2011年考研数学真题&解析&点评
2011年考研数学试题详解及评分参考

(1) 曲线 y = (x -1)(x - 2)2 (x - 3)3 (x - 4)4 的拐点是
(A) (1, 0)
(B) (2, 0)
(C) (3, 0)
(D) (4, 0)
【答】 应选 (C) .
【解】 显然 x = 1, 2, 3, 4 分别是 y(x) 的一、二、三、四重根,因此有 y¢¢(2) ¹ 0, y¢¢(3) = 0, y¢¢(4) = 0, y¢¢¢(3) ¹ 0, y¢¢¢(4) = 0 ,由此可见,点 (2, 0) 不是拐点,点 (3, 0) 是拐点.故选 (C) .
(0, 0) 处取得极小值的一个充分条件是
(A) f (0) > 1, f ¢¢(0) > 0
(B) f (0) > 1, f ¢¢(0) < 0
(C) f (0) < 1, f ¢¢(0) > 0
(D) f (0) < 1, f ¢¢(0) < 0
【答】 应选 (A) .
2011 年 • 第 1 页
æ1 0 0ö
æ1 0 0ö
位矩阵.
记 P1
=
ç ççè
1 0
1 0
0 1
÷ ÷÷ø
, P2
=
ç ççè
0 0
0 1
1 0
÷ ÷÷ø
,则
A
=
(A) P1P2
(B) P1-1P2
(C) P2P1
(D) P2 P1-1
【答】 应选 (D) .
【解】 易见 P1, P2 正是与题中所给初等变换相对应的初等矩阵,故由初等矩阵的性质,有 B = AP1 , E = P2B ,从而 E = P2 AP1 ,即 A = P2-1P1-1 . 又 P2-1 = P2 , P1-1 ¹ P1 ,所以 A = P2P1-1 ,但 A ¹ P2P1 ,故选 (D) .
2011考研数学一真题及答案解析

2011年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题一、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,只有一个选项符合题目要求,请将所选项前的字母填在答题纸...指定位置上. (1) 曲线234(1)(2)(3)(4)y x x x x =−−−−的拐点是( )(A) (1,0). (B) (2,0). (C) (3,0). (D) (4,0). (2) 设数列{}n a 单调减少,lim 0n n a →∞=,1(1,2,)nn kk S an ===∑ 无界,则幂级数1(1)nn n a x ∞=−∑的收敛域为( )(A) (1,1]−. (B) [1,1)−. (C) [0,2). (D) (0,2]. (3) 设函数()f x 具有二阶连续导数,且()0f x >,(0)0f '=,则函数()ln ()z f x f y =在点(0,0)处取得极小值的一个充分条件是( )(A) (0)1f >,(0)0f ''>. (B) (0)1f >,(0)0f ''<. (C) (0)1f <,(0)0f ''>. (D) (0)1f <,(0)0f ''<.(4) 设4ln sin I x dx π=⎰,40ln cot J x dx π=⎰,40ln cos K x dx π=⎰,则,,I J K 的大小关系是( )(A) I J K <<. (B) I K J <<. (C) J I K <<. (D) K J I <<.(5) 设A 为3阶矩阵,将A 的第2列加到第1列得矩阵B ,再交换B 的第2行与第3行得单位矩阵,记1100110001P ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,2100001010P ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则A =( ) (A) 12PP . (B) 112P P −. (C) 21P P . (D) 121P P −.(6) 设1234(,,,)A αααα=是4阶矩阵,*A 为A 的伴随矩阵,若(1,0,1,0)T是方程组0Ax =的一个基础解系,则*0A x =的基础解系可为( )(A) 13,αα. (B) 12,αα. (C) 123,,ααα. (D) 234,,ααα.(7) 设1()F x ,2()F x 为两个分布函数,其相应的概率密度1()f x ,2()f x 是连续函数,则必为概率密度的是( )(A)12()()f x f x . (B)212()()f x F x .(C)12()()f x F x . (D)1221()()()()f x F x f x F x +.(8) 设随机变量X 与Y 相互独立,且()E X 与()E Y 存在,记{}max ,U X Y =,{}min ,V X Y =则()E UV =( )(A)()()E U E V ⋅. (B)()()E X E Y ⋅. (C)()()E U E Y ⋅. (D)()()E X E V ⋅.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) 曲线0tan (0)4π=≤≤⎰xy tdt x 的弧长s = .(10) 微分方程cos xy y e x −'+=满足条件(0)0y =的解为y = .(11) 设函数2sin (,)1xytF x y dt t =+⎰,则222x y F x ==∂=∂ .(12) 设L 是柱面方程221x y +=与平面=+z x y 的交线,从z 轴正向往z 轴负向看去为逆时针方向,则曲线积分22L y xzdx xdy dz ++=⎰ .(13) 若二次曲面的方程22232224x y z axy xz yz +++++=,经过正交变换化为221144y z +=,则a = .(14) 设二维随机变量(),X Y 服从正态分布()22,;,;0N μμσσ,则()2E X Y = .三、解答题:15~23小题,共94分.请将解答写在答题纸...指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.(15)(本题满分10分)求极限110ln(1)lim()x e x x x−→+.(16)(本题满分9分)设函数(,())z f xy yg x =,其中函数f 具有二阶连续偏导数,函数()g x 可导且在1x =处取得极值(1)1g =,求211x y zx y==∂∂∂.(17)(本题满分10分)求方程arctan 0k x x −=不同实根的个数,其中k 为参数.(18)(本题满分10分)(Ⅰ)证明:对任意的正整数n ,都有111ln(1)1n n n<+<+ 成立. (Ⅱ)设111ln (1,2,)2n a n n n=+++−=,证明数列{}n a 收敛.(19)(本题满分11分)已知函数(,)f x y 具有二阶连续偏导数,且(1,)0f y =,(,1)0f x =,(,)Df x y dxdy a =⎰⎰,其中{}(,)|01,01D x y x y =≤≤≤≤,计算二重积分''(,)xy DI xy f x y dxdy =⎰⎰.(20)(本题满分11分)设向量组123(1,0,1)(0,1,1)(1,3,5)T T T ααα===,,,不能由向量组1(1,1,1)T β=,2(1,2,3)T β=,3(3,4,)T a β=线性表示.(I) 求a 的值;(II) 将123,,βββ由123,,ααα线性表示.(21)(本题满分11分)A 为三阶实对称矩阵,A 的秩为2,即()2r A =,且111100001111A −⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪−⎝⎭⎝⎭.(I) 求A 的特征值与特征向量; (II) 求矩阵A . (22)(本题满分11分)设随机变量X 与Y且{}221P X Y ==.(I) 求二维随机变量(,)X Y 的概率分布; (II) 求Z XY =的概率分布; (III) 求X 与Y 的相关系数XY ρ.(23)(本题满分 11分) 设12,,,n X X X 为来自正态总体20(,)μσN 的简单随机样本,其中0μ已知,20σ>未知.X 和2S 分别表示样本均值和样本方差.(I) 求参数2σ的最大似然估计量2σ∧; (II) 计算2()E σ∧和2()D σ∧.2011年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题答案一、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,只有一个选项符合题目要求,请将所选项前的字母填在答题纸...指定位置上. (1)【答案】(C).【解析】记1111,1,0y x y y '''=−==,2222(2),2(2),2,y x y x y '''=−=−= 32333(3),3(3),6(3),y x y x y x '''=−=−=− 432444(4),4(4),12(4),y x y x y x '''=−=−=− (3)()y x P x ''=−,其中(3)0P ≠,30x y =''=,在3x =两侧,二阶导数符号变化,故选(C).(2)【答案】(C).【解析】观察选项:(A),(B),(C),(D)四个选项的收敛半径均为1,幂级数收敛区间的中心在1x =处,故(A),(B)错误;因为{}n a 单调减少,lim 0n n a →∞=,所以0n a ≥,所以1nn a∞=∑为正项级数,将2x =代入幂级数得1nn a∞=∑,而已知S n =1nkk a=∑无界,故原幂级数在2x =处发散,(D)不正确.当0x =时,交错级数1(1)nn n a ∞=−∑满足莱布尼茨判别法收敛,故0x =时1(1)nn n a ∞=−∑收敛.故正确答案为(C).(3)【答案】(A). 【解析】(0,0)(0,0)|()ln ()|(0)ln (0)0zf x f y f f x∂''=⋅==∂, (0,0)(0,0)()|()|(0)0,()z f y f x f y f y '∂'=⋅==∂故(0)0f '=, 2(0,0)(0,0)2|()ln ()|(0)ln (0)0,zA f x f y f f x∂''''==⋅=⋅>∂22(0,0)(0,0)()[(0)]|()|0,()(0)z f y f B f x x y f y f ''∂'==⋅==∂∂222(0,0)(0,0)22()()[()][(0)]|()|(0)(0).