2015年考研数学真题答案(数一)
2015考研数学一真题与答案解析
2015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的，请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上。
(1)设函数()f x 在(),-∞+∞内连续，其中二阶导数()''f x 的图形如图所示，则曲线()=y f x 的拐点的个数为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3【答案】（C ）【解析】拐点出现在二阶导数等于0，或二阶导数不存在的点，并且在这点的左右两侧二阶导函数异号。
因此，由()f x ''的图形可得，曲线()y f x =存在两个拐点.故选（C ）. (2)设211()23=+-x x y e x e 是二阶常系数非齐次线性微分方程'''++=x y ay by ce 的一个特解，则 ( )(A) 3,2,1=-==-a b c (B) 3,2,1===-a b c (C) 3,2,1=-==a b c (D) 3,2,1===a b c【答案】（A ）【分析】此题考查二阶常系数非齐次线性微分方程的反问题——已知解来确定微分方程的系数，此类题有两种解法，一种是将特解代入原方程，然后比较等式两边的系数可得待估系数值，另一种是根据二阶线性微分方程解的性质和结构来求解，也就是下面演示的解法.【解析】由题意可知，212x e 、13x e -为二阶常系数齐次微分方程0y ay by '''++=的解，所以2,1为特征方程20r ar b ++=的根，从而(12)3a =-+=-，122b =⨯=，从而原方程变为32x y y y ce '''-+=，再将特解x y xe =代入得1c =-.故选（A ）(3) 若级数1∞=∑nn a条件收敛，则=x 3=x 依次为幂级数1(1)∞=-∑n n n na x 的 ( )(A) 收敛点，收敛点 (B) 收敛点，发散点 (C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点 【答案】（B ）【分析】此题考查幂级数收敛半径、收敛区间，幂级数的性质。
2015年考研数学一真题及答案解析
2015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的，请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上。
(1)设函数()f x 在(),-∞+∞内连续，其中二阶导数()''f x 的图形如图所示，则曲线()=y f x 的拐点的个数为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3【答案】（C ）【解析】拐点出现在二阶导数等于0，或二阶导数不存在的点，并且在这点的左右两侧二阶导函数异号。
因此，由()f x ''的图形可得，曲线()y f x =存在两个拐点.故选（C ）. (2)设211()23=+-x x y e x e 是二阶常系数非齐次线性微分方程'''++=x y ay by ce 的一个特解，则 ( )(A) 3,2,1=-==-a b c (B) 3,2,1===-a b c (C) 3,2,1=-==a b c (D) 3,2,1===a b c【答案】（A ）【分析】此题考查二阶常系数非齐次线性微分方程的反问题——已知解来确定微分方程的系数，此类题有两种解法，一种是将特解代入原方程，然后比较等式两边的系数可得待估系数值，另一种是根据二阶线性微分方程解的性质和结构来求解，也就是下面演示的解法.【解析】由题意可知，212x e 、13x e -为二阶常系数齐次微分方程0y ay by '''++=的解，所以2,1为特征方程20r ar b ++=的根，从而(12)3a =-+=-，122b =⨯=，从而原方程变为32x y y y ce '''-+=，再将特解x y xe =代入得1c =-.故选（A ）(3) 若级数1∞=∑nn a条件收敛，则=x 3=x 依次为幂级数1(1)∞=-∑n n n na x 的 ( )(A) 收敛点，收敛点 (B) 收敛点，发散点 (C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点 【答案】（B ）【分析】此题考查幂级数收敛半径、收敛区间，幂级数的性质。
2015-数一考研真题及答案
8 .
4x
17．（本题满分 10 分）
设函数 f ( x, y) x y xy ，曲线 C : x 2 y2 xy 3 ，求 f ( x, y) 在曲线 C 上的最大方向导数．
5
【 详解 】显然 f 1 y, f 1 x ．
x
y
f ( x, y) x y xy 在 ( x, y) 处的梯度 gradf
日乘子法求解如下：
令 L( x, y, ) (1 x) 2 (1 y)2 ( x2 y2 xy 3)
F x 2(1 x) 2x y 0
解方程组 F y 2(1 y) 2 y x 0 ，得几个可能的极值点 1,1 ,( 1, 1),( 2, 1),( 1,2) ， x 2 y2 xy 3
进行比较，可得，在点 x 2, y 1或 x 1, y 2 处，方向导数取到最大，为 9 3.
