(+=∞→,则()f x 在),(+∞-∞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(8)设()F x 是连续函数()f x 的一个原函数,""N M ⇔表示"M 的充分必要条件是",N 则必有(A)()F x 是偶函数()f x ⇔是奇函数 (B)()F x 是奇函数()f x ⇔是偶函数(C)()F x 是周期函数()f x ⇔是周期函数 (D)()F x 是单调函数()f x ⇔是单调函数(9)设函数⎰+-+-++=yx y x dt t y x y x y x u )()()(),(ψϕϕ, 其中函数ϕ具有二阶导数,ψ 具有一阶导数,则必有(A)2222y ux u ∂∂-=∂∂(B)2222yu x u ∂∂=∂∂(C)222yu y x u ∂∂=∂∂∂(D)222x uy x u ∂∂=∂∂∂ (10)设有三元方程ln e 1xz xy z y -+=,根据隐函数存在定理,存在点(0,1,1)的一个邻域,在此邻域内该方程(A)只能确定一个具有连续偏导数的隐函数(,)z z x y = (B)可确定两个具有连续偏导数的隐函数(,)x x y z =和(,)z z x y = (C)可确定两个具有连续偏导数的隐函数(,)y y x z =和(,)z z x y = (D)可确定两个具有连续偏导数的隐函数(,)x x y z =和(,)y y x z =(11)设21,λλ是矩阵A 的两个不同的特征值,对应的特征向量分别为12,αα,则1α,12()+A αα线性无关的充分必要条件是(A)01≠λ (B)02≠λ (C)01=λ (D)02=λ(12)设A 为(2)n n ≥阶可逆矩阵,交换A 的第1行与第2行得矩阵**.,B A B 分别为,A B 的伴随矩阵,则(A)交换*A 的第1列与第2列得*B (B)交换*A 的第1行与第2行得*B(C)交换*A 的第1列与第2列得*-B (D)交换*A 的第1行与第2行得*-B(13)设二维随机变量(,)X Y 的概率分布为已知随机事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独立,则(A)0.2,0.3a b == (B)0.4,0.1a b == (C)0.3,0.2a b == (D)0.1,0.4a b ==(14)设)2(,,,21≥n X X X n 为来自总体(0,1)N 的简单随机样本,X 为样本均值,2S 为样本方差,则(A))1,0(~N X n (B)22~()nS n χ(C))1(~)1(--n t SXn (D)2122(1)~(1,1)nii n X F n X=--∑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11分)设}0,0,2),{(22≥≥≤+=y x y x y x D ,]1[22y x ++表示不超过221y x ++的最大整数. 计算二重积分⎰⎰++Ddxdy y x xy .]1[22(16)(本题满分12分) 求幂级数∑∞=--+-121))12(11()1(n n n x n n 的收敛区间与和函数()f x .(17)(本题满分11分)如图,曲线C 的方程为()y f x =,点(3,2)是它的一个拐点,直线1l 与2l 分别是曲线C 在点(0,0)与(3,2)处的切线,其交点为(2,4).设函数()f x 具有三阶连续导数,计算定积分⎰'''+32.)()(dx x f x x(18)(本题满分12分)已知函数()f x 在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且(0)0,(1)1f f ==. 证明:(I)存在),1,0(∈ξ 使得ξξ-=1)(f .(2)存在两个不同的点)1,0(,∈ζη,使得.1)()(=''ζηf f(19)(本题满分12分)设函数)(y ϕ具有连续导数,在围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线L 上,曲线积分24()22Ly dx xydyx y φ++⎰的值恒为同一常数.(I)证明:对右半平面0x >内的任意分段光滑简单闭曲线,C 有24()202Cy dx xydyx yφ+=+⎰.(2)求函数)(y ϕ的表达式.(20)(本题满分9分)已知二次型21232221321)1(22)1()1(),,(x x a x x a x a x x x f +++-+-=的秩为2.(I)求a 的值；(2)求正交变换x y =Q ,把),,(321x x x f 化成标准形. (3)求方程),,(321x x x f =0的解.(21)(本题满分9分)已知3阶矩阵A 的第一行是c b a c b a ,,),,,(不全为零,矩阵12324636k ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦B (k 为常数),且=AB O ,求线性方程组0x =A 的通解.(22)(本题满分9分)设二维随机变量(,)X Y 的概率密度为(,)f x y =1001,02x y x <<<<其它求:(I)(,)X Y 的边缘概率密度)(),(y f x f Y X . (2)Y X Z -=2的概率密度).