2xi + Xi + x3+ 2x4 = 0,
、3而+(2 + Qhz+ (4+“)*3+4工< =1.
已知(1, 一 1,1, 一 1)丁是该方程组的一个解.试求
(I )方程组的全部解,并用对应的齐次方程组的基础解系表示全部解
(n)该方程组满足Zz = X3的全部解.
I. (2006,数一、数二,9分)已知非齐次线性方程组
■ X1 + 初 +了3 +z<=— 1,
〈4工1+3zz+5*3 —了4=—1,
,ax\ + 血+3丑+如4 = 1
有三个线性无关的解.
(I )证明方程组系数矩阵A的秩r(A) = 2;
(II)求a,5的值及方程组的通解.
. 186 .《 ______第四草线性方程组
「11
■11 「。_
5.(2000,数二,6 分)设 a= 2 ,0= * ,y = 0 ,A =
"」[oJ U
其中俨是p的转置,求解方程2B2A2x = A4x + B4x + r.
三、公共解与同解
试题特点
如果已知两个方程组(I)和(U),那么将其联立其联立方程组的解就是(I)与(口)
((11 ),
的公共解.
如果已知(I)与(口)的基础解系分别是«! ,a2 ,a3和Pi,则可设公共解为7,那么
y = k\CL\ + &2 口 2 + 为 3 。3 =+ 】202 ・
由此得kiai +k2a2 +奶皿一lipi —,202 = 0,解出ki腿,Ui 02可求出公共解y.
这两种常见的出题方法应当把握.
而处理同解的方法,往往是代入来处理,即把(I)的解代入(口),把(II)的解代入(I).
Q;
解题加速度
1. (2002,数四,8分)设四元齐次线性方程组(I )为
(2X1+ 3x2— -^3 — 0,
\ X1+ 2x2+ ^4 = 0.
而已知另一四元齐次线性方程组(U)的一个基础解系为
ai =(2,— 1,。+ 2,1)丁,% = (一l,2,4,a + 8)T.
・ 187 -► 数学历年真题全精解析■(数学三) 房
(1) 求方程组(I)的一个基础解系;
(2) 当a为何值时,方程组(I)与(口)有非零公共解?在有非零公共解时,求出全部非零公共解.
标均间
2. (2003,数一,4分)设有齐次线性方程组Ax = 0和Bx = 0,其中A,B均mXn矩阵,现有4
个命题:
① 若Ax = 0的解均是Bx = 0的解,则r(A) r(B);
② 若r(A) 2 r(B),则Ax = 0的解均是Bx = 0的解;
③ 若 Ax = 0 与 Bx = 0 同解,则 r(A) = r(B);
④ 若r(A) = r(B)则Ax = 0与Bx = 0同解.
以上命题中正确的是
(A)①②. (B)①③. (C)②④. (D)③④.
3. (1998,数四,7分)已知下列非齐次线性方程组(I ),( H )
•11+*2 ― 2x4 =— 6, Xi+ mx2— 5,
(I)〈侦一五一*3 — *4 = 1, ( H )< nxz—乃一2x4 =— 11,
3zi— Xi— x3 = 3 ; 、 工3— 2*4=—。+1.
(1) 求解方程组(I),用其导出组的基础解系表示通解;
(2) 当方程组中的参数m,n,t为何值时,方程组(I )与(口)同解?
・ 188 -第四章线性方程组
4. (2021,数二,5 分)设三阶矩阵 A = [a] ,a2 ,a3] »B = ,fi2 ,jJ3],若向量组 ai ,a2 ,a3 可以由
向量组线性表出,则
(A)Ax = 0的解均为Bx = 0的解. (B)Atx = 0的解均为BTx = 0的解.
(C)Bx = 0的解均为仙=0的解. (D)BTx = 0的解均为A「x = 0的解.
5. (2022.数一,5分)设A,B为"阶矩阵,E为单位矩阵.若方程组Ax = 0与Bx = 0同解,则
O'
(A) 方程组 y=0只有零解.
-E B J
rE a 1 ,
(B) 方程组 y = 0只有零解.
-O AB J
「AB] rB Al
(C) 方程组 y=0与 y = o同解.
Lo bJ Lo a J
「AB B"1 VBA Al
(D) 方程组 L o aj y=0与 L o bJ y=o同解.
・ 189 -数学历年真题全精解析• ■■(数学三) 涉
第五个 特隹也与将任向量
本章导焕
特征值和特征向量是线性代数的重要内容之一,也是考研的重点之一,它涉及行列式,矩阵,
相关、无关,秩,基础解系等一系列问题,知识点多,综合性强,必须好好复习.
首先要掌握求特征值、特征向量的各种方法;第二是相似,要掌握和对角矩阵相似的充分必要
条件,会求可逆矩阵P;第三(可能更重要),要学会利用实对称矩阵的隐含信息处理求特征值、特征
向量,用正交矩阵相似对角化等一系列方法.
4
真鹿分类嫁习
-、崎1E值、畴1E尚圣的概念与计算
♦题特点
常见的命题形式:
1. 用定义Aa = Xa ,a 0推理、分析、判断.
2. 由| AE — A | = 0和GUE-A)x = 0求基础解系.
3. 通过相似厂|庭=B.
(1) 如 Aa = Aa,则 B(P~'a)=义(P-'a).
(2) 如 Ba = Aa,则 A (Pa) = A(Ba).
特别地,如r(A) = 1,有
I AE-A | = A,-蚓a"-',
Ai =寻6^,描=A3 = = A„ = 0.
请通过下面的考题,进一步体会在考场上如何求特征值、特征向量.
[J (2015,13题,4分)设3阶矩阵A的特征值为2, — 2,1,B = A2—A + E,其中E为3阶单位
矩阵,则行列式| B | = .
