2017考研数学三模拟题及解析(7)-考研模拟及答案解析
2017年数三考研真题_附答案解析
2017年数三考研真题_附答案解析2017年全国硕⼠研究⽣⼊学统⼀考试数学三试题及参考答案⼀、选择题：1～8⼩题，每⼩题4分，共32分，下列每题给出的四个选项中，只有⼀个选项是符合题⽬要求的.1.若函数1,0(),0x f x axb x ?->?=??≤?在0x =处连续，则（）(A)12ab =(B)12ab =-(C)0ab =(D)2ab =2.⼆元函数(3)z xy x y =--的极值点（）(A)(0,0)(B)(0,3)(C)(3,0)(D)(1,1)3.设函数()f x 可导，且()()0f x f x '>则（）(A)()()11f f >-(B)()()11f f <-(C)()()11f f >-(D)()()11f f <-4.若级数2111n sin kln n n ∞=??--∑收敛，则k =()(A)1(B)2(C)-1(D)-25.设α为n 维单位列向量，E 为n 阶单位矩阵，则()(A)T E αα-不可逆(B)T E αα+不可逆(C)2T E αα+不可逆(D)2T E αα-不可逆6.已知矩阵200021001A=??210020001B =??100020002C ??=，则()(A)A 与C 相似，B 与C 相似(B)A 与C 相似，B 与C 不相似(C)A 与C 不相似，B 与C 相似(D)A 与C 不相似，B 与C 不相似7.设A B 、、C 为三个随机事件，且A 与C 相互独⽴，与C 相互独⽴，则A B ?与C 相互独⽴的充要条件是()(A)A 与B 相互独⽴(B)A 与B 互不相容(C)AB 与C 相互独⽴(D)AB 与C 互不相容8.设12,......(2)n X X X n ≥来⾃总体(,1)N µ的简单随机样本，记11nii X X n ==∑则下列结论中不正确的是()(A)21()ni i X µ=-∑服从2χ分布(B)212()n X X -服从2χ分布(C)21()n ii XX =-∑服从2χ分布(D)2()n X µ-服从2χ分布⼆、填空题：9～14⼩题，每⼩题4分，共24分。
2017年全国硕士研究生入学统一考试数学三真题及答案解析
2017年全国硕士研究生入学统一考试数学三真题及答案解析一、选择题（本题共8小题，每小题4分，满分32分）（1）若函数⎪⎩⎪⎨⎧≤>-=0,,0,cos 1)(x b x axxx f 在0=x 处连续，则（ ） )(A 21=ab 。
)(B 21-=ab 。
)(C 0=ab 。
D (2=ab 。
【答案】)(A【解】aax x f x 21cos 1lim)00(0=-=++→，b f f =-=)00()0(，因为)(x f 在0=x 处连续，所以)00()0()00(-==+f f f ，从而21=ab ，应选)(A 。
（2）二原函数)3(y x xy z--=的极值点为（ ）)(A )0,0(。
)(B )3,0(。
)(C )0,3(。
)(D )1,1(。
【答案】)(D【解】由⎪⎩⎪⎨⎧=--='=--='023,02322x xy x z y xy y z yx 得⎩⎨⎧==0,0y x ⎩⎨⎧==1,1y x ⎩⎨⎧==3,0y x ⎩⎨⎧==0,3y x y z xx 2-=''，y x z xy 223--=''，x z yy 2-=''，当)0,0(),(=y x 时，092<-=-B AC ，则)0,0(不是极值点；当)1,1(),(=y x 时，032>=-B AC 且02<-=A ，则)1,1(为极大点，应选)(D 。
（3）设函数)(x f 可导，且0)()(>'⋅x f x f ，则（ ）)(A )1()1(->f f 。
)(B )1()1(-<f f 。
)(C |)1(||)1(|->f f 。
)(D |)1(||)1(|-<f f 。
【答案】)(C 【解】若0)(>x f ，则0)(>'x f ，从而0)1()1(>->f f ；若0)(<x f ，则0)(<'x f ，从而0)1()1(<-<f f ，故|)1(||)1(|->f f ，应选)(C 。
2017考研数学三真题及答案解析
ln 2
ln 2
2
．
5
19．（本题满分 10 分）
设
a0
1, a1
0, an1
n
1
1
(na
n
a n 1 )(n
1, 2,3 ),
，
S(x)
为幂级数
n0
an xn
的和函数
（1）证明 an xn 的收敛半径不小于1． n0
（2）证明 (1 x)S(x) xS(x) 0(x (1,1)) ，并求出和函数的表达式．
0
2
10．差分方程 yt1 2 yt 2t 的通解为
．
【详解】齐次差分方程 yt1 2 yt 0 的通解为 y C 2x ；
设
yt 1
2 yt
2t
的特解为
yt
at 2t
，代入方程，得 a
1 2
；
所以差分方程
yt 1
2 yt
2t
的通解为
y
C 2t
1 t2t. 2
11．设生产某产品的平均成本 C(Q) 1 eQ ，其中产量为 Q ，则边际成本为
8．设
X1, X 2,, X n(n
2)
为来自正态总体 N (,1) 的简单随机样本，若
X
1 n
n i 1
Xi
，则下列结论中不
正确的是（ ）
n
（A） ( X i )2 服从 2 分布 i 1
（B） 2 X n X1 2 服从 2 分布
n
（C） ( X i X )2 服从 2 分布 i 1
时， g(x) g(0) 0 ，进一步得到当 x (0,1) 时， f (x) 0 ，也就是 f (x) 在 (0,1) 上单调减少．
全国硕士研究生招生考试数学三模拟试题及详解【圣才出品】
f x In cos x x g x t dt ， lim g x 2 ，则（ ）。
0
x0 x
A. x 0 为 f (x) 的极大值点
B. x 0 为 f (x) 的极小值点
C.(0, f (0) )为曲线 y= f (x) 的拐点
D. x 0 不是 f (x) 的极值点，(0, f (0) )也不是曲线 y= f (x) 的拐点
x0
x
y f (x) 的拐点。
2．设函数
f
x
g
xsin
1 x
,
x 0 ，且 g 0 g0 0 ，则 f (x) 在点 x=0 处
0,
x0
（ ）。
A.连续但不可导
1 / 17
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B.可导但 f (0) 0
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C.极限存在但不连续
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全国硕士研究生招生考试数学三模拟试题及详解
一、选择题:1～8 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 一个选项是符合题目要求的，请将所选项前的字母填在答．题．纸．指定位置上。
1．已知 f (x) 具有二阶连续导数， g(x) 为连续函数，且
D.可微且 df x x0 0
【答案】D
【解析】
由 g(0) 0 知 g(x) 在 x=0 处可导；也可知 g(x) 在 x=0 处连续，即 lim g x g 0 x0
0 ，又 sin 1 1，故 lim g x sin 1 0 。即 lim f x f 0 0 。故 f x 在 x =0
【答案】C
【解析】由
f
2017年考研数学三真题和解析
2017年考研数学三真题一、选择题 1—8小题．每小题4分，共32分．1．若函数0(),0x f x b x >=⎪≤⎩在0x =处连续，则 （A ）12ab =（B ）12ab =-（C ）0ab =（D ）2ab =【详解】0001112lim ()lim lim 2x x x xf x ax ax a +++→→→-===，0lim ()(0)x f x b f -→==，要使函数在0x =处连续，必须满足1122b ab a =⇒=．所以应该选（A ）2．二元函数(3)z xy x y =--的极值点是（ ）（A ）(0,0) （B ）03(,) （C ）30(,) （D ）11(,)【详解】2(3)32zy x y xy y xy y x∂=---=--∂，232z x x xy y ∂=--∂，2222222,2,32z z z zy x x x y x y y x∂∂∂∂=-=-==-∂∂∂∂∂∂ 解方程组22320320z y xy y x z x x xy y∂⎧=--=⎪∂⎪⎨∂⎪=--=∂⎪⎩，得四个驻点．对每个驻点验证2AC B -，发现只有在点11(,)处满足230AC B -=>，且20A C ==-<，所以11(,)为函数的极大值点，所以应该选（D ）3．设函数()f x 是可导函数，且满足()()0f x f x '>，则（A ）(1)(1)f f >- （B ）11()()f f <- （C ）11()()f f >- （D ）11()()f f <- 【详解】设2()(())g x f x =，则()2()()0g x f x f x ''=>，也就是()2()f x 是单调增加函数．也就得到()()22(1)(1)(1)(1)f f f f >-⇒>-，所以应该选（C ）4． 若级数211sin ln(1)n k nn ∞=⎡⎤--⎢⎥⎣⎦∑收敛，则k =（ ） （A ）1 （B ）2 （C ）1- （D ）2-【详解】iv n →∞时22221111111111sin ln(1)(1)22k k k o k o n n n n n n n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫--=---+=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭显然当且仅当(1)0k +=，也就是1k =-时，级数的一般项是关于1n的二阶无穷小，级数收敛，从而选择（C ）．5．设α为n 单位列向量，E 为n 阶单位矩阵，则（A ）TE αα-不可逆 （B ）TE αα+不可逆 （C ）2TE αα+不可逆 （D ）2TE αα-不可逆【详解】矩阵Tαα的特征值为1和1n -个0，从而,,2,2T T T TE E E E αααααααα-+-+的特征值分别为0,1,1,1；2,1,1,,1；1,1,1,,1-；3,1,1,,1．显然只有T E αα-存在零特征值，所以不可逆，应该选（A ）．6．已知矩阵200021001A ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，210020001B ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，100020002C ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，则（A ）,A C 相似，,B C 相似 （B ）,A C 相似，,B C 不相似 （C ）,A C 不相似，,B C 相似 （D ）,A C 不相似，,B C 不相似【详解】矩阵,A B 的特征值都是1232,1λλλ===．是否可对解化，只需要关心2λ=的情况．对于矩阵A ，0002001001E A ⎛⎫⎪-=- ⎪ ⎪⎝⎭，秩等于 1 ，也就是矩阵A 属于特征值2λ=存在两个线性无关的特征向量，也就是可以对角化，也就是~A C ．对于矩阵B ，010*******E B -⎛⎫ ⎪-= ⎪ ⎪⎝⎭，秩等于 2 ，也就是矩阵A 属于特征值2λ=只有一个线性无关的特征向量，也就是不可以对角化，当然,B C 不相似故选择（B ）． 7．设,A B ，C 是三个随机事件，且,A C 相互独立，,B C 相互独立，则A B 与C 相互独立的充分必要条件是（ ）（A ）,A B 相互独立 （B ）,A B 互不相容 （C ）,AB C 相互独立 （D ）,AB C 互不相容 【详解】(())()()()()()()()()()P A B C P AC AB P AC P BC P ABC P A P C P B P C P ABC =+=+-=+-()()(()()())()()()()()()()P A B P C P A P B P AB P C P A P C P B P C P AB P C =+-=+-显然，AB 与C 相互独立的充分必要条件是()()()P ABC P AB P C =，所以选择（C ）． 8．设12,,,(2)n X X X n ≥为来自正态总体(,1)N μ的简单随机样本，若11ni i X X n ==∑，则下列结论中不正确的是（ ）（A ）21()ni i X μ=-∑服从2χ分布 （B ）()212n X X -服从2χ分布（C ）21()nii XX =-∑服从2χ分布 （D ）2()n X μ-服从2χ分布解：（1）显然22()~(0,1)()~(1),1,2,i i X N X i n μμχ-⇒-=且相互独立，所以21()ni i X μ=-∑服从2()n χ分布，也就是（A ）结论是正确的；（2）222221(1)()(1)~(1)nii n S XX n S n χσ=--=-=-∑，所以（C ）结论也是正确的；（3）注意221~(,)()~(0,1)()~(1)X N X N n X nμμμχ⇒-⇒-，所以（D ）结论也是正确的；（4）对于选项（B ）：22111()~(0,2)~(0,1)()~(1)2n n X X N N X X χ-⇒⇒-，所以（B ）结论是错误的，应该选择（B ）二、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） 9．3(sin x dx ππ-=⎰ ．解：由对称性知33(sin22x dx ππππ-==⎰⎰．10．差分方程122tt t y y +-=的通解为 ．【详解】齐次差分方程120t t y y +-=的通解为2xy C =； 设122t t t y y +-=的特解为2tt y at =，代入方程，得12a =； 所以差分方程122t t t y y +-=的通解为12 2.2tt y C t =+11．设生产某产品的平均成本()1QC Q e -=+，其中产量为Q ，则边际成本为 .【详解】答案为1(1)QQ e -+-．平均成本()1QC Q e-=+，则总成本为()()QC Q QC Q Q Qe-==+，从而边际成本为()1(1).Q C Q Q e -'=+-12．设函数(,)f x y 具有一阶连续的偏导数，且已知(,)(1)yydf x y ye dx x y e dy =++，(0,0)0f =，则(,)f x y =【详解】(,)(1)()yyydf x y ye dx x y e dy d xye =++=，所以(,)yf x y xye C =+，由(0,0)0f =，得0C =，所以(,)yf x y xye =．13．设矩阵101112011A ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，123,,ααα为线性无关的三维列向量，则向量组123,,A A A ααα的秩为 ．【详解】对矩阵进行初等变换101101101112011011011011000A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪=→→ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，知矩阵A 的秩为2，由于123,,ααα为线性无关，所以向量组123,,A A A ααα的秩为2．14．设随机变量X 的概率分布为{}122P X =-=，{}1P X a ==，{}3P X b ==，若0EX =，则DX = ．