(z f Z(23)(本题满分9分)设)2(,,,21>n X X X n 为来自总体(0,1)N 的简单随机样本,X 为样本均值,记.,,2,1,n i X X Y i i =-=求:(I)i Y 的方差n i DY i ,,2,1, =. (2)1Y 与n Y 的协方差1Cov(,).n Y Y2005年考研数学一真题解析一、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122+=x x y 的斜渐近线方程为 .4121-=x y【分析】 本题属基本题型，直接用斜渐近线方程公式进行计算即可.【详解】 因为a=212lim )(lim22=+=∞→∞→x x x x x f x x ， []41)12(2lim)(lim -=+-=-=∞→∞→x x ax x f b x x ，于是所求斜渐近线方程为.4121-=x y （2）微分方程x x y y x ln 2=+'满足91)1(-=y 的解为.91ln 31x x x y -=. 【分析】直接套用一阶线性微分方程)()(x Q y x P y =+'的通解公式：⎰+⎰⎰=-])([)()(C dx e x Q e y dxx P dx x P ， 再由初始条件确定任意常数即可.【详解】 原方程等价为x y xy ln 2=+'， 于是通解为 ⎰⎰+⋅=+⎰⋅⎰=-]ln [1]ln [2222C xdx x xC dx ex ey dxx dxx =2191ln 31x C x x x +-， 由91)1(-=y 得C=0，故所求解为.91ln 31x x x y -=（3）设函数181261),,(222z y x z y x u +++=，单位向量}1,1,1{31=n ，则)3,2,1(nu∂∂=33. 【分析】 函数u(x,y,z)沿单位向量γβαcos ,cos ,{cos =n}的方向导数为：γβαcos cos cos zu y u x u n u ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂ 因此，本题直接用上述公式即可.【详解】 因为3x x u =∂∂，6y y u =∂∂，9zz u =∂∂，于是所求方向导数为)3,2,1(nu ∂∂=.33313131313131=⋅+⋅+⋅ （4）设Ω是由锥面22y x z +=与半球面222y x R z --=围成的空间区域，∑是Ω的整个边界的外侧，则⎰⎰∑=++zdxdy ydzdx xdydz 3)221(2R -π. 【分析】本题∑是封闭曲面且取外侧，自然想到用高斯公式转化为三重积分，再用球面（或柱面）坐标进行计算即可.【详解】⎰⎰∑=++zdxdy ydzdx xdydz ⎰⎰⎰Ωdxdydz 3=.)221(2sin 3320402R d d d R⎰⎰⎰-=πππθϕϕρρ （5）设321,,ααα均为3维列向量，记矩阵),,(321ααα=A ，)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B ， 如果1=A ，那么=B 2 .【分析】 将B 写成用A 右乘另一矩阵的形式，再用方阵相乘的行列式性质进行计算即可.【详解】 由题设，有)93,42,(321321321ααααααααα++++++=B=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡941321111),,(321ααα， 于是有 .221941321111=⨯=⋅=A B（6）从数1,2,3,4中任取一个数，记为X, 再从X ,,2,1 中任取一个数，记为Y , 则}2{=Y P =4813. 【分析】 本题涉及到两次随机试验，想到用全概率公式, 且第一次试验的各种两两互不相容的结果即为完备事件组或样本空间的划分.【详解】 }2{=Y P =}12{}1{===X Y P X P +}22{}2{===X Y P X P +}32{}3{===X Y P X P +}42{}4{===X Y P X P =.4813)4131210(41=+++⨯ 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）设函数n nn xx f 31lim )(+=∞→，则f(x)在),(+∞-∞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. [ C ] 【分析】 先求出f(x)的表达式，再讨论其可导情形. 【详解】 当1<x 时，11lim )(3=+=∞→n nn xx f ；当1=x 时，111lim )(=+=∞→n n x f ；当1>x 时，.)11(lim )(3133x xx x f nnn =+=∞→即.1,11,1,,1,)(33>≤≤--<⎪⎩⎪⎨⎧-=x x x x x x f 可见f(x)仅在x=1±时不可导，故应选(C).（8）设F(x)是连续函数f(x)的一个原函数，""N M ⇔表示“M 的充分必要条件是N ”，则必有(A) F(x)是偶函数⇔f(x)是奇函数. （B ） F(x)是奇函数⇔f(x)是偶函数.(C) F(x)是周期函数⇔f(x)是周期函数.