答题区
. 190 .第五章特征值与特征向量
(0
解题加速度
■ 0 -2 ~2~
1. (2002,数二,3分)矩阵 2 2 -2 的非零特征值是.
-2 -2 2 _
滴算空间
2. ( 1993,数四,3分)设;I = 2是非奇异矩阵A的一个特征值,则矩阵(yA2r,有一个特征值等于
(A)T (b)T (c)i (d)T
3. (2008,数一,4分)设A为2阶矩阵,a】,a2为线性无关的2维列向量,8i = 0,Aa2 = 2页+
az,则A的非零特征值为.
演算空间
・ 191 -数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
4. (2003,数一,10分)设矩阵A = ,B = P^ A 'P,求 B + 2E 的特
征值与特征向量,其中A*为A的伴随矩阵,E为3阶单位矩阵.
演算空间
5. (2009,数一,4分)若三维列向量a邢满足a”= 2,其中a1为a为转置,则矩阵伽『的非零
特征值为
「4 1 一 2] 「1】
6. (2017,数二,4分)设矩阵A = 1 2 a 的一个特征向量为 1 ,则Q =
_3 1 - 1_ _2_
. 192 .第五章特征值与特征向量
二、相似与相似时偷化
围绕相似定义= B、相似的性质设计试题,或者考查判断是否和对角矩阵相似.
A〜A0A有n个线性无关的特征向量
0如义是A的龙重特征值,则;I有互个线性无关的特征向量.
如A有抑个不同的特征值=>A〜A.
-3 0 0-
@(2009,13 题,4 分)设 a = (1,1,1)T“= (1,0以)七若矩阵 a/T 相似于 0 0 0,则=
0 0 0_
答题区
_] 1 … 1 一 ■0 … 0 1 -
1 1 1 0 ・•・ 0 2
0(2014,21题,11分)证明/阶矩阵 与 相似.
: :
_1 1 ・・・ 1_ _0 ・・・ 0 n _
答题区
-193 ・数学历年真题全精解析• ■■■(数学三)
EJ(2016,5题,4分)设A,B是可逆矩阵,且A与B相似,则下列结论错误的是
(A)At 与BT相似. (B)A-1与B '相似.
(C)A+At 与 B + BT 相似. (D)A+AT 与B + B 1相似.
答题区
「2 0 0' "2 1 0一 1 0 0-
(2017,6题,4分)已知矩阵4 = 0 2 1 = 0 2 0 ,c = 0 2 0 ,则
0 0 1. 「0 0 1_ 0 0 2_
(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.
答题区
1 0'
(2018,5题,4分)下列矩阵中,与矩阵0 1 1相似的为
L0 0 1.
-1 1 _ r _1 0 _ r 1 _ r 一 1 0 -1-
(A) 0 1 1 ・ (B) 0 1 1 ・ (C) 0 1 0 ・ (D) 0 1 0
0 0 1 _ 0 0 1 _ 0 0 1 . 0 0 1 _
答题区
• 194第五章特征值与特征向量
团(2020,21题,11分)设A为二阶矩阵,P= [a,Ax],其中a是非零向量且不是A的特征向量.
(I )证明P为可逆矩阵;
(U)若A2a + Aa-6a =。.求P^AP,并判断A是否相似于对角矩阵.
答题区
7 1 0-
0(2021,21题,12分)设矩阵A= 1 2 0仅有两个不同的特征值.若A相似于对角矩阵,
.1 a b.
求a,5的值,并求可逆矩阵P,使P~ AP为对角矩阵.
答题区
-1 0 0"
0(2022,5题,5分)设A为三阶矩阵,A = 0 -1 0,则A的特征值为1, 一1,0的充分必
0 0 0.
要条件是
(A)存在可逆矩阵P,Q,使得A = PAQ. (B)存在可逆矩阵P,使得A = PAP
(C)存在正交矩阵Q,使得A = QAQ1. (D)存在可逆矩阵P,使得A = PAPt.
答题区
• 195数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
解题加速度
(^}
1.(2001,数一,8分)已知三阶矩阵A与三维向量x,使得向量组x,Ax,A2x线性无关,且满足
A3x = 3Ax — 2A2x.
(I )记? = lx,Ax,A2x^,求三阶矩阵B,使4 = PBP ' ; (II)计算行列式I A + E I.
■ 1 - -2 _ 1 2 -
2. (1997,数一,6 分)已知 g = 1 是矩阵A = 5 a 3 的一个特征向量.
-1. -1 b -2_
(I )试确定参数a,6及特征向量g所对应的特征值;
(U)问A能否相似于对角阵?说明理由.
. 196 .第五章特征值与特征向量
* 1 2 -3-
3.(2004,数一,9 分)设矩阵 A = - 1 4 -3的特征方程有一个二重根,求Q的值,并讨论
1 a 5 _
A是否可相似对角化.
三、黄于4©似时可逆矩阵P
P^ AP= A时,A对角线元素是A的特征值,P是A的特征向量,要意识到这一类题目实际上就
是求矩阵A特征值和特征向量的另一种出题方法.这类试题往往会涉及处理一些参数.
解题加速度中1题和2题是常规题型,而3题是用含感的方法求可逆矩阵PCPT AP, = B,
P^1BP2 = C^p-^AP = C,P = P1P2).
■ 0 2 -3- 1 -2 0-
皿(2015,21题,11分)设矩阵4 = -1 3 -3 相似于矩阵B = 0 b 0
_ 1 -2 a _ 0 3 1_
(I )求a,6的值;
(n)求可逆矩阵p,使p^ap为对角矩阵.
答题区
. 197 .数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
[fJ(2016,21 题,11 分)已知矩阵 A = 2-30.
0 0 0_
(I )求妒;
(H)设3阶矩阵B =[。】02,口3]满足房=BA,记B。。=[如如仇、将",氏分别表示
为a】,口3的线性组合.