()(0)z f y f y f y f C f x f f y f y f ''''∂−''''==⋅=−=∂ 又22[(0)]ln (0)0,AC B f f ''−=⋅>故(0)1,(0)0f f ''>>.(4)【答案】(B). 【解析】因为04x π<<时, 0sin cos 1cot x x x <<<<,又因ln x 是单调递增的函数,所以ln sin ln cos ln cot x x x <<. 故正确答案为(B). (5)【答案】 (D).【解析】由于将A 的第2列加到第1列得矩阵B ,故100110001A B ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭, 即1AP B =,11A BP −=.由于交换B 的第2行和第3行得单位矩阵,故100001010B E ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭, 即2,P B E =故122B P P −==.因此,121A P P −=,故选(D).(6)【答案】(D).【解析】由于(1,0,1,0)T 是方程组0Ax =的一个基础解系,所以(1,0,1,0)0TA =,且()413r A =−=,即130αα+=,且0A =.由此可得*||A A A E O ==,即*1234(,,,)A O =αααα,这说明1234,,,αααα是*0A x =的解.由于()3r A =,130αα+=,所以234,,ααα线性无关.又由于()3r A =,所以*()1r A =,因此*0A x =的基础解系中含有413−=个线性无关的解向量.而234,,ααα线性无关,且为*0A x =的解,所以234,,ααα可作为*0A x =的基础解系,故选(D).(7)【答案】(D). 【解析】选项(D)1122()()()()f x F x f x F x dx +∞−∞⎡⎤+⎣⎦⎰2211()()()()F x dF x F x dF x +∞−∞⎡⎤=+⎣⎦⎰21()()d F x F x +∞−∞⎡⎤=⎣⎦⎰12()()|F x F x +∞−∞=1=. 所以1221()()f F x f F x +为概率密度.(8)【答案】(B).【解析】因为 {},,max ,,,X X Y U X Y Y X Y ≥⎧==⎨<⎩ {},,min ,,Y X Y V X Y X X Y ≥⎧==⎨<⎩.所以,UV XY =,于是()()E UV E XY = ()()E X E Y =.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】(ln 1+.【解析】选取x 为参数,则弧微元sec ds xdx ===所以440sec ln sec tan ln(1s xdx x x ππ==+=+⎰. (10)【答案】sin xy e x −=.【解析】由通解公式得(cos )dx dxx y e e x e dx C −−⎰⎰=⋅+⎰(cos )x e xdx C −=+⎰(sin )xe x C −=+.由于(0)0,y =故C =0.所以sin xy e x −=.(11)【答案】4. 【解析】2sin 1()F xy y x xy ∂=⋅∂+, 22222cos sin 2[1()]F y xy xy xy y x xy ∂−⋅=⋅∂+, 故2(0,2)2|4Fx∂=∂. (12)【答案】π.【解析】取22:0,1S x y z x y +−=+≤,取上侧,则由斯托克斯公式得,原式=22SS dydz dzdx dxdyydydz xdzdx dxdy x y z y xzx∂∂∂=++∂∂∂⎰⎰⎰⎰.因'',1, 1.x y z x y z z =+==由转换投影法得221[(1)(1)1]Sx y ydydz xdzdx dxdy y x dxdy +≤++=⋅−+−+⎰⎰⎰⎰.221(1)x y x y dxdy π+≤=−−+=⎰⎰221x y dxdy π+≤==⎰⎰.(13)【答案】1a =.【解析】由于二次型通过正交变换所得到的标准形前面的系数为二次型对应矩阵A 的特征值,故A 的特征值为0,1,4.二次型所对应的矩阵1131111a A a ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,由于310ii A λ===∏,故113101111a a a =⇒=.(14)【答案】()22μμσ+.【解析】根据题意,二维随机变量(),X Y 服从()22,;,;0N μμσσ.因为0xy ρ=,所以由二维正态分布的性质知随机变量,X Y 独立,所以2,X Y .从而有()()()()()()22222E XY E X E Y D Y E Y μμμσ⎡⎤==+=+⎣⎦. 三、解答题:15~23小题,共94分.请将解答写在答题纸...指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.(15)(本题满分10分)【解析】110ln(1)lim[]x e x x x−→+0ln(1)1lim[1].1x x x x e e →+−−=2ln(1)limx x xx e →+−=22201()2lim x x x o x x x e→−+−=22201()2lim x x o x x e→−+=12e −=.(16)(本题满分9分) 【解析】[],()z f xy yg x =[][]12,(),()()zf xy yg x y f xy yg x yg x x∂'''=⋅+⋅∂ [][]211112,()(,())(,())()zf xy yg x y f xy yg x x f xy yg x g x x y∂'''''=++∂∂ []{}21222(),()()[,()][,()]()g x f xy yg x yg x f xy yg x x f xy yg x g x '''''''+⋅+⋅+. 因为()g x 在1x =可导,且为极值,所以(1)0g '=,则21111121|(1,1)(1,1)(1,1)x y d zf f f dxdy =='''''=++. (17)(本题满分10分)【解析】显然0x =为方程一个实根. 当0x ≠时,令(),arctan xf x k x=−()()22arctan 1arctan xx x f x x −+'=. 令()2arctan 1x g x x x R x =−∈+,()()()222222211220111x x x x g x x x x +−⋅'=−=>+++, 即(),0x R g x '∈>. 又因为()00g =,即当0x <时,()0g x <; 当0x >时,()0g x >. 当0x <时,()'0f x <;当0x >时,()'0f x >.所以当0x <时,()f x 单调递减,当0x >时,()f x 单调递增 又由()00lim lim1arctan x x xf x k k x→→=−=−,()lim lim arctan x x xf x k x→∞→∞=−=+∞, 所以当10k −<时,由零点定理可知()f x 在(,0)−∞,(0,)+∞内各有一个零点; 当10k −≥时,则()f x 在(,0)−∞,(0,)+∞内均无零点.综上所述,当1k >时,原方程有三个根.当1k ≤时,原方程有一个根.(18)(本题满分10分)【解析】(Ⅰ)设()()1ln 1,0,f x x x n ⎡⎤=+∈⎢⎥⎣⎦显然()f x 在10,n⎡⎤⎢⎥⎣⎦上满足拉格朗日的条件,()1111110ln 1ln1ln 1,0,1f f n n n n n ξξ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫−=+−=+=⋅∈ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以10,n ξ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时, 11111111101n n n nξ⋅<⋅<⋅+++,即:111111n n n ξ<⋅<++, 亦即:111ln 11n n n⎛⎫<+< ⎪+⎝⎭. 结论得证.(II )设111111ln ln 23nn k a n n n k==++++−=−∑. 先证数列{}n a 单调递减.()111111111ln 1ln ln ln 1111n n n n k k n a a n n k k n n n n ++==⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫−=−+−−=+=−+ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥+++⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦∑∑,利用(I )的结论可以得到11ln(1)1n n <++,所以11ln 101n n ⎛⎫−+< ⎪+⎝⎭得到1n n a a +<,即数列{}n a 单调递减.再证数列{}n a 有下界.1111ln ln 1ln nnn k k a n n k k ==⎛⎫=−>+− ⎪⎝⎭∑∑,()11112341ln 1ln ln ln 1123nnk k k n n k k n ==++⎛⎫⎛⎫⎛⎫+==⋅⋅=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑∏,()1111ln ln 1ln ln 1ln 0nnn k k a n n n n k k ==⎛⎫=−>+−>+−> ⎪⎝⎭∑∑.得到数列{}n a 有下界.利用单调递减数列且有下界得到{}n a 收敛.