(D) F(x)是单调函数⇔f(x)是单调函数. [ A ] 【分析】 本题可直接推证，但最简便的方法还是通过反例用排除法找到答案.【详解】 方法一：任一原函数可表示为⎰+=xC dt t f x F 0)()(，且).()(x f x F ='当F(x)为偶函数时，有)()(x F x F =-，于是)()1()(x F x F '=-⋅-'，即 )()(x f x f =--，也即)()(x f x f -=-，可见f(x)为奇函数；反过来，若f(x)为奇函数，则⎰xdt t f 0)(为偶函数，从而⎰+=xC dt t f x F 0)()(为偶函数，可见(A)为正确选项.方法二：令f(x)=1, 则取F(x)=x+1, 排除(B)、(C); 令f(x)=x, 则取F(x)=221x , 排除(D); 故应选(A).（9）设函数⎰+-+-++=yx yx dt t y x y x y x u )()()(),(ψϕϕ, 其中函数ϕ具有二阶导数，ψ 具有一阶导数，则必有(A) 2222y u x u ∂∂-=∂∂. （B ） 2222yu x u ∂∂=∂∂. (C) 222y uy x u ∂∂=∂∂∂. (D) 222x u y x u ∂∂=∂∂∂. [ B ] 【分析】 先分别求出22x u ∂∂、22yu∂∂、y x u ∂∂∂2，再比较答案即可.【详解】 因为)()()()(y x y x y x y x xu--++-'++'=∂∂ψψϕϕ，)()()()(y x y x y x y x yu-+++-'-+'=∂∂ψψϕϕ， 于是 )()()()(22y x y x y x y x x u-'-+'+-''++''=∂∂ψψϕϕ，)()()()(2y x y x y x y x yx u-'++'+-''-+''=∂∂∂ψψϕϕ， )()()()(22y x y x y x y x y u-'-+'+-''++''=∂∂ψψϕϕ， 可见有2222yu x u ∂∂=∂∂，应选(B). （10）设有三元方程1ln =+-xzey z xy ，根据隐函数存在定理，存在点(0,1,1)的一个邻域，在此邻域内该方程(A) 只能确定一个具有连续偏导数的隐函数z=z(x,y).(B) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数x=x(y,z)和z=z(x,y). (C) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数y=y(x,z)和z=z(x,y).(D) 可确定两个具有连续偏导数的隐函数x=x(y,z)和y=y(x,z). [ D ]【分析】 本题考查隐函数存在定理，只需令F(x,y,z)=1ln -+-xzey z xy , 分别求出三个偏导数y x z F F F ,,，再考虑在点(0,1,1)处哪个偏导数不为0，则可确定相应的隐函数.【详解】 令F(x,y,z)=1ln -+-xzey z xy , 则z e y F xzx +='， yz x F y -='，x e y F xzz +-='ln ，且 2)1,1,0(='x F ，1)1,1,0(-='y F ，0)1,1,0(='z F . 由此可确定相应的隐函数x=x(y,z)和y=y(x,z). 故应选(D).（11）设21,λλ是矩阵A 的两个不同的特征值，对应的特征向量分别为21,αα，则1α，)(21αα+A 线性无关的充分必要条件是(A) 01≠λ. (B) 02≠λ. (C) 01=λ. (D) 02=λ. [ B ] 【分析】 讨论一组抽象向量的线性无关性，可用定义或转化为求其秩即可. 【详解】 方法一：令 0)(21211=++αααA k k ，则022211211=++αλαλαk k k ， 0)(2221121=++αλαλk k k . 由于21,αα线性无关，于是有 ⎩⎨⎧==+.0,022121λλk k k当02≠λ时，显然有0,021==k k ，此时1α，)(21αα+A 线性无关；反过来，若1α，)(21αα+A 线性无关，则必然有02≠λ(,否则，1α与)(21αα+A =11αλ线性相关)，故应选(B).方法二： 由于 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=+=+21212211121101],[],[)](,[λλαααλαλααααA ，可见1α，)(21αα+A 线性无关的充要条件是.001221≠=λλλ故应选(B).（12）设A 为n （2≥n ）阶可逆矩阵，交换A 的第1行与第2行得矩阵B, **,B A 分别为A,B 的伴随矩阵，则(A) 交换*A 的第1列与第2列得*B . (B) 交换*A 的第1行与第2行得*B .(C) 交换*A 的第1列与第2列得*B -. (D) 交换*A 的第1行与第2行得*B -. [C ]【分析】 本题考查初等变换的概念与初等矩阵的性质，只需利用初等变换与初等矩阵的关系以及伴随矩阵的性质进行分析即可.【详解】 由题设，存在初等矩阵12E （交换n 阶单位矩阵的第1行与第2行所得），使得 B A E =12，于是 12*11212*12***12*)(E A E E A E A A E B -=⋅===-，即*12*B E A -=,可见应选(C).