答题区
~2 0"
[£(2019,21题,11分)已知矩阵4 = -2 与B = 0 _ 1 0 相似.
-2. 0 0
([)求 x^yi
(n)求可逆矩阵 p,使得p-ap = b.
答题区
因2020,6题,4分)设A为三阶矩阵,a】,a2为A的属于特征值1的线性无关的特征向量,奶
-1 0 0-
为A的属于特征值一1的特征向量,则满足P- AP = 0-10的可逆矩阵P为
0 0 1.
(A)[ai +。3,。2, — a3〕. (B)[ai +a2 ^a2, — a3].
-198 -第五章特征值与特征向量 ◄
(0[。1 +。3,— 口3,。2〕・ (D)[ai + a2 9 一 皿,。2〕.
答题区
(fl
解题加速度
1. ( 1992,数三,7分)设矩阵A与B相似,其中
—2 0 0- ―1 0 0-
A — 2 X 2 = 0 2 0
_ 3 1 L _ 0 0 y~
(I )求]和;y的值;
(n)求可逆矩阵p,使p~ap = b.
■ 3 2 一2一
2. (1999,数四,7分)设矩阵A = -k -1 k ,问当4为何值时,存在可逆矩阵P,使得
_ 4 2 ~3_
P- AP为对角矩阵?并求出P和相应的对角矩阵.
-199 ・> 数学历年真题全精解析•—(数学三) 》
3. (2005,数四,13分)设A为三阶矩阵,a ,a2 ,a3是线性无关的三维列向量,且满足
】
Aai = ai + a2 + a3 ,Aa2 = 2a2 + a3 ,Aa3 = 2az + 3a3.
(I )求矩阵 B,使得 A[aj ,a2 ,a3] = [ai ,a2
(n)求矩阵A的特征值;
(Hl)求可逆矩阵P,使得P^'AP为对角矩阵.
投
实时衿矩阵
试题特点
实对称矩阵有几个重要的定理,例如:实对称矩阵一定和对角矩阵相似(不管特征值有没有重
根);实对称矩阵特征值不同时特征向量必相互正交(由此有内积为0,从而可构造齐次方程组求特
征向量);实对称矩阵可以用正交矩阵来相似对角化.试题就是围绕这些定理来设计的.此部分内
容是考研的重点,特别要复习好综合性强的解答题.
[E(2010,6题,4分)设4为4阶实对称矩阵,且A,+ A = O.若A的秩为3,则A相似于
一1 -1 -
1 1
(A) . (B)
1 _ 1
- 0_ _ 0_
-
_1 -1
-1 _ 1
(C) . (D)
_ 1 -1
0_ 0_
答题区
. 200 .第五章特征值与特征向量
■ 0 -1 4一
圈(2010,21 题,11 分)设4 = _ 1 3 a ,正交矩阵。使得qtaq为对角矩阵,若。的第
_ 4 a 0_
1 列为土(1,2,1)T,求 a,Q.
V6
答题区
H3(2O11,21题,11分)设A为三阶实对称矩阵,A的秩为2,且
一 1 r -1 r
A 0 0 = 0 0
-1 .1 1_
(I )求A的所有特征值与特征向量
(口)求矩阵A.
答题区
・201・数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
(2013,6题,4分)矩阵 相似的充分必要条件为
(A)a = 0,6 = 2. (B)a = 0,5为任意常数.
(C)a = 2,6 = 0. (D)a = 2,6为任意常数.
答题区
,4
小结
通过这几个试题希望你很好地归纳一下,面对实对称矩阵都有哪些求特征值、特征向量的方
法技巧?
(|;解题加速度
a 1 1 -
1.(2002,数四,8分)设实对称矩阵A = 1 a - 1,求可逆矩阵P,使 为对角形矩
_1 - 1 a _
阵,并计算行列式| A-E |的值.
演算空间
・202・第五章特征值与特征向量
2. (2001,数三、数四,9分)设矩阵A = ,已知线性方程组Ax =0有解
但不唯一,试求:(I )a的值;(口)正交矩阵Q,使QTqQ为对角矩阵.
一 a 1 - r
3. (2001,数一,12 分)设矩阵 A= 1 a -1 .
-1 -1 a 一
(I )求正交矩阵P,使PT^P为对角矩阵;
(II)求正定矩阵C,使(a + 3)E —A,其中E为三阶单位矩阵.
. 203 .数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
第六章 二次型
本童导,
二次型实际上是特征值的几何应用,复习二次型就一定搞清它与特征值、特征向量之间的内
在联系.
考点主要有三个:第一个是二次型化标准形的正、反两方面的问题,依托的是特征值、特征向
量相似对角化的理论与方法;第二个是二次型的正定性,既有正定的判定,又有正定性质的运用,
也都会涉及特征值;第三个是合同,它是由二次型经坐标变换引申出来的概念.
一、二次q的概念与持推形
■题特点
用正交变换化二次型为标准形,求其标准就是求二次型矩阵A的特征值,求坐标变换就是求A
的特征向量.
若求二次型的表达式就是求矩阵A,这样的试题一般都是实对称矩阵试题的翻版.
fJ(2009,21题,11分)设二次型
f(ii ,x2,心)=OTi + (a — 1)药 + 2而工3 — 2x2x3.
(I )求二次型f的矩阵的所有特征值;
(n)若二次型f的规范形为法+展,求a的值.
答题区
.204 .第六章二次型
回(2011,13题,4分)设二次型/(而,互,乃)=xTAx的秩为1,A的各行元素之和为3,则f在
正交变换x = Qy下的标准形为・
答题区
一 1 0 1 -
2012,21 题,11 分)已知 A =
0 1 1 ,二次型互,丁3)= *t(ATA)x 的秩为 2.
-1 0 a
_ 0 a -1
(I)求实数Q的值;
(n)求正交变换x = Qy将二次型f化为标准形.