（Ｂ）收敛点，发散点 （Ｄ）发散点，发散点
【 详解 】注意条件级数
an 条件收敛等价于幂级数
an x n 在 x 1 处条件收敛，也就是这个幂级数的
n1
n1
收敛为 1 ，即 lim a n 1
n
an
1 ，所以
nan ( x 1)n 的收敛半径 R
n1
lim
nan
n ( n 1)an 1
1 ，绝对收敛域为
2
3
o( x3))
由于当 x
0 时， f ( x), g( x) 是等价无穷小，则有
1a 0 a b 0， 2
a k
3
解得， a 1, b
1 ,k
1 .
2
3
16．（本题满分 10 分）
设函数 y f ( x ) 在定义域 I 上的导数大于零，若对任意的
2015年考研数学一真题及解析
考研数学真题及解析与 x = 3 依次为幂级数∑ n a (x -1) 的2015 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的,请将所选项前的字母填在答．题．纸．指定位置上. (1) 设函数 f (x ) 在(-∞, +∞) 内连续，其中二阶导数 f ''(x ) 的图形如图所示，则曲线 y = f (x ) 的拐点的个数为() (A) 0(B) 1(C) 2(D) 3(2) 设 y =1 e2 x + (x - 1)e x 是二阶常系数非齐次线性微分方程 2 3y '' + ay ' + by = ce x 的一个特解，则()(A) a = -3, b = 2, c = -1(B) a = 3, b = 2, c = -1(C) a = -3, b = 2, c = 1(D) a = 3, b = 2, c = 1(3) 若级数∑ a n 条件收敛，则 x = n =1∞nn n =1()(A) 收敛点，收敛点 (B) 收敛点，发散点 (C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点(4) 设 D 是第一象限由曲线2xy = 1， 4xy = 1与直线 y = x ， y =面区域，函数 f ( x , y ) 在 D 上连续，则 ⎰⎰ f ( x , y ) dxdy =D3x 围成的平()∞ 3⎰π ⎰⎰π ⎰π ⎰⎰π 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3(A)π3d θ 1 sin 2θ 1 f (r cos θ , r sin θ )rdr42 s in 2θ(B)π3 d θ ⎰sin 2θ 1 f (r cos θ , r sin θ )rdr42 s in 2θ(C)π3 d θ 1 sin 2θ 1 f (r cos θ , r sin θ )dr42 s in 2θ(D)π3d θ ⎰sin 2θ 1 f (r cos θ , r sin θ )dr42 s in 2θ⎛1 1 1 ⎫ ⎛1 ⎫ (5) 设矩阵 A =1 2 a ⎪ ， b = d ⎪ ，若集合Ω= {1, 2}，则线性方程组⎪ ⎪ 1 4 a 2 ⎪ d 2 ⎪⎝ ⎭ ⎝ ⎭ Ax = b 有无穷多解的充分必要条件为()(A) a ∉Ω, d ∉Ω (B) a ∉Ω, d ∈Ω (C) a ∈Ω, d ∉Ω (D) a ∈Ω, d ∈Ω(6) 设二次型 f( x 1 , x 2 , x 3 ) 在正交变换为 x = Py 下的标准形为2 y 2 + y 2 - y 2，其中 P = (e 1 , e 2 , e 3 ) 下的标准形为( )，若Q = (e 1 , -e 3 , e 2 ) ，则 f ( x 1 , x 2 , x 3 ) 在正交变换 x = Qy (A) 2 y 2 - y 2 + y 2(B) 2 y 2+ y 2- y 2(C) 2 y 2- y 2- y 2(D) 2 y 2+ y 2+ y 2(7) 若 A,B 为任意两个随机事件，则()(A)(C) P ( A B ) ≤ P ( A ) P ( B ) P ( A B ) ≤P ( A ) P ( B ) 2(B)(D) P ( A B ) ≥ P ( A ) P (B ) P ( A B ) ≥P ( A ) P ( B )2(0,1) (8) 设随机变量 X ,Y 不相关，且 EX = 2, EY = 1, DX = 3 ，则 () E ⎡⎣ X( X + Y - 2)⎤⎦ =(A) -3(B) 3(C) -5(D) 5二、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) (9) lim ln cos x= .x →0x 2π -πsin x1+ cos x (10) 2 ( 2+ x )d x =.