（13）设二维随机变量(X,Y) 的概率分布为 X Y 0 1 0 0.4 a 1 b 0.1已知随机事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独立，则(A) a=0.2, b=0.3 (B) a=0.4, b=0.1(C) a=0.3, b=0.2 (D) a=0.1, b=0.4 [ B ] 【分析】 首先所有概率求和为1，可得a+b=0.5, 其次，利用事件的独立性又可得一等式，由此可确定a,b 的取值.【详解】 由题设，知 a+b=0.5又事件}0{=X 与}1{=+Y X 相互独立，于是有}1{}0{}1,0{=+===+=Y X P X P Y X X P ， 即 a=))(4.0(b a a ++, 由此可解得 a=0.4, b=0.1, 故应选(B).（14）设)2(,,,21≥n X X X n 为来自总体N(0,1)的简单随机样本，X 为样本均值，2S 为样本方差，则(A) )1,0(~N X n (B) ).(~22n nS χ(C) )1(~)1(--n t SXn (D) ).1,1(~)1(2221--∑=n F X X n n i i [ D ] 【分析】 利用正态总体抽样分布的性质和2χ分布、t 分布及F 分布的定义进行讨论即可.【详解】 由正态总体抽样分布的性质知，)1,0(~10N X n nX =-，可排除(A); 又)1(~0-=-n t SXn nS X ，可排除(C); 而)1(~)1(1)1(2222--=-n S n S n χ，不能断定(B)是正确选项.因为 ∑=-n i in X X222221)1(~),1(~χχ，且∑=-ni i n X X 222221)1(~)1(~χχ与相互独立，于是).1,1(~)1(1122212221--=-∑∑==n F XX n n XX ni ini i故应选(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11分） 设}0,0,2),{(22≥≥≤+=y x y x y x D ，]1[22y x ++表示不超过221y x ++的最大整数. 计算二重积分⎰⎰++Ddxdy y x xy .]1[22 【分析】 首先应设法去掉取整函数符号，为此将积分区域分为两部分即可.【详解】 令 }0,0,10),{(221≥≥<+≤=y x y x y x D ， }0,0,21),{(222≥≥≤+≤=y x y x y x D .则⎰⎰++Ddxdy y x xy ]1[22=⎰⎰⎰⎰+122D D xydxdy xydxdy dr r d dr r d ⎰⎰⎰⎰+=20213132cos sin 2cos sin ππθθθθθθ=.874381=+ （16）（本题满分12分） 求幂级数∑∞=--+-121))12(11()1(n n n x n n 的收敛区间与和函数f(x).【分析】 先求收敛半径，进而可确定收敛区间. 而和函数可利用逐项求导得到.【详解】 因为11)12()12()12)(1(1)12)(1(lim=+--⨯+++++∞→n n n n n n n n n ，所以当21x <时，原级数绝对收敛，当21x >时，原级数发散，因此原级数的收敛半径为1，收敛区间为（－1,1）记 121(1)(),(1,1)2(21)n nn S x x x n n -∞=-=∈--∑，则 1211(1)(),(1,1)21n n n S x x x n -∞-=-'=∈--∑，122211()(1),(1,1)1n n n S x x x x ∞--=''=-=∈-+∑. 由于 (0)0,(0)0,S S '==所以 201()()arctan ,1xxS x S t dt dt x t '''===+⎰⎰2001()()arctan arctan ln(1).2x x S x S t dt tdt x x x '===-+⎰⎰又21221(1),(1,1),1n nn x xx x ∞-=-=∈-+∑ 从而 22()2()1x f x S x x =++2222arctan ln(1),(1,1).1x x x x x x=-++∈-+ （17）（本题满分11分）如图，曲线C 的方程为y=f(x)，点(3,2)是它的一个拐点，直线1l 与2l 分别是曲线C 在点(0,0)与(3,2)处的切线，其交点为(2,4). 设函数f(x)具有三阶连续导数，计算定积分⎰'''+32.)()(dx x f x x【分析】 题设图形相当于已知f(x)在x=0的函数值与导数值，在x=3处的函数值及一阶、二阶导数值.【详解】 由题设图形知，f(0)=0, 2)0(='f ; f(3)=2, .0)3(,2)3(=''-='f f 由分部积分，知⎰⎰⎰+''-''+=''+='''+330302232)12)(()()()()()()(dx x x f x f x x x f d x x dx x f x x=dx x f x f x x f d x ⎰⎰'+'+-='+-3330)(2)()12()()12(=.20)]0()3([216=-+f f（18）（本题满分12分）已知函数f(x)在[0，1]上连续，在(0,1)内可导，且f(0)=0,f(1)=1. 