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经验超市 26 考研数一月考卷答案
一、选择题 (5分/题,共50分)
1.【答案】
B
3 x x 3 x
【解析】由于3 x 3 x ,即lim lim 1,从而lim 1,
x03 x x0 x x0 x
即
x
x
,因此
B
对.
x 2 x
对于选项(A),与 B 类似,可以得到lim 1,从而lim 1,因此
x0 x x0 x
未必有
x
x
,可以有反例:
x
sinx,
x
x,因此不对
对 于 选 项 C , 任 意 无 穷 小 量 均 可 保 证 x x 0 , 因 此
x x 0 无 法 说 明 x x , 比 如 可 以 列 举 反 例 :
x
x,
x
1cosx;
对于 D 选项,如果 x x ,可以得到 x x 0,但是不能保证
1 1 2
它为x的高阶无穷小,比如 x x3, x x3 x3
2.【答案】(D)
【解析】【法一】 f(xx) f(x)x f (), f()0,x0,
f(xx) f(x)0而dy f(x)dx f(x)x ,xx x,且 f(x)0,
f(x)单增 f() f(x),结合x0, f()x f(x)x
即y dy,综合可得,dy y 0,选(D)
【法二】画几何图形
y
y
dy
x
O
x x经验超市 26 考研数一月考卷答案
3.【答案】B
x
【解析】gradu (u ,u ,u )(lny, ,ez) ,gradu| (0,1,1),选(B)
x y z y (1,1,0)
4.【答案】(D)
t
【解析】分子= f x2 y2dxdy g(z)dz ,其中D:x2 y2 t2
t
D
t t
2 rf(r)dr g(z)dz
0 t
t t
g(z)dz 2 rf(r)dr 2tf(t)
极限 lim t lim 0 2g(0)lim
t0 t t0 t3 t0 3t2
4 f(t) 4
lim f(0)4
3 t0 t 3
选(D)
5.【答案】:
D
【解析】:由于AAT E ,因而 AE A AAT A E AT A E AT
A E A T A E A ,即 AE A E A ,
而又因为AAT E ,左右同时求行列式有 AAT A AT A 2 E ,所以 A 1,又
因为 A 0,因而 A 1,因而 AE E A ,从而 AE =0.
选
D
6.【答案】
D
【解析】由于方程组AX 的所有解均为方程组BX 的解,
AX
因而联立两个方程组, 得到的新方程组的解一定是AX 的解
BX
AX
从而说明,新方程组可以通过初等行变换,化为: ,即
00经验超市 26 考研数一月考卷答案
矩阵B B,的行向量组可以由矩阵A A,的行向量组线性表示,选 D
7.【答案】(B)
1 1 0
1 1 0
【解析】二次型矩阵A
1 1 0
0 0 0 1
令其顺序主子式:D 0,D 2 10,D D (1)2(2)0
1 2 3 4
可得 2,选(B)
8.【答案】(A)
【解析】由于A,B相互独立,则可知A,B相互独立,A,B相互独立,
1 3
P(AB)P(AB)P(A)P(B) P(A) .
2 4
1 1 1
从而P(BA)P(BA)P(B)P(A) .
3 4 12
9.【答案】
A
【解析】EA 2 22 X ,特征值为实数44X 0.