(19)(本题满分11分) 【解析】11''(,)xy I xdx yf x y dy =⎰⎰11'0(,)x xdx ydf x y =⎰⎰()()111'000,|,x x xdx yf x y f x y dy ⎡⎤'=−⎢⎥⎣⎦⎰⎰ ()11''0(,1)(,)x x xdx f x f x y dy =−⎰⎰.因为(,1)0f x =,所以'(,1)0x f x =.11'(,)xI xdx f x y dy =−⎰⎰11'0(,)x dy xf x y dx =−⎰⎰111000(,)|(,)dy xf x y f x y dx ⎡⎤=−−⎢⎥⎣⎦⎰⎰1100(1,)(,)dy f y f x y dx ⎡⎤=−−⎢⎥⎣⎦⎰⎰ Dfdxdy =⎰⎰a =.(20)(本题满分11分)【解析】(I)由于123,,ααα不能由123,,βββ线性表示,对123123(,,,,,)βββααα进行初等行变换:123123113101(,,,,,)12401313115a ⎛⎫ ⎪= ⎪⎪⎝⎭βββααα113101011112023014a ⎛⎫ ⎪→− ⎪ ⎪−⎝⎭113101011112005210a ⎛⎫ ⎪→− ⎪ ⎪−−⎝⎭. 当5a =时,1231231(,,)2(,,,)3r r ββββββα=≠=,此时,1α不能由123,,βββ线性表示,故123,,ααα不能由123,,βββ线性表示.(II)对123123(,,,,,)αααβββ进行初等行变换:123123101113(,,,,,)013124115135⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭αααβββ101113013124014022⎛⎫ ⎪→ ⎪ ⎪⎝⎭101113013124001102⎛⎫ ⎪→ ⎪ ⎪−−⎝⎭ 1002150104210001102⎛⎫ ⎪→ ⎪ ⎪−−⎝⎭, 故112324βααα=+−,2122βαα=+,31235102βααα=+−.(21)(本题满分11分)【解析】(I)由于111100001111A −⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪−⎝⎭⎝⎭,设()()121,0,1,1,0,1T T αα=−=,则()()1212,,A αααα=−,即1122,A A αααα=−=,而120,0αα≠≠,知A 的特征值为121,1λλ=−=,对应的特征向量分别为()1110k k α≠,()2220k k α≠.由于()2r A =,故0A =,所以30λ=.由于A 是三阶实对称矩阵,故不同特征值对应的特征向量相互正交,设30λ=对应的特征向量为()3123,,Tx x x α=,则13230,0,T T⎧=⎨=⎩αααα即13130,0x x x x −=⎧⎨+=⎩. 解此方程组,得()30,1,0Tα=,故30λ=对应的特征向量为()3330k k α≠.(II) 由于不同特征值对应的特征向量已经正交,只需单位化:))()3121231231,0,1,1,0,1,0,1,0T T Tαααβββααα==−====. 令()123,,Q βββ=,则110TQ AQ −⎛⎫⎪=Λ= ⎪ ⎪⎝⎭, TA Q Q =Λ22122001102201022⎛−⎛⎫⎪ ⎪−⎛⎫⎪ ⎪⎪= ⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎪ ⎪− ⎪⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭220012200000002210001022⎛−⎛⎫− ⎪ ⎪⎛⎫⎪ ⎪ ⎪==⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭.(22)(本题满分11分)【解析】(I)因为{}221P X Y==,所以{}{}222210≠=−==P X Y P X Y.即{}{}{}0,10,11,00P X Y P X Y P X Y==−=======.利用边缘概率和联合概率的关系得到{}{}{}{}1 0,000,10,13P X Y P X P X Y P X Y====−==−−===;{}{}{}11,110,13P X Y P Y P X Y==−==−−==−=;{}{}{}11,110,13P X Y P Y P X Y====−===.即,X Y的概率分布为(II)Z的所有可能取值为1,0,1−.{}{}111,13P Z P X Y=−===−=.{}{}111,13P Z P X Y=====.{}{}{}101113P Z P Z P Z==−=−=−=.Z XY=的概率分布为(III)因为XY Cov XY E XY E X E Y ρ−⋅==其中()()1111010333E XY E Z ==−⋅+⋅+⋅=,()1111010333E Y =−⋅+⋅+⋅=.所以()()()0−⋅=E XY E X E Y ,即X ,Y 的相关系数0ρ=XY . (23)(本题满分 11分)【解析】因为总体X 服从正态分布,故设X 的概率密度为202()2()x f x μσ−−=,x −∞<<+∞.(I) 似然函数22002211()()22222211()(;)](2)ni i i x nnnx i i i L f x eμμσσσσπσ=−−−−−==∑===∏∏;取对数:222021()ln ()ln(2)22ni i x n L μσπσσ=−=−−∑; 求导:22022221()ln ()()22()ni i x d L nd μσσσσ=−=−+∑2202211[()]2()nii x μσσ==−−∑.令22ln ()0()d L d σσ=,解得22011()n i i x n σμ==−∑. 2σ的最大似然估计量为02211()ni i X n σμ∧==−∑.(II) 方法1:20~(,)μσi X N ,令20~(0,)i i Y X N μσ=−,则2211n i i Y n σ=∧=∑.2212221()()()()[()]n i i i i i E E Y E Y D Y E Y n σσ=∧===+=∑.2222212221111()()()()n i n i i D D Y D Y Y Y D Y n nnσ∧===+++=∑442244112{()[()]}(3)σσσ=−=−=i i E Y E Y n n n. 方法2:20~(,)μσi X N ,则~(0,1)i X N μσ−,得到()2201~ni i X Y n μχσ=−⎛⎫= ⎪⎝⎭∑,即()2201ni i Y X σμ==−∑.()()222222011111()n i i E E X E Y E Y n n n n n μσσσσσ=∧⎛⎫⎡⎤=−===⋅= ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭∑.()()22444022222111112()2n i i D D X D Y D Y n nn n n n μσσσσσ=∧⎛⎫⎡⎤=−===⋅= ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭∑.。
2011考研数学(一二三)真题(含答案)

(B) 1,2 .
(C) 1,2,3 . (D) 2 ,3,4 .
【解析】由 x 0 的基础解系只有一个知 r(A) 3 ,所以 r( A) 1,
f
(0),
B
2z xy
|(0,0)
f
(x)
f ( y) f (y)
|(0,0)
[
f (0)]2 f (0)
0,
C
2z y2
|(0,0)
f
(x)
f
( y) f
(y) [ f f 2(y)
( y)]2
|(0,0)
f (0) [ f (0)]2 f (0)
较强。
观察选项:(A),(B),(C),(D)四个选项的收敛半径均为 1,幂级数收敛区间的中心在 x 1 处,
故(A),(B)错误;
因为
an
单调减少,lim n
an
0 ,所以 an
0 ,所以
n1
an
为正项级数,将
x
2 代入幂级数得
n1
an
,
n
而已知 Sn ak 无界,故原幂级数在 x 2 处发散,(D)不正确. k 1
2011 年全国硕士研究生入学 统一考试
数学(一、二、三) 试题及解析
山东考研辅导专家 苏老师
1
2011 年全国硕士研究生入学统一考试
数学(一)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,只有一个选项符合题目要 求,请将所选项前的字母填在答.题.纸.指定位置上.
2
2011-2020年近十年全国考研数学一试卷真题和答案解析(最新146页含书签导航)

dt
,则
2F x2
x0
.
y2
(12) 设 L 是柱面方程 x2 y2 1与平面 z x y 的交线,从 z 轴正向往 z 轴负向看去
为逆时针方向,则曲线积分 xzdx xdy y2 dz
L
2
.
(13) 若二次曲面的方程 x2 3y2 z2 2axy 2xz 2 yz 4 ,经过正交变换化为
2 (1, 2, 3)T , 3 (3, 4, a)T 线性表示. (I) 求 a 的值; (II) 将 1, 2 , 3 由1,2 ,3 线性表示.
(21)(本题满分 11 分)
1 1 1 1
A
为三阶实对称矩阵,
A
的秩为
2,即
r
A
2
,且
0 1
0 1
0 1
0 1
.
(I) 求 A 的特征值与特征向量;
f (x, y)dxdy a ,其中 D (x, y) | 0 x 1,0 y 1 ,
D
计算二重积分 I
xy
f
'' xy
(
x,
y)dxdy
.
D
(20)(本题满分 11 分)
设向量组1 (1, 0,1)T ,2 (0,1,1)T ,3 (1, 3, 5)T ,不能由向量组 1 (1,1,1)T ,
(7) 设 F1(x) , F2 (x) 为两个分布函数,其相应的概率密度 f1(x) , f2 (x) 是连续函数,
则必为概率密度的是( )
(A) f1(x) f2 (x) .
(B) 2 f2 (x)F1(x) .
(C) f1(x)F2 (x) .
(D) f1(x)F2 (x) f2 (x)F1(x) .
