1997考研数学一真题及答案解析6938.pdf
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1、修正版 1 1997 年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题 一、填空题(本题共 5 分,每小题 3 分,满分 15 分.把答案在题中横线上.)(1)2013sincoslim(1 cos)ln(1)xxxxxx .(2)设幂级数0nnna x的收敛半径为3,则幂级数11(1)nnnnax的收敛区间为 .(3)对数螺线e在点2(,)(,)2e 处的切线的直角坐标方程为 .(4)设12243311At,B为三阶非零矩阵,且0AB,则t=.(5)袋中有 50个乒乓球,其中 20 个是黄球,30 个是白球,今有两人依次随机地从袋中各取一球,取后不放回,则第二个人取得黄球的概率是 .二、选择题(本题共
2、 5 小题,每小题 3 分,满分 15 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)(1)二元函数22,(,)(0,0),(,)0,(,)(0,0)xyx yxyf x yx y在点(0,0)处 ()(A)连续,偏导数存在 (B)连续,偏导数不存在(C)不连续,偏导数存在 (D)不连续,偏导数不存在(2)设在区间,a b上()0,()0,()0,f xfxfx令12(),()()baSf x dx Sf b ba,31()()()2Sf af bba,则 ()(A)123SSS (B)213SSS(C)312SSS (D)231SSS(3)2sin()s
3、in,xtxF xetdt设则()F x ()(A)为正常数 (B)为负常数 (C)恒为零 (D)不为常数(4)设111122232333,abcabcabc则三条直线1110a xb yc,2220a xb yc,修正版 2 3330a xb yc(其中220,1,2,3iiabi)交于一点的充要条件是 ()(A)123,线性相关(B)123,线性无关(C)秩123(,)r 秩12(,)r (D)123,线性相关,12,线性无关(5)设两个相互独立的随机变量X和Y的方差分别为4和2,则随机变量32XY的方差是 ()(A)8 (B)16 (C)28 (D)44 三、(本题共 3 小题,每小题
4、5 分,满分 15 分.)(1)计算22(),Ixy dV其中为平面曲线22,0yzx绕z轴旋转一周形成的曲面与平面8z 所围成的区域.(2)计算曲线积分()()()Czy dxxz dyxy dz,其中C是曲线221,2,xyxyz从z 轴正向往z轴负向看,C的方向是顺时针的.(3)在某一人群中推广新技术是通过其中已掌握新技术的人进行的.设该人群的总人数为N,在0t 时刻已掌握新技术的人数为0 x,在任意时刻t已掌握新技术的人数为()x t(将()x t视为连续可微变量),其变化率与已掌握新技术人数和未掌握新技术人数之积成正比,比例常数0,k 求()x t.四、(本题共 2 小题,第(1)小
5、题 6 分,第(2)小题 7 分,满分 13 分.)(1)设直线0,:30 xybLxayz 在平面上,且平面与曲面22zxy相切于点(1,2,5),求,a b之值.(2)设函数()f u具有二阶连续导数,而(sin)xzf ey满足方程22222xzze zxy,求()f u.五、(本题满分6 分)修正版 3 设()f x连续,10()(),xf xt dt且0()limxf xAx(A为常数),求()x并讨论()x在0 x 处的连续性.六、(本题满分 8 分)设11112,(),1,2,.,2nnnaaana证明:(1)limnna存在;(2)级数111nnnaa收敛.七、(本题共 2 小
6、题,第(1)小题 5 分,第(2)小题 6 分,满分 11 分.)(1)设B是秩为 2 的5 4矩阵,123(1,1,2,3),(1,1,4,1),(5,1,8,9)TTT 是齐次线性方程组0Bx 的解向量,求0Bx 的解空间的一个标准正交基.(2)已知111是矩阵2125312Aab的一个特征向量.()试确定参数,a b及特征向量所对应的特征值;()问A能否相似于对角阵?说明理由.八、(本题满分 5 分)设A是n阶可逆方阵,将A的第i行和第j行对换后得到的矩阵记为B.(1)证明B可逆;(2)求1AB.九、(本题满分 7 分)从学校乘汽车到火车站的途中有 3 个交通岗,假设在各个交通岗遇到红灯