【详解】显然由概率分布的性质，知112a b ++= 12133102EX a b a b =-⨯+⨯+⨯=+-=，解得11,44a b ==29292EX a b =++=，229()2DX EX E X =-=．三、解答题15．（本题满分10分）求极限0lim t x dt +→【详解】令x t u -=，则,t x u dt du =-=-，t x u dt du -=⎰⎰02limlim limlim 3t x u u x x x x dt e du du ++++--→→→→====计算积分3242(1)Dy dxdy x y ++⎰⎰，其中D是第一象限中以曲线y =与x 轴为边界的无界区域． 【详解】33242242002424200220(1)(1)1(1)4(1)1111411282Dy y dxdy dx dy x y x y x y dx x y dx x x π+∞+∞+∞=++++++=++⎛⎛⎫=-=- ⎪ ++⎝⎭⎝⎭⎰⎰⎰⎰⎰17．（本题满分10分） 求21limln 1nn k kk nn →∞=⎛⎫+ ⎪⎝⎭∑ 【详解】由定积分的定义120111201lim ln 1lim ln 1ln(1)11ln(1)24nn n n k k k k k k x x dx n n n n n x dx →∞→∞==⎛⎫⎛⎫+=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=+=∑∑⎰⎰18．（本题满分10分） 已知方程11ln(1)k x x-=+在区间(0,1)内有实根，确定常数k 的取值范围．【详解】设11(),(0,1)ln(1)f x x x x=-∈+，则22222211(1)ln (1)()(1)ln (1)(1)ln (1)x x x f x x x x x x x ++-'=-+=++++ 令22()(1)ln (1)g x x x x =++-，则2(0)0,(1)2ln 21g g ==-2()ln (1)2ln(1)2,(0)0g x x x x g ''=+-+-=2(ln(1))()0,(0,1)1x x g x x x+-''=<∈+，所以()g x '在(0,1)上单调减少，由于(0)0g '=，所以当(0,1)x ∈时，()0)0g x g ''<=，也就是()g x ()g x '在(0,1)上单调减少，当(0,1)x ∈时，()(0)0g x g <=，进一步得到当(0,1)x ∈时，()0f x '<，也就是()f x 在(0,1)上单调减少．00011ln(1)1lim ()lim lim ln(1)ln(1)2x x x x x f x x x x x +++→→→⎛⎫-+=-== ⎪++⎝⎭，1(1)1ln 2f =-，也就是得到111ln 22k -<<．设011111,0,()(1,2,3),1n n n a a a na a n n +-===+=+，()S x 为幂级数0n n n a x ∞=∑的和函数（1）证明nn n a x∞=∑的收敛半径不小于1．（2）证明(1)()()0((1,1))x S x xS x x '--=∈-，并求出和函数的表达式． 【详解】（1）由条件11111()(1)1n n n n n n a na a n a na a n +-+-=+⇒+=++ 也就得到11(1)()()n n n n n a a a a +-+-=--，也就得到111,1,2,1n n n n a a n a a n +--=-=-+1112110112101(1)(1)!n n n n n n n n n n n a a a aa a a a a a a a a a a a n ++--------=⨯⨯⨯=-----+也就得到111(1),1,2,(1)!n n n a a n n ++-=-=+111121121()()()(1)!nk n n n n n k a a a a a a a a k +++-==-+-++-+=-∑ lim1!n n n n ρ=≤++≤=，所以收敛半径1R ≥ （2）所以对于幂级数nn n a x∞=∑， 由和函数的性质，可得11()n nn S x na x∞-='=∑，所以11111101111111(1)()(1)(1)((1))()n n nn n n n n n nnn n n n nn n n nn n n n n n n n x S x x na xna xna x n a x na x a n a na x a x a xx a x xS x ∞∞∞--===∞∞+==∞+=∞∞∞+-==='-=-=-=+-=++-====∑∑∑∑∑∑∑∑∑也就是有(1)()()0((1,1))x S x xS x x '--=∈-．解微分方程(1)()()0x S x xS x '--=，得()1xCe S x x -=-，由于0(0)1S a ==，得1C =所以()1xe S x x-=-．设三阶矩阵()123,,A ααα=有三个不同的特征值，且3122.ααα=+ （1）证明：()2r A =；（2）若123,βααα=+，求方程组Ax β=的通解．【详解】（1）证明：因为矩阵有三个不同的特征值，所以A 是非零矩阵，也就是()1r A ≥．假若()1r A =时，则0r =是矩阵的二重特征值，与条件不符合，所以有()2r A ≥，又因为31220ααα-+=，也就是123,,ααα线性相关，()3r A <，也就只有()2r A =．（2）因为()2r A =，所以0Ax =的基础解系中只有一个线性无关的解向量．由于31220ααα-+=，所以基础解系为121x ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭；又由123,βααα=+，得非齐次方程组Ax β=的特解可取为111⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭；方程组Ax β=的通解为112111x k ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭，其中k 为任意常数．21．（本题满分11分）设二次型222123123121323(,,)2282f x x x x x ax x x x x x x =-++-+在正交变换x Qy =下的标准形为221122y y λλ+，求a 的值及一个正交矩阵Q ．【详解】二次型矩阵21411141A a -⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭因为二次型的标准形为221122y y λλ+．也就说明矩阵A 有零特征值，所以0A =，故 2.a =114111(3)(6)412E A λλλλλλλ---=+=+---令0E A λ-=得矩阵的特征值为1233,6,0λλλ=-==．通过分别解方程组()0i E A x λ-=得矩阵的属于特征值13λ=-的特征向量1111ξ⎛⎫⎪=-⎪⎪⎭，属于特征值特征值26λ=的特征向量2101ξ-⎛⎫⎪=⎪⎪⎭，30λ=的特征向量3121ξ⎛⎫⎪=⎪⎪⎭， 所以()123,,0Q ξξξ⎛ == ⎝为所求正交矩阵． 22．（本题满分11分）设随机变量,X Y 相互独立，且X 的概率分布为{}10{2}2P X P X ====，Y 的概率密度为2,01()0,y y f y <<⎧=⎨⎩其他． （1）求概率P Y EY ≤（）；（2）求Z X Y =+的概率密度． 【详解】（1）1202()2.3Y EY yf y dy y dy +∞-∞===⎰⎰所以{}230242.39P Y EY P Y ydy ⎧⎫≤=≤==⎨⎬⎩⎭⎰（2）Z X Y =+的分布函数为{}{}{}{}{}{}{}[](),0,20,2,211{}2221()(2)2Z Y Y F z P Z z P X Y z P X Y z X P X Y z X P X Y z P X Y z P Y z P Y z F z F z =≤=+≤=+≤=++≤===≤+=≤-=≤+≤-=+-故Z X Y =+的概率密度为[]1()()()(2)2,012,230,Z Z f z F z f z f z z z z z '==+-≤≤⎧⎪=-≤<⎨⎪⎩其他 23．（本题满分11分）某工程师为了解一台天平的精度，用该天平对一物体的质量做了n 次测量，该物体的质量μ是已知的，设n 次测量结果12,,,n X X X 相互独立且均服从正态分布2(,).N μσ该工程师记录的是n 次测量的绝对误差,(1,2,,)i i Z X i n μ=-=，利用12,,,n Z Z Z 估计参数σ．（1）求i Z 的概率密度；（2）利用一阶矩求σ的矩估计量； （3）求参数σ最大似然估计量． 【详解】（1）先求i Z 的分布函数为{}{}()i Z i i X z F z P Z z P X z P μμσσ⎧-⎫=≤=-≤=≤⎨⎬⎩⎭当0z <时，显然()0Z F z =；当0z ≥时，{}{}()21i Z i i X z zF z P Z z P X z P μμσσσ⎧-⎫⎛⎫=≤=-≤=≤=Φ-⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭； 所以i Z的概率密度为222,0()()0,0z Z Z z f z F z z σ-⎧≥'==<⎩．（2）数学期望2220()z i EZ z f z dz ze dz σ-+∞+∞===⎰⎰令11n i i EZ Z Z n ===∑，解得σ的矩估计量1ni i Z σ===．（3）设12,,,n Z Z Z 的观测值为12,,,n z z z ．当0,1,2,i z i n >=时似然函数为221121()(,)ni i nnz i i L f z σσσ=-=∑==∏，取对数得：2211ln ()ln 2ln(2)ln 22nii n L n n zσπσσ==---∑令231ln ()10n i i d L n z d σσσσ==-+=∑，得参数σ最大似然估计量为σ=。
2017年全国硕士研究生入学统一考试数学三真题及答案解析 .doc
2017年全国硕士研究生入学统一考试数学三真题及答案解析一、选择题（本题共8小题，每小题4分，满分32分）（1）若函数⎪⎩⎪⎨⎧≤>-=0,,0,cos 1)(x b x axxx f 在0=x 处连续，则（ ） )(A 21=ab 。
)(B 21-=ab 。
)(C 0=ab 。
D (2=ab 。
【答案】)(A【解】aax x f x 21cos 1lim)00(0=-=++→，b f f =-=)00()0(，因为)(x f 在0=x 处连续，所以)00()0()00(-==+f f f ，从而21=ab ，应选)(A 。
（2）二原函数)3(y x xy z--=的极值点为（ ）)(A )0,0(。
)(B )3,0(。
)(C )0,3(。
)(D )1,1(。
【答案】)(D【解】由⎪⎩⎪⎨⎧=--='=--='023,02322x xy x z y xy y z yx 得⎩⎨⎧==0,0y x ⎩⎨⎧==1,1y x ⎩⎨⎧==3,0y x ⎩⎨⎧==0,3y x y z xx 2-=''，y x z xy 223--=''，x z yy 2-=''，当)0,0(),(=y x 时，092<-=-B AC ，则)0,0(不是极值点；当)1,1(),(=y x 时，032>=-B AC 且02<-=A ，则)1,1(为极大点，应选)(D 。
（3）设函数)(x f 可导，且0)()(>'⋅x f x f ，则（ ）)(A )1()1(->f f 。
)(B )1()1(-<f f 。
)(C |)1(||)1(|->f f 。
)(D |)1(||)1(|-<f f 。
【答案】)(C 【解】若0)(>x f ，则0)(>'x f ，从而0)1()1(>->f f ；若0)(<x f ，则0)(<'x f ，从而0)1()1(<-<f f ，故|)1(||)1(|->f f ，应选)(C 。
2017【考研数学三】真题及答案解析
2017年考研数学三真题及解析一、选择题 1—8小题．每小题4分，共32分．1．若函数0(),0x f x b x >=⎪≤⎩在0x =处连续，则 （A ）12ab =（B ）12ab =-（C ）0ab =（D ）2ab =【详解】0001112lim ()lim lim 2x x x xf x ax ax a +++→→→-===，0lim ()(0)x f x b f -→==，要使函数在0x =处连续，必须满足1122b ab a =⇒=．所以应该选（A ）2．二元函数(3)z xy x y =--的极值点是（ ）（A ）(0,0) （B ）03(,) （C ）30(,) （D ）11(,)【详解】2(3)32zy x y xy y xy y x∂=---=--∂，232z x x xy y ∂=--∂，2222222,2,32z z z zy x x x y x y y x∂∂∂∂=-=-==-∂∂∂∂∂∂ 解方程组22320320z y xy y x z x x xy y∂⎧=--=⎪∂⎪⎨∂⎪=--=∂⎪⎩，得四个驻点．对每个驻点验证2AC B -，发现只有在点11(,)处满足230AC B -=>，且20A C ==-<，所以11(,)为函数的极大值点，所以应该选（D ）3．设函数()f x 是可导函数，且满足()()0f x f x '>，则（A ）(1)(1)f f >- （B ）11()()f f <- （C ）11()()f f >- （D ）11()()f f <- 【详解】设2()(())g x f x =，则()2()()0g x f x f x ''=>，也就是()2()f x 是单调增加函数．也就得到()()22(1)(1)(1)(1)f f f f >-⇒>-，所以应该选（C ）4． 若级数211sin ln(1)n k n n ∞=⎡⎤--⎢⎥⎣⎦∑收敛，则k =（ ） （A ）1 （B ）2 （C ）1- （D ）2-【详解】iv n →∞时22221111111111sin ln(1)(1)22k k k o k o n n n n n n n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫--=---+=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭显然当且仅当(1)0k +=，也就是1k =-时，级数的一般项是关于1n的二阶无穷小，级数收敛，从而选择（C ）．5．设α为n 单位列向量，E 为n 阶单位矩阵，则（A ）T E αα-不可逆 （B ）TE αα+不可逆 （C ）2T E αα+不可逆 （D ）2TE αα-不可逆【详解】矩阵Tαα的特征值为1和1n -个0，从而,,2,2TTTTE E E E αααααααα-+-+的特征值分别为0,1,1,1L ；2,1,1,,1L ；1,1,1,,1-L ；3,1,1,,1L ．显然只有TE αα-存在零特征值，所以不可逆，应该选（A ）．6．已知矩阵200021001A ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，210020001B ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，100020002C ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，则（A ）,A C 相似，,B C 相似 （B ）,A C 相似，,B C 不相似 （C ）,A C 不相似，,B C 相似 （D ）,A C 不相似，,B C 不相似【详解】矩阵,A B 的特征值都是1232,1λλλ===．是否可对解化，只需要关心2λ=的情况．对于矩阵A ，0002001001E A ⎛⎫⎪-=- ⎪ ⎪⎝⎭，秩等于1 ，也就是矩阵A 属于特征值2λ=存在两个线性无关的特征向量，也就是可以对角化，也就是~A C ．