证明： （I ）存在),1,0(∈ξ 使得ξξ-=1)(f ；（II ）存在两个不同的点)1,0(,∈ζη，使得.1)()(=''ζηf f【分析】 第一部分显然用闭区间上连续函数的介值定理；第二部分为双介值问题，可考虑用拉格朗日中值定理，但应注意利用第一部分已得结论.【详解】 （I ） 令x x f x F +-=1)()(，则F(x)在[0，1]上连续，且F(0)=-1<0, F(1)=1>0,于是由介值定理知，存在),1,0(∈ξ 使得0)(=ξF ，即ξξ-=1)(f .（II ） 在],0[ξ和]1,[ξ上对f(x)分别应用拉格朗日中值定理，知存在两个不同的点)1,(),,0(ξζξη∈∈，使得0)0()()(--='ξξηf f f ，ξξζ--='1)()1()(f f f于是 .1111)(1)()()(=-⋅-=--⋅=''ξξξξξξξξζηf f f f （19）（本题满分12分）设函数)(y ϕ具有连续导数，在围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线L 上，曲线积分⎰++Ly x xydydx y 4222)(ϕ的值恒为同一常数.（I ）证明：对右半平面x>0内的任意分段光滑简单闭曲线C ，有022)(42=++⎰Cyx xydydx y ϕ；（II ）求函数)(y ϕ的表达式.【分析】 证明（I ）的关键是如何将封闭曲线C 与围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线相联系，这可利用曲线积分的可加性将C 进行分解讨论；而（II ）中求)(y ϕ的表达式，显然应用积分与路径无关即可.【详解】 （I ）如图，将C 分解为：21l l C +=，另作一条曲线3l=++⎰Cy x xydydx y 4222)(ϕ-++⎰+314222)(l l y x xydydx y ϕ022)(3242=++⎰+l l y x xydydx y ϕ.（II ） 设2424()2,22y xyP Q x yx yϕ==++，,P Q 在单连通区域0x >内具有一阶连续偏导数，由（Ⅰ）知，曲线积分24()22Ly dx xydyx y ϕ++⎰在该区域内与路径无关，故当0x >时，总有Q Px y∂∂=∂∂. 24252422422(2)4242,(2)(2)Q y x y x xy x y y x x y x y ∂+--+==∂++ ①243243242242()(2)4()2()()4().(2)(2)P y x y y y x y y y y y y x y x y ϕϕϕϕϕ'''∂+-+-==∂++ ② 比较①、②两式的右端，得435()2,()4()2.y y y y y y y ϕϕϕ'=-⎧⎨'-=⎩ 由③得2()y y c ϕ=-+，将()y ϕ代入④得 535242,y cy y -= 所以0c =，从而2().y y ϕ=-（20）（本题满分9分）已知二次型21232221321)1(22)1()1(),,(x x a x x a x a x x x f +++-+-=的秩为2.（I ） 求a 的值；（II ） 求正交变换Qy x =，把),,(321x x x f 化成标准形； （III ） 求方程),,(321x x x f =0的解.【分析】 （I ）根据二次型的秩为2，可知对应矩阵的行列式为0，从而可求a 的值；（II ）是常规问题，先求出特征值、特征向量，再正交化、单位化即可找到所需正交变换； （III ）利用第二步的结果，通过标准形求解即可.【详解】 （I ） 二次型对应矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-++-=200011011a a a a A ， 由二次型的秩为2，知 020011011=-++-=aa a a A ，得a=0. （II ） 这里⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=200011011A ， 可求出其特征值为0,2321===λλλ. 解 0)2(=-x A E ，得特征向量为：⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100,01121αα，解 0)0(=-x A E ，得特征向量为：.0113⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α由于21,αα已经正交，直接将21,αα，3α单位化，得：③ ④⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=01121,100,01121321ηηη令[]321ααα=Q ，即为所求的正交变换矩阵，由x=Qy ，可化原二次型为标准形：),,(321x x x f =.222221y y + （III ） 由),,(321x x x f ==+222122y y 0，得k y y y ===321,0,0（k 为任意常数）.