2002考研数一真题及解析.pdf
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1、 2002 年年全国硕士研究生入学统一考试全国硕士研究生入学统一考试数学一试题数学一试题 一、填空题一、填空题(本题共本题共 5 小题,每小题小题,每小题 3 分,满分分,满分 15 分,把答案填在题中横线上分,把答案填在题中横线上) (1) 2elndxxx (2) 已知函数( )yy x由方程2610yexyx 确定,则(0)y . (3) 微分方程20yyy满足初始条件11, 002yyxx的特解是 . (4) 已知实二次型2221231231 21 32 3( ,)()444f x x xa xxxx xx xx x经正交变换xPy 可化成标准型216fy,则a . (5) 设随机变量
2、X服从正态分布2( ,)(0),N 且二次方程240yyX无实根的概 率为12,则 二二、选择题、选择题(本题共本题共 5 小题,每小题小题,每小题 3 分,共分,共 15 分,在每小题给出的四个选项中,只有一项分,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内符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内.) (1) 考虑二元函数( , )f x y的下面 4 条性质: ( , )f x y在点00(,)xy处连续, ( , )f x y在点00(,)xy处的两个偏导数连续, ( , )f x y在点00(,)xy处可微, ( , )f x y在点00(,)
3、xy处的两个偏导数存在. 若用PQ表示可由性质P推出Q,则有 ( ) (A) . (B). (C) . (D). (2) 设0(1,2,3,.),nun且lim1,nnnu则级数11111( 1)()nnnnuu ( ) (A) 发散. (B)绝对收敛. (C)条件收敛. (D)收敛性根据所给条件不能判定. (3) 设函数( )yf x在(0,)内有界且可导,则 ( ) (A) 当lim( )0 xf x时,必有lim( )0 xfx. (B)当lim( )xfx存在时,必有lim( )0 xfx. (C) 当0lim( )0 xf x时,必有0lim( )0 xfx. (D)当0lim( )
4、xfx存在时,必有0lim( )0 xfx. (4) 设有三张不同平面的方程123,1,2,3,iiiia xa ya zb i它们所组成的线性方程组的系数矩阵与增广矩阵的秩都为 2,则这三张平面可能的位置关系为 ( ) (5) 设1X和2X是任意两个相互独立的连续型随机变量,它们的概率密度分别为1( )f x和2( )fx,分布函数分别为1( )F x和2( )F x,则 ( ) (A)12( )( )f xfx必为某一随机变量的概率密度. (B)12( )( )f x fx必为某一随机变量的概率密度. (C) 12( )( )F xF x必为某一随机变量的分布函数. (D) 12( )(
5、)F x F x必为某一随机变量的分布函数. 三、三、(本题满分本题满分 6 分分) 设函数( )f x在0 x的某邻域内具有一阶连续导数,且(0)0,(0)0,ff若( )(2 )(0)af hbfhf在0h时是比h高阶的无穷小,试确定, a b的值. 四、四、(本题满分本题满分 7 分分) 已知两曲线( )yf x与2arctan0 xtyedt在点(0,0)处的切线相同,写出此切线方程,并求极限2lim( ).nnfn 五、五、(本题满分本题满分 7 分分) 计算二重积分22max,xyDedxdy其中( , )|01,01Dx yxy. 六、六、(本题满分本题满分 8 分分) 设函数(
6、 )f x在(,) 内具有一阶连续导数,L是上半平面(0)y 内的有向分段光滑曲线,其起点为( , )a b,终点为( , )c d.记22211()() 1,LxIy f xy dxy f xydyyy (1)证明曲线积分I与路径L无关; (2)当abcd时,求I的值. 七、七、(本题满分本题满分 7 分分) (1)验证函数3693( )13(3 )!nxxxxy xxn + (-)! 6! 9!满足微分方程;xyyye (2)利用(1)的结果求幂级数30(3 )!nnxn的和函数. 八八、(本题满分本题满分 7 分分) 设有一小山,取它的底面所在的平面为xoy坐标面,其底部所占的区域为 2
7、2( , )75Dx y xyxy,小山的高度函数为22( , )75h x yxyxy. (1)设00(,)M xy为区域D上的一点,问( , )h x y在该点沿平面上什么方向的方向导数最大?若记此反向导数的最大值为00(,)g xy,试写出00(,)g xy表达式. (2)现欲利用此小山开展攀岩活动,为此需要在山脚寻找一上山坡度最大的点作为攀登的起点.也就是说,要在D的边界线2275xyxy上找出使(1)中的( , )g x y达到最大值的点.试确定攀登起点的位置. 九、九、(本题满分本题满分 6 分分) 已知 4 阶方阵1234(,),A 1234, 均为 4 维列向量,其中234,