对于矩阵B ，010*******E B -⎛⎫ ⎪-= ⎪ ⎪⎝⎭，秩等于2 ，也就是矩阵A 属于特征值2λ=只有一个线性无关的特征向量，也就是不可以对角化，当然,B C 不相似故选择（B ）．7．设,A B ，C 是三个随机事件，且,A C 相互独立，,B C 相互独立，则A B U 与C 相互独立的充分必要条件是（ ）（A ）,A B 相互独立 （B ）,A B 互不相容 （C ）,AB C 相互独立 （D ）,AB C 互不相容 【详解】()()(()()())()()()()()()()P A B P C P A P B P AB P C P A P C P B P C P AB P C =+-=+-U显然，A B U 与C 相互独立的充分必要条件是()()()P ABC P AB P C =，所以选择（C ）．8．设12,,,(2)n X X X n ≥L 为来自正态总体(,1)N μ的简单随机样本，若11ni i X X n ==∑，则下列结论中不正确的是（ ）（A ）21()ni i Xμ=-∑服从2χ分布 （B ）()212n X X -服从2χ分布 （C ）21()nii XX =-∑服从2χ分布 （D ）2()n X μ-服从2χ分布解：（1）显然22()~(0,1)()~(1),1,2,i i X N X i n μμχ-⇒-=L 且相互独立，所以21()nii Xμ=-∑服从2()n χ分布，也就是（A ）结论是正确的；（2）222221(1)()(1)~(1)nii n S XX n S n χσ=--=-=-∑，所以（C ）结论也是正确的；（3）注意221~(,))~(0,1)()~(1)X N X N n X nμμμχ⇒-⇒-，所以（D ）结论也是正确的；（4）对于选项（B ）：22111()~(0,2)~(0,1)()~(1)2n n X X N N X X χ-⇒⇒-，所以（B ）结论是错误的，应该选择（B ）二、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） 9．3(sinx dx ππ-=⎰ ．解：由对称性知33(sin22x dx ππππ-+==⎰⎰．10．差分方程122tt t y y +-=的通解为 ．【详解】齐次差分方程120t t y y +-=的通解为2xy C =； 设122t t t y y +-=的特解为2tt y at =，代入方程，得12a =； 所以差分方程122t t t y y +-=的通解为12 2.2tt y C t =+11．设生产某产品的平均成本()1QC Q e -=+，其中产量为Q ，则边际成本为 .【详解】答案为1(1)QQ e-+-．平均成本()1QC Q e-=+，则总成本为()()QC Q QC Q Q Qe-==+，从而边际成本为()1(1).Q C Q Q e -'=+-12．设函数(,)f x y 具有一阶连续的偏导数，且已知(,)(1)yydf x y ye dx x y e dy =++，(0,0)0f =，则(,)f x y =【详解】(,)(1)()yyydf x y ye dx x y e dy d xye =++=，所以(,)yf x y xye C =+，由(0,0)0f =，得0C =，所以(,)yf x y xye =．13．设矩阵101112011A ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，123,,ααα为线性无关的三维列向量，则向量组123,,A A A ααα的秩为 ．【详解】对矩阵进行初等变换101101101112011011011011000A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪=→→ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，知矩阵A 的秩为2，由于123,,ααα为线性无关，所以向量组123,,A A A ααα的秩为2．14．设随机变量X 的概率分布为{}122P X =-=，{}1P X a ==，{}3P X b ==，若0EX =，则DX = ．【详解】显然由概率分布的性质，知112a b ++= 12133102EX a b a b =-⨯+⨯+⨯=+-=，解得11,44a b ==29292EX a b =++=，229()2DX EX E X =-=．三、解答题15．（本题满分10分）求极限0limt x dt +→【详解】令x t u -=，则,t x u dt du =-=-，t x u dt du -=⎰⎰00002limlim limlim 33t x u u x x x x x dt e du du ++++---→→→→==== 16．（本题满分10分）计算积分3242(1)Dy dxdy x y ++⎰⎰，其中D是第一象限中以曲线y =x 轴为边界的无界区域． 【详解】33242242002424200220(1)(1)1(1)4(1)111141128Dy y dxdy dx dy x y x y x y dx x y dx x x π+∞+∞+∞=++++++=++⎛⎛⎫=-= ⎪ ++⎝⎭⎝⎭⎰⎰⎰⎰⎰17．（本题满分10分） 求21limln 1nn k k k n n →∞=⎛⎫+ ⎪⎝⎭∑ 【详解】由定积分的定义120111201lim ln 1lim ln 1ln(1)11ln(1)24nn n n k k k k k k x x dx n n n n n x dx →∞→∞==⎛⎫⎛⎫+=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=+=∑∑⎰⎰18．（本题满分10分） 已知方程11ln(1)k x x-=+在区间(0,1)内有实根，确定常数k 的取值范围．【详解】设11(),(0,1)ln(1)f x x x x=-∈+，则22222211(1)ln (1)()(1)ln (1)(1)ln (1)x x x f x x x x x x x ++-'=-+=++++ 令22()(1)ln (1)g x x x x =++-，则2(0)0,(1)2ln 21g g ==-2()ln (1)2ln(1)2,(0)0g x x x x g ''=+-+-=2(ln(1))()0,(0,1)1x x g x x x+-''=<∈+，所以()g x '在(0,1)上单调减少，由于(0)0g '=，所以当(0,1)x ∈时，()0)0g x g ''<=，也就是()g x ()g x '在(0,1)上单调减少，当(0,1)x ∈时，()(0)0g x g <=，进一步得到当(0,1)x ∈时，()0f x '<，也就是()f x 在(0,1)上单调减少．00011ln(1)1lim ()lim lim ln(1)ln(1)2x x x x x f x x x x x +++→→→⎛⎫-+=-== ⎪++⎝⎭，1(1)1ln 2f =-，也就是得到111ln 22k -<<．设011111,0,()(1,2,3),1n n n a a a na a n n +-===+=+L ，()S x 为幂级数0n n n a x ∞=∑的和函数（1）证明nn n a x∞=∑的收敛半径不小于1．（2）证明(1)()()0((1,1))x S x xS x x '--=∈-，并求出和函数的表达式． 【详解】（1）由条件11111()(1)1n n n n n n a na a n a na a n +-+-=+⇒+=++ 也就得到11(1)()()n n n n n a a a a +-+-=--，也就得到111,1,2,1n n n n a a n a a n +--=-=-+L1112110112101(1)(1)!n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a n ++--------=⨯⨯⨯=-----+L也就得到111(1),1,2,(1)!n n n a a n n ++-=-=+L111121121()()()(1)!nk n n n n n k a a a a a a a a k +++-==-+-++-+=-∑Llim1n n n ρ→∞=≤≤=，所以收敛半径1R ≥ （2）所以对于幂级数nn n a x∞=∑， 由和函数的性质，可得11()n nn S x na x∞-='=∑，所以11111101111111(1)()(1)(1)((1))()n n nn n n n n n nnn n n n nn n n nn n n n n n n n x S x x na xna xna x n a x na x a n a na x a x a xx a x xS x ∞∞∞--===∞∞+==∞+=∞∞∞+-==='-=-=-=+-=++-====∑∑∑∑∑∑∑∑∑也就是有(1)()()0((1,1))x S x xS x x '--=∈-．解微分方程(1)()()0x S x xS x '--=，得()1xCe S x x-=-，由于0(0)1S a ==，得1C =所以()1xe S x x-=-．设三阶矩阵()123,,A ααα=有三个不同的特征值，且3122.ααα=+ （1）证明：()2r A =；（2）若123,βααα=+，求方程组Ax β=的通解．【详解】（1）证明：因为矩阵有三个不同的特征值，所以A 是非零矩阵，也就是()1r A ≥．假若()1r A =时，则0r =是矩阵的二重特征值，与条件不符合，所以有()2r A ≥，又因为31220ααα-+=，也就是123,,ααα线性相关，()3r A <，也就只有()2r A =．（2）因为()2r A =，所以0Ax =的基础解系中只有一个线性无关的解向量．由于31220ααα-+=，所以基础解系为121x ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭；又由123,βααα=+，得非齐次方程组Ax β=的特解可取为111⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭；方程组Ax β=的通解为112111x k ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭，其中k 为任意常数．21．（本题满分11分）设二次型222123123121323(,,)2282f x x x x x ax x x x x x x =-++-+在正交变换x Qy =下的标准形为221122y y λλ+，求a 的值及一个正交矩阵Q ．【详解】二次型矩阵21411141A a -⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭因为二次型的标准形为221122y y λλ+．也就说明矩阵A 有零特征值，所以0A =，故 2.a =114111(3)(6)412E A λλλλλλλ---=+=+---令0E A λ-=得矩阵的特征值为1233,6,0λλλ=-==．通过分别解方程组()0i E A x λ-=得矩阵的属于特征值13λ=-的特征向量1111ξ⎛⎫⎪=-⎪⎪⎭，属于特征值特征值26λ=的特征向量2101ξ-⎛⎫⎪=⎪⎪⎭，30λ=的特征向量3121ξ⎛⎫⎪=⎪⎪⎭， 所以()123,,0Q ξξξ⎛ == ⎝为所求正交矩阵． 22．（本题满分11分）设随机变量,X Y 相互独立，且X 的概率分布为{}10{2}2P X P X ====，Y 的概率密度为2,01()0,y y f y <<⎧=⎨⎩其他． （1）求概率P Y EY ≤（）；（2）求Z X Y =+的概率密度． 【详解】（1）1202()2.3Y EY yf y dy y dy +∞-∞===⎰⎰所以{}230242.39P Y EY P Y ydy ⎧⎫≤=≤==⎨⎬⎩⎭⎰（2）Z X Y =+的分布函数为{}{}{}{}{}{}{}[](),0,20,2,211{}2221()(2)2Z Y Y F z P Z z P X Y z P X Y z X P X Y z X P X Y z P X Y z P Y z P Y z F z F z =≤=+≤=+≤=++≤===≤+=≤-=≤+≤-=+-故Z X Y =+的概率密度为[]1()()()(2)2,012,230,Z Z f z F z f z f z z z z z '==+-≤≤⎧⎪=-≤<⎨⎪⎩其他 23．（本题满分11分）n 次测量结果12,,,n X X X L 相互独立且均服从正态分布2(,).N μσ该工程师记录的是n 次测量的绝对误差,(1,2,,)i i Z X i n μ=-=L ，利用12,,,n Z Z Z L 估计参数σ． （1）求i Z 的概率密度；（2）利用一阶矩求σ的矩估计量； （3）求参数σ最大似然估计量． 【详解】（1）先求i Z 的分布函数为{}{}()i Z i i X z F z P Z z P X z P μμσσ⎧-⎫=≤=-≤=≤⎨⎬⎩⎭当0z <时，显然()0Z F z =；当0z ≥时，{}{}()21i Z i i X z zF z P Z z P X z P μμσσσ⎧-⎫⎛⎫=≤=-≤=≤=Φ-⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭； 所以i Z的概率密度为222,0()()0,0z Z Z z f z F z z σ-⎧≥'==<⎩．（2）数学期望2220()z i EZ z f z dz dz σ-+∞+∞===⎰⎰令11n i i EZ Z Z n ===∑，解得σ的矩估计量1ni i Z σ===．（3）设12,,,n Z Z Z L 的观测值为12,,,n z z z L ．当0,1,2,i z i n >=L 时似然函数为221121()(,)ni i n nz i i L f z σσσ=-=∑==∏，取对数得：2211ln ()ln 2ln(2)ln 22nii n L n n zσπσσ==---∑令231ln ()10n i i d L n z d σσσσ==-+=∑，得参数σ最大似然估计量为σ=。
2017年考研数学三真题及答案解析
2017全国研究生入学考试考研数学三试题本试卷满分150，考试时间180分钟一、选择题：1～8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的，请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上.（1）若函数0,(),0,x f x b x >=⎪≤⎩在0x =，处连续，则（ ）（A ）12ab =（B ）12ab =-（C ）0ab =（D ）2ab =（2）二元函数(3)z xy x y =--的极值点是（ ） （A ）(0,0)（B ）(0,3)（C ）(3,0)（D ）(1,1)（3）设函数()f x 可导，且()()0f x f x '>，则（ ） （A ）(1)(1)f f >- （B ）(1)(1)f f <-（C ）(1)(1)f f >- （D ）(1)(1)f f <-（4）设级数211sin ln 1n k nn ∞=⎡⎤⎛⎫-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦∑收敛，则k =（ ） （A ）1（B ）2（C ）1-（D ）2-（5）设α是n 维单位列向量，E 为n 阶单位矩阵，则 （A ）TE αα-不可逆 （B ）TE αα+不可逆（C ）2T E αα+不可逆（D ）2TE αα-不可逆（6）设矩阵200021001A ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，210020001B ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，100020002C ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，则 （A ）A 与C 相似，B 与C 相似（B ）A 与C 相似，B 与C 不相似 （C ）A 与C 不相似，B 与C 相似（D ）A 与C 不相似，B 与C 不相似（7）设,,A B C 为三个随机事件，且A 与C 相互独立，B 与C 相互独立，则A B ⋃与C 相互独立的充要条件是（A ）A 与B 相互独立（B ）A 与B 互不相容（C ）AB 与C 相互独立（D ）AB 与C 互不相容（8）设12,(2)n X X X n ≥为来自总体(,1)N μ的简单随机样本，记11ni i X X n ==∑，则下列结论中不正确的是 （A ）21()nii Xμ=-∑服从2χ分布（B ）212()n X X -服从2χ分布（C ）21()nii XX =-∑服从2χ分布（D ）2()n X μ-服从2χ分布二、填空题：9-14小题，每小题4分，共24分，请将答案写在答题纸．．．指定位置上.（9）3(sin x dx ππ-=⎰_______。