从而所求解为：x=Qy=[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-==⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡0003321c c k k ηηηη，其中c 为任意常数. （21）（本题满分9分）已知3阶矩阵A 的第一行是c b a c b a ,,),,,(不全为零，矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=k B 63642321（k 为常数），且AB=O, 求线性方程组Ax=0的通解.【分析】 AB=O, 相当于告之B 的每一列均为Ax=0的解，关键问题是Ax=0的基础解系所含解向量的个数为多少，而这又转化为确定系数矩阵A 的秩.【详解】 由AB=O 知，B 的每一列均为Ax=0的解，且.3)()(≤+B r A r（1）若k 9≠, 则r(B)=2, 于是r(A)1≤, 显然r(A)1≥, 故r(A)=1. 可见此时Ax=0的基础解系所含解向量的个数为3-r(A)=2, 矩阵B 的第一、第三列线性无关，可作为其基础解系，故Ax=0 的通解为：2121,,63321k k k k k x ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=为任意常数.(2) 若k=9，则r(B)=1, 从而.2)(1≤≤A r1） 若r(A)=2, 则Ax=0的通解为：11,321k k x ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=为任意常数.2） 若r(A)=1,则Ax=0 的同解方程组为：0321=++cx bx ax ,不妨设0≠a ,则其通解为2121,,1001k k a c k a b k x ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=为任意常数.（22）（本题满分9分）设二维随机变量(X,Y)的概率密度为 .,20,10,0,1),(其他x y x y x f <<<<⎩⎨⎧=求：（I ） (X,Y)的边缘概率密度)(),(y f x f Y X ； （II ）Y X Z -=2的概率密度).(z f Z【分析】 求边缘概率密度直接用公式即可；而求二维随机变量函数的概率密度，一般用分布函数法，即先用定义求出分布函数，再求导得到相应的概率密度.【详解】 （I ） 关于X 的边缘概率密度)(x f X =⎰+∞∞-dy y x f ),(=.,10,0,20其他<<⎪⎩⎪⎨⎧⎰x dy x=.,10,0,2其他<<⎩⎨⎧x x关于Y 的边缘概率密度)(y f Y =⎰+∞∞-dx y x f ),(=.,20,0,12其他<<⎪⎩⎪⎨⎧⎰y dx y=.,20,0,21其他<<⎪⎩⎪⎨⎧-y y （II ） 令}2{}{)(z Y X P z Z P z F Z ≤-=≤=， 1） 当0<z 时，0}2{)(=≤-=z Y X P z F Z ；2） 当20<≤z 时，}2{)(z Y X P z F Z ≤-= =241z z -; 3) 当2≥z 时，.1}2{)(=≤-=z Y X P z F Z即分布函数为： .2,20,0,1,41,0)(2≥<≤<⎪⎩⎪⎨⎧-=z z z z z z F Z故所求的概率密度为：.,20,0,211)(其他<<⎪⎩⎪⎨⎧-=z z z f Z （23）（本题满分9分）设)2(,,,21>n X X X n 为来自总体N(0,1)的简单随机样本，X 为样本均值，记.,,2,1,n i X X Y i i =-=求：（I ） i Y 的方差n i DY i ,,2,1, =； （II ）1Y 与n Y 的协方差).,(1n Y Y Cov【分析】 先将i Y 表示为相互独立的随机变量求和，再用方差的性质进行计算即可；求1Y 与n Y 的协方差),(1n Y Y Cov ，本质上还是数学期望的计算，同样应注意利用数学期望的运算性质.【详解】 由题设，知)2(,,,21>n X X X n 相互独立，且),,2,1(1,0n i DX EX i i ===，.0=X E（I ）∑≠--=-=ni j j i i i X n X n D X X D DY ]1)11[()(=∑≠+-nij ji DXnDX n 221)11(=.1)1(1)1(222n n n n n n -=-⋅+- （II ） )])([(),(111n n n EY Y EY Y E Y Y Cov --= =)])([()(11X X X X E Y Y E n n --==)(211X X X X X X X E n n +--=211)(2)(X E X X E X X E n +-=22121)(][20X E X D X X X E n nj j +++-∑==.112nn n -=+-。