2011考研数学一真题和答案解析

2010年考研数学一真题一、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)极限lll l →∞[l 2(l −l )(l +l )]l=(A)1 (B)l (C)l l −l (D)l l −l 【考点】C 。
【解析】 【方法一】这是一个“1∞”型极限lll l →∞[l 2(l −l )(l +l )]l =lll l →∞{[1+(l −l )l +ll (l −l )(l +l )](l −l )(l +l )(l −l )l +ll }(l −l )l +ll(l −l )(l +l )l =l l −l【方法二】 原式=lll l →∞llll l 2(l −l )(l +l )而lll l →∞lll l 2(l −l )(l +l )=lll l →∞lll (1+(l −l )l +ll(l −l )(l +l ))=lll l →∞l ∙(l −l )l +ll(l −l )(l +l ) (等价无穷小代换)=l −l则lll l →∞[l 2(l −l )(l +l )]l=l l −l【方法三】对于“1∞”型极限可利用基本结论:若llll (l )=0, llll (l )=0,且llll (l )l (l )=l则ll l (1+l (l ))l (l )=l l ,求极限由于lll l →∞l (l )l (l )=lll l →∞l 2−(l −l )(l +l )(l −l )(l +l )∙l =llll →∞(l −l )l 2+lll (l −l )(l +l )=l −l则lll l →∞[l 2(l −l )(l +l )]l =l l −l【方法四】lll l →∞[l 2(l −l )(l +l )]l=lll l →∞[(l −l )(l +l )l 2]−l=lll l →∞(1−l l )−l ∙lll l →∞(1+l l )−l=l l ∙l −l=l l −l综上所述,本题正确答案是C 。
2011年全国硕士研究生入学统一考试数学(三)真题及解析

2011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,只有一个选项符合题目要求,请将所选项前的字母填在答题纸...指定位置上. (1) 已知当0x →时,()3sin sin3f x x x =-与k cx 是等价无穷小,则 ( )(A ) k=1, c =4 (B ) k=1,c =-4 (C ) k=3,c =4 (D ) k=3,c =-4 (2) 已知函数()f x 在x =0处可导,且()0f =0,则()()2332limx x f x f x x →-= ( )(A) -2()0f ' (B) -()0f ' (C) ()0f ' (D) 0.(3) 设{}n u 是数列,则下列命题正确的是 ( ) (A)若1nn u∞=∑收敛,则2121()n n n uu ∞-=+∑收敛 (B) 若2121()n n n u u ∞-=+∑收敛,则1n n u ∞=∑收敛(C) 若1nn u∞=∑收敛,则2121()n n n uu ∞-=-∑收敛 (D) 若2121()n n n u u ∞-=-∑收敛,则1n n u ∞=∑收敛(4) 设40ln sin I x dx π=⎰,4ln cot J x dx π=⎰,40ln cos K x dx π=⎰,则,,I J K 的大小关系是( )(A) I J K << (B) I K J << (C) J I K << (D) K J I <<(5) 设A 为3阶矩阵,将A 的第二列加到第一列得矩阵B ,再交换B 的第二行与第三行得单位矩阵,记1100110001P ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,2100001010P ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则A = ( )(A) 12P P (B) 112P P - (C) 21P P (D) 121-P P(6) 设A 为43⨯矩阵,123,,ηηη是非齐次线性方程组Ax β=的3个线性无关的解,12,k k 为任意常数,则Ax β=的通解为( )(A)23121()2k ηηηη++-(B)23121()2k ηηηη-+-(C) 23121231()()2k k ηηηηηη++-+- (D)23121231()()2k k ηηηηηη-+-+-(7) 设1()F x ,2()F x 为两个分布函数,其相应的概率密度1()f x 与2()f x 是连续函数,则必为概率密度的是 ( )(A) 1()f x 2()f x (B) 22()f x 1()F x(C) 1()f x 2()F x (D) 1()f x 2()F x +2()f x 1()F x (8) 设总体X 服从参数为(0)λλ>的泊松分布,12,,,(2)n X X X n ≥为来自该总体的简单随机样本,则对于统计量111n i i T X n ==∑和121111n i n i T X X n n -==+-∑,有 ( )(A) 1ET >2ET ,1DT >2DT (B) 1ET >2ET ,1DT <2DT (C) 1ET <2ET ,1DT >2DT (D) 1ET <2ET ,1DT <2DT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) 设()()0lim 13xtt f x x t →=+,则()f x '= .(10) 设函数1x yx z y ⎛⎫=+⎪⎝⎭,则()1,1=dz .(11) 曲线tan 4yx y e π⎛⎫++= ⎪⎝⎭在点()0,0处的切线方程为 . (12)曲线y =2x =及x 轴所围成的平面图形绕x 轴旋转所成的旋转体的体积为 .(13) 设二次型()123,,T f x x x x Ax =的秩为1,x Q y =下的标准形为 .(14) 设二维随机变量(),X Y 服从正态分布(,μN三、解答题:15~23小题,共94分.证明过程或演算步骤. (15) (本题满分10分)求极限0x →(16) (本题满分10分)已知函数(),f u v 具有连续的二阶偏导数,()1,12f =是(),f u v 的极值,()(,,)z f x y f x y =+.求()21,1zx y∂∂∂(17) (本题满分10分)求不定积分(18) (本题满分10分)证明方程44arctan 03x x π-+=恰有两个实根.(19)(本题满分10分)设函数()f x 在区间[]0,1具有连续导数,(0)1f =,且满足'()()+=⎰⎰⎰⎰ttD D f x y dxdy f t dxdy , {}(,)0,0(01)=≤≤-≤≤<≤tD x y y t x x t t ,求()f x 的表达式.(20) (本题满分11分)设向量组()11,0,1Tα=,()20,1,1T α=,()31,3,5T α= 不能由向量组()11,1,1β=T,()21,2,3T β=,()33,4,β=Ta 线性表出.(I)求a 的值 ;(II)将1β,2β,3β用1α,2α,3α线性表出. (21) (本题满分11分)A 为3阶实对称矩阵,A 的秩为2,且111100001111A -⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭(I) 求A 的所有特征值与特征向量;(II) 求矩阵A . (22)(本题满分11分)设随机变量与的概率分布分别为且22()1P X Y ==.(I) 求二维随机变量(,)X Y 的概率分布; (II) 求Z XY =的概率分布; (III) 求X 与Y 的相关系数XY ρ. (23)(本题满分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0,2x y x y -=+=与0y =所围成的三角形区域.(I) 求X 的概率密度()X f x ; (II) 求条件概率密度|(|)X Y f x y .2011年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题及答案解析一、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,只有一个选项符合题目要求,请将所选项前的字母填在答题纸...指定位置上. (1) 已知当0x →时,()3sin sin3f x x x =-与kcx 是等价无穷小,则 ( )(A ) k=1, c =4 (B ) k=1,c =-4 (C ) k=3,c =4 (D ) k=3,c =-4 【答案】 (C)【详解】本题涉及到的主要知识点: 当0x →时,sin x x 在本题中,03sin sin 3limk x x x cx →-03sin sin cos 2cos sin 2limkx x x x x xcx →--= ()20sin 3cos 22cos limkx x x x cx →--=2103cos 22cos lim k x x xcx -→--= ()22132cos 12cos limk x x xcx -→---=22110044cos 4sin lim lim k k x x x x cx cx --→→-== 304lim 14,3k x c k cx -→==⇒==,故选择(C).(2) 已知函数()f x 在x =0处可导,且()0f =0,则()()2332limx x f x f x x→-= ( )(A) -2()0f ' (B) -()0f ' (C) ()0f ' (D) 0. 