考研数学三(概率论与数理统计)模拟试卷17(题后含答案及解析)
考研数学三（概率论与数理统计）模拟试卷17(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．设随机向量(X，Y)服从二维正态分布，其边缘分布为X～N(1，1)，Y～N(2，4)，X与Y的相关系数为ρXY=，且概率P｛aX+bY≤1｝=，则( ) A．B．C．D．正确答案：D解析：因为(X，Y)服从二维正态分布aX+bY服从一维正态分布，又EX=1，EY=2则E(aX+bY)=a+2b，于是P｛aX+bY≤1｝=显然，只有1－(a+2b)=0时，P{aX+bY≤1}=才成立，只有选项(D)满足此条件．知识模块：概率论与数理统计2．设X是随机变量，EX＞0且E(X2)=0．7，DX=0．2，则以下各式成立的是( )A．B．C．D．正确答案：C解析：EX=，于是由切比雪夫不等式知因此本题选(C)．知识模块：概率论与数理统计3．已知随机变量Xn(n=1，2，…)相互独立且都在(－1，1)上服从均匀分布，根据独立同分布中心极限定理有=( )(结果用标准正态分布函数φ(x)表示) A．φ(0)B．φ(1)C．φ()D．φ(2)解析：由题设知EXn=0，DXn=．由中心极限定理，对任意x有知识模块：概率论与数理统计4．设X1，X2，…，Xn是总体N(μ，σ2)的样本，是样本均值，记则服从自由度为n－1的t分布的随机变量是( )A．B．C．D．正确答案：B解析：故选(B)．知识模块：概率论与数理统计5．设总体X服从正态分布N(μ，σ2)，X1，X2，…，Xn是取自总体的简单随机样本，样本均值为，样本方差为S2，则服从χ2(n)的随机变量为( )A．B．C．D．正确答案：D解析：由于总体X～N(μ，σ2)，所以与S2独立，由χ2分布的可加性，我们仅需确定服从χ2(1)的随机变量．因为～N(0，1)，～χ2(1)，选择(D)．知识模块：概率论与数理统计6．设总体X与Y都服从正态分布N(0，σ2)，已知X1，X2，…，Xm与Y1，Y2，…，Yn是分别来自总体X与Y的两个相互独立的简单随机样本，统计量=( )A．B．C．D．解析：应用t分布的典型模式．由于，而～N(0，1)，且相互独立，所以V=～χ2(n)，U与V相互独立，由t分布的典型模式～t(n)．由题意知知识模块：概率论与数理统计7．设总体X服从正态分布N(μ，σ2)，X1，X2，…，Xn(n＞1)是取自总体的简单随机样本，样本均值为( )A．与σ及n都有关B．与σ及n都无关C．与σ无关，与n有关D．与σ有关，与n无关正确答案：C解析：由题设有，X～N(μ，σ2)，～N(0，1)，～N(0，1)，于是P{｜X－μ｜＜a)=P{－μ＜b｝，即所以因此比值与σ无关，与n有关．知识模块：概率论与数理统计填空题8．设二维随机变量(X，Y)服从二维正态分布，且X～N(0，3)，Y～N(0，4)，相关系数ρXY=，则(X，Y)的概率密度f(x，y)为_________．正确答案：解析：知识模块：概率论与数理统计9．设二维随机变量(X，Y)的分布律为则X与Y的协方差Cov(X，Y)为________．正确答案：解析：关于X与关于Y的边缘分布律分别为所以，知识模块：概率论与数理统计10．设二维随机变量(X，Y)的概率密度为则随机变量U=X+2Y，V=－X的协方差Cov(U，V)为________．正确答案：解析：Cov(U，V)=Cov(X+2Y，－X)=－DX－2Cov(X，Y)=－DX－2E(XY)+2EXEY，①其中E(XY)=关于X的边缘概率密度为所以EX=EY= ②E(X2)= ③将②③代入①得Cov(U，V)= 知识模块：概率论与数理统计11．设二维随机变量(X，Y)的概率密度为则随机变量Z=X－Y的方差DZ 为_________．正确答案：解析：DZ=DX+DY－2Cov(X，Y)=DX+DY－2E(XY)+2EXEY，①E(XY)= ②其中D=｛(x，y)｜0＜x＜1，0＜y＜x｝如图3-5阴影部分所示．关于X的边缘概率密度为EX=∫01x.3x2dx=，E(X2)=∫01x2.3x2dx=DX=E(X2)－(EX)2= ③关于Y的边缘概率密度为DY=E(Y2)－(EY)2= ④将②③④代入①得DZ= 知识模块：概率论与数理统计12．设随机变量X的数学期望EX=75，方差DX=5，由切比雪夫不等式估计得P｛｜X－75｜≥k｝≤0．05，则k=________．正确答案：10解析：P｛｜X－75｜≥k｝=P｛｜X－EX｜≥k｝≤，于是由题设得=0．05，即k=10．知识模块：概率论与数理统计13．设X1，X2，…，Xn，…是相互独立的随机变量序列，且都服从参数为λ的泊松分布，则=________．正确答案：Ф(x)解析：由列维-林德伯格中心极限定理即得．知识模块：概率论与数理统计14．设总体X～P(λ)，X1，X2，…，Xn是来自X的简单随机样本，它的均值和方差分别为和S2，则E()和E(S2)分别为________．正确答案：+λ2，λ解析：，E(S2)=DX=λ．知识模块：概率论与数理统计解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
(完整版)2017年全国考研数学三真题
2017年全国硕士研究生入学统一考试真题试卷《数学三》试题一、选择题:1—8小题．每小题4分，共32分．1．若函数0(),0x f x b x >=⎪≤⎩在0x =处连续，则 （A ）12ab = （B ）12ab =- （C ）0ab = （D ）2ab = 2．二元函数(3)z xy x y =--的极值点是（ ）（A ）(0,0) （B ）03(,) （C ）30(,) （D ）11(,)3．设函数()f x 是可导函数，且满足()()0f x f x '>，则（A ）(1)(1)f f >- （B ）11()()f f <-（C ）11()()f f >- （D ）11()()f f <-4． 若级数211sin ln(1)n k n n ∞=⎡⎤--⎢⎥⎣⎦∑收敛，则k =（ ） （A ）1 （B ）2 （C ）1- （D ）2-5．设α为n 单位列向量，E 为n 阶单位矩阵，则（A ）T E αα-不可逆 （B ）T E αα+不可逆（C ）2T E αα+不可逆 （D ）2T E αα-不可逆6．已知矩阵200021001A ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，210020001B ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，100020002C ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，则（A ）,A C 相似，,B C 相似 （B ）,A C 相似，,B C 不相似（C ）,A C 不相似，,B C 相似 （D ）,A C 不相似，,B C 不相似7．设,A B ，C 是三个随机事件，且,A C 相互独立，,B C 相互独立，则A B 与C 相互（A ）,A B 相互独立 （B ）,A B 互不相容（C ）,AB C 相互独立 （D ）,AB C 互不相容8．设12,,,(2)n X X X n ≥为来自正态总体(,1)N μ的简单随机样本，若11ni i X X n ==∑，则下列结论中不正确的是（ ）（A ）21()n i i X μ=-∑服从2χ分布 （B ）()212n X X -服从2χ分布（C ）21()n i i X X =-∑服从2χ分布 （D ）2()n X μ-服从2χ分布二、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）9．3(sin x dx ππ-+=⎰ ．10．差分方程122t t t y y +-=的通解为 ．11．设生产某产品的平均成本()1Q C Q e -=+，其中产量为Q ，则边际成本为 .12．设函数(,)f x y 具有一阶连续的偏导数，且已知(,)(1)y y df x y ye dx x y e dy =++，(0,0)0f =，则(,)f x y =13．设矩阵101112011A ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，123,,ααα为线性无关的三维列向量，则向量组123,,A A A ααα的秩为 ．14．设随机变量X 的概率分布为{}122P X =-=，{}1P X a ==，{}3P X b ==，若0EX =，则DX = ．三、解答题15．（本题满分10分）求极限0lim t x dt +→16．（本题满分10分） 计算积分3242(1)Dy dxdy x y ++⎰⎰，其中D是第一象限中以曲线y =与x 轴为边界的无界区域．17．（本题满分10分） 求21lim ln 1nn k k k n n →∞=⎛⎫+ ⎪⎝⎭∑已知方程11ln(1)k x x-=+在区间(0,1)内有实根，确定常数k 的取值范围．设011111,0,()(1,2,3),1n n n a a a na a n n +-===+=+，()S x 为幂级数0n n n a x ∞=∑的和函数 （1）证明0n n n a x ∞=∑的收敛半径不小于1．（2）证明(1)()()0((1,1))x S x xS x x '--=∈-，并求出和函数的表达式．设三阶矩阵()123,,A ααα=有三个不同的特征值，且3122.ααα=+（1）证明：()2r A =；（2）若123,βααα=+，求方程组Ax β=的通解．21．（本题满分11分）设二次型222123123121323(,,)2282f x x x x x ax x x x x x x =-++-+在正交变换x Qy =下的标准形为221122y y λλ+，求a 的值及一个正交矩阵Q ．设随机变量,X Y 相互独立，且X 的概率分布为{}10{2}2P X P X ====，Y 的概率密度为2,01()0,y y f y <<⎧=⎨⎩其他．（1）求概率P Y EY ≤（）； （2）求Z X Y =+的概率密度．某工程师为了解一台天平的精度，用该天平对一物体的质量做了n 次测量，该物体的质量μ是已知的，设n 次测量结果12,,,n X X X 相互独立且均服从正态分布2(,).N μσ该工程师记录的是n 次测量的绝对误差,(1,2,,)i i Z X i n μ=-=，利用12,,,n Z Z Z 估计参数σ．（1）求i Z 的概率密度；（2）利用一阶矩求σ的矩估计量；（3）求参数σ最大似然估计量．2017年全国硕士研究生入学统一考试真题试卷《数学三》试题答案一、选择题:1—8小题．每小题4分，共32分．1．解：0001112lim ()lim lim 2x x x x f x ax ax a +++→→→-===，0lim ()(0)x f x b f -→==，要使函数在0x =处连续，必须满足1122b ab a =⇒=．所以应该选（A ） 2．解：2(3)32z y x y xy y xy y x∂=---=--∂，232z x x xy y ∂=--∂， 2222222,2,32z z z z y x x x y x y y x∂∂∂∂=-=-==-∂∂∂∂∂∂ 解方程组22320320z y xy y x z x x xy y∂⎧=--=⎪∂⎪⎨∂⎪=--=∂⎪⎩，得四个驻点．对每个驻点验证2AC B -，发现只有在点11(,)处满足230AC B -=>，且20A C ==-<，所以11(,)为函数的极大值点，所以应该选（D ）3．解：设2()(())g x f x =，则()2()()0g x f x f x ''=>，也就是()2()f x 是单调增加函数．也就得到()()22(1)(1)(1)(1)f f f f >-⇒>-，所以应该选（C ）4．解：iv n →∞时22221111111111sin ln(1)(1)22k k k o k o n n n n n n n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫--=---+=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 显然当且仅当(1)0k +=，也就是1k =-时，级数的一般项是关于1n的二阶无穷小，级数收敛，从而选择（C ）． 5．解：矩阵T αα的特征值为1和1n -个0，从而,,2,2T T T T E E E E αααααααα-+-+的特征值分别为0,1,1,1；2,1,1,,1；1,1,1,,1-；3,1,1,,1．显然只有T E αα-存在零特征值，所以不可逆，应该选（A ）．6．解：矩阵,A B 的特征值都是1232,1λλλ===．是否可对解化，只需要关心2λ=的情况．对于矩阵A ，0002001001E A ⎛⎫ ⎪-=- ⎪ ⎪⎝⎭，秩等于1 ，也就是矩阵A 属于特征值2λ=存在两个线性无关的特征向量，也就是可以对角化，也就是~A C ．对于矩阵B ，010*******E B -⎛⎫ ⎪-= ⎪ ⎪⎝⎭，秩等于2 ，也就是矩阵A 属于特征值2λ=只有一个线性无关的特征向量，也就是不可以对角化，当然,B C 不相似故选择（B ）．7．解：(())()()()()()()()()()P A B C P AC AB P AC P BC P ABC P A P C P B P C P ABC =+=+-=+-()()(()()())()()()()()()()P A B P C P A P B P AB P C P A P C P B P C P AB P C =+-=+- 显然，A B 与C 相互独立的充分必要条件是()()()P ABC P AB P C =，所以选择（C ）．8．解：（1）显然22()~(0,1)()~(1),1,2,i i X N X i n μμχ-⇒-=且相互独立，所以21()n ii X μ=-∑服从2()n χ分布，也就是（A ）结论是正确的； （2）222221(1)()(1)~(1)n i i n S X X n S n χσ=--=-=-∑，所以（C ）结论也是正确的；（3）注意221~(,))~(0,1)()~(1)X N X N n X nμμμχ⇒-⇒-，所以（D ）结论也是正确的；（4）对于选项（B ）：22111()~(0,2)~(0,1)()~(1)2n n X X N N X X χ-⇒⇒-，所以（B ）结论是错误的，应该选择（B ）二、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） 9．解：由对称性知330(sin 22x dx ππππ-+==⎰⎰．10．