答题区
¥1(2013,21 题,11 分)设二次型 f (工 1 口2 ,%3)= 2(aiXi + a2x2 4- a3x3)z + (5皿 + b2x2 +
63X3 )2,记
□ 1
a = a2 b2
_d 3_
力
-205 ・数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
(I )证明:二次型/对应的矩阵为2aaT+ppT;
(□)若a,P正交且均为单位向量,证明/在正交变换下的标准形为2" +展.
答题区
一蒙
§ (2014,13题,4分)设二次型 g 口 2 ,了 3)= xf +2ax]i3 +4互心的负惯性指数为1,
则。的取值范围是.
答题区
0(2015,6题,4分)设二次型,互屹3)在正交变换x = Py下的标准形为2yl +境一犹,
其中P =命 ,e2 e],若Q =[跖,一久
“2
〕,则f (工' m ,%3)在正交变换x = Qy下的标准形为
(A)2j/f — y 2 + 3^3. (B)2j/i + y 2 ~ yl- (C)2“一展一奔 (D)2"+展+法・
答题区
・ 206 -第六章二次型
Q(201696 题,4 分)设二次型 /(xi ,x2 >x3) = a(xi +xl +xf) +2xix2 +2x2x3 +2x^x3 的正、
负惯性指数分别为1,2,则
(A)a > 1. (B)q V—2.
(C) — 2 V Q V L (D)a = 1 或 =— 2.
q
答题区
13(2017,21 题,11 分)设二次型 f (工1 ,x2 ,i3)= 2x| — xI +axl + 2xxx2 — 8xix3 +2x2x3 在
正交变换x = Qy下的标准形为扁"+人2展,求。的值及一个正交矩阵Q.
答题区
C1 (2018,20 题,11 分)设实二次型 f (工1 ,互)=(xi —Xi +x3)2 + (x2 +x3)2 + (xi +ar3 )2,
其中。是参数.
(I)求 fZl ,二2,了3)=。的解;
(口)求f (工1 口2 口3)的规范形.
答题区
・207・> 数学历年真题全精解析•—■(数学三) 》
皿(2019,6题,4分)设4是三阶实对称矩阵,E是三阶单位矩阵.若A? +A = 2E,且| A | = 4,
则二次型xTAx的规范形为
(+ y2 + >3. (B)3;| + y2 ~ yl.
(C)“ — yl —展. (D) — yl — yl — yl.
答题区
dj(2020,20题,11分)设二次型,x2)=展一4工+4蓦经正交变换(:)=。(了 )化为
二次型 g(/i 必)=ay\ +4^iy2 + byl,其中 a^b.
(I )求 值;
(口)求正交矩阵0
答题区
幽(2021,5 题,5 分)二次型 /(心叫皿)=3 +x2)2 + (x2+^3)2-(^3-^i)2 的正惯性
指数与负惯性指数依次为
(A)2,0. (B)l,l. (02,1. (D)l,2.
答题区
-208 ・第六章二次型
圜(2022,21 题,12 分)已知二次型 /(xi ,x2,x3) = 3若 + 4云 + 3毯 + 2而了3.
(I )求正交变换x = Qy将f(H\ ,x2,了3)化为标准形;
(U)证明:min 华=2.
5 X X
答题区
囱解题加速度
1. (2005,数一,9分)已知二次型
/(j:i ,互 口3)=(1 — + (1 — a)xl + 2x1 + 2(1 + a)j?ijc2
的秩为2
(I )求 的值;
g
(II)求正交变换x = Qy,把f (工1 »x2 口3)化成标准形;
(HI )求方程/(xi ,x2 ,无)=0的解.
・ 209 -8W
数学历年真题全精解析'• (数学三) 》
2. (2010,数一,11分)已知二次型/(jfj 9x2 ,x3) = xTAx在正交变换x = Qy下的标准形为睛
+奖,且。的第3列为(亨,0,手)
(I )求矩阵4;
(II )证明A + E为正定矩阵,其中E为三阶单位矩阵.
涵尊空间
3. (2020,数二,11 分)设二次型 ,x2 >x3 )=药 + 蒙 +1? + 2ax\x2 + 2azi jc3 + 2ax2x3 经
© yi
可逆线性变换 12 =p 关 化为二次型g(>i ,y2必)=M +展+4况+2yTy2.
93,
(I )求Q的值;
(II)求可逆矩阵P.
演 wsiB]
-210 ・第穴章二次型
4. (2022,数一,12分)已知二次型/'(工1,工2,工3)= ijXiXj,
i= 1 j=l
(I )写出/(X1 9x2 ,x3)对应的矩阵;
(II)求正交变换x = Qy将/(e ,x2 >x3)化为标准形;
(HI)求,x2,13)= 0 的解.
二、二次叟的正定
廨题特粉
围绕正定的定义“ Vx尹0必有xTAx > 0”设计的试题一般难度较大,其中需用特征值(参看
2010年数一试题)、顺序主子式的考题是容易的.
复习时,注意考定义法的题(参看下面的解题加速度)
®解题加速度
1. (1997 ,数三,3 分)若二次型 f (工1 口2,Z3)= 2x1 + X2 + 房 + 2X1X2 +&2了3 是正定的,则 t
的取值范围是・
-211数学历年真题全精解析• (数学三)
2. ( 1999,数一,6分)设A为m阶实对称矩阵且正定,B为mXn实矩阵,日丁为B的转置矩阵,
试证-BTAB为正定矩阵的充分必要条件是B的秩r(B) = n.
3. ( 1999,数三,7分)设A为znX”实矩阵,E为“阶单位矩阵,已知矩阵B = AE+ATA,试证:
当A > 0时,矩阵B为正定矩阵.