8、线性无关,1232.如果1234,求线性方程组Ax的通解. 十、十、(本题满分本题满分 8 分分) 设,A B为同阶方阵, (1)如果,A B相似,试证,A B的特征多项式相等. (2)举一个二阶方阵的例子说明(1)的逆命题不成立. (3)当,A B均为实对称矩阵时,试证(1)的逆命题成立. 十一、十一、(本题满分本题满分 8 分分) 设随机变量X的概率密度为1cos0( )220,xxf x其他 对X独立地重复观察 4 次,用Y表示观察值大于3的次数,求2Y的数学期望. 十二、十二、(本题满分本题满分 8 分分) 设总体X的概率分布为 X 0 1 2 3 P 2 21-() 2 1-2()
9、其中10 )2(是未知参数,利用总体X的如下样本值 3,1,3,0,3,1,2,3, 求的矩阵估计值和最大似然函数估计值. 2002 年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题解析解析 一、填空题一、填空题 (1)【答案】 1 【详解】先将其转化为普通定积分,求其极限即得广义积分. 222eeeln11limlimlimlim11lnlnlnlnlnbbbbbbbdxdxdxexxxxxxb (2)【答案】 -2 【详解】y是由2610yexyx 确定的x的函数,两边对x求导, 6620,ye yxyyx 所以 62,6yyxyex 两边再对x求导,得 2(6
10、 ) 62(62 )(6),(6 )yyyexyyx e yyex ()- 把0 x代入,得(0)0y,(0)0y,代入y,得(0)2y . (3)【答案】1yx 【详解】方法方法 1:这是属于缺x的( ,)yf y y类型. 命,dpdp dydpyp ypdxdy dxdy. 原方程20yyy化为20dpyppdy,得 0p 或0dpypdy 0p ,即0dydx,不满足初始条件102yx,弃之;所以0p 所以,0dpypdy,分离变量得dydpyp ,解之得1.Cpy 即1.Cdydxy 由初始条件11, 002yyxx,可将1C先定出来:1111,212CC. 于是得 12dydxy
11、解之得,222,yxCyxC .以01xy代入,得21C ,所以应取“+”号 且21C . 于是特解是1yx. 方法方法 2: 将20y yy 改写为()0yy , 从而得1yyC. 以初始条件1(0)1,(0)2yy代 入 , 有1112C, 所 以 得12yy . 即21yy , 改 写 为2()1y . 解 得2,yxC2yxC .再以初值代入,21C 所以应取 且21C . 于是特解1yx. (4)【答案】2 【详解】方方法法 1:二次型f的对应矩阵222222aAaa,经正交变换xPy,可化成标准型216fy, 故P为 正 交 矩 阵 , 有1TPP, 且 对 实 对 称 矩 阵A,
12、 有600TPA P,故1600TP APP AP,即 600000000A 因为矩阵的n个特征值之和等于它的主对角元素之和,33113iiiiiaa,相似矩阵具有相同的特征值,316006ii故有36a,得2a. 方法方法 2: 二次型f的对应矩阵222222aAaa, 经正交变换xPy, 可化成标准型216fy,故P为正交矩阵,有1TPP,且对实对称矩阵A,有1600TP APP AP,即 600000000A 相似矩阵具有相同的特征值,知 0 是A的特征值,根据特征值的定义,有00EAA 222222aAaa4222 314242aaaaa把第 , 列加到第 列 1221(4)1212a
13、aa提取第 列的公因子12221(4) 02031002aaa行行行行 2(4)(2)0aa, 得 4a 或2a, (1) 又 6 是A的特征值,根据特征值的定义,有60EA,由 6226226622262622226aaEAaaaa(对应元素相减) 两边取行列式, 6226262226aEAaa2222 31262226aaaaa把第 , 列加到第 列 1221(2)162126aaa提取第 列的公因子12221(2) 08031008aaa行行行行 2(2)(8)0aa 得 2a或8a (2) 因为(1),(2)需同时成立,取它们的公共部分,得2a. 方法方法 3:f的对应矩阵为22222
14、2aAaa,经正交变换xPy,可化成标准型216fy, 故P为正交矩阵,有1TPP,且对实对称矩阵A,有1600TP APP AP,即 600000000A 相似矩阵具有相同的特征值,知A的特征值,其中一个单根是 6,一个二重根应是0,直接求A的特征值,即由 222222222222aaEAaaaa(对应元素相减) 两边取行列式, 222222aEAaa4222 342142aaaaa把第 , 列加到第 列 1221(4)1212aaa提取第 列的公因子 12221(4) 0(2)03100(2)aaa行行行行 2(4)(2)aa 其中单根为4a,二重根为2a,故46a,及20a,故知2a.