【答案】(B)【详解】本题涉及到的主要知识点: 导数的定义 0000()()lim ()x f x x f x f x x→+-'=在本题中,()()()()()()232233320220limlimx x x f x f x x f x x f f x f xx→→---+=()()()()()()()33000lim 20200x f x f f x f f f f x x →⎡⎤--'''⎢⎥=-=-=-⎢⎥⎣⎦故应选(B)(3) 设{}n u 是数列,则下列命题正确的是 ( )(A)若1nn u∞=∑收敛,则2121()n n n uu ∞-=+∑收敛 (B) 若2121()n n n u u ∞-=+∑收敛,则1n n u ∞=∑收敛(C) 若1nn u∞=∑收敛,则2121()n n n uu ∞-=-∑收敛 (D) 若2121()n n n u u ∞-=-∑收敛,则1n n u ∞=∑收敛【答案】(A)【详解】本题涉及到的主要知识点: 级数的基本性质 若级数1nn u∞=∑收敛,则不改变其项的次序任意加括号,并把每个括号内各项的和数作为一项,这样所得到的新级数仍收敛,而且其和不变. 在本题中,由于级数2121()n n n uu ∞-=+∑是级数1n n u ∞=∑经过加括号所构成的,由收敛级数的性质:当1nn u∞=∑收敛时,2121()n n n uu ∞-=+∑也收敛,故(A )正确.(4) 设4ln sin I x dx π=⎰,40ln cot J x dx π=⎰,40ln cos K x dx π=⎰,则,,I J K 的大小关系是( )(A) I J K << (B) I K J << (C) J I K << (D) K J I << 【答案】(B)【详解】本题涉及到的主要知识点: 如果在区间[,]a b 上,()()f x g x ≤,则()()bbaaf x dxg x dx ≤⎰⎰()a b <在本题中,如图所示: 因为04x π<<,所以0sin cos 1cot <<<<x x x又因ln x 在(0,)+∞是单调递增的函数,所以lnsin lncos lncot x x x << (0,)4x π∈4440ln sin ln cos ln cot x dx x dx x dx πππ⇒<<⎰⎰⎰即I K J <<.选(B ).(5) 设A 为3阶矩阵,将A 的第二列加到第一列得矩阵B ,再交换B 的第二行与第三行得单位矩阵,记1100110001P ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,2100001010P ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则A = ( )(A) 12P P (B) 112P P - (C) 21P P (D) 121-P P 【答案】(D)【详解】本题涉及到的主要知识点:设A 是一个m n ⨯矩阵,对A 施行一次初等行变换,相当于在A 的左边乘以相应的m 阶初等矩阵;对A 施行一次初等列变换,相当于在A 的右边乘以相应的n 阶初等矩阵.在本题中,由于将A 的第2列加到第1列得矩阵B ,故100110,001A B ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭即111,AP B A BP -==故由于交换B 的第2行和第3行得单位矩阵,故100001010B E ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭即2,P B E =故122,B P P -==因此,1112121,A P P P P ---==故选(D)(6) 设A 为43⨯矩阵,123,,ηηη是非齐次线性方程组Ax β=的3个线性无关的解,12,k k 为任意常数,则Ax β=的通解为( )(A)23121()2k ηηηη++-(B)23121()2k ηηηη-+-(C) 23121231()()2k k ηηηηηη++-+-(D) 23121231()()2k k ηηηηηη-+-+-【答案】(C)【详解】本题涉及到的主要知识点:(1)如果1ξ,2ξ是Ax b =的两个解,则12ξξ-是0Ax =的解; (2)如n 元线性方程组Ax b =有解,设12,,,t ηηη是相应齐次方程组0Ax =的基础解系,0ξ是Ax b =的某个已知解,则11220t t k k k ηηηξ++++是Ax b =的通解(或全部解),其中12,,,t k k k 为任意常数.在本题中,因为123,,ηηη是Ax β=的3个线性无关的解,那么21ηη-,31ηη-是0Ax =的2个线性无关的解.从而()2n r A -≥,即3()2()1r A r A -≥⇒≤ 显然()1r A ≥,因此()1r A =由()312n r A -=-=,知(A )(B )均不正确. 又232311222A A A ηηηηβ+=+=,故231()2ηη+是方程组Ax β=的解.所以应选(C ).(7) 设1()F x ,2()F x 为两个分布函数,其相应的概率密度1()f x 与2()f x 是连续函数,则必为概率密度的是 ( )(A) 1()f x 2()f x (B) 22()f x 1()F x(C) 1()f x 2()F x (D) 1()f x 2()F x +2()f x 1()F x 【答案】(D)【详解】本题涉及到的主要知识点: 连续型随机变量的概率密度()f x 的性质:()1f x dx +∞-∞=⎰在本题中,由于1()f x 与2()f x 均为连续函数,故它们的分布函数1()F x 与2()F x 也连续.根据概率密度的性质,应有()f x 非负,且()1f x dx +∞-∞=⎰.在四个选项中,只有(D )选项满足[]1221()()()()f x F x f x F x dx +∞-∞+⎰2112()()()()F x dF x F x dF x +∞+∞-∞-∞=+⎰⎰121212()()()()()()F x F x F x dF x F x dF x +∞+∞+∞-∞-∞-∞=-+⎰⎰1=故选(D ).(8) 设总体X 服从参数为(0)λλ>的泊松分布,12,,,(2)n X X X n ≥为来自该总体的简单随机样本,则对于统计量111n i i T X n ==∑和121111n i n i T X X n n -==+-∑,有 ( ) (A) 1ET >2ET ,1DT >2DT (B) 1ET >2ET ,1DT <2DT (C) 1ET <2ET ,1DT >2DT (D) 1ET <2ET ,1DT <2DT 【答案】(D)【详解】本题涉及到的主要知识点: (1)泊松分布()XP λ 数学期望EX λ=,方差DX λ=(2)()E cX cEX =,()E X Y EX EY +=+,2()D cX c DX =,()D X Y DX DY +=+(X 与Y 相互独立) 在本题中,由于12,,,n X X X 独立同分布,且0i i EX DX λ==>,1,2,,i n =,从而()()111111()()n ni i i i E T E X E X n E X n n nλ=====⋅⋅=∑∑,()112111111()()11--==⎛⎫=+=+ ⎪--⎝⎭∑∑n n i n in i i E T E X X E X E X n n n n 11(1)()()1=⋅-+-i n n E X E X n n ()()111λ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭E X E X n n 故()()12<E T E T又()()1121((11))λ===⋅⋅==∑n i i D T D n D X D X n n X n n,()12221111()(1)1(1)n i n i D T D X X n n n n n λλ-==+=⋅-⋅+--∑12()1D T n n n λλλ=+>=-,故选(D ).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) 设()()0lim 13xtt f x x t →=+,则()f x '= .【答案】()313xex +【详解】本题涉及到的主要知识点: 重要极限公式 10lim(1)xx x e →+=在本题中,()()()31300lim 13lim 13x t xtt tt t f x x t x t ⋅→→⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦3x x e =⋅所以有()()313'=+xf x ex .(10) 设函数1x yx z y ⎛⎫=+⎪⎝⎭,则()1,1=dz .【答案】()()12ln 2dx dy +- 【详解】用对数求导法.两边取对数得ln ln(1)x x z y y=+, 故11[ln(1)]z x x z x y y x y ∂=++∂+,21[ln(1)]z x x x z y y y x y∂=-++∂+ 令1x =,1y =,得(1,1)2ln 21z x ∂=+∂,(1,1)(2ln 21)zy ∂=-+∂, 从而()()(1,1)12ln 2dz dx dy =+-(11) 曲线tan 4yx y e π⎛⎫++= ⎪⎝⎭在点()0,0处的切线方程为 . 【答案】2y x =- 【详解】方程变形为arctan()4y x y e π++=,方程两边对x 求导得211yye y y e ''+=+,在点(0,0)处(0)2y '=-,从而得到曲线在点(0,0)处的切线方程为2y x =-.(12)曲线y =2x =及x 轴所围成的平面图形绕x 轴旋转所成的旋转体的体积为 . 【答案】43π【详解】本题涉及到的主要知识点: 设有连续曲线()y f x =()a x b ≤≤,则曲线()y f x =与直线x a =,x b =及x绕x 轴旋转一周产生的旋转体的体积2(bx aV f π=⎰在本题中,()222223111141().33V y dx x dx x x ππππ==-=⋅-=⎰⎰(13) 设二次型()123,,T f x x x x Ax =的秩为1,A 中各行元素之和为3,则f 在正交变换x Q y =下的标准形为 .