4. (2000,数三,9分)设有n元实二次型
/(•Z1,互,…,而)=(勾 +<21力)2 + (x2 +%无)2 + + (x^-l +arlX„)2 + (x„ +a,Zi )2 ,
其中a,(i = 1,2,•••,«)为实数.试问:当,a2 ,,a„满足何种条件时,二次型f6 ,h,•- ,x„)为
正定二次型.
. 212 .第穴童二次型
C
5. (2005,数三,11 分)设。= 为正定矩阵,其中A,B分别为m阶,72阶对称矩阵,C为
B.
mXn阶矩阵.
'Em -ATC-
(I )计算PTDP,其中P =
-O E„ -
(II)利用(I)的结果判断矩阵B-CTA C是否为正定矩阵,并证明你的结论.
三、会同矩阵
斌题特点
不是重点,填空题、选择题为主.
A ~ B<^)pA = pB ,qA = qB.
通过什么来确定正、负惯性指数?特征值!有时也可用配方法.
注意相似与合同的联系和区别.
(J;解题加速度
ri 21
1. (2008,数四,4分)设A = ,则在实数域上与A合同的矩阵为
-2 1 -
r- 2 17 「2 —21 「2 11
(A) (B) (C)
-1 — 2 J -— 1 2 J L1 2 -
-213 -数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
2. (2001,数一,3 分)设 A =
(A)合同且相似.
(C)不合同但相似. (D)不合同且不相似.
■0 1 0 o-
1 0 0 0
3. (1996,数三,8分)设矩阵A =
0 0 y 1
0 0 1 2-
(I )已知A的一个特征值为3,试求
(II)求可逆矩阵P,使(AP)T(AP)为对角矩阵.
. 214 .第一章随机事件和概率
第三部分概率论与数理统计
第一章 K的亭料加率
本童导谟*
本章是概率论与数理统计的基础,近几年本章单独出的考题较少,平均2 - 3年一个小题,更
多地是作为基本知识点出现在后面各章的考题中,应该将本章有关的重点的基本概念、基本理论
和基本方法理解透彻和熟练掌握.
《试题特点*
本章的考题大多是选择题或填空题,考核重点为事件的关系和运算、概率的性质、概率的五大
公式(加法公式、减法公式、乘法公式、全概率公式以及贝叶斯公式)、古典概型和伯努利概型.
一部分考生对古典概型中的难题感到困难,其实考试大纲对古典概型和几何概型只要求会计
算一般难度的题型,所以不必刻意去做各种复杂的题型.
本章的选择题或填空题一般会综合3〜4个考点,计算量不太大.
■题分类练习
-、手件关系,撤率推质“玉关公式
[J(2009,7题,4分)设事件A与事件B互不相容,则
(A)P(AB) = 0. (B)P(AB) = P(A)P(B).
(C)P(A) = l-P(B). (D)P(A U B) = 1.
答题区
-215 -数学历年真题全精解析■(数学三) 》 , 条
0(2012,14题,4分)设A,B,C是随机事件,A与C互不相容,P(AB) = P(C) = •,则
乙 O
PCAB | C) =.
答题区
gJ(2014,7题,4分)设随机事件A与B相互独立,且P(B) = 0.5,P(A-B) = 0.3,则
P(B-A)=
(A)0. 1. (B)0.2. (00.3. (D)0.4.
答题区
日(2015,7题,4分)若A,B为任意两个随机事件,则
(A)P(AB) < P(A)P(B). (B)P(AB) > F(A)P(B).
(C)P(AB) V P(A),P(B). (D)P(AB) }丝具-)尹(叫
Li 乙
答题区
目(2016,7题,4分)设A,B为两个随机事件,且0 < P(A) < 1,0 < P(B) < 1,如果
P(A | B) = 1,则
(A)P(B | A) = 1. (B)F(A | B) = 0.
(C)P(A U B) = 1. (D)P(B | A) = L
答题区
-216 -第一章随机事件和概率
0(2017,7题,4分)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 \JB
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.
答题区
股(2018,14题,4分)随机事件A,B,C相互独立,且P(A) = P(B) = P(C) = ■,则
乙
P(AC | A U B) =.
答题区
0(2019,7题,4分)设A,B为随机事件,则P(A) = P(B)的充分必要条件是
(A)P(A U B) = P(A) + P(B). (B)P(AB) = F(A)P(B).
(C)P(AB) = P(BA). (D)P(AB) = P(AB).
答题区
Q(2020,7 题,4 分)设 A,B,C 为三个随机事件,且 P(A) = P(B) = P(C) = §,P(AB)=
0,P(AC) = P(BC) = L,则A,B,C中恰有一个事件发生的概率为
答题区
・217・► 数学历年真题全精解析(数学三)
皿(2021,8题,5分)设A,B为随机事件,且0 V P(B) < 1.下列命题中为假命题的是
(A) 若 P(A | B) = P(A),则 P(A | B) = P(A).
(B) 若 P(A | B) > P(A),则 P(A | B) > P(A).
(C) 若 P(A | B) > P(A | 百),则 P(A | B) > P(A).
(D) 若 P(A | A (J B) > P(A | A U B),则 P(A) > P(B).
答题区
[f](2022,16题,5分)设A,B,C为随机事件,且A与B互不相容,A与C互不相容,B与C相
互独立,P(A) = P(B) = P(C) = §,则 P(B (J C | A U B U C) =.
答题区
d;
解题加速度
1. (1998,数四,3分)设A,B,C是三个相互独立的随机事件,且0 0,F(A | B) = 1,则必有
(A)P(A U B) > P(A). (B)F(A U B)> P(B).
(C)P(A U B) = P(A). (D)P(A U B)= P(B).
演
・ 219 -数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
第二章 随机冬量女矣分布
本章导谟
本章作为基础,渗透到后面的各章考题中,尤其是第三章多维随机变量及其分布,近几年的考
题大多集中在多维随机变量这一章中,尤其是多维随机变量函数的分布的考题近年考得较多,不
过要先打好一维随机变量的基础才能掌握多维随机变量.