解：齐次差分方程120t t y y +-=的通解为2x y C =； 设122t t t y y +-=的特解为2t t y at =，代入方程，得12a =； 所以差分方程122t t t y y +-=的通解为12 2.2t ty C t =+11．解：答案为1(1)Q Q e -+-．平均成本()1Q C Q e -=+，则总成本为()()Q C Q QC Q Q Qe -==+，从而边际成本为()1(1).Q C Q Q e -'=+-12．解：(,)(1)()y y y df x y ye dx x y e dy d xye =++=，所以(,)y f x y xye C =+，由(0,0)0f =，得0C =，所以(,)y f x y xye =．13．解：对矩阵进行初等变换101101101112011011011011000A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪=→→ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，知矩阵A 的秩为2，由于123,,ααα为线性无关，所以向量组123,,A A A ααα的秩为2． 14．解：显然由概率分布的性质，知112a b ++= 12133102EX a b a b =-⨯+⨯+⨯=+-=，解得11,44a b ==29292EX a b =++=，229()2DX EX E X =-=．三、解答题15．（本题满分10分）解：令x t u -=，则,t x u dt du =-=-，0t x u dt du -=⎰⎰00002limlim limlim 3t x u u x x x x dt e du du ++++--→→→→==== 16．（本题满分10分）解：33242242002424200220(1)(1)1(1)4(1)1111411282Dy y dxdy dx dy x y x y x y dx x y dx x x π+∞+∞+∞=++++++=++⎛⎛⎫=-=- ⎪ ++⎝⎭⎝⎭⎰⎰⎰⎰⎰17．（本题满分10分） 解：由定积分的定义120111201lim ln 1lim ln 1ln(1)11ln(1)24nn n n k k k k k k x x dx n n n n n x dx →∞→∞==⎛⎫⎛⎫+=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=+=∑∑⎰⎰18．（本题满分10分） 解：设11(),(0,1)ln(1)f x x x x=-∈+，则22222211(1)ln (1)()(1)ln (1)(1)ln (1)x x x f x x x x x x x ++-'=-+=++++ 令22()(1)ln (1)g x x x x =++-，则2(0)0,(1)2ln 21g g ==-2()ln (1)2ln(1)2,(0)0g x x x x g ''=+-+-=2(ln(1))()0,(0,1)1x x g x x x+-''=<∈+，所以()g x '在(0,1)上单调减少，由于(0)0g '=，所以当(0,1)x ∈时，()0)0g x g ''<=，也就是()g x ()g x '在(0,1)上单调减少，当(0,1)x ∈时，()(0)0g x g <=，进一步得到当(0,1)x ∈时，()0f x '<，也就是()f x 在(0,1)上单调减少．00011ln(1)1lim ()lim lim ln(1)ln(1)2x x x x x f x x x x x +++→→→⎛⎫-+=-== ⎪++⎝⎭，1(1)1ln 2f =-，也就是得到111ln 22k -<<． 19．（本题满分10分） 解：（1）由条件11111()(1)1n n n n n n a na a n a na a n +-+-=+⇒+=++也就得到11(1)()()n n n n n a a a a +-+-=--，也就得到111,1,2,1n n n n a a n a a n +--=-=-+1112110112101(1)(1)!n n n n n n n n n n n a a aa a a a a a a a a a a a a n ++--------=⨯⨯⨯=-----+ 也就得到111(1),1,2,(1)!n n n a a n n ++-=-=+111121121()()()(1)!nk n n n n n k a a a a a a a a k +++-==-+-++-+=-∑ lim 1!n n n n ρ=≤++≤=，所以收敛半径1R ≥ （2）所以对于幂级数0nn n a x ∞=∑， 由和函数的性质，可得11()n n n S x na x ∞-='=∑，所以11111101111111(1)()(1)(1)((1))()n n nn n n n n n nnn n n n nn n n nn n n n n n n n x S x x na xna xna x n a x na x a n a na x a x a xx a x xS x ∞∞∞--===∞∞+==∞+=∞∞∞+-==='-=-=-=+-=++-====∑∑∑∑∑∑∑∑∑也就是有(1)()()0((1,1))x S x xS x x '--=∈-．解微分方程(1)()()0x S x xS x '--=，得()1xCe S x x-=-，由于0(0)1S a ==，得1C =所以()1xe S x x-=-．20．（本题满分11分）解：（1）证明：因为矩阵有三个不同的特征值，所以A 是非零矩阵，也就是()1r A ≥． 假若()1r A =时，则0r =是矩阵的二重特征值，与条件不符合，所以有()2r A ≥，又因为31220ααα-+=，也就是123,,ααα线性相关，()3r A <，也就只有()2r A =．（2）因为()2r A =，所以0Ax =的基础解系中只有一个线性无关的解向量．由于31220ααα-+=，所以基础解系为121x ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭；又由123,βααα=+，得非齐次方程组Ax β=的特解可取为111⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭；方程组Ax β=的通解为112111x k ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭，其中k 为任意常数．21．（本题满分11分）解：二次型矩阵21411141A a -⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭因为二次型的标准形为221122y y λλ+．也就说明矩阵A 有零特征值，所以0A =，故 2.a =114111(3)(6)412E A λλλλλλλ---=+=+---令0E A λ-=得矩阵的特征值为1233,6,0λλλ=-==．通过分别解方程组()0i E A x λ-=得矩阵的属于特征值13λ=-的特征向量1111ξ⎛⎫⎪=-⎪⎪⎭，属于特征值特征值26λ=的特征向量2101ξ-⎛⎫⎪=⎪⎪⎭，30λ=的特征向量3121ξ⎛⎫⎪=⎪⎪⎭， 所以()123,,0Q ξξξ⎛ == ⎝为所求正交矩阵． 22．（本题满分11分） 解：（1）1202()2.3Y EY yf y dy y dy +∞-∞===⎰⎰所以{}230242.39P Y EY P Y ydy ⎧⎫≤=≤==⎨⎬⎩⎭⎰（2）Z X Y =+的分布函数为{}{}{}{}{}{}{}[](),0,20,2,211{}2221()(2)2Z Y Y F z P Z z P X Y z P X Y z X P X Y z X P X Y z P X Y z P Y z P Y z F z F z =≤=+≤=+≤=++≤===≤+=≤-=≤+≤-=+-故Z X Y =+的概率密度为[]1()()()(2)2,012,230,Z Z f z F z f z f z z z z z '==+-≤≤⎧⎪=-≤<⎨⎪⎩其他 23．（本题满分11分） 解：（1）先求i Z 的分布函数为{}{}()i Z i i X z F z P Z z P X z P μμσσ⎧-⎫=≤=-≤=≤⎨⎬⎩⎭当0z <时，显然()0Z F z =；当0z ≥时，{}{}()21i Z i i X z zF z P Z z P X z P μμσσσ⎧-⎫⎛⎫=≤=-≤=≤=Φ-⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭； 所以i Z的概率密度为222,0()()0,0z Z Z z f z F z z σ-⎧≥'==<⎩．（2）数学期望2220()z i EZ z f z dz dz σ-+∞+∞===⎰⎰令11n i i EZ Z Z n ===∑，解得σ的矩估计量122ni i Z Z nσ===∑．（3）设12,,,n Z Z Z 的观测值为12,,,n z z z ．当0,1,2,i z i n >=时似然函数为221121()(,)ni i nnz i i L f z σσσ=-=∑==∏，取对数得：2211ln ()ln 2ln(2)ln 22nii n L n n zσπσσ==---∑令231ln ()10n i i d L n z d σσσσ==-+=∑，得参数σ最大似然估计量为σ=。
2017年考研数学三真题与解析
考研数学真题及解析= = - ∂z n =2 2017 年考研数学三真题一、选择题 1—8 小题．每小题 4 分，共 32 分．⎧1- co 1. 若函数 f (x ) = ⎪, x > 0在 x = 0 处连续，则 ⎨ ax ⎩⎪ b , x ≤ 0 （A ） ab = 1 （B ） ab = - 1（C ） ab = 0 （D ） ab = 2【详解】 lim 2 f (x ) = lim2 1 x = lim 2 =1 ， limf (x ) = b = f (0) ，要使函数在 x = 0 处连续， x →0+x →0+ ax x →0+ ax 2a x →0-1必须满足 2a = b ⇒ ab = 1 ．所以应该选（A ） 22. 二元函数 z = xy (3 - x - y ) 的极值点是（）（A ） (0, 0)（B ） (0, 3)（C ） (3, 0)（D ） (1,1)【详解】∂z= y (3 - x - y ) - xy = 3y - 2xy - y 2 ， ∂z= 3x - x 2 - 2xy ，∂2z = - ∂x 2∂x 2 y , ∂2 z∂y 2 = -2x ,∂2 z ∂x ∂y∂y ∂2 z ∂y ∂x 3 2x⎧∂z= 3y - 2xy - y 2 = 0 ⎪∂x 解方程组 ⎨⎪ = 3x - x 2 - 2xy = 0⎪⎩∂y，得四个驻点．对每个驻点验证 AC - B 2，发现只有在点(1,1) 处满足AC - B 2 = 3 > 0 ，且 A = C = -2 < 0 ，所以(1,1) 为函数的极大值点，所以应该选（D ）3. 设函数 f (x ) 是可导函数，且满足 f (x ) f '(x ) > 0 ，则（A ） f (1) > f (-1)（B ） f (1) < f (-1) （C ） f (1) > f (-1)（D ） f (1) < f (-1)【详解】设 g (x ) = ( f (x ))2 ，则 g '(x ) = 2 f (x ) f '(x ) > 0 ，也就是 ( f (x ))2是单调增加函数．也就得到( f (1))2> ( f (-1))2⇒ f (1) > f (-1) ，所以应该选（C ）∞⎡ 1 1 ⎤ 4.若级数∑ ⎢⎣sin n - k ln(1- n )⎥⎦ 收敛，则k = （ ）（A ）1（B ） 2（C ） -1（D ） -2s x 1- cos x⎝ ⎭ ⎝ ⎭⎝ ⎭ ⎝ ⎭⎪ ⎝ ⎭1 1 1 ⎛ 1 1 ⎛ 1 ⎫2⎫ ⎛ 1 ⎫ 1 k 1 ⎛ 1 ⎫【详解】iv n → ∞ 时sin n - k ln(1- n ) = n - k - - ⎪ ⎪ + o n 2 ⎪ = (1+ k ) + 2 o n 2 ⎪ ⎝n 2 ⎝ n ⎭ ⎭ ⎝ ⎭ 1n 2 n ⎝ ⎭ 显然当且仅当(1+ k ) = 0 ，也就是 k = -1 时，级数的一般项是关于 n（C ）．5. 设α 为n 单位列向量， E 为n 阶单位矩阵，则的二阶无穷小，级数收敛，从而选择（A ） E - αα T不可逆（B ） E + αα T不可逆（C ） E + 2αα T不可逆（D ） E - 2αα T不可逆【详解】矩阵αα T的特征值为1和 n -1个 0 ，从而 E - αα T, E + αα T, E - 2αα T, E + 2αα T的特征值分别为0,1,1, 1； 2,1,1, ,1 ； -1,1,1, ,1； 3,1,1, ,1 ．显然只有 E - αα T存在零特征值，所以不可逆， 应该选（A ）．6.已知矩阵 A = ⎪ 0 0 1 ⎪ ⎪ 0 0 1 ⎪，则 0 0 2 ⎪（A ） A , C 相似， B , C 相似（B ） A , C 相似， B , C 不相似（C ） A , C 不相似， B , C 相似（D ） A , C 不相似， B , C 不相似【详解】矩阵 A , B 的特征值都是λ1 = λ2 = 2, λ3 = 1．是否可对解化，只需要关心λ = 2 的情况．⎛ 0 0 0 ⎫ 对于矩阵 A ， 2E - A =0 0 -1⎪ ，秩等于 1 ，也就是矩阵 A 属于特征值λ = 2 存在两个线性无关的⎪ 0 0 1 ⎪ 特征向量，也就是可以对角化，也就是 A ~ C ．⎛ 0 -1 0 ⎫对于矩阵 B ， 2E - B = 0 0 0 ⎪ ，秩等于 2 ，也就是矩阵 A 属于特征值λ = 2 只有一个线性无关的0 0 1 ⎪ 特征向量，也就是不可以对角化，当然 B , C 不相似故选择（B ）．7. 设 A , B ， C 是三个随机事件，且 A , C 相互独立， B , C 相互独立，则 A B 与C 相互独立的充分必要条件是（ ）（A ） A , B 相互独立（B ） A , B 互不相容（C ） AB , C 相互独立 （D ） AB , C 互不相容【详解】⎛ 2 0 0 ⎫ ⎛ 2 1 0 ⎫ ⎛ 1 0 0 ⎫0 2 1 ⎪ ， B = 0 2 0 ⎪ ， C =0 2 0 ⎪ ⎪≥ μ = n ∑ n 1 π ππt +1 t t +1 t 3π nP (( A B )C ) = P ( AC + AB ) = P ( AC ) + P (BC ) - P ( ABC ) = P ( A )P (C ) + P (B )P (C ) - P ( ABC )P ( A B )P (C ) = (P ( A ) + P (B ) - P ( AB ))P (C ) = P ( A )P (C ) + P (B )P (C ) - P ( AB )P (C )显然， A B 与C 相互独立的充分必要条件是 P ( ABC ) = P ( AB )P (C ) ，所以选择（C ）．1 n8.设 X 1, X 2 , , X n (n 2) 为来自正态总体 N ( ,1) 的简单随机样本，若 X X i ，则下列结论中不i =1正确的是（）（A ） ∑( X i - μ) i =1服从χ 2 分布 （B ） 2 ( X - X )2服从χ 2 分布n（C ） ∑( X i i =1- X )2服从χ 2分布 （D ） n ( X - μ)2服从 χ 2分布解：（1）显然 ( X i - μ) ~ N (0,1) ⇒ ( X i - μ)2~ χ 2(1), i = 1, 2, n 且相互独立，所以∑( X i =1- μ)2服从χ 2 (n ) 分布，也就是（A ）结论是正确的；n22(n -1)S 22（2） ∑( X i - X ) i =1= (n -1)S =σ 2~ χ (n -1) ，所以（C ）结论也是正确的；（3）注意 X ~ N (μ, 1) ⇒ nn ( X - μ) ~ N (0,1) ⇒ n ( X - μ)2 ~ χ 2 (1) ，所以（D ）结论也是正确的；（4）对于选项（B ）： ( X - X ) ~ N (0, 2) ⇒X n - X 1 ~ N (0,1) ⇒ 1( X - X )2 ~ χ 2 (1) ，所以（B ）结n1论是错误的，应该选择（B ）2 n 1二、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） 9．