(11) 若函数 z = z (x , y ) 由方程ex+ xyz + x + cos x = 2 确定，则d z = .(12) 设Ω 是由平面 x + y + z = 1 与三个坐标平面平面所围成的空间区域，则⎰⎰⎰ (x + 2 y + 3z )dxdydz =.Ω2 0 0 2 -1 20 2 (13)n 阶行列式= .0 00 02 2 -1 2(14)设二维随机变量(x , y ) 服从正态分布N (1,0;1,1,0)，则 P {XY - Y < 0} = .三、解答题：15～23 小题,共 94 分.请将解答写在答．题．纸．指定位置上.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) 设函数 f ( x ) = x + a ln(1+ x ) + bx sin x ， g (x ) = kx 3 ，若 fg ( x ) 在 x → 0 是等价无穷小，求 a , b , k 的值.( x ) 与L1 2 3 (16)(本题满分 10 分) 设函数 f ( x ) 在定义域 I 上的导数大于零，若对任意的 x 0 ∈ I ，由线y =f ( x ) 在点(x 0 , f ( x 0 ))处的切线与直线 x = x 0 及 x 轴所围成区域的面积恒为 4，且 f (0) = 2 ，求 f ( x ) 的表达式.(17)(本题满分 10 分)已知函数 f ( x , y ) = x + y + xy ，曲线 C ： x 2 + y 2 + xy = 3 ，求 f (x , y )在曲线 C 上的最大方向导数.(18)(本题满分 10 分)（I ） 设函数u (x ), v (x ) 可导，利用导数定义证明[u (x )v (x )]'= u '(x )v (x ) + u (x )v '(x )（I I ） 设函数u 1 (x ), u 2 (x ), , u n (x ) 可导， f (x ) =导公式.u 1(x )u 2(x ) u n (x )，写出f (x )的求(19)(本题满分 10 分)⎧⎪z = 2 - x 2- y 2,已知曲线 L 的方程为⎨ ⎪⎩z = x ,起点为 A (0, 2, 0)，终点为 B (0, -2, 0)，计算曲线积分 I =⎰ ( y + z )d x + (z2- x 2 + y )d y + (x 2 + y 2 )d z .(20) (本题满 11 分)设向量组 α1 , α2 , α3 内R 3 的一个基， β =2α +2k α ， β =2α ， β =α + (k +1)α .11322（I ） 证明向量组 β β β 为R 3的一个基;313α , α 1 2 3( ) = （I I ） 当 k 为何值时，存在非 0 向量 ξ 在基 1 有的 ξ .2 , α3 与基 β β β 下的坐标相同，并求所(21) (本题满分 11 分)⎛ 0 2-3⎫⎛ 1 -2 0 ⎫ 设矩阵 A = -1 3 -3⎪ 相似于矩阵 B=0 b 0 ⎪ .⎪ ⎪ 1 -2 a ⎪ 0 3 1 ⎪ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭(I )求 a , b 的值；（II ）求可逆矩阵 P ，使 P -1AP 为对角矩阵..⎧⎪2-x ln 2, x > 0,(22) (本题满分 11 分) 设随机变量 X 的概率密度为 f x ⎨⎪⎩0,x ≤ 0. 对 X 进行独立重复的观测,直到 2 个大于 3 的观测值出现的停止.记Y 为观测次数. (I)求Y 的概率分布; (I ) 求 EY(23) (本题满分 11 分)设总体 X 的概率密度为：⎧ 1,θ ≤ x ≤ 1,f (x ,θ ) = ⎪⎨1 - θ⎪⎩0,其他.其中θ 为未知参数， x 1 , x 2 , , x n 为来自该总体的简单随机样本. (I)求θ 的矩估计量.(II) 求θ 的最大似然估计量.导函数异号。
2015年考研数学一真题及答案解析