7、的事件是相互独立的,并且概率都是25.设X为途中遇到红灯的次数,求随机变量X的分布律、分布函数和数学期望.十、(本题满分 5 分)设总体X的概率密度为(1),01,()0,xxf x其它,修正版 4 其中1 是未知参数.12,nx xx是来自总体X的一个容量为n的简单随机样本,分别用矩估计法和最大似然估计法求的估计量.修正版 5 1997 年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题解析 一、填空题(本题共 5 分,每小题 3 分,满分 15 分.把答案在题中横线上.)(1)【答案】32【分析】这是00型极限.注意两个特殊极限00sinln(1)lim1,lim1xxxxxx.【解析】将原式的分子、
8、分母同除以x,得 2001sin13sincos3cos3limlim.ln(1)(1 cos)ln(1)2(1 cos)xxxxxxxxxxxxxx 评注:使用洛必达法则的条件中有一项是0()lim()xxfxg x应存在或为,而本题中,200111(3sincos)3cos2 cossinlimlim1 cos(1 cos)ln(1)sin ln(1)1xxxxxxxxxxxxxxx 极限不存在,也不为,不满足使用洛必达法则的条件,故本题不能用洛必达法则.【相关知识点】1.有界量乘以无穷小量为无穷小量.(2)【答案】(2,4)【解析】考察这两个幂级数的关系.令1tx,则 1212111nn
9、nnnnnnnna ttna tta t.由于逐项求导后的幂级数与原幂级数有相同的收敛半径,1nnna t的收敛半径为 3 1nnna t的收敛半径为 3.从而2111nnnnnnta tna t的收敛半径为 3,收敛区间即(-3,3),回到原幂级数11(1)nnnnax,它的收敛区间为313x ,即(2,4).评注:幂级数的收敛区间指的是开区间,不考虑端点.对于0nnna x,若1limnnnaa它的收敛半径是1R.但是若只知它的收敛半径为R,则11limnnnaaR,因为1limnnnaa可以不存在(对于缺项幂级数就是这种情形).(3)【答案】2xye【解析】求切线方程的主要问题是求其斜率
10、xky,而xy可由e的参数方程 修正版 6 coscos,sinsinxeye 求得:2sincossincos,1cossincossinxxyeeyyxee,所以切线的方程为2(0)yex,即2xye.评注:本题难点在于考生不熟悉极坐标方程与直角坐标方程之间的关系.(4)【答案】3t 【解析】由0AB,对B按列分块,设123,B ,则 123123,0,0,0ABAAAA ,即123,是齐次方程组0Ax 的解.又因BO,故0Ax 有非零解,那么 12210243433730311301Attt,由此可得3t .评注:若熟悉公式0AB,则()()3r Ar Bn,可知()3r A,亦可求出3
11、t .(5)【答案】25【解析】方法 1:利用全概率公式.求第二人取得黄球的概率,一般理解为这事件与第一人取得的是什么球有关.这就要用全概率公式.全概率公式首先需要一个完全事件组,这就涉及到设事件的问题.设事件iA“第i个人取得黄球”,1,2i,则完全事件组为11,A A(分别表示第一个人取得黄球和第一个人取得白球).根据题设条件可知 1202505P A黄球的个数球的总数;1303505P A白球的个数球的总数;2120 119|50 149P AA(第一个人取得黄球的条件下,黄球个数变成20 119,球的总数变成50 149,第二个人取得黄球的概率就为1949);2120|49P AA(第
12、一个人取得白球的条件下,黄球个数亦为 20,球的总数变成50-1=49,第二个人取得黄球的概率就为2049).故应用全概率公式 21211212 193 202|5 495 495P AP A P AAP A P AA.修正版 7 方法二:利用“抽签原理”.只考虑第二个人取得的球,这 50 个球中每一个都会等可能地被第二个人取到.犹如几个人抽奖,其中只有一张彩票有奖,那么这几个人先抽与后抽,抽到有奖彩票的概率是一样的,这就是我们抽奖的公平性,此题中取到黄球的可能有 20 个,所以第二个人取到黄球的概率为202505.【相关知识点】1.全概率公式:2121121|P AP A P AAP A P
13、 AA;2.古典型概率公式:()iiAP A 有利于事件 的样本点数样本空间的总数.二、选择题(本题共 5 小题,每小题 3 分,满分 15 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)(1)【答案】(C)【解析】这是讨论(,)f x y在(0,0)点是否连续,是否存在偏导数的问题.按定义 00(0,0)(0,0)(,0),(0,)xyfdfdf xfyxdxydy,由于 (,0)0(),(0,)0()f xxfyy,偏导数且(0,0)(0,0)0,0ffxy.再看(,)f x y在(0,0)是否连续?由于 222(,)(0,0)01lim(,)lim(