⎰-π(sin 3 x + π 2 - x 2 )dx = ．解：由对称性知⎰-π(sin x +)dx = 2⎰03 dx = ．210.差分方程 y - 2 y = 2t的通解为．【详解】齐次差分方程 y - 2 y = 0 的通解为y = C 2x；设 y t +1 - 2 y t = 2t的特解为 y = at 2t，代入方程，得a = 1 ； 2所以差分方程 y t +1 - 2 y t= 2t 的通解为 y = C 2t + 1 t 2t . 211.设生产某产品的平均成本C (Q ) = 1+ e-Q，其中产量为Q ，则边际成本为.n2π 2 - x 2π 2 - x 2t2i⎝ ⎭ ⎪ ⎪ ⎪ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭lim = 0⎰ 【详解】答案为1+ (1- Q )e -Q ．平均成本C (Q ) = 1+ e-Q，则总成本为C (Q ) = QC (Q ) = Q + Qe-Q，从而边际成本为C '(Q ) = 1+ (1- Q )e -Q .12.设函数 f (x , y ) 具有一阶连续的偏导数，且已知 df (x , y ) = ye y dx + x (1+ y )e y dy ， f (0, 0) = 0 ，则f (x , y ) =【详解】df (x , y ) = ye ydx + x (1+ y )e ydy = d (xye y) ，所以 f (x , y ) = xye y+ C ，由 f (0, 0) = 0 ，得C = 0 ，所以 f (x , y ) = xye y ．⎛ 1 0 1 ⎫ 13 ． 设矩阵 A = 1 1 2 ⎪ ， α ,α ,α 为线性无关的三维列向量， 则向量组 A α , A α, A α 的秩⎪ 0 1 1 ⎪为．1 2 3⎛ 1 0 1 ⎫ ⎛ 1 0 1⎫ ⎛ 1 0 1 ⎫123【详解】对矩阵进行初等变换 A = 1 1 2 ⎪ → 0 1 1⎪ → 0 1 1 ⎪ ，知矩阵 A 的秩为 2，由于0 1 1 ⎪ 0 1 1⎪ 0 0 0 ⎪ α1,α2 ,α3 为线性无关，所以向量组 A α1, A α2 , A α3 的秩为 2．14．设随机变量 X 的概率分布为 P {X = -2} = 1， P {X = 1} = a ， P {X = 3} = b ，若 EX = 0 ，则2DX = ．【详解】显然由概率分布的性质，知a + b + 1= 12EX = -2 ⨯ 1 +1⨯ a + 3⨯ b = a + 3b -1 = 0 ，解得a = 1 , b = 12 4 4EX 2 = 2 + a + 9b = 9 ， DX = EX 2 - E 2 ( X ) = 9．2 2三、解答题15．（本题满分 10 分）求极限 lim⎰0x →0+x - te t dt x 3【详解】令 x - t = u ，则t = x - u , dt = -du ，⎰x - te t dt = ⎰ xue x -u du lim⎰0x - t e t dt e x = limue -u du = lim ⎰0 ue -udu = xe - x 2 x →0+x →0+x →0+x →0+3 x 32x 3x 3x 3x xx x xx ⎰⎰D∑ n 1 1 1y 3计算积分24 2dxdy ，其中 D 是第一象限中以曲线 y 与 x 轴为边界的无界区域．D【详解】y 3+∞xy 3⎰⎰ (1+ x2+ y 4 )2dxdy = ⎰dx ⎰0(1+ x 2+ y 4 )2dy1 +∞x d (1+ x 2 + y 4)4 ⎰0dx ⎰0(1+ x 2+ y 4 )2 = 1 +∞ ⎛ 1 -1 ⎫dx = π ⎛1- 2 ⎫ 4 ⎰0 1+ x 2 1+ 2x 2 ⎪8 2 ⎪17．（本题满分 10 分）⎝ ⎭ ⎝ ⎭nk⎛ k ⎫求 lim n →∞ k =1 n 2 ln 1+ ⎪ ⎝ ⎭【详解】由定积分的定义lim ∑k ln ⎛1+ k ⎫ = lim 1 ∑nk ln ⎛1+ k ⎫ =x ln(1+ x )dxn →∞n2n⎪ n →∞n nn ⎪⎰k =1⎝⎭k =1⎝⎭ = 1 ⎰1 ln(1+ x )dx 2 = 118．（本题满分 10 分）112 0 4已知方程ln(1+ x ) - = k 在区间(0,1) 内有实根，确定常数k 的取值范围． x【详解】设 f (x ) =- , x ∈(0,1) ，则 ln(1+ x ) x' 1 1(1+ x ) ln 2 (1+ x ) - x 2f (x ) = - + (1+ x ) l n 2(1+ x ) x 2x 2(1+ x ) ln 2 (1+ x )令 g (x ) = (1+ x ) ln 2(1+ x ) - x 2，则 g (0) = 0, g (1) = 2 ln 22 -1g '(x ) = ln 2 (1+ x ) - 2 ln(1+ x ) - 2x , g '(0) = 0 g '(x ) =2(ln(1+ x ) - x )< 0, x ∈(0,1) ，所以 g '(x ) 在(0,1) 上单调减少，1+ x由于 g '(0) = 0 ，所以当 x ∈(0,1) 时，g '(x ) < g '0) = 0 ，也就是 g (x ) g '(x ) 在(0,1) 上单调减少，当 x ∈(0,1)时， g (x ) < g (0) = 0 ，进一步得到当 x ∈(0,1) 时， f '(x ) < 0 ，也就是 f (x ) 在(0,1) 上单调减少．lim f (x ) = lim ⎛1- 1 ⎫ = lim x - ln(1+ x ) = 1 ， f (1) =1 -1 ，也就是得到 1 -1 < k < 1 ．++ ⎪ +x →0x →0 ⎝ ln(1+ x ) x ⎭ x →0 x ln(1+ x ) 2ln 2 ln 2 2 = n=∞ （1）证明∑ a x 的收敛半径不小于1．nnnn ∞∞∞a = 1, a = 0, a= 1 (na + a )(n = 1, 2, 3 ), S (x ) ∑ a x n设 01n +1 n +1n n -1 ， 为幂级数n n =0的和函数∞n n n =0（2）证明(1- x )S '(x ) - xS (x ) = 0(x ∈(-1,1)) ，并求出和函数的表达式．【详解】（1）由条件a n +1 =1(na n +1n + a n -1 ) ⇒ (n +1)a n +1 = na n + a n -1 也就得到(n +1)(a - a ) = -(a - a ) ，也就得到a n +1 - a n = - 1, n = 1, 2, n +1 n n n -1 a - a n +1a n +1 - a n = a n +1 - a n ⨯a n - a n -1 n n -1⨯ ⨯ a 2 - a 1 = (-1)n 1a 1 - a 0 a n - a n -1 a n -1 - a n -2 a 1 - a 0(n +1)!也就得到a n +1 - a n = (-1)n +11 (n +1)!, n = 1, 2,nk +11a n +1 = (a n +1 - a n ) + (a n - a n -1 ) + + (a 2 - a 1 ) + a 1 = ∑(-1)k =2ρ = lim n →∞ ≤ lim n →∞ ≤ lim n →∞= 1 ，所以收敛半径 R ≥ 1∞∞（2）所以对于幂级数∑ a xn， 由和函数的性质，可得 S '(x ) =∑ n a xn -1，所以n n =0nn =1(1- x )S '(x ) = (1- x )∑ n a xn -1 = ∑ n a xn -1 - ∑ n a x nn =1n =1 ∞∞n =1= ∑(n +1)a + x n - ∑ n a x nn =0∞n 1nn =1= a 1 + ∑((n +1)a n +1 n =1- na )x n= ∑ a x n = ∑ a x n +1 = x ∑ a x n = xS (x )n =1n -1n =0nnn =0也就是有(1- x )S '(x ) - xS (x ) = 0(x ∈(-1,1)) ．'Ce- x 解微分方程(1- x )S (x ) - xS (x ) = 0 ，得 S (x ) = 1- x，由于 S (0) = a 0 = 1 ，得C = 1e - x 所以 S (x ) =．1- x∞∞∞ na n n1 + 1 + 2! 3! + 1 n ! n e k !⎪ -1 1 -1 1 ⎪ ⎪ 设三阶矩阵 A = (α1,α2 ,α3 ) 有三个不同的特征值，且α3 = α1 + 2α2 . （1）证明： r ( A ) = 2 ；（2）若 β = α1 + α2 ,α3 ，求方程组 Ax = β 的通解．【详解】（1）证明：因为矩阵有三个不同的特征值，所以 A 是非零矩阵，也就是r ( A ) ≥ 1．假若 r ( A ) = 1 时， 则 r = 0 是矩阵的二重特征值， 与条件不符合， 所以有 r ( A ) ≥ 2 ， 又因为α3 - α1 + 2α2 = 0 ，也就是α1 ,α2 ,α3 线性相关， r ( A ) < 3 ，也就只有 r ( A ) = 2 ．（2）因为r ( A ) = 2 ，所以 Ax = 0 的基础解系中只有一个线性无关的解向量．由于α3 - α1 + 2α2 = 0 ，所⎛ 1 ⎫以基础解系为 x = 2 ⎪；⎪ ⎝ ⎭又由 β = α + α ,α ⎛1⎫ ，得非齐次方程组 Ax = β 的特解可取为 1⎪ ；123⎪ ⎪ ⎝ ⎭⎛ 1 ⎫ ⎛1⎫方程组 Ax = β 的通解为 x = k 2 ⎪ + 1⎪，其中k 为任意常数．⎪ ⎪ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭21．（本题满分 11 分）设 二 次 型 f (x , x , x ) = 2x 2- x 2+ ax 2+ 2x x - 8x x + 2x x在 正 交 变 换 x = Qy下 的 标 准 形 为1231231 21 32 3λ y 2 + λ y 2 ，求a 的值及一个正交矩阵Q ．1 12 2⎛ 2 1-4 ⎫ 【详解】二次型矩阵 A =1 -1 1 ⎪⎪ -4 1 a ⎪ ⎝ ⎭因为二次型的标准形为λ y 2 + λ y 2．也就说明矩阵 A 有零特征值，所以 A = 0 ，故a = 2.1 12 2λ -1 -1 4λ E - A = 1 λ +11 = λ(λ + 3)(λ - 6)4-1λ - 2令 λ E - A = 0 得矩阵的特征值为λ1 = -3, λ2 = 6, λ3 = 0 ．1 ⎪1 ⎪ 1 ⎪ ⎨ ⎩⎩ =通过分别解方程组(λ E - A )x = 0 得矩阵的属于特征值λ = -3 的特征向量ξ =⎛ 1 ⎫ 1 -1⎪ ，属于特征值特 i⎛ -1⎫ 1 1⎛ 1 ⎫3 ⎪ ⎝ ⎭ 征值λ = 6 的特征向量ξ = 1 0 ⎪， λ = 0 的特征向量ξ =1 2 ⎪ ，2 2 2 ⎪ 3⎝ ⎭ 36 ⎪ ⎝ ⎭⎛ 1 - 11 ⎫ 32 6 ⎪ ⎪ 所以Q = (ξ ,ξ ,ξ ) = -10 2 ⎪为所求正交矩阵． 1 2 3 36 ⎪⎪ 1 1 1 ⎪ 3 2 6 ⎪ ⎝⎭22．（本题满分 11 分）设随机变量 X ,Y 相互独立， 且 X 的概率分布为 P {X = 0} = P {X = 2} = 1， Y 的概率密度为2f ( y ) = ⎧2 y , 0 < y < 1．⎨0, 其他（1） 求概率 P （Y ≤ EY ）；（2）求 Z = X + Y 的概率密度． 【详解】（1） EY = +∞122 yf ( y )dy2 y dy = . ⎰-∞ Y⎰0 3 ⎧ 2 ⎫24 所以 P {Y ≤ EY } = P ⎨Y ≤ ⎬ = ⎰ 32 ydy = .⎩ 3 ⎭ 09 （2） Z = X + Y 的分布函数为F Z (z ) = P {Z ≤ z } = P {X + Y ≤ z } = P {X + Y ≤ z , X = 0} + P {X + Y ≤ z , X = 2}= P {X = 0,Y ≤ z } + P {X = 2,Y ≤ z - 2}= 1 P {Y ≤ z } + 1P {Y ≤ z - 2} 2 2 = 1[F (z ) + F (z - 2)]2 YY故 Z = X + Y 的概率密度为f (z ) = F '(z ) = 1[ f (z ) + f (z - 2)] Z Z2⎧z , 0 ≤ z ≤ 1 = ⎪z - 2, 2 ≤ z < 3 23．（本题满分 11 分）⎪0, 其他 某工程师为了解一台天平的精度，用该天平对一物体的质量做了n 次测量，该物体的质量 μ 是已知的，设X i - μX i - μ 2π 2π Z n1 ∑ n z2 ii =1 1 2 nZ= = n ∑ σ σ = 2σ2 2σ nn nn 次测量结果 X , X , , X 相互独立且均服从正态分布 N (μ,σ 2). 该工程师记录的是 n 次测量的绝对误差 Z i = X i - μ , (i = 1, 2, , n ) ，利用 Z 1 , Z 2 , , Z n 估计参数σ ．（1） 求 Z i 的概率密度；（2） 利用一阶矩求σ 的矩估计量； （3） 求参数σ 最大似然估计量．【详解】（1）先求 Z i 的分布函数为F (z ) = P {Z ≤ z } = P { X- μ ≤ z } = P⎧ ≤z ⎫Zii⎨σσ ⎬当 z < 0 时，显然 F Z (z ) = 0 ；⎩⎭⎧ z ⎫ ⎛ z ⎫当 z ≥ 0 时， F Z (z ) = P {Z i ≤ z } = P { X i - μ ≤ z } = P ⎨ σ ≤ σ ⎬ = 2Φ σ⎪ -1 ； ⎩ ⎭ ⎝ ⎭ ⎧ - z 2 所以 Z 的概率密度为 f (z ) = F ' (z ) = ⎪⎩+∞+∞2σ 2, z ≥ 0 ． 0, z < 02-z 22σ（2）数学期望 EZ i = ⎰ z f (z )dz = ⎰ ze 2σ 2dz = ，0 01 n令 EZ Z Z i ，解得 的矩估计量 i =1 ∑ Z i ． i =1（3）设 Z 1, Z 2 , , Z n 的观测值为 z 1 , z 2 , , z n ．当 z i > 0, i = 1, 2, n 时n12似然函数为 L (σ ) = ∏ f (z i ,σ ) = i =1 - 2 ∑ z ii =1 ，n 1 n 2取对数得： ln L (σ ) = n ln 2 - ln(2π ) - n ln σ - 2 ∑ z ii =1d ln L (σ )n 1n2令= - + d σσ σ 3 ∑ z ii =1 = 0 ，得参数σ 最大似然估计量为σ = ．2πσ 2πσ 2π ( 2πσ )n2n。
考研数学模拟测试题及答案解析数三
2017考研数学模拟测试题完整版及答案解析（数三）一、选择题： 1~8 小题，每小题 4 分，共 32 分。
在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中。