15、方法方法 4:f的对应矩阵为222222aAaa,经正交变换xPy,可化成标准型216fy,故P为正交矩阵,有1TPP,且对实对称矩阵A,有1600TP APP AP,即 226220220aAaa 故( )( )1r Ar , 222222aAaa22122322aaa交换第 和第 行的顺序222210223120222aaaaaa行行行行 222320220042aaaaa行行22232 02200(28)aaaaa行 2202200(2)(4)aaaaa 因( )1r A ,故20a,且(2)(4)0aa,故应取2a. (5)【答案】4. 【详解】二次方程无实根,即240yyX的判别式2
16、41640bacX ,也就有4X . 此事发生概率为12,即142P X , 对于2( ,)(0),XN 12P X,因为正态分布的密度函数为 221()( )exp22xf x x 关于x对称; 另一方面, 由概率的计算公式,( )f x与x轴所围成的面积是1, 所以x将面积平分为两份 12P X,所以4. 二、选择题二、选择题 (1)【详解】下述重要因果关系应记住,其中AB表示由A可推出B. 无箭头者无因果关系,箭头的逆向不成立. ( , )xfx y与( , )yfx y连续( , )f x y可微( , )( , )( , )xyfx yfx yf x y与存在连续 其中均指在同一点处
17、. 记住上述关系,不难回答本选择题,故应选(A). (2)【详解】首先要分清绝对收敛和条件收敛的定义,通过定义判定级数的敛散性. 考察原级数11111( 1)()nnnnuu的前n项部分和 1122334111111111()()()( 1)()nnnnSuuuuuuuu 11111( 1)nnuu 由lim10nnnu 知,当n充分大时,0nu 且limnnu . 所以11limnnSu(收敛), 另一方面,1111()nnnuu为正项级数,用比较判别法的极限形式,由题设条件lim1nnnu的启发,考虑 1111111() (1)limlimlim1121(21)1(1)nnnnnnnnnn
18、nnnuuuuu uuu n nnu unnnn n 11(1)(1)(1)lim21nnnnnuunn nnnnnu un11(1)(1)lim1211nnnnnuunnnnuunnnn 而级数1111111()11nnnnnnn是发散的,所以1111()nnnuu也发散,所以选(C). (3)【详解】方法方法 1:排斥法. 令21( )sinf xxx,则( )f x在(0,)有界,2221( )sin2cosfxxxx , lim( )0 xf x,但lim( )xfx不存在,故(A)不成立; 0lim( )0 xf x,但 0lim( )10 xfx ,(C)和(D)不成立,故选(B)
19、. 方法方法 2:证明(B)正确. 设lim( )xfx存在,记lim( )xfxA,证明0A. 用反证法,若0A,则对于02A,存在0X ,使当xX时,( )2AfxA,即3( )2222AAAAAfxA 由此可知,( )fx有界且大于2A.在区间 ,x X上应用拉格朗日中值定理,有 ( )()( )()()()2Af xf XfxXf XxX 从而lim( )xf x,与题设( )f x有界矛盾.类似可证当0A时亦有矛盾. 故0A. (4) 【答案】(B) 【详解】 三张不同平面的方程分别为123,1,2,3,iiiia xa ya zb i判断三个平面有无公共点即判断方程组1112131
20、21222323132333a xa ya zba xa ya zba xa ya zb有无公共解,且方程组有多少公共解平面就有多少公共点,由于方程组的系数矩阵与增广矩阵的秩都是23(未知量的个数),所以方程组有解且有无穷多解,故三个平面有无穷多个公共点,故应排除(A)三平面唯一交点(即方程组只有唯一解)(C)、(D)三平面没有公共交点(即方程组无解). 故应选(B),三个平面相交于一条直线,直线上所有的点均是平面的公共点,即有无穷多个公共点. (5)【答案】D 【分析】函数( )f x成为概率密度的充要条件为:(1)( )0;f x (2)( )1.f x dx 函数( )F x成为分布函数
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- 2002 考研 数一真题 解析
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