14、0,0)2x yxy xxf x yfxx,因此(,)f x y在(0,0)不连续.应选(C).评注:证明分段函数在某点连续,一般要用定义证,有难度.证明分段函数(,)f x y在某点000(,)Mxy不连续的方法之一是:证明点(,)x y沿某曲线趋于0M时,(,)f x y的极限不存在或不为00(,)f xy.证明00(,)(,)lim(,)x yxyf x y不存在的重要方法是证明点(,)x y沿两条不同曲线趋于000(,)Mxy时,(,)f x y的极限不想等或沿某条曲线趋于0M时,(,)f x y的极限不存在.对于该题中的(,)f x y,若再考察(,)(0,0)(,)(0,0)001
15、lim(,)lim00lim(,)2x yx yyxy xf x yf x y,(,)(0,0)lim(,)x yf x y不存在.修正版 8 C a b E D x y O A B 由本例可见,函数在一点处不连续,但偏导数却可以存在.容易找到这种例子,例如(,),f x yxy它在点(0,0)处连续,但(0,0)xf 与(0,0)yf 都不存在.可见二元函数的连续性与偏导数的存在性可以毫无因果关系.(2)【答案】(B)【解析】方法 1:用几何意义.由()0,()0,()0f xfxfx可知,曲线()yf x是上半平面的一段下降的凹弧,()yf x的图形大致如右图.1()baSf x dx是曲
16、边梯形ABCD的面积;2()()Sf b ba是矩形ABCE的面积;31()()()2Sf af bba是梯形ABCD的面积.由图可见213SSS,应选(B).方法 2:观察法.因为是要选择对任何满足条件的()f x都成立的结果,故可以取满足条件的特定的()f x来观察结果是什么.例如取21(),1,2f xxx,则 2123213211115,248SdxSSSSSx.【评注】本题也可用分析方法证明如下:由积分中值定理,至少存在一个点,使()()(),baf x dxfba ab成立,再由()0,fx所以()f x是单调递减的,故()(),ff b从而 12()()()()()baSf x
17、dxfbaf b baS.为证31SS,令1()()()()(),2xaxf xf axaf t dt则()0,a 11()()()()()()2211()()()()2211()()()()()()221()()(),2xfx xaf xf af xfx xaf xf afx xafxaaxfxfxa拉格朗日中值定理 由于()0fx,所以()fx是单调递增的,故()()fxf,()0 x,即()x在,a b上单调递增的.由于()0,a所以()0,xxa b,从而 修正版 9 1()()()()()02babf bf abaf t dt,即31SS.因此,213SSS,应选(D).如果题目改为
18、证明题,则应该用评注所讲的办法去证,而不能用图证.【相关知识点】1.积分中值定理:如果函数()f x在积分区间,a b上连续,则在(,)a b上至少存在一个点,使下式成立:()()()()baf x dxfba ab.这个公式叫做积分中值公式.2.拉格朗日中值定理:如果函数()f x满足在闭区间,a b上连续,在开区间,a b内可导,那么在,a b内至少有一点()ab,使等式()()()()f bf afba成立.(3)【答案】(A)【解析】由于函数sinsintet是以2为周期的函数,所以,22sinsin0()sinsinxttxF xetdtetdt,()F x的值与x无关.不选 D,(
19、周期函数在一个周期的积分与起点无关).估计2sin0sintetdt的值有多种方法.方法 1:划分sinsintet取值正、负的区间.22sinsinsin00sinsin00sinsin0()sinsinsinsin(sin)()sinttttuttF xetdtetdtetdtetdteu dueetdt 当0t 时,sin0t,sinsin0,ttee所以()0F x.选(A).方法 2:用分部积分法.22sinsin0022sinsin00220sin2sin200()sincoscoscos(1 1)coscos0.ttttttF xetdtedtettdeeet dtet dt 故
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