【答案】213y【详解】本题涉及到的主要知识点: 任给二次型,1()nij ijijji i j f a x x aa ===∑,总有正交变换x Py =,使f 化为标准形2221122n n f y y y λλλ=+++,其中12,,,n λλλ是f 的矩阵()ij A a =的特征值.在本题中,A 的各行元素之和为3,即1112131112132122232122233132333132333,13113,1313113113a a a a a a a a a a a a A a a a a a a ++=⎧⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎪⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥++=⇒=⇒=⎨⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎪⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥++=⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎩ 所以3λ=是A 的一个特征值.再由二次型Tx Ax 的秩为10λ⇒=是A 的2重特征值. 因此,正交变换下标准形为:213y .(14) 设二维随机变量(),X Y 服从正态分布()22,;,;0μμσσN ,则()2E XY = .【答案】22()μμσ+【详解】本题涉及到的主要知识点:(1)如果随机变量X 和Y 的相关系数0XY ρ=,则称X 与Y 不相关.(2)若随机变量X 与Y 的联合分布是二维正态分布,则X 与Y 独立的充要条件是X 与Y不相关.(3)如果随机变量X 与Y 相互独立,则有()E XY EXEY = 在本题中,由于(),X Y 服从正态分布()22,;,;0μμσσN,说明X ,Y 独立同分布,故X与2Y 也独立.由期望的性质有22()E XY EX EY =⋅,又EX μ=,2222()EY DY EY σμ=+=+,所以222()()E XY μμσ=+三、解答题:15~23小题,共94分.请将解答写在答题纸...指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. (15) (本题满分10分)求极限x →【详解】本题涉及到的主要知识点: 当0x →时,ln(1)x x +在本题中,0x →201lim x x x →-=000x x x →→→===01.2x x →→==-=-(16) (本题满分10分)已知函数(),f u v 具有连续的二阶偏导数,()1,12f =是(),f u v 的极值,()(,,)z f x y f x y =+.求()21,1zx y∂∂∂【详解】本题涉及到的主要知识点:极值存在的必要条件 设(,)z f x y =在点00(,)x y 具有偏导数,且在点00(,)x y 处有极值,则必有00(,)0x f x y '=,00(,)0y f x y '=. 在本题中,(,(,))z f x y f x y =+121(,(,))(,(,))(,)zf x y f x y f x y f x y f x y x∂'''=+++⋅∂ 2111221(,(,))(,(,))(,)(,)zf x y f x y f x y f x y f x y f x y x y∂''''''=++++∂∂ ()21222212[(,(,))(,(,))(,)](,(,)),f x y f x y f x y f x y f x y f x y f x y f x y ''''''''+++++⋅()1,12f =为(),f u v 的极值 ()()121,11,10f f ''∴==211212(1,1)2,2(2,2)(1,1)z f f f x y ∂'''''∴=+⋅∂∂(17) (本题满分10分)求不定积分【详解】本题涉及到的主要知识点: (1)()x t ϕ=,1()[()]()()[()]f x dx f t t dt G t C G x C ϕϕϕ-'==+=+⎰⎰;(2)udv uv vdu =-⎰⎰; (3)[()()]()()f x g x dx f x dx g x dx ±=±⎰⎰⎰.在本题中,令t =,2x t =,2dx tdt =∴2arcsin ln 2t t tdt t +=⋅⎰()22arcsin ln t t dt =+⎰ 2222arcsin 22ln 2tt t t t t dt t=⋅-+⋅-⋅⎰222arcsin 2ln 4t t t t t=⋅+⋅+-22arcsin 2ln 4t t t t t C=⋅+⋅++x C =+,其中C 是任意常数.(18) (本题满分10分)证明方程44arctan 03x x π-+=恰有两个实根. 【详解】本题涉及到的主要知识点:(1)零点定理 设函数()f x 在闭区间[,]a b 上连续,且()f a 与()f b 异号(即()()0f a f b ⋅<),那么在开区间(,)a b 内至少有一点ξ,使()0f ξ= (2)函数单调性的判定法 设函数()y f x =在[,]a b 上连续,在(,)a b 内可导. ①如果在(,)a b 内()0f x '>,那么函数()y f x =在[,]a b 上单调增加; ②如果在(,)a b 内()0f x '<,那么函数()y f x =在[,]a b 上单调减少.在本题中,令4()4arctan 3f x x x π=-+-,'24()11f x x=-+当x >'()0f x <,()f x 单调递减;当x <时,'()0f x >,()f x 单调递增.4(4arctan((03f π=-+=.当x <()f x 单调递减,∴(,x ∈-∞,()0f x >;当x <<()f x 单调递增,∴(x ∈,()0f x >x ∴=()f x在(-∞上唯一的零点.又因为48033f ππ==-> 且()4lim lim 4arctan .3x x f x x x π→+∞→+∞⎛=-+-=-∞ ⎝∴由零点定理可知,)0x ∃∈+∞,使()00f x =,∴方程44arctan 03x x π-+=恰有两个实根.(19)(本题满分10分)设函数()f x 在区间[]0,1具有连续导数,(0)1f =,且满足'()()+=⎰⎰⎰⎰ttD D f x y dxdy f t dxdy , {}(,)0,0(01)=≤≤-≤≤<≤tD x y y t x x t t ,求()f x 的表达式.【详解】本题涉及到的主要知识点: 一阶线性微分方程()()dyP x y Q x dx+=的通解()()(())P x dx P x dx y e Q x e dx C -⎰⎰=+⎰. 在本题中,因为()()tt t xD f x y dxdy dx f x y dy -''+=+⎰⎰⎰⎰,令x y u +=,则()()()()t xtx f x y dy f u du f t f x -''+==-⎰⎰()(()())()()tttD f x y dxdy f t f x dx tf t f x dx '+=-=-⎰⎰⎰⎰201()()()()2ttD tf t f x dx f t dxdy t f t ∴-==⎰⎰⎰.两边对t 求导,得 2()()02'+=-f t f t t ,解齐次方程得212()(2)--⎰==-dt t C f t Ce t由(0)1f =,得4C =. 所以函数表达式为24()(01)(2)f x x x =≤≤-.(20) (本题满分11分)设向量组()11,0,1T α=,()20,1,1T α=,()31,3,5T α= 不能由向量组()11,1,1β=T,()21,2,3T β=,()33,4,β=Ta 线性表出.(I)求a 的值 ;(II)将1β,2β,3β用1α,2α,3α线性表出. 【详解】本题涉及到的主要知识点: 向量组12,,,l b b b 能由向量组12,,,m a a a 线性表示的充分必要条件是 121212(,,,)(,,,,,,,)m m l r a a a r a a a b b b =(I)因为123101,,01310115ααα==≠,所以123,,ααα线性无关.那么123,,ααα不能由123,,βββ线性表示⇒123,,βββ线性相关,即123113113,,1240115013023a aa βββ===-=-,所以5a =(II)如果方程组112233(1,2,3)j x x x j αααβ++==都有解,即123,,βββ可由123,,ααα线性表示.对123123,,,,,αααβββ()作初等行变换,有123123,,,,,αααβββ()=101113013124115135⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭101113013124014022⎛⎫ ⎪→ ⎪ ⎪⎝⎭101113013124001102⎛⎫ ⎪→ ⎪ ⎪--⎝⎭1002150104210001102⎛⎫⎪→ ⎪ ⎪--⎝⎭ 故112324βααα=+-,2122βαα=+,31235102βααα=+-(21) (本题满分11分)A 为3阶实对称矩阵,A 的秩为2,且111100001111A -⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭(I) 求A 的所有特征值与特征向量;(II) 求矩阵A .【详解】本题涉及到的主要知识点: (1)(0)A αλαα=≠λ为矩阵A 的特征值,α为对应的特征向量(2)对于实对称矩阵,不同特征值的特征向量互相正交. (I )因()2r A =知0A =,所以0λ=是A 的特征值.