（ 1） 是在 内单调增加的连续函数，对任何b a 0 ，记 Mb f (x) (0,xf ( x)dx ，)aN1[ bba a）f ( x)dxf (x)dx ] ，则必有（2（A ） MN ；（B ） M N ；（C ）M N ；（D ）M 2N ；（2）设函数 f ( x) 在 (,) 内连续，在 (,0) (0,) 内可导，函数 y y( x) 的图像为yOx则其导数的图像为（）yyO x O x(A)(B)yyO x O x(C) (D)(3) 设有下列命题：①若 (u 2 n 1u 2n ) 收敛，则u n 收敛； ②若u n 收敛，则u n 1000收敛；n 1n 1n 1n 1③若 limu n 11 ，则u n 发散；④若(u n v n ) 收敛，则u n ，v n 收敛nu nn 1n 1n 1n1正确的是（）（A ）①②（ B ）②③（ C ）③④（ D ）①④ln(1 x) (ax bx 2 )2 ，则（）(4) 设 limx 2x（A ）a5；（B ） a0, b2；（）5 ；（D ） a 1,b21,bCa 0, b22(5) 设 A 是 n 阶矩阵，齐次线性方程组（ I ）Ax 0 有非零解，则非齐次线性方程组（II ）A T x b ， 对任何 b (b 1, b 2 ,b n )T（A ）不可能有唯一解；（B ）必有无穷多解；（C ）无解；（D ）可能有唯一解，也可能有无穷多解(6) 设 A,B 均是 n 阶可逆矩阵，则行列式2 A T的值为B 1（A ）( 2) n A B1 ；（B ） 2ATB ； （ ）2 A B 1；（）2 n A B1CD (2)(7) 总体 X ~ N (2,4) ， X 1, X 2 , , X n 为来自 X 的样本， X 为样本均值，则（ ）（A ）1n2( n 1) ； （B ）1n( X i X)2~( X i 2)2 ~2(n 1) ；n 1 i1n 1 i 1nX i2 )22(n) ；nX iX )2 2(n) ；（C ）( ~ （ D ）( ~i12i 12(8) 设随机变量 X , Y 相互独立且均服从正态分布N (, 2 ) ，若概率 P(aXbY)1 则2（ ）（A ） a 11；（）11 ；（C ） a1 1 ；（D ） a1 ,b 1 ；, b2Ba,b2 , b222222二、填空题： 9~14 小题，每小题 4 分，共 24 分。
数3--17真题答案
2017年考研数学(三)试卷答案速查一、选择题（1）A （2）D （3）C （4）C （5）A （6）B （7）C （8）B 二、填空题（9）3π2（10）122t t C t −+⋅ （11）1(1)e QQ −+−（12）e yxy （13）2 （14）92三、解答题 （15）23． （16（17）14． （18）11(1,)ln 22k ∈−． （19）略．（20）（Ⅰ）略．（Ⅱ）112111k ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪−⎝⎭⎝⎭x （k 为任意常数）．（21）2=a ．（Ⅱ）0⎛ = ⎝Q ． （22）（Ⅰ）49. （Ⅱ）,01,()2,23,0,.Z z z f z z z <<⎧⎪=−<⎨⎪⎩其他（23）（Ⅰ）2212,0,()0,;其他z Z z f z σ−⎧>=⎩；（Ⅱ）ˆ2σ=；（Ⅲ）ˆσ=2017年全国硕士研究生入学统一考试数学（三）参考答案一、选择题：1～8小题，每小题4分，共32分．下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的．请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上． （1）【答案】（A ）.【详解】因为()f x 在0x =连续，所以0lim ()lim ()(0)x x f x f x f +−→→==; 由20001112lim()lim lim ,2x x x f x ax ax a +++→→→−===0lim ()(0)x f x f b −→==； 得12b a =，即12ab =．故选（A ）．（2）【答案】（D ）.【详解】由(32)0,(32)0zy x y xz x x y y∂⎧=−−=⎪∂⎪⎨∂⎪=−−=∂⎪⎩得驻点(0,0),(0,3),(3,0),(1,1)；又222222,2,322z z zy x x y x y x y∂∂∂=−=−=−−∂∂∂∂； 利用极值的充分条件:当(,)(0,0)x y =时，290AC B −=−<，(0,0)不是极值点；(,)(0,3)x y =时，290AC B −=−<，(0,3)不是极值点； (,)(3,0)x y =时，290AC B −=−<，(3,0)不是极值点；(,)(1,1)x y =时，230AC B −=>，(1,1)是极值点;故选（D ）.（3）【答案】（C ）.【详解】由()()0f x f x '>，可判断2()f x 的单调性. 由于2(())2()()0f x f x f x ''=>，于是2()f x 在所考虑的区间上单调增加，因此，22(1)(1)f f >−,即(1)(1)f f >−，故选（C ）．（4）【答案】（C ）.【详解】因为331()111sin (())3!n o n n n =−+,221()111ln(1)(())2n o n n n−=++，所以332211111111sin ln(1)()()()62k o k o n n n n n n n n −−=−+−−++2211(1)()2k k o n n n=+−+，因为11n n∞=∑发散，211n n ∞=∑收敛，所以当10k +=，即1k =−时, 2111sin ln(1)()k O n n n −−=.故选（C ）.（5）【答案】（A ）．【详解】由条件知T1=αα，T αα为n 阶方阵，且T ()=αααα，T ()1r =αα，所以矩阵T αα的特征值为1和0（1n −重）. 则矩阵T−E αα特征值分别为10λ=，21n λλ===，所以T −E αα不可逆． 故选（A ）．（6）【答案】（B ）．【详解】A ,B 是上三角矩阵，C 是对角阵，特征值都是1,2,2．对于A 的二重特征值122,(2)312n r λλ==−−=−=A E （等于重数），故A 可相似对角化，相似于C ．对于B 的二重特征值122,(2)321n r λλ==−−=−=B E （小于重数），于是B 不可相似对角化，B 不相似于C ．故选（B ）．（7）【答案】（C ）.【详解】由独立性可知[()]()()P A B C P A B P C =;[()][()()]P A B C P AC BC =()()()P AC P BC P ACBC =+−()()()()(),P A P C P B P C P ABC =+−而()()[()()()]()P A B P C P A P B P AB P C =+−()()()()()()P A P C P B P C P AB P C =+−,从而有()()()P ABC P AB P C =. 故选（C ）.（8）【答案】（B ）． 【详解】（A ）选项(0,1)i X N μ−，所以221()()ni i X n μχ=−−∑；（B ）选项(0,2)n iX X N −，所以22()(1)2n i X X χ−，从而22()n i X X −不服从2χ分布； （C ）选项22221(1)()(1)1ni i n S X X n χ=−−=−∑；（D ）选项1(0,)X N n μ−，所以222()(1)X n X μχ⎛⎫⎪−=．故选（B ）．二、填空题：9～14小题，每小题4分，共24分．请将答案写在答题纸．．．指定位置上． （9）【答案】3π2.【详解】原式ππ3πsin d x x x −−=+⎰⎰π23110.22x −=+=⋅ππ=⋅π⎰（10）【答案】122t t C t −+⋅.【详解】易知对应的齐次方程的通解为2t C y C =，设非齐次方程的特解为*2t t y At =⋅，代入原方程解得12A =，所以通解为 *1()(2)2t t t C y y y t C t −=+=+⋅.（11）【答案】1(1)eQQ −+−.【详解】成本函数()()(1e )QC Q Q C Q Q −=⋅=+，所以d ()[(1e )]1(1)e d Q Q C Q Q Q Q−−'=+=+−. （12）【答案】e yxy .【详解】由题设可得(,)e ,(,)(1)e yyx y f x y y f x y x y ''==+.而(,)e d e ()yyf x y y x xyg y ==+⎰,d[e ()]d ()(,)(1)e d d yy x xy g y g y f x y x y y y+'==++;所以，d (),(),(,)e d y g y C g y C f x y xy C y===+，再由(0,0)0f =得(,)e y f x y xy =.（13）【答案】2．【详解】因为123,,ααα线性无关，则123(,,)ααα为可逆矩阵．于是123123(,,)[(,,)]()r r r ==A A A A A αααααα.对A 进行初等行变换，101011,000⎛⎫⎪→ ⎪ ⎪⎝⎭A得()2r =A ，所以123,,A A A ααα的秩为2．（14）【答案】92.【详解】根据分布律的性质及期望的定义,可得11,21(2)130,2a b a b ⎧++=⎪⎪⎨⎪−⋅+⋅+⋅=⎪⎩解得 1,41;4a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ 所以22222211199(2)13,24422EX DX EX E X =⋅−+⋅+⋅==−=.三、解答题：15～23小题，共94分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．请将答案写在答题纸．．．指定位置上． （15）（本题满分10分）【解】对于分子，被积函数含有x ，首先利用换元法分离x ，e d e (d )e e d t x u x u xx t ux t tu u u u −−−=−−=⎰⎰⎰.所以原式03100022e d e 2lim e limlim 332x u x xx x x u u x xx +++−−→→→=⋅==⎰. （16）（本题满分10分）【详解】如右图所示，其积分区域为图中阴影部分；所以原式3242d d (1)xy x y x y +∞=++⎰324220001111d (414121y xy y x x y x x =+∞+∞==−=−++++⎰⎰012(2(arctan )4282x x +∞=−−=（17）（本题满分10分） 【解】由定积分定义得，21lim ln 1nn k k k nn →∞=⎛⎫+ ⎪⎝⎭∑1011lim ln(1)ln(1)d n n k k k x x x n n n →∞==+=+∑⎰ 2211120001111ln(1)d ln(1)d 2221x x x x x x x−+=+=+−+⎰⎰10111ln 21d 221x x x ⎛⎫=−−+ ⎪+⎝⎭⎰11200111ln 2(1)ln (1)242x x =−−−+ 1111ln 2ln 2.2424=+−=（18）（本题满分10分） 【解】构造函数11(),(0,1)ln(1)f x x x x=−∈+，则011lim (),(1)12ln 2x f x f +→==−； 22222211(1)ln (1)()(1)ln (1)(1)ln (1)x x x f x x x x x x x ++−'=−=++++； 设22()(1)ln (1)g x x x x =++−，则有2()ln (1)2ln(1)2g x x x x '=+++−，2ln(1)22[ln(1)]()20111x x x g x x x x++−''=+−=<+++，结合(0)(0)0g g '==，可以判断()0f x '<，()f x 单调减少，其值域为11(1,)ln 22−； 所以11(1,)ln 22k ∈−.（19）（本题满分10分）【证】（Ⅰ）由已知条件得11)1(−++=+n n n a na a n ，即1111n n n n a a a a n +−−=−−+. 因此112111011210()n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a +−+−−−−−−−=⋅⋅⋅⋅−−−−110(1)1()(1)(1)!(1)!n n a a n n +−=−=−++，其中01a =，10a =. 从而1111111(1)(1)(1)(1)!(1)!!n n n n n n a a a n n n +++−=−+=−+−+++11112111(1)(1)(1)(1)(1)!!2!!k n n n k a n n n k +++=−==−+−+++=+∑.因为1121e !n n k a k ++=<∑，所以收敛半径1lim 1n n n a R a →∞+==，故收敛半径不小于1. （Ⅱ）因为0()nn n S x a x∞==∑，则111()(1)n n n n n n S x na xn a x ∞∞−+=='==+∑∑，1110(1)()(1)(1)nn n n n n x S x n a x n a x ∞∞+++=='−=+−+∑∑.由于11(1)n n n n a na a +−+=+，因此111111(1)()(1)()nnn n n n n n n x S x a na x a x n a x xS x ∞∞∞+−+==='−=++−+=∑∑∑；即得到可分离变量的微分方程(1)()()x S x xS x '−=，解得e ()1xC S x x −=−.再结合初始条件0(0)1S a ==，得1C =−，所以e ()(11).1xS x x x−=−<<−（20）（本题满分11分）【解】（Ⅰ）由于3122=+ααα知123,,ααα线性相关，得0=A ，于是0是A 的特征值．设A 的特征值为1230,,λλλ=，由于它们两两不等，所以23,λλ都不为0,并且A 相似于230000000λλ⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭．于是12000()00 2.00r r λλ⎛⎫⎪== ⎪ ⎪⎝⎭A（Ⅱ）由3122=+ααα，得1232++=ααα0，即T(1,2,1)−=A 0，则T(1,2,1)−是齐次方程=Ax 0的一个特解．因为()2r =A ，所以=Ax 0的基础解系只包含一个解向量，于是T(1,2,1)−构成=Ax 0的基础解系．T 123(1,1,1)=++=A αααβ，因此T(1,1,1)是非齐次方程=Ax β的一个特解．于是=Ax β的通解为：T T (1,1,1)(1,2,1),C C +−取任意常数．（21）（本题满分11分）【解】f 的二次型矩阵为21411141a −⎛⎫ ⎪=− ⎪ ⎪−⎝⎭A ，相似于矩阵12000.000λλ⎛⎫⎪=⎪ ⎪⎝⎭B 故0==A B ．求出63a =−A ，得 2.a =得214111.412−⎛⎫⎪=− ⎪ ⎪−⎝⎭AA 的特征多项式为214606111111412412λλλλλλλλ−−−−−=−+−=−+−−−−−E A 600112412λλλ−=−+−−+2(6)(3)(6)(3)λλλλλλ=−+=−+； 求得A 的特征值为1236,3,0.λλλ==−=当16λ=时，(6)−=A E x 0的一个非零解T(1,0,1)−，单位化得T1=ξ； 当23λ=−时，(3)+=A E x 0的一个非零解T(1,1,1)−，单位化得T 2=ξ； 当30λ=时，(0)−=A E x 0的一个非零解T(1,2,1)，单位化得T 3.=ξ令正交矩阵123(,,)0⎛== ⎝Q ξξξ，则123(,,)f x x x 在正交变换=x Qy下化为221263.y y −（22）（本题满分11分） 【解】（Ⅰ）由122d 3EY y y y =⋅=⎰，得 {}23242d .39P Y EY P Y y y ⎧⎫===⎨⎬⎩⎭⎰ （Ⅱ） {}{}()F z P Z z P X Y z ==+{}{}0,2,P X X Y z P X X Y z ==++=+ {}{}{}{}022P X P Y z P X P Y z ==+=− {}{}112,22P Y z P Y z =+− 当0z <时，()0F z =；当01z <<时，201()2d 022z z F z y y =+=⎰；当11z <时，11()(10)22F z =+=； 当23z <时，220111(2)()2d 2222z z F z y y −−=+=+⎰；当3z 时，() 1.F z =即 ,01,()2,23,0,Z z z f z z z <<⎧⎪=−<⎨⎪⎩其他.（23）（本题满分11分） 【解】（Ⅰ）由题设知，21(,)X N μσ，则1(0,1)X N μσ−，{}{}111()Z F z P Z z P X z μ==−；当0z 时，1()0,Z F z = 当0z >时， {}{}111()Z F z P X z P z X z μμ=−=−−11121,X z z z P μσσσσ−−⎧⎫⎛⎫==Φ−⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭ 综上所述：2212,0,()0,0.z Z z f z z σ−⎧>=⎩（Ⅱ）由（Ⅰ）知，221210()()d d z ZE Z zf z z z σ−+∞+∞−∞==⎰⎰222220ed ,2z z σσσ−+∞⎛⎫== ⎪⎝⎭故σ的矩估计量为ˆ2σ=11.ni i Z X n μ==−∑（Ⅲ）似然函数221221π()()()e ,0,1,2,,,20,i ni i n nn Z i i i z L f z z i n σσσ=−−−=⎧⎪⎪==>=⎨⎪⎪⎩∑∏其他.取对数得 221π1ln ()ln ln ,222nii n L n zσσσ==−−−∑等式两边对σ求导，得231d ln ()1d n i i Ln z σσσσ==−+∑，令d ln ()0d Lσσ=，得σ=故σ的最大似然估计量为ˆσ=。