试题特点
本章的考点:分布函数、分布律、概率密度,常考的一些分布的性质.这些考点常以选择题或填
空题的形式来考查.
随机变量函数的分布常出现在较大的解答题中.
真逾分类练习
0, •r V 0,
1
。(2010,7题,4分)设随机变量X的分布函数F&)=< 0 W z V 1,
~2"
.1 — e~ J , z 2 1,
则 P{X = 1}=
(A)0. (B)
(C) e~'- (D)l-e--1
u
答题区
・ 220 -第二章随机变量及其分布
■(2010,8题,4分)设f3 为标准正态分布的概率密度,力(工)为[一 1,3]上均匀分布的概
率密度,若
afx (x) , rcWO,
/(x)= r ,、 (a>0,6>0)
bf z (x) , z > 0,
为概率密度,则a,6应满足
(A)2a + 36=4. (B)3a + 26 = 4.
(C)a + 5=1. (D)a + 6 = 2.
答题区
恐(2013,7 题,4 分)设 Xi, Xz, X3 是随机变量,且 Xi 〜N(0,l),Xz 〜N(0,22),X3 〜N(5,
32),A = P{—2 < X. V 2}(i = 1,2,3),则
(A) P\ > > 03. (B) pl > pl p3 .
(C)/>3 > Pl > Pi. (D)/>! > p3> p2.
答题区
日(2018,7题,4分)设随机变量X的概率密度八工)满足/(1+x) = /(1-x),且
/(x) Ax =0. 6,则 P{X V 0}=
0
(A)0.2. (B)0.3. (C)0.4. (D)0.5.
答题区
・221・am
数学历年真题全精解析• (数学三)
0(2019,8题,4分)设随机变量X与丫相互独立,且都服从正态分布N(“,/),则P{ | X —
y i(0><1),令名=XY.
(I)求Z的概率密度;
(口 ”为何值时,X与Z不相关?
(ni)x与Z是否相互独立?
答题区
(3(2020,8题,4分)设随机变量(X,Y)服从二维正态分布N(0,0;l,4; 一号),则下列随机变
量中服从标准正态分布且与X独立的是
(A)尊(X + Y). (B)卓(X — Y).
0 0
(C)争X + Y). (D)争X-Y).
答题区
二、二疆1随机置童佝谗数z = g(X, 丫)的分布
❷(2009,8题,4分)设随机变量X与丫独立,且X服从标准正态分布N(0,l),Y的概率分布
为P{Y= 0} = P{Y= 1} = §■.记Fz(z)为随机变量Z=XY的分布函数,则函数Fz(z)的间断
点个数为
(A)0. (B)l.
. 225 .数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
(02. (D)3.
答题区
(2012,7题,4分)设随机变量X与Y相互独立,且都服从区间(0,1)±的均匀分布,则P{X2
+W1}=
(A) (B) j.
(O 4. (D) T-
o
答题区
0(2016,22题,11分)设二维随机变量(X,Y)在区域D= {危,少| 0 数学历年真题全精解析•■—(数学三) 劾
®2()11,23题,11分)设二维随机变量(X,Y)服从区域G上的均匀分布,其中G是由工一
y =0,x + y = 2与/ = 0所围成的三角形区域.
(I)求X的概率密度fx(工);
(□)求条件概率密度膈丫危I们.
答题区
E(2013,22题,11分)设(X,V)是二维随机变量,X的边缘概率密度为
-.、 (3x2 0);
(皿)求 P{X>2Y}.
答题区
・228・第三章多维随机变量的分布
d;
解题加速度
(2004.数四,13分)设随机变量X在区间(0,1)内服从均匀分布,在X = x(0 1}.
. 229 .数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
第四章 随也堂堂的薮学将隹
本章导读
本章是概率论的重点之一,有相当多的考题涉及这章的内容.随机变量的数字特征,包括数学期
望、方差、矩、协方差、相关系数等,所有求这些数字特征的题都是在求随机变量函数的数学期望.
斌题特点》
本章的试题除了求一些给定随机变量的数学期望外,很多题的数学期望或方差的计算都与常
用分布有关.应该牢记常用分布的参数和它们的概率意义,有些常用分布的参数就是该随机变量
的数学期望或方差.也应该会用数字特征的基本性质,会求一般随机变量函数的数学期望.大纲要
求掌握切比雪夫不等式,但一般不会像考数学期望那样经常考.
b
真题分类练习
数学期望E(X)与方卷D(X)
口(2011,14题,4分)设二维随机变量(X,Y)服从正态分布N( a" / ;0),则E(xy)=
答题区
❷(2012,23题,11分)设随机变量X与Y相互独立,且都服从参数为1的指数分布,记U =
max{X,y},V= min{X,Y).
(I)求V的概率密度fvM;
(H)求 E(U + V).
答题区
. 230 .<第四章随机变量的数字特征 £
§(2013,14题,4分)设随机变量X服从标准正态分布N(0,l),则E(Xe,x)=.
答题区
日(2014,22题,11分)设随机变量X的概率分布为P{X= 1} = P{X = 2} = 在给定
X = i的条件下,随机变量Y服从均匀分布UCO,i)(i = 1,2).
(I)求Y的分布函数F『3);
(H)求 E(y).
答题区
0(2015,22题,11分)设随机变量X的概率密度为
(2-5 2, x>0,
f\x)= < ,
I 0,
对X进行独立重复的观测,直到第2个大于3的观测值出现时停止,记Y为观测次数.
(I)求V的概率分布;
(n)求 E(y).
答题区
-231数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
0(2016,8题,4分)设随机变量X与Y相互独立,且X〜N(1,2),Y〜N(l,4),则D(XY)=
(A)6. (B)8. (014. (D)15.