X 1,当X U 0,2 时,可以使得其概率为0.5
10.【答案】
B
【解析】 由协方差高度线性性:Cov X X,X Cov X ,X Cov X,X ,其中
n n
Cov X ,X Cov X , X 1 X 2 X n 1 Cov X ,X Cov X ,X Cov X ,X
n n n n n 1 n 2 n n
由于X ,X 独立 i j ,因而Cov X ,X 0
i j i j
Cov X ,X 1 Cov X ,X 1 D X 2
n n n n n n n
Cov X,X D X D X 1 X 2 X n 1 n D X (因独立) n 2 2
n n2 i n2 n
i1经验超市 26 考研数一月考卷答案
Cov X X,X 0
n
PS:此题也有其他方法,比如利用定义:Cov X X,X E X X X
n n
E X X E X ,其中由于E X E X u ,由期望线性性:E X X
n n n
E X E X 0,因而
n
Cov X X,X E X X X E XX E X 2 ,其中
n n n
E XX E X 1 X 2 X n X ....(注意:因不独立,所以 E X E X )
n n n n
E X 2 D X E X 2 .....但是没有利用高度线性性简单
二、填空题(5分/题,共30分)
11.【答案】n5
sin(2x)
【解析】【法一】泰勒展式3x4sinxsinxcosx3x4sinx
2
x3 x5 1 (2x)3 (2x)5
3x4[x 0(x5)] [(2x) 0(x5)]
3! 5! 2 3! 5!
12 1
x50(x5) x50(x5)
5! 10
3x4sinxsinxcosx 1
lim 0 ,n5
x0 x5 10
【法二】:也可以用洛必达法则
sin(2x)
3x4sinx
3x4sinxsinxcosx
2
lim lim
x0 x5 x0 x5
34cosxcos 2x 4sinx2sin 2x 2sinxsin 2x
lim lim lim
x0 5x4 x0 54x3 x0 52x3
cosxcos 2x cosx1 1cos 2x
lim lim lim
x0 15x2 x0 15x2 x0 15x2
1 2 1
30 15 10
因而,3x4sinxsinxcosx与x5为同阶无穷小量经验超市 26 考研数一月考卷答案
1 1
12.【答案】tan y [(x21) ]
3 1x2
【解析】设Y tany,有Ysec2 yy,代入原方程
x
Y Y x ( 一 阶 线 性 ) ,
1x2
x 1 1
dx ln(1x2)ln 1x2 Y (x 1x2dxC)
1x2 2 1x2
1 1 3 1 C
[ (x21)2C] (x21)
1x2 3 3 1x2
1 C
tan y (x21) ,又 y(0)0
3 1x2
1 1 1
C ,tan y [(x21) ]
3 3 1x2
13.【答案】e
ln 1 ln 1 lna ln 1 1 1
【解析】由a n e n (e n)lna ( )lna ,
n nlna
故 a ln 1 n 1 ,当lna 1,即a e时, 1 收敛,即 a ln 1 n 收敛.
nlna nlna
n1 n1 n1 n1
y (yy )
14.【答案】切线:xx 0 0 2z (z z)
0 m 0 0
m 1
法平面方程:(xx ) (y y ) (zz )0
0 y 0 2z 0
0 0
【解析】y2 2mx左右对x求导:有2yy 2m yy m
x x
1
z2 mx左右对x求导:有2zz 1 zz
x x 2
m 1
在(x ,y ,z )处, y ,z
0 0 0 x y x 2z
0 0
m 1
在(x ,y ,z )处切向量为(1, , )
0 0 0 y 2z
0 0经验超市 26 考研数一月考卷答案
xx y y zz y (yy )
切线 0 0 0 ,即xx 0 0 2z (z z)
1 m 1 0 m 0 0
y 2z
0 0
m 1
法平面:(xx ) (y y ) (zz )0
0 y 0 2z 0
0 0
15.【答案】1
1 1
【解析】 A1的特征值为1,2,3, A的特征值为1, ,
2 3
1 1 1
A ,而A*A A E E ,A* A1
6 6 6
1 2 3 1 1 1
A*的特征值为 , , ,即 , ,
6 6 6 6 3 2
1 1 1
A A A 为A*的对角线元素之和,也为A*特征值之和 1.
11 22 33 6 2 3
2
16.【答案】
5
【解析】打开第三个盒子出现第二个黄球,说明前两个盒子中有一个盒子是黄球,第三个盒
子是黄球,后两个盒子中也有一个盒子是黄球,黄球的位置分布有C 1 C 1 种,确定好黄球
2 2
1 1 3 2
C C A A 48 2
的位置同时白球的位置也确定好了,再由排列可知P X 3 2 2 3 2 .