2015年考研数学一真题及答案解析D234(2)设211()23=+-xxy ex e 是二阶常系数非齐次线性微分方程'''++=xy ay by ce 的一个特解，则( )(A) 3,2,1=-==-a b c(B) 3,2,1===-a b c (C) 3,2,1=-==a b c(D)3,2,1===a b c【答案】（A ）【分析】此题考查二阶常系数非齐次线性微分方程的反问题——已知解来确定微分方程的系数，此类题有两种解法，一种是将特解代入原方程，然后比较等式两边的系数可得待估系数值，另一种是根据二阶线性微分方程解的性质和结构来求解，也就是下面演示的解法.【解析】由题意可知，212xe 、13xe -为二阶常系数齐次微分方程0y ay by '''++=的解，所以2,1为特征方程20r ar b ++=的根，从而(12)3a =-+=-，122b =⨯=，从而原方程变为32xy y y ce '''-+=，再将特解xy xe =代入得1c =-.故选5（A ）(3) 若级数1∞=∑n n a 条件收敛，则=x 3=x 依次为幂级数1(1)∞=-∑nnn na x 的 ( )(A) 收敛点，收敛点 (B) 收敛点，发散点 (C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点 【答案】（B ）【分析】此题考查幂级数收敛半径、收敛区间，幂级数的性质。
【解析】因为1nn a ∞=∑条件收敛，即2x =为幂级数1(1)nnn a x ∞=-∑的条件收敛点，所以1(1)nn n a x ∞=-∑的收敛半径为1，收敛区间为(0,2)。
而幂级数逐项求导不改变收敛区间，故1(1)nnn na x ∞=-∑的收敛区间还是(0,2)。
因而x =3x =依次为幂级数1(1)nnn na x ∞=-∑的收敛点，发散点.故选（B ）。
(4) 设D 是第一象限由曲线21xy =，41xy =与直线6y x=，3y x=围成的平面区域，函数(),f x y 在D 上连续，则(),Df x y dxdy =⎰⎰( )(A) ()13sin 2142sin 2cos ,sin d f r r rdrπθπθθθθ⎰⎰(B)()sin 23142sin 2cos ,sin d f r r rdr πθπθθθθ⎰⎰(C) ()13sin 2142sin 2cos ,sin d f r r drπθπθθθθ⎰⎰(D) ()sin 23142sin 2cos ,sin d f r r drπθπθθθθ⎰⎰【答案】（B ）【分析】此题考查将二重积分化成极坐标系下的累次积分【解析】先画出D 的图形，7所以(,)Df x y dxdy =⎰⎰34(cos ,sin )d f r r rdrππθθθ⎰，故选（B ）(5) 设矩阵21111214A a a ⎛⎫⎪= ⎪⎪⎝⎭，21b d d ⎛⎫ ⎪= ⎪⎪⎝⎭，若集合{}1,2Ω=，则线性方程组Ax b =有无穷多解的充分必要条件为( )(A) ,a d ∉Ω∉Ω (B) ,a d ∉Ω∈Ω (C) ,a d ∈Ω∉Ω (D),a d ∈Ω∈Ω【答案】D 【解析】2211111111(,)1201111400(1)(2)(1)(2)A b ad a d a d a a d d ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭，由()(,)3r A r A b =<，故1a =或2a =，同时1d =或2d =。
2015考研数学一真题及答案解析
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）试题解析一、选择题:18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的,请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上. (1)设函数()f x 在(),-∞+∞内连续，其中二阶导数()''f x 的图形如图所示，则曲线()=y f x 的拐点的个数为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3【答案】（C ）【解析】拐点出现在二阶导数等于0，或二阶导数不存在的点，并且在这点的左右两侧二阶导函数异号.因此，由()f x ''的图形可得，曲线()y f x =存在两个拐点.故选（C ）.(2)设211()23=+-x x y e x e 是二阶常系数非齐次线性微分方程'''++=x y ay by ce 的一个特解，则( )(A) 3,2,1=-==-a b c (B) 3,2,1===-a b c (C) 3,2,1=-==a b c (D) 3,2,1===a b c 【答案】（A ）【分析】此题考查二阶常系数非齐次线性微分方程的反问题——已知解来确定微分方程的系数，此类题有两种解法，一种是将特解代入原方程，然后比较等式两边的系数可得待估系数值，另一种是根据二阶线性微分方程解的性质和结构来求解，也就是下面演示的解法.【解析】由题意可知，212x e 、13x e -为二阶常系数齐次微分方程0y ay by '''++=的解，所以2,1为特征方程20r ar b ++=的根，从而(12)3a =-+=-，122b =⨯=，从而原方程变为32x y y y ce '''-+=，再将特解xy xe =代入得1c =-.