又111000111A -⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥==-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦,110011A ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 所以按定义1λ=是A 的特征值,1(1,0,1)Tα=是A 属于1λ=的特征向量;1λ=-是A 的特征值,2(1,0,1)T α=-是A 属于1λ=-的特征向量.设3123(,,)Tx x x α=是A 属于特征值0λ=的特征向量,作为实对称矩阵,不同特征值对应的特征向量相互正交,因此131323130,0,T Tx x x x αααα⎧=+=⎪⎨=-=⎪⎩ 解出3(0,1,0)Tα= 故矩阵A 的特征值为1,1,0-;特征向量依次为123(1,0,1),(1,0,1),(0,1,0)T T Tk k k -,其中123,,k k k 均是不为0的任意常数.(II)由12312(,,)(,,0)A ααααα=-,有1112123*********(,,0)(,,)000001000110110100A ααααα---⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦.(22)(本题满分11分)且22()1P X Y ==.(I) 求二维随机变量(,)X Y 的概率分布; (II) 求Z XY =的概率分布; (III) 求X 与Y 的相关系数XY ρ. 【详解】本题涉及到的主要知识点:(1)协方差 ()()()()cov ,X Y E XY E X E Y =-⋅ (2)相关系数cov ,XY X Y ρ=(I)设(,)X Y 的概率分布为根据已知条件{}221P XY ==,即{}{}{}0,01,11,11P X Y P X Y P X Y ==+==-+===,可知1221231p p p ++=,从而110p p p ===,1p p p ===,即(,)X Y 的概率分布为(II) Z XY =的所有可能取值为-1,0,1 .{}{}111,13P Z P X Y =-===-={}{}111,13P Z P X Y ====={}{}{}101113P Z P Z P Z ==-=-=-=Z XY =的概率分布为(3) 23EX =,0EY =,0EXY =,故(,)0Cov X Y EXY EX EY =-⋅=,从而0XY ρ=.(23)(本题满分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0,2x y x y -=+=与0y =所围成的三角形区域.(I) 求X 的概率密度()X f x ; (II) 求条件概率密度|(|)X Y f x y . 【详解】本题涉及到的主要知识点:(1)X 、Y 是连续型随机变量,边缘概率密度为()(,)X f x f x y dy +∞-∞=⎰,()(,)Y f y f x y dx +∞-∞=⎰;(2)在Y y =的条件下X 的条件概率密度(,)()()X Y Y f x y f x y f y =; (3)设G 是平面上的有界区域,其面积为A .若二维随机变量(,)X Y 具有概率密度1,(,),(,)0,x y G f x y A ⎧∈⎪=⎨⎪⎩其他则称(,)X Y 在G 上服从均匀分布.(I)(,)X Y 的联合密度为1,(,),(,)0,(,).x y G f x y x y G ∈⎧=⎨∉⎩当01x ≤<时,0()(,)1x X f x f x y dy dy x +∞-∞===⎰⎰; 当12x ≤≤时,20()(,)12x X f x f x y dy dy x +∞--∞===-⎰⎰;当0x <或2x >时,()0X f x =.所以 , 01,()2, 12,0, X x x f x x x ≤<⎧⎪=-≤≤⎨⎪⎩其它.(II)|(,)(|)()X Y Y f x y f x y f y =当01y ≤<时,2()122yY yf y dx y -==-⎰;当0y <或1y ≥时,()0Y f y =.所以|1, 2,01,22(|)0, X Y y x y y y f x y ⎧<<-≤<⎪-=⎨⎪⎩其他.。
2011年考研数学一真题及解析(公式及答案修正版)

A = E 0
知, α1 ,α 2 ,α 3 ,α 4 都是 Α x = 0 的解,且 Α x = 0 的极大线生无关组就是其基础解系,又
∗ ∗
1 1 0 0 A = (α1 ,α 2 ,α 3 ,α 4 ) = α1 + α 3 = 0 , 所 以 α1 , α 3 线 性 相 关 , 故 α1,α 2,α 4 或 1 1 0 0
) (D)
α1,α 3
(B)
α1,α 2
(C)
α1,α 2,α 3
α 2,α 3,α 4
【答案】 D 【考点分析】本题考查齐次线性方程组的基础解系,需要综合应用秩,伴随矩 阵等方面的知识,有一定的灵活性。
= A 【解析】由 Αx = 0 的基础解系只有一个知 r ( A) = 3 ,所以 r ( A∗ ) = 1 ,又由 A
∫
x
0
π tan tdt 0 ≤ x ≤ 的弧长 s = 4
【考点分析】本题考查曲线弧长的计算,直接代公式即可。
π
4
π
4
【解析】 s =
∫
0
(y )
' 2
dx = tan xdx = sec 2 x − 1dx = tan x − x 04 = 1−
0 0
∫
π
4 2
∫
π
4
π
π
4
10、微分方程 y ′ + y = e − x cos x 满足条件 y (0) = 0 的解为 y = 【答案】 y = sin xe − x 【考点分析】本题考查一阶线性微分方程的求解。先按一阶线性微分方程的求解步骤求出 其通解,再根据定解条件,确定通解中的任意常数。 【解析】原方程的通解为
2011年考研数学真题及标准答案解析(考研必备!)

2011年考研数学真题试卷及标准答案解析---------------------心若在,梦就在,谨以此献给2012考研的同学们!!一选择题1.曲线y=(x-1)(x-2)^2(x-3)^3(x-4)^4拐点A (1,0)B (2,0)C (3,0)D (4,0)2设数列{}n a 单调减少,∑=∞→⋯===nk k n n n n a S a 1,2,1(,0lim )无界,则幂级数∑=-nk nk x a 1)1(的收敛域 A(-1,1] B[-1,1) C[0,2) D(0,2]3.设函数)(x f 具有二阶连续导数,且0)0(,0)(>'>f x f ,则函数)(ln )(y f x f z =在点(0,0)处取得极小值的一个充分条件A 0)0(,1)0(>''>f fB 0)0(,1)0(<''>f fC 0)0(,1)0(>''<f fD 0)0(,1)0(<''<f f4.设⎰⎰⎰===444000cos ln ,cot ln ,sin ln πππxdx K xdx J xdx I 的大小关系是、、则K J IA I<J<KB I<K<JC J<I<KD K<J<I5.设A 为3阶矩阵,将A 的第二列加到第一列得矩阵B ,再交换B 的第二行与第一行得单位矩阵。
记p1=10则A=A 21P PB 211P P -C 12P PD 112P P -6.设),,,(4321αααα=A 是4阶矩阵,*A 是A 的伴随矩阵,若T )0,1,0,1(是方程组0=Ax 的一个基础解系,则0*=x A 的基础解系可为 A 31,αα B 21,αα C 321,,ααα D 432,,ααα7.设)(),(21x F x F 为两个分布函数,其相应的概率密度)(),(21x f x f 是连续函数,则必为概率密度的是A )()(21x f x fB )()(222x F x fC )()(21x F x fD )()()()(1221x F x f x F x f +8.设随机变量X 与Y 相互独立,且EX 与EY 存在,记U=max{x,y},V={x,y},则E(UV)=A EUEVB EXEYC EUEYD EXEV 二填空题9.曲线)40(tan 0⎰≤≤=xx tdt y π的弧长s=____________10.微分方程x e y y x cos -=+'满足条件y(0)=0的解为y=____________ 11.设函数⎰+=xydt t ty x F 021sin ),(,则__________022=∂∂=x x F12.设L 是柱面方程为122=+y x 与平面z=x+y 的交线,从z 轴正向往z轴负向看去为逆时针方向,则曲线积分⎰=++___________22dz y xdy xzdx13.若二次曲面的方程为42223222=+++++yz xz axy z y x ,经正交变换化为442121=+z y ,则=a _______________ 三解答题15求极限110))1ln((lim -→+x e x xx 16设))(,(x yg xy f z =,其中函数f 具有二阶连续偏导数,函数g(x)可导,且在x=1处取得极值g(1)=1,求1,12==∂∂∂y x yx z17求方程0arctan =-x x k 不同实根的个数,其中k 为参数。
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2011年考研数学考题特点分析考完数学走出考场,相信很多考生的感觉会是松了一口气。
今年的试题难度相比去年略有降低,出题的方向和题目的类型也都完全在预料之类。
没有偏题怪题,也没有计算量特别大的题目,只要考生有比较扎实的基本功,复习比较全面,是比较容易拿到高分的。
所以,我们预计考生今年的成绩会好于去年,分数线也会有所上升。