A 5 120 5
5
三、解答题
17.【答案】铅直渐近线:x1;斜渐近线: y x1和y x1.
2 2
x3 3x2
【解析】由lim arctan x得曲线没有水平渐近线;
x x2 1
x3 3x2 (x2)(x1)2
y arctanx arctanx ,
x2 1 (x1)(x1)
x1,x1是曲线的间断点,
(x2)(x1)2
由lim arctan x得x1为曲线的铅直渐近线;
x1 (x1)(x1)
(x2)(x1)2 (x2)(x1)
由lim arctan xlim arctan x0
x1 (x1)(x1) x1 x1
得x1不是曲线的铅直渐近线;经验超市 26 考研数一月考卷答案
(x2)(x1)2
arctanx
(x1)(x1) (x2)(x1)2
由 lim lim arctan x ,
x x x x(x 1)(x 1) 2
(x2)(x1)2 (x2)(x1)
lim[ arctan x x] lim[ arctan x x]
x (x1)(x1) 2 x x1 2
x2 x2 2
lim( arctan x x) lim[x(arctan x ) arctan x]
x x1 2 x 2 x1
1
arctanx
2 1x2
lim lim 1
x 1 x 1
x x2
得 y x1为曲线的斜渐近线;
2
(x2)(x1)2
arctanx
(x1)(x1) (x2)(x1)2
由 lim lim arctan x ,
x x x x(x 1)(x 1) 2
(x2)(x1)2 x2x2
lim[ arctan x x] lim( arctan x x)
x (x1)(x1) 2 x x1 2
2
lim[x(arctanx ) arctanx]
x 2 x1
1
arctanx
2 1x2
lim lim 1
x 1 x 1
x x2
得 y x1为曲线的斜渐近线.
2
8
18.【答案】x ,y 1
5
【解析】设 y2 4x与 y 2x4围成区域为D,联立方程可得交点坐标为 1,2 与
4,4 如图
y
xdxdy ydxdy
1,2
x D ,y D y2 4x
dxdy dxdy
D D
y x
2 2
dxdy dy 2dx
4
y2 O
D 4
4,4
y 2x4经验超市 26 考研数一月考卷答案
y2 y3
2y |2 9
4 12
4
2 2 y 2 y2 y4
xdxdy dy 2xdx 2 y dy
4
y2
4 8 32
D 4
y2 y3 y5 1 1 8 32 72
2y |2 2 16
2 24 325 4 3 5 3 5 5
2 2
y
2
y2 y3
ydxdy ydy 2dx 2y dy
4
y2
4 2 4
D 4
y3 y4 4 32 36
y2 |2 3 3 3129
6 16
4
3 3 3
72
9 5 72 8
y 1,x .
9 9 45 5
x 1x 1
19.【答案】S(x) ln( ),x(1,1) ; ln( 2 1)
2 1x 2
x2n yn
【解析】:(1)令x2 y,则无穷级数 ,
2n1 2n1
n1 n1
a 2n1
对来 y说:由于lim n1 lim 1可得,收敛半径为1,从而 y的收敛区间为1,1
n an n 2n1
即当1 y1时,幂级数收敛,即1 x2 1 1 x1时,幂级数收敛。
从而对来x说收敛区间也为1,1
x2n x2n1 S(x)
(2)设 S(x),x(1,1),则当x0时, ,
2n1 2n1 x
n1 n1
x2n1 1
令 g(x) ○1,则左右求导x2n2 x2n g(x),
2n1 1x2
n1 n1 n0
1 1x
g(x) ln( )C ,在○1中令x0,有C 0.
2 1x
1 1x S(x) 1 1x
g(x) ln( ),当x0时 g(x) ln .