答题区
0(2017,14题,4分)设随机变量X的概率分布为P{X=—2} = §,P{X = 1} = a,
P{X = 3}=们若 E(X) = 0,则 D(X) =.
答题区
&(2017,22题,11分)设随机变量X,丫相互独立,且X的概率分布为P{X=0} =P{X = 2}
i (2y,0VyVl,
=齐,Y的概率密度为心)=: 甘%
Z I 0, 其他.
(I )求 P{Y E(X)-1) =.
答题区
. 232 .<四章随机变量的数字特征
皿(2020,14题,4分)设随机变量X的概率分布为P{X =姐=j^,k = 1,2,3,-. V表示X
被3除的余数,则E(Y) =.
答题区
[D(2021,22题,12分)在区间(0,2)上随机取一点,将该区间分成两段,较短一段的长度记为
X,较长一段的长度记为Y.令Z = ¥•
(I)求X的概率密度;
(□)求Z的概率密度;
(皿)求E修).
答题区
幽(2022,8题,5分)设随机变量X〜N(0,4),随机变量丫〜B(3,§),且X与Y不相关,则
D(X-3Y+1)=
(A)2. (B)4. (06. (D)10.
答题区
. 233 .数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
(1)
解题加速度
( 1999,数一'.3分)设随机变量= 1,2,3,独立同分布,E(XQ = 2,则行列式
x„ X12 …X1”
X2I X22 - &
的数学期望e(y)=
二,5 卷 Cov(X,Y)
■(2010,23题,11分)箱中装有6个球,其中红、白、黑球的个数分别为1,2,3个.现从箱中随
机地取出2个球,记X为取出的红球个数,Y为取出的白球个数.
(I)求随机变量(X,Y)概率分布;
(口)求 Cov(X,Y).
答题区
圜(2012,22题,11分)设二维离散型随机变量(X,Y)的概率分布为
4
0
3
0
・234・《 第四章随机变量的数字特征
(I )求 P{X = 2Y};
(U)求 Cov(X-Y,Y).
答题区
[£(2018,22题,11分)设随机变量X与Y相互独立,X的概率分布为P{X= 1} = P{X =
-1}=号,Y服从参数为;I的泊松分布.令Z= XY.
(I )求 Cov(X.Z);
(H)求Z的概率分布.
答题区
困2022,10题,5分)设二维随机变量(X,Y)的概率分布为
y
0 2
0. 1 0. 1 b
a 0. 1 0. 1
・ 235 -数学历年真题全精解析・■■(数学三) 》
若事件{max(X,y} = 2)与事件{min{X,Y} = 1}相互独立,则 Cov(X,Y)=
(A)-0.6. (B)-0.36. (C)0. (D)0.48.
答题区
(I;
解题加速度
(2004,M— ,4分)设随机变量Xi ,X2, — ,X„(n > 1)独立同分布,且其方差为a2 > 0,
令丫 = ;fx,,则
(A)Cov(X1,y)= (B)Cov(X】,Y)
n
=廿鸟 7-2 +- 2。
(C)D(Xi +Y) 2 (D)D(Xi -Y)
n n
三、梅共系数
PXY
囱( 2011,22题,11分)设随机变量X与丫的概率分布分别为
X o 1 y -1 0 1
1 2 1_ _1
P §京力 3~ ~3 ~3
且 P{X2 = Y2} = 1.
(I)求二维随机变量(x,y)的概率分布
. 236 .第四章随机变量的数字特征
(口)求Z = XY的概率分布;
(皿)求X与Y的相关系数
答题区
[g(2014,23题,11分)设随机变量X,Y的概率分布相同,X的概率分布为P{X = 0} =
P{X= 1} = 且X与Y的相关系数
O 乙
(I)求(x,y)的概率分布; ,
(口)求 P{X + Y<1}・
答题区
・ 237 -数宇垣年真题垒精解近• (数学三) 》
皿(2020,22题,11分)设二维随机变量(X,Y)在区域D= ((x,>) | 0<>< JTf}上服
从均匀分布,令
=11, X-Y>0, = 11, X + Y > 0,
1 -(0, X-Y<0, 2 -(0, X + Y<0.
(I )求二维随机变量(乙,乙)的概率分布;
(H)求乙与Z2的相关系数.
答题区
巫(2021,16题,5分)甲、乙两个盒子中各装有2个红球和2个白球,先从甲盒中任取一球,观
察颜色后放入乙盒中,再从乙盒中任取一球.令X,V分别表示从甲盒和从乙盒中取到的红球个数,
则X与Y的相关系数为.
答题区
. 238 .第五章大数定律和中心极限定理
第五章 大数宏律加中心柢彼宏理
本章内容不是考试的重点,2001年考过一次中心极限定理,2003年.2022年考过大数定律,本
章内容包括三个大数定律即切比雪夫大数定律,伯努利大数定律,辛钦大数定律;二个中心极限定
理即棣莫弗-拉普拉斯定理,列维-林德伯格定理.
本章试题大多是简单的选择题和填空题,只要把这些定律和定理的条件与结论记住就可以
了.2001年曾经有用中心极限定理来近似计算的解答题,但考试时不能使用计算器,因计算量过
大,这类考题近几年也不太多出现了.
(2022,9题,5分)设随机变量序列,…,X,,…独立同分布,且X】的概率密度为了愆)=
「一厂|, I ^<1,则当”_8时招依概率收敛于
(A) (B) 4-- (O 4-- (D)丰.
o b o Z
答题区
d;
解题加速度
1. (2002,数四,3分)设随机变量X「X2,…,X”相互独立,S” = X】+X2 + ・・・+X”,
则根据列维-林德伯格(Levy-Lindberg)中心极限定理,当n充分大时,S”近似服从正态分布,只要
X】,X2,・・・,X”
・ 239 -数学历年真题全精解析• (数学三)
(A)有相同的数学期望. (B)有相同的方差.