细致地分析起来,今年的题目有这样几个特点:一.以计算为主整张试卷,考查计算的试题占到了绝大多数,证明题也主要是考查相关的一些计算。
计算过程中主要考查考生以下几个层面的能力:一是对基本计算公式的记忆,这是最低层面的要求,考生只要经过了一定量的练习就不会有问题;二是计算的熟练度和准确度,对于计算题来说,这也是必然的要求,计算不够熟练和不够准确都会浪费大量的时间,造成丢分;三是对相关性质的熟练掌握,利用一定的技巧简化计算,这属于较高层次的要求,需要考生平时以大量的练习来进行积累。
二.强调对概念的理解数学是从基本概念出发的,所有的性质、公式、定理本质上都可以归结到最基本的概念上来。
公式、定理都有成立的条件,有一定的适用范围,很多时候,最有效的往往不是它们而是基本的概念。
因此,基本概念永远是考研数学的重点考查对象。
这一点再今年的试题中也有比较明显的体现,像选择题的第2题,在计算时就需要用到导数的定义,导数的计算本身难度不大,但考查导数的定义就加大了难度。
再比如选择题的第3题,考查级数收敛性,考生需要理解级数收敛的定义,才能比较容易地记住所有与收敛性有关的性质,以及相应的反例,从而快速地得到正确的选项。
三.题目综合性较强这也是考研数学的试题的一贯特点。
老师在出题时希望一张试卷里的这23道题尽可能全面地涵盖所有主要的考点,因此所有题目中,几乎没有利用单一的知识点能够解决的,都需要综合运用多个知识点。
比如大题中最简单的计算极限这道题目,要快速计算出这个极限,就需要能够综合运用等价无穷小、洛必达法则,泰勒公式和极限的运算法则等知识点,任何一部分有欠缺都会为解这道题造成障碍。
再比如第二道大题计算偏导数这个题目,考生要想比较顺利地解出这道题,就必须熟练掌握偏导数运算的各种法则和二元函数取极值的条件。
四.重视知识点之间的联系这一点在线性代数的命题中体现得尤为明显。
线代的知识体系中各知识点来就是紧密联系的,牵一发而动全身。
就以今年线代这道填空题为例,这道题虽不难,但要得出答案却需要联系矩阵的秩、线性方程组的解,矩阵的特征值与特征向量和二次型的正交相似对角化这几方面的知识点。
后面的大题中,第20题重点考查了向量的线性表出和线性方程组的解之间的联系;第21题则综合考查了矩阵的秩、齐次线性方程组的解和矩阵的特征值与特征向量之间的联系。
针对考题的这几个特点,跨考辅导老师对2012年的考生有如下几点建议:第一.重视基础考研数学主要还是考查所谓的“三基本”:基本概念,基本理论和基本方法。
考试中几乎不会有难题怪题,偶尔出现一些形式比较新颖的题目,但所用到的还是最基本的这些方法和技巧。
因此,考生在复习过程中一定不要偏离基础这个大方向。
第二.多做练习考试强调的是考生计算的熟练度和准确度。
这个没有大量的练习时无法实现的。
很多考生在复习时认为一个题我只要知道方法就行了,不需要写出具体的解题过程。
这样,到考场上就会发现大多数题目都见过,都有印象,但就是没有一道题能顺利的解出答案的,到最后才发现得不了多少分。
事实上,能在考研数学中取得高分的考生无一不是踏踏实实地进行了大量练习的。
因此,考生在复习是一定要牢记:多做练习,“数学是练出来的”!第三.复习要全面就像上文所分析的那样,考研数学的题目大多数都有相当的综合性。
这就对考生提出了更高层面的要求,它要求我们的复习必须全面。
因为数学如果有比较明显的弱项的话后果往往是很严重的,它不但会影响这一部分试题的得分,还会影响到所有与该知识点相关的试题的得分。
举个简单的例子,一个考生如果计算导数有问题的话会造成这样的影响:首先,直接考查导数的题目他就得不了分了;然后,由于运用洛必达法则需要求导数,求极限这一块的分数他也很难拿到了;再然后,由于不定积分也需要有导数的基础才能掌握,那么积分这一部分他也很难掌握了,积分不会,那数学整个就垮了。
所以我们的复习一定要全面。
最后,再强调一点:数学不像很多人想象的那么可怕,只要有合理的复习方案,打好基础,就可以拿到比较理想的成绩。
2011年考研数学线性代数考题特点分析2011年跨考网考研已经落下帷幕,对考研数学线性代数的解析也已初步完成,想必参加考试的同学对自己的成绩都非常的关心,而计划2012年参加考研的考生则更关心今年考试的难度、考点等一些试卷的概况。
下面就今年线性代数的概况做一下分析:首先从整体上来看一下今年的线代试题。
应该可以这么说,线性代数在数一、数二和数三中的考试内容基本一致,2011年的考题中除了客观题目有一点区别,两个大的计算题是完全一样的。
事实上,2011年线性代数数一、数二和数三的考研大纲也是基本一致的,唯一不同的是数一多要求了一个向量空间。
今年的考研线代题给我们的整体感觉是计算量不大,难度也不大。
线性代数具有这样一个特点,它的各个章节彼此联系,这样的特点反应到考研中就是出题人极容易出一题多点的题,事实上今年的考研线代题出题人也是这样出的。
线性代数是一个整体,所以考生们在复习的时候一定要注意了,要将各个知识点联系起来理解,只有这样才能将线性代数复习考。
下面我们来说说两个大题,数一、数三就是第20、21题,数二是22、23题。
首先来看第一个线性代数的大题。
这是一个有关线性表出的题,这个题不难,如果我没有记错的话,跨考网的VIP讲义上面有类似的题,那个题我们是作为基础题来讲解的,我想对于认真听讲的学生做这个题是绝对没有问题的,因为今年考得这个题比我们在讲义上讲的那个题还要简单。
本题主要考查的是线性表出与线性方程组之间的关系,线性表出问题转化为方程组的求解问题。
第一问可以根据以方程组无解的条件求得,也可以通过方阵的秩或者行列式求解,这也是本题比跨考网VIP讲义上的例题简单的一个原因,有多种解法。
下面我们来看一下后面那个大题,这个题考查实对称矩阵的相似对角化的基本知识点。
其实这个题也很简单,-1,1这两个特征值及其他门对应的特征向量的求解比较简单,要说称的上这个题的难点的是那个0特征值的特征向量的求解。
但事实上对于这样的题我们经常在强调。
我还清楚的记得我们第二次模拟考的试卷上有一个类似的大题,其解题思路基本上是一样的,唯一的区别是那个题是通过迹来确定最后一个特征值,而我们这次考的这个题是通过矩阵的秩来确定最后一个特征值,而这个特征值的确定不是这个题的难点。
事实上,无论是从今年的还是从历年的考题来看,线性代数的难度都不大,是我们考试得分率比较高的一个部分,所以建议考生一定要把线代这部分的题目好好把握住。
另外,虽然今年的线性题计算量较往年并不算大,但线性代数的学科特点还是决定了线代的计算在整个考研代数题中占到了很大的一部分,这些计算都比较简单,但由于其计算量大,相对复杂,所以极容易因为粗心算错,所以建议考生平日复习的时候一定要多算算,增加自身的计算熟练度,防止粗心失分。
2011年考研数学真题各学科分数详细分布比例2011年的考研数学试卷总体比2010年的难度有所提升,总的来说,今年的考研数学真题既考查了基础的知识点,又考查了基础知识的综合运用能力。
数学一、二、三试卷的内容符合考试大纲的要求,具体情况见下表:2011年考研数学真题各学科分数详细分布比例学科高等数学线性代数概率论数学(一)函数·极限·连续10分;一元函数微分学35分;一元函数积分学4分;多元函数微分学4分;多元函数积分学11分;无穷级数14分;常微分方程4分。
矩阵4分;线性方程组4分;向量11分;矩阵的特征值和特征向量11分;二次型4分。
多维随机变量及其分布15分;随机变量的数字特征8分;参数估计11分。
数学(二)函数·极限·连续28分;一元函数微分学27分;一元函数积分学8分;矩阵4分;线性方程组4分;向量11分;多元函数微积分学45分;常微分方程8分。
矩阵的特征值和特征向量11分;二次型4分。
数学(三)函数·极限·连续18分;一元函数微分学18分;一元函数积分学18分;多元函数微积分学24分;无穷级数4分。
矩阵4分;线性方程组4分;向量11分;矩阵的特征值和特征向量11分;二次型4分。
多维随机变量及其分布26分;随机变量的数字特征4分;数理统计的基本概念4分。
通过对上表的分析,对比以往真题的内容,考查的内容基本一致,但难度有所提升,加强了对知识的综合运用能力。
从内容方面来看,考试大纲中的内容都有所涉及,在三份试卷当中相同的题目很多,这也是这些年命题非常重要的特点,数学一和数学二有相同的,数学二和数学三也有相同的,甚至数学一、数学二、数学三都相同的题目也有,这是带有规律性的。
从难度方面看,虽然比去年有所提升,但对广大考生来说,难度比较适中。
只要能够掌握并理解考试大纲中的内容,在规定的时间内,答完题目没有问题。
从考查重点来看,很多知识点都是每年必考的,如高等数学中的极限、微分、积分、级数,线性代数中的矩阵、向量、方程组的特征值和特征向量,还有概率论中随机变量的分布等。
整体来看,2011年考研数学的三份试卷能充分地检验了考生对知识的掌握、理解、运用能力。
只要考生平时多看、多写、多练,通过考试是没有问题的。
跨考名师李擂点评2011年考研数学强调计算分数线或上升李擂:各位考生大家好。
主持人:首先问一下李老师,今年考研数学整体难度和去年相比是上升了还是下降了?李擂:今天我相信大部分考生在出考场的时候,应该感觉松了一口气,因为今年题目难度确实不大,相对于去年是略微降低。
我们一看整套试卷没有难题,没有怪题,也没有那种计算量特别大的题目,所以我觉得咱们考生如果你基本功比较扎实的话,你做起这套试卷应该说是非常顺手。
我们预测的话,今年考研数学大概分数整体来说应该要上升一些。
那么相应的,咱们整体分数线也应该会有所上升。
主持人:今年数学数1、数2、数3呈现哪些特点?李擂:今年我们分析总体有这样几个特点,第一题目特别强调计算,这其实也是咱们整个考研数学一贯的一个特点,就是计算题比较多,整张试卷直接考察计算的题目占到绝大多数,中间有一些计算,有一些看起来是正命题的题目,其实分析的话,也是在考察你的计算。
就是咱们对考生的计算基本功要求非常高的。
那么我们考生在做计算题的时候,其实我们考生有三个层面的要求,第一个是我们考生你首先要记住这些最基本的公式和定理,这是最基层的。
如果考生通过适量的练习,一般都能达到,不会有太大的问题。