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大连理工大学2005硕士研究生考试试题数学分析试题及解答 一、 计算题 1、 求极限：1222 (i),lim nn n n a a na a a n →∞→∞+++=其中 解：1212222...(1)(1)limlim lim ()(1)212n n n n n n a a na n a n a aStolz n n n n +→∞→∞→∞+++++===+-+利用公式2、求极限：21lim(1)x x x e x-→∞+ 解：2222221(1)1lim (1)lim()1111(1)(1)(ln(1))1lim lim111111(())21lim 121(1)112lim (1)lim()lim()x x x xx x x x x x x x x x x x x x x x e x ee x x x x x xo e x xx x e xe e x x e x e e e-→∞→∞→∞→∞→∞-→∞→∞→∞++=+-++-+=--+-+==--+-∴+===3、证明区间（0，1）和（0，+∞）具有相同的势。
证明：构造一一对应y=arctanx 。
4、计算积分21Ddxdy y x+⎰⎰，其中D 是x=0,y=1,y=x 围成的区域 解：112022000111011ln()|ln(1)ln [(1)ln(1)(1)ln ]|2ln 2y yDdxdy dxdy x y dy y x y x y dy ydyy y y y y y ==+++=+-=++-+-+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰5、计算第二类曲线积分：22C ydx xdyI x y--=+⎰，22:21C x y +=方向为逆时针。
解：2222220022222tan 2222cos ,[0,2)1sin 211sin cos 4cos 222113cos 22cos 2213(2)(1)812arctan 421(2)(1)2311421C x x y ydx xdy I d d x y x x x x d x dx x x x x ππθθθπθθθθθθθθ+∞+∞=-∞-∞=⎧⎪∈⎨=⎪⎩---=−−−→=-+++-+-++−−−−−→-=--++++=-⎰⎰⎰⎰⎰换元万能公式代换226426212xdx d x x ππ+∞+∞-∞-∞+=-++⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰⎰6、设a>0,b>0,证明：111b ba ab b ++⎛⎫⎛⎫≥ ⎪⎪+⎝⎭⎝⎭。
证明：1111()1111(1)111()'()1[ln(1)]0()()()b b xb b bbxa a ab f x b b x a a b f b b b a a b f b b b a b a b a b f x Taylor x x x a b f x ++++-⎛⎫⎛⎫⎛⎫≥=+ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭+-⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭-⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭---⎛⎫=++-> ⎪+-⎝⎭，构造函数展开可以证明所以递增，从而得证二、 设f(x)为[a,b]上的有界可测函数，且2[,]()0,a b f x dx =⎰证明：f(x)在[a,b]上几乎处处为0。
证明：反证法，假设A={x|f(x)≠0}，那么mA>0。
122[,]1{|()},,0()0,n n n n n n a b A x f x A A A mA n mA f x dx n +∞==>=>>>⎰ 。
必然存在某个矛盾三、 设函数f(x)在开区间（0，+∞）内连续且有界，是讨论f(x)在（0，+∞）内的一致连续性。
讨论：非一致连续，构造函数：1()sin()()00,0,0,|'"|11|sinsin |.1'"211',"|'"|(21)(21)11|sin sin |1'"f x xf x f x x x x x x x x x n x x n n n n x x εδδεεδπππε=→∀>>∃>-≤-<<==-=≤++-=>显然，连续且有界。
但是在时非一致连续反证法：如果一致连续，对当取令。
当足够大的时候四、 设242,(,)(0,0)(,)0,(,)(0,0)x yx y f x y x y x y ⎧≠⎪=+⎨⎪=⎩，讨论函数的连续性和可微性。
解：1）连续性：连续24220004limlim01x x y y x y y x yy x →→→→==++2）可微性：可微00222224200002224(,0)(0,0)(0,0)lim 0(0,)(0,0)(0,0)lim 0(,)(,)(,)lim limlim11x x y x x y x x y y x y f x f f xf y f f yf x y f x y f x y x yx y x y x y x y yx x →→→→→→→→-==-==--=+++==++五、 设f(x)在（a,b ）内二次可微，求证：2()(,)()2()()"()24a b b a a b f a f f b f ξξ+-∃∈--=，满足证明：2()()()2()()'()()(),(,)2()()"(),(,)222,()()()"()22b ag x f x f x Cauchy g x g a b ag f f a x x a Lagrange b a b a b af f f b a b ag x g a f ζζζζζζξξζζζξ-=+---==+-∈----+-=∈++-=-=令，利用中值定理：利用中值定理：令=原式六、 f(x)在R 上二次可导，00"()0,,()0x R f x x R f x ∀∈>∃∈<，lim '()0,lim '()0x x f x f x αβ→-∞→+∞=<=>，证明：f(x)在R 上恰有两个零点。