(C)服从同一指数分布. (D)服从同一离散分布.
2. (2005.数四,4分)设Xi ,X2,-X„…为独立同分布的随机变量列,且均服从参数为;1(义>1)
的指数分布,记0(X)为标准正态分布函数,则
如]Xi —心 y^Xj — nX
(A) n l — i * m oo F« j = 1_________________ =g). (B) i limPx 〔 _ 胸 ____ __v ' x J r 中(i)・
A y/n
— n 、X,—人
(C) limP< 心 C ⑦(z). (D) limP〈±" l - =g).
n-*oo
VW VwA
演算空间
・ 240 -第六章数理统计的基本概念
第六个 数理伉寸的哀本梢L全
本■导焕
本章是数理统计的基础,也是考试重点之一.数理统计的基本概念包括总体、简单随机样本、
统计量、样本均值、样本方差等.特别对正态总体的分布及其性质应予以充分的注意,对于f分布、
z分布和F分布,要掌握这些分布对应随机变量的典型模式和它们参数的确定.
近几年数三的数理统计都只考一个小题,也就是5分的一个填空题或选择题,这个小题大多是
属本章的一些基本概念.一般说数理统计是历届考生的薄弱点,很多考生感到公式多不好记,其实
只要熟记一个总体的X,S2,E(X),D(X),E(S2)和,分布”分布,F分布的典型模式和参数,尤其
是正态总体抽样分布的一些性质就可以了.
真题分类练习
□(2010,14题,4分)设Xi ,Xz,…,X”是来自总体N(")(°>0)的简单随机样本.记统计
量 丁 = ,则 E(T) =.
答题区
|(2011,8题,4分)设总体X服从参数为;IQ > 0)的泊松分布,Xi ,X2,-,Xn(n > 2)为来
-^X,和 = -^-7 关X, +【X”,有
自该总体的简单随机样本.则对于统计量T,=
〃一 1 W n
1 = 1
(A)E(T1) >E(T2),D(T1) >D(T2). (B)E(Ti)>E(T2),D(T】)VD(T2).
(OECTJ D(T2). (D)E(TD VE(T2),D(T】)VD(T2).
答题区
・241・数学历年真题全精解析• ■■(数学三)
§(2012,8题,4分)设Xi ,X2 ,X3 ,X4为来自总体N(l,/)( 0)的简单随机样本,则统计
量| xU X% 2 |的分布为
(A)N(0,l). (B)z(l). (C)X 2(1). (D)F(1,1).
答题区
11(2014,8题,4分)设X】,X2,X3为来自正态总体N(0,/)的简单随机样本,则统计量S =
服从的分布为
V2 | X3 I
(A)F(1,1). (B)F(2,1). (C)t(l). (D)t(2).
答题区
0(2014,14题,4分)设总体X的概率密度为
2x
00)的简单随机样本,令
次= **x’,s = [ 土*x,—Ws =.梢( x , f ,
则
(A)段")〜t(n). (B)而(傀二/〜£(”—】)•
(c)VK(x^u)_z(n)_ ①)应言*一产)〜 心一i).
答题区
0(2021,9题,5分)设(X】,匕),(X2 ,y2),•••, (X, ,Y„)为来自总体Ng ,心澎,d ;p)的简单
随机样本.令。= 印一再,次=-SX,«Y X-Y,则
〃 1=1
(A)E(0)=们£>(2)=就土就. (B)E(0) = = °’ 3 —2 伊皿,
n n
(C)E(而尹。,D(3)=卒. (d)e(2) 丰 o,d(2)=尿 +打 曷竺.
答题区
・243・HMI
数学历年真题全精解析• (数学三)
第七章 参数枯衬
本章导谟
本章要求了解点估计、估计量与估计值的概念,掌握矩估计法和最大似然估计法.
■题特点
要掌握离散型和连续型两种不同形式的处理方法,尤其要会写出似然函数.
统计量的无偏性不属考试范围,但应该会求统计量的数学期望.
■题分类练习»
□(2009,14题,4分)设Xi,K,…,X“为来自二项分布总体B(n,们的简单随机样本,彳和罗
分别为样本均值和样本方差.记统计量T=X-S2,则E(T) =.
答题区
0(2013,23题,11分)设总体X的概率密度为
俨工
~3e 工, x > 0,
fg)= 0是未知参数,A是常数.X】,X2,…,X,是来自总体X的简单随机样本.
(I)求 A;
(U )求竖的最大似然估计量.
- 答题区
0(2020,23题,11分)设某种元件的使用寿命T的分布函数为
1 -厂3广, z三o,
F(z)=
0, 其他,
其中Lm为参数且大于零.
(I)求概率 P{T>t}与 P{T>s + t \ T>s},其中 s>0,« >0;
(U)任取儿个这种元件做寿命试验,测得它们的寿命分别为 g,…,如,若s已知,求。的最大
似然估计值a
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-247 -数学历年真题全精解析•—(数学三) 》
0(2021,10 题,5 分)设总体 X 的概率分布为 P{X = 1} =q*,F{X = 2} =P{X = 3}=
甲.利用来自总体X的样本值1,3,2,2,1,3,1,2,可得。的最大似然估计值为
4
(A) 4-. (B) 4- (C) (D)
吝.
4 o Z o
答题区
皿(2022,22题,12分)设X】,X2,-,X„为来自均值为0的指数分布总体的简单随机样本,匕,
丫2,…,为来自均值为2。的指数分布总体的简单随机样本,且两样本相互独立,其中。(。〉0)是
未知参数.利用样本幺,乂2,・・・,乂”,丫1,丫2,・・・,丫说,求。的最大似然估计量6,并求。(初・
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・248・4
金尊 代考研数学系列
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