2 1x x 2 1x经验超市 26 考研数一月考卷答案
x 1x
当x0时,S(x) ln ,由于S(x)在O点连续,S(0)limS(x)0.
2 1x x0
x 1x
S(x) ln( ),x(1,1)
2 1x
1 1
( )2n 1
(3)而 1 2 S( 1 ) 1 ln 2 1 ln( 21) .
(2n1)2n 2n1 2 2 2 1 2
n1 n1 1
2
20.【答案】2
x y x y Q P y22xyx2
【解析】令 p, Q,
x2 y2 x2 y2 x y (x2 y2)2
作曲线L :x2 y2 r2,0r 1,顺时针,则由格林公式
1
Q P
PdxQdy ( )dxdy 0 ,其中D为L与L 围成区域
x y 1
LL D
1
(x y)dx(x y)dy 1
PdxQdy PdxQdy (x y)dx (x y)dy 0
L L L x2 y2 r2 L
1 1 1
1 2
再次使用格林公式, 2dxdy,(D 为L 围成区域) r2 2.
r2 1 1 r2
D
1
2 2 2
21.【答案】(1)表示椭圆柱面;(2)A* 2 2 2 .
2 2 2
1 0 1
【解析】各行元素之和为0,即A 1 0 0 1
1 0 1
1
1 为特征向量,0为特征值.
1
又 R(2EA)2,2EA 0,2为A的一个特征值
A3E不可逆, A3E 0,3为A的一个特征值
A的特征值为0,2,3,XTAX 经过正交变换可化为2y2 3y 2
1 2经验超市 26 考研数一月考卷答案
XTAX 1可化为2y2 3y 2 1表示椭圆柱面.
1 2
2
(2)A为实对称矩阵,可对角化,存在可逆P .st. P1AP 3
0
R(A)2,R(A*)1
1 1
而R(A)2且A 1 0,因而方程组AX 0的通解为:X k 1
1 1
又AA* A E 0E 0,A*的列向量均为AX 0的解
1 k k k
1 2 3
A*的列向量为 1 的倍数,即A* k k k
1 2 3
1 k k k
1 2 3
又 AT A,(A*)T (AT)* A*,A*为对称阵
k k k
k k k ,不妨设为k,即A* k k k ,又R(A*)10
1 2 3
k k k
k 0.又因为A的特征值为0,2,3,故A*的特征值应为6,0,0,由A*的迹等于A*的特征
2 2 2
值之和,可得3k 6,故k 2,所以A* 2 2 2 .
2 2 2
【注】
【定理】:如A的特征值为,, ,则A的特征值为
1 2 n
, , ,
1 2 n 2 1 3 n n 1 2 n1
2
,0 y1
2 1 4
22.【答案】(1) f y 1 y2 ;(2)E Y ,D Y
Y 2 2
0,其他
1,y1,
【解析】(1)先求F y P Y y P sinX y ,首先排除值域 ,
Y 0,y1,经验超市 26 考研数一月考卷答案
当1 y1时 PsinX y,0 X PsinX y, X
2 2
=P X arcsin y +P arcsin y X 如下图,因而
0, arcsin y0 即-1 y0时
2
=
2
arcsin y, 0arcsin y 即0 y 1时
2
1,y1
1, y1
2
arcsin y,0 y 1 2
综合可得F y arcsiny, 0 y 1
Y
0,-1 y0
0, y0
0,y1
2
,0 y1
f y F y 1 y2
Y Y
0,其他
y y sinx
y
x
O
arcsin y arcsin y
1 2
(2)利用公式即可: E Y sinxf x dx sinxdx (当然也可以
X 0
yf y dy )
Y
D Y E Y2 E Y 2 E sin2 X 4 sin2xf x dx 4 1 sin2xdx 4
2 X 2 0 2
1 4
(计算积分过程用定积分周期性与华莱士公式)
2 2
(当然E Y2 也可以 y2f y dy )
Y