2017年考研数学三真题及解析
2017年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题一、选择题：1~8小题，每小题4分，共32分，下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的（1）若函数0(),0x f x b x >=⎪≤⎩在0x =处连续，则（） ()()11()22()02A abB abC abD ab ==-==【答案】A【解析】00112lim lim ,()2x x x f x ax a++→→==在0x =处连续11.22b ab a ∴=⇒= (2)二元函数(3)z xy x y =--的极值点（）(A)(0,0) (B)(0,3) (C)(3,0) (D)(1,1) 【答案】D【解析】(3)设函数()f x 可导，且()()0f x f x '>则（）(A)()()11f f >- (B) ()()11f f <- (C) ()()11f f >- (D)()()11f f <-【答案】C 【解析】'()0()()0,(1)'()0f x f x f x f x >⎧>∴⎨>⎩或()0(2)'()0f x f x <⎧⎨<⎩，只有C 选项满足(1)且满足(2)，所以选C 。
(4)若级数2111n sin kln nn ∞=⎡⎤⎛⎫-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦∑收敛，则()k =(A)1 (B)2 (C)-1 (D)-2 【解析】(5)设α是n 维单位列向量，E 为n 阶单位矩阵，则（）(A) T E αα-不可逆 (B) TE αα+不可逆 (C) 2T E αα+不可逆 (D)2TE αα-不可逆 【答案】A【解析】选项A,由()0ααααα-=-=T E 得()0αα-=TE x 有非零解，故0αα-=T E .即αα-TE 不可逆.选项B,由()1ααα=Tr 得ααT的特征值为n-1个0，1.故αα+TE 的特征值为n-1个1，2.故可逆.其它选项类似理解.(6)已知矩阵200021001A ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦210020001B ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦100020002C ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，则 (A) A 与C 相似，B 与C 相似 (B) A 与C 相似，B 与C 不相似 (C) A 与C 不相似，B 与C 相似 (D) A 与C 不相似，B 与C 不相似 【答案】B【解析】由()0E A λ-=可知A 的特征值为2,2,1.因为3(2)1r E A --=，∴A 可相似对角化，且100~020002A ⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭.由0E B λ-=可知B 特征值为2,2,1.因为3(2)2r E B --=，∴B 不可相似对角化，显然C 可相似对角化， ∴~A C ，且B 不相似于C.(7)设A B 、、C 为三个随机事件，且A 与C 相互独立，B 与C 相互独立，则A B ⋃与C 相互独立的充要条件是 (A) A 与B 相互独立 (B)A 与B 互不相容 (C)AB 与C 相互独立 (D)AB 与C 互不相容 【答案】C 【解析】(8)设12,......(2)n X X X n ≥来自总体(,1)N μ的简单随机样本，记11ni i X X n ==∑，则下列结论中不正确的是： (A)21()nii Xμ=-∑服从2χ分布 (B) 212()n X X -服从2χ分布 (C)21()nii XX =-∑服从2χ分布(D) 2()n X μ-服从2χ分布 【答案】B【解析】2212221222211(,1),(0,1)()(),(1)()(1)C 1~(,)(0,1),()~(1),()~(0,2),~(1),B 2i ni i ni i n n XN X N X n A n S X X n X N X N n X D nX X X X N μμμχχμμμχχ==-⇒-⇒-=--⇒---⇒-∑∑正确，正确，正确,故错误.由于找不正确的结论，故B 符合题意.二、填空题：9-14小题，每小题4分，共24分。
2017年考研(数学三)真题试卷(题后含答案及解析)
2017年考研（数学三）真题试卷(题后含答案及解析)题型有：1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题一、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．若函数f(x)=在x=0处连续，则( )A．ab=1／2B．ab=-C．ab=0D．ab=2正确答案：A解析：=1／2a，∵f(x)在x=0处连续，1／2a=bab=1／2，选A．2．二元函数z=xy(3-x-y)的极值点是( )A．(0，0)B．(0，3)C．(3，0)D．(1，1)正确答案：D解析：=-1，从而AC-B2＞0，从而(1，1)为极值点．3．设函数f(x)可导，且f(x)f’(x)＞0，则( )A．f(1)＞f(-1)B．f(1)＜f(-1)C．|f(1)|＞f(-1)|D．|f(1)|＜|f(-1)|正确答案：C解析：举特例，设f(x)=ex，可排除BD；设f(x)=-ex，可排除A，故选C．4．若函数收敛，则k=( )A．1B．2C．-1D．-2正确答案：C解析：因为原级数收敛，所以1+k=0k=-1．选C．5．设α为n维单位向量，E为n阶单位矩阵，则( )A．E-ααT不可逆B．E+ααT不可逆C．E+2ααT不可逆D．E-2ααT不可逆正确答案：A解析：选项A，由(E-ααT)α=α-α=0得(E-ααT)x=0有非零解，故|E-ααT|=0．即E-ααT不可逆，选项B，由r(ααT)=1得ααT的特征值为n-1个0，1故E-ααT的特征值为n-1个1，2，故可逆．6．已知矩阵A=，则( )A．A与C相似，B与C相似B．A与C相似，B与C不相似C．A与C不相似，B与C相似D．A与C不相似，B与C不相似正确答案：B解析：由(λE-A)=0可知A的特征值为2，2，1因为2E-A=得r(2E-A)=1，∴A可相似对角化。
且A～由|λE-B|=0可知B特征值为2，2，1因为2E-B=得r(2E-B)=2，∴B不可能相似对角化，显然C可相似对角化，∴A～C，且B不相似于C．7．设A，B，C为三个随机事件，且A与C相互独立，B与C相互独立，则A∪B与C相互独立的充分必要条件是( )A．A与B相互独立B．A与B互不相容C．AB与C相互独立D．AB与C互不相容正确答案：C解析：由题设知，P(AC)=P(A)P(C)，P(BC)=P(B)P(C)，由A∪B与C相互独立知，P(A∪B)C=P(A∪B)P(C)=P(AC)+P(BC)-P(ABC)而P[(A∪B)∩C]=P(AC∪BC)=P(AC)+P(BC)-P(ABC)P(ABC)=P(AB)P(C)，即AB与C相互独立．8．设X1，X2，…，Xn(n≥2)为来自总体N(μ，1)的简单随机样本，记Xi，则下列结论不正确的是( )A．(X1-μ)2服从χ2分布B．2(Xn-x1)2服从χ2分布C．)2服从χ2分布D．n(-μ)2服从χ2分布正确答案：B二、填空题9．∫-ππ(sin3x+)dx=_______．正确答案：π3／2解析：∫-ππ(sin3x+)dx=2∫0π(2∫0π／2πcost．πcostdt=2π2∫0π／2πcos2tdt=2π22．=π3／2．10．差分方程yt+1-2yt=2t通解为yt=_______．正确答案：φt=C．2t+t．2t解析：由yt+1-2y1=2tλ=2，∴=C2t设y1*=C1t21，则y1+1*=C1(t+1)2i+1=2tt2i(C∈R)．11．设生产某产品的平均成本(Q)=1+e-Q，其中产量为Q，则边际成本为_______．正确答案：1+(1-Q)e-Q解析：C=Q=Q(1+e-Q)C’(Q)=1+e-Q-Qe-Q=1+(1-Q)e-Q．12．设函数f(x，y)具有一阶连续偏导数，且(x，y)=yeydx+x(1+y)eydy，f(0，0)=0，则f(x，y)=_______．正确答案：xyey解析：f’k=yey，f’y=x(1+y)ey，f(x，y)=∫yeydx=xyey+c(y)，故f’y=xey+xyey+c’(y)=xey+xyey，故c’(y)=0，由f(0，0)=0，即f(x，y)=xyey．13．设矩阵A=，α1、α2、α3为线性无关的三维向量组，则向量组Aα1、Aα2、Aα3的秩为_______．正确答案：2解析：由a1，a2，a3，线性无关，可知矩阵a1，a2，a3，可逆，故r(Aa1，Aa2，Aa3)=r(A(a1，a2，a3))=r(A)再由r(A)=2得r(Aa1，Aa2，Aa3)=2．14．设随机变量X的概率分布为P{X=-2}=1／2，P={X=1}=a，P{X=3}=b，若EX=0，则DX=_______．正确答案：9／2解析：由归一性得+a+b=1，再由EX=0得-1+a+3b=0故a=b=1／4，故EX2=(-2)2×=9／2，DX=EX2-(EX)2=9／2．三、解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
2017年考研数学真题(数三)试题+解析
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考研数学三(微积分)模拟试卷17(题后含答案及解析)
考研数学三（微积分）模拟试卷17(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．设f(x)连续，且，则( )．A．f’(x)在x=0处不可导B．f(x)在x=0处可导且f’(0)≠0C．f(x)在x=0处取极小值D．f(x)在x=0处取极大值正确答案：D解析：由得f(0)=1，由极限的保号性，存在δ＞0，当0＜｜x｜＜δ时，，即f(x)＜1=f(0)，故x=0为f(x)的极大点，应选D．知识模块：微积分2．设f(x)二阶连续可导，且，则( )．A．x=0为f(x)的极大点B．x=0为f(x)的极小点C．(0，f(0))为y=f(x)的拐点正确答案：C解析：由得f”(1)=0，由极限保号性，存在δ＞0，当0＜｜x一1｜＞δ时，，当x∈(1一δ，1)时，f”(x)＞0；当x∈(1，1+δ)时，f”(x)＜0，则(0，f(0))为曲线y=f(x)的拐点，应选C．知识模块：微积分3．设f(x)二阶连续可导，f’(0)=0，且，则( )．A．x=0为f(x)的极大点B．x=0为f(x)的极小点C．(0，f(0))为y=f(x)的拐点D．x=0不是f(x)的极值点，(0，f(0))也不是y=f(x)的拐点．正确答案：B解析：由极限保号，存在δ＞0，当0＜｜x｜＜时，．当x→0时，｜x｜+x3＞0，则当0＜｜x｜＜δ时，f”(x)＞0，从而0＜｜x｜＜δ在0＜｜x｜＜δ内单调增加，由，则x=0为f(x)的极小点，应选B．知识模块：微积分4．设y=y(x)由确定，则y”(0)等于( )．A．2e2B．2e—2C．e2一1D．e—2一1正确答案：A解析：知识模块：微积分5．设函数f(x)二阶可导，且f’(x)＞0，f”(x)＞0，△y=f(x+△x)一f(x)，其中△x＜0，则( )．A．△y＞dy＞0B．△y＜dy＜0C．dy＞△y＞0D．dy＜△y＜0正确答案：D解析：根据微分中值定理，△y=f(x+△x)一f(x)=f’(ξ)△x＜0(x+△x＜ξ＜x)，dy=f’(x)△x＜0，因为f”(x)＞0，所以f’(x)单调增加，而ξ＜x，所以f’(ξ)＜f’(x)，于是f’(ξ)△x＞f’(x)△x，即dy＜△y＜0，选D．知识模块：微积分6．设f”(x)连续，f’(0)=0，，则( )．A．f(0)是f(x)的极大值B．f(0)是f(x)的极小值C．(0，f(0))是y=f(x)的拐点D．f(0)非极值，(0，f(0))也非y=f(x)的拐点正确答案：B解析：由及f”(x)的连续性，得f”(0)=0，由极限的保号性，存在δ＞0，当0＜｜x｜＜δ时，，从而f”(x)＞0，于是f’(x)在(一δ，δ)内单调增加，再由f’(0)=0，得当x∈(一δ，0)时，f’(x)＜0，当x∈(0，δ)时，f’(x)＞0，x=0为f(x)的极小值点，选B．知识模块：微积分填空题7．设f(x)一阶可导，且f(0)=f’(0)=1，则=__________．正确答案：2解析：知识模块：微积分8．设函数y=f(x)由方程xy+21nx=y4所确定，则曲线y=f(x)在(1，1)处的法线方程为__________．正确答案：一x+2解析：xy+2lnx=y4两边对x求导得，将x=1，y=1代入得，故曲线y=f(x)在点(1，1)处的法线为y一1=一(x一1)，即y=一x+2．知识模块：微积分9．正确答案：解析：知识模块：微积分10．设周期为4的函数f(x)处处可导，且，则曲线y=f(x)在(一3，f(—3))处的切线为________．正确答案：一2x一4解析：又f(—3)=f(—4+1)=f(1)=2，f’(一3)=f’(一4+1)=f’(1)=一2，故曲线y=f(x)在点(一3，f(—3))处的切线为y一2=一2(x+3)，即y=一2x一4．知识模块：微积分11．设f(x)为偶函数，且f’(一1)=2，则=__________．正确答案：—8解析：因为f(x)为偶函数，所以f’(x)为奇函数，于是f’(1)=一2，知识模块：微积分解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。