证明：1111110()0lim '(),,0,'()2()()().22()()0()0"()0'()()()0(x x f x f x x x x f x x x f x f x x x f x x x f x x f x f x f x f x f x αααα→-∞→-∞>=<<<<>+--<+>→+∞>>⇒⇒< (1)先证：当的时候，所以，当的绝对值足够的时候不妨设当时，当的时候，(2)同理,当的时候，又为递增函数先单调减少，在单调递增，根据连续函数的介值定理，在00,),(,)x x -∞+∞各有一个零点七、 设函数f(x)和g(x)在[a,b]内可积，证明:对[a,b]内任意分割0111||0:...,,[,],0,1,2,....lim ()()()()n i i i i n bi i i ai a x x x b x x i f g x f x g x dxξηξη+-∆→=∆=<<<=∀∈=∆=∑⎰有证明：1||011101110()()lim ()()|()()()()||()[()()]|max{|()|}|()()|()|()()|n bi i iai n n n i i i i i i i i i i i i i n i i i iii n n i i i i i i f x g x dx f g x f g x f g x f g g x f g g x g x g g x ξξξξξηξξηξξηξηω-∆→=---===-=--===∆∆-∆=-∆≤-∆-∆≤∑⎰∑∑∑∑∑根据定义由于可积，所以11||00()lim |()()()()|0i i n n i i i i i i i i x f g x f g x ωξξξη--∆→==∆→∴∆-∆=∑∑∑，为振幅，从而得证八、 求级数：0(1)31nn n ∞=-+∑解：3130030333330011133000(1)(1)()(1,1]3131(1)()(1,1](1)()1()()'(1)()31111(1)1()13lim (31111n n n nn n nnn n n M MMn nn n nM M n x x x n n x x x x x n x x dx dx n x x x +∞∞==∞=+==+∞→+∞=--=-++-----=-=++---===-++++∑∑∑∑∑∑⎰⎰在内收敛在内一致收敛，所以可以逐项求导120211200210233)1ln(1)1()111()3136122()42ln 2121ln 2arctan |333333x dx x x x d x x d x x x x x π--++-=-+--++--=+=+⎰⎰⎰九、 讨论函数项级数222222(1)1((1))n x n x n x n e n e +∞---=--∑在(0,1)和(1,+∞)的一致收敛性讨论：22222222(1)21((1))lim()n x n x n x n n x n e n e x n e +∞----→∞=--=∑ 1） 0<x<1222lim()01,|()0|0n x n n n n x n ex S x n n-→∞==-=级数收敛，但不一致收敛。
取不趋近于，所以不一致收敛2） x>12222222222222222224lim()01()'(12)00,1,4ln ,,()n x n x x x n x n n n x n x n e xeex xeen n xn e e e e e ex N n N S x εεε-→∞-------==-<≤∴≤≤<∴∀>∀>∃=-∀><即十、 计算222x dydz ydzdx z dxdy ∑++∑⎰⎰，其中为圆锥曲面222z x y =+被平面z=0,z=2所截部分的外侧。
解：22222222222()(cos sin )(cos sin )4Vzzx dydz y dzdx z dxdy x y z dxdydzr r z rd drdzdz r dr d zdz rdr d πππθθθθθθθπ∑++=++=++=++=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰十一、设f(x)在[0,1]上单调增加,f(0)>=0,f(1)<=1,证明：3[0,1],()f ξξξ∃∈=证明：3333333333{|(),[0,1]}inf ()(),()0,()()()''0,M x f x x x m MM f m m f m m f m m r x m f x xf x f m r x m y x x x m r =≤∈==<=-∀<<>->+-=∀-+>显然非空,下证:反证法：如果命题不成立，那么显然不妨设由于是连续函数，所以，对r>0存在与单调性矛盾。