故选（A ）(3) 若级数1∞=∑nn a条件收敛，则 3=x 与3=x 依次为幂级数1(1)∞=-∑n n n na x 的 ( )(A) 收敛点，收敛点 (B) 收敛点，发散点(C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点 【答案】（B ）【分析】此题考查幂级数收敛半径、收敛区间，幂级数的性质. 【解析】因为1nn a∞=∑条件收敛，即2x =为幂级数1(1)nn n a x ∞=-∑的条件收敛点，所以1(1)nn n a x ∞=-∑的收敛半径为1，收敛区间为(0,2).而幂级数逐项求导不改变收敛区间，故1(1)nnn na x ∞=-∑的收敛区间还是(0,2).因而x =3x =依次为幂级数1(1)n n n na x ∞=-∑的收敛点，发散点.故选（B ）.(4) 设D 是第一象限由曲线21xy =，41xy =与直线y x =，y =围成的平面区域，函数(),f x y 在D 上连续，则(),Df x y dxdy =⎰⎰ ( )(A)()13sin 2142sin 2cos ,sin d f r r rdr πθπθθθθ⎰⎰(B)()34cos ,sin d f r r rdr ππθθθ⎰ (C)()13sin 2142sin 2cos ,sin d f r r dr πθπθθθθ⎰⎰(D)()34cos ,sin d f r r dr ππθθθ⎰【答案】（B ）【分析】此题考查将二重积分化成极坐标系下的累次积分 【解析】先画出D 的图形，所以(,)Df x y dxdy =⎰⎰34(cos ,sin )d f r r rdr ππθθθ⎰故选（B ）(5) 设矩阵21111214A a a ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，21b d d ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，若集合{}1,2Ω=，则线性方程组有无穷多解的充分必要条件为 ( )x(A) ,a d ∉Ω∉Ω (B) ,a d ∉Ω∈Ω (C) ,a d ∈Ω∉Ω (D) ,a d ∈Ω∈Ω 【答案】(D)【解析】2211111111(,)1201111400(1)(2)(1)(2)A b ad a d a d a a d d ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭，由()(,)3r A r A b =<，故1a =或2a =，同时1d =或2d =.故选（D ）(6)设二次型()123,,f x x x 在正交变换为=x Py 下的标准形为2221232+-y y y ，其中()123,,=P e e e ，若()132,,=-Q e e e ，则()123,,f x x x 在正交变换=x Qy 下的标准形为( )(A) 2221232-+y y y (B) 2221232+-y y y (C) 2221232--y y y (D) 2221232++y y y【答案】(A)【解析】由x Py =，故222123()2T T T f x Ax y P AP y y y y ===+-. 且200010001TP AP ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭.由已知可得:100001010Q P PC ⎛⎫⎪== ⎪ ⎪-⎝⎭故有200()010001T T TQ AQ C P AP C ⎛⎫⎪==- ⎪ ⎪⎝⎭所以222123()2T T T f x Ax y Q AQ y y y y ===-+.选（A ） (7) 若A,B 为任意两个随机事件，则 ( )(A) ()()()≤P AB P A P B (B) ()()()≥P AB P A P B (C) ()()()2≤P A P B P AB (D) ()()()2≥P A P B P AB【答案】(C)【解析】由于,AB A AB B ⊂⊂，按概率的基本性质，我们有()()P AB P A ≤且()()P AB P B ≤，从而()()()2P A P B P AB +≤≤，选(C) .(8)设随机变量,X Y 不相关，且2,1,3===EX EY DX ，则()2+-=⎡⎤⎣⎦E X X Y ( )(A) 3- (B) 3 (C) 5- (D) 5 【答案】(D)【解析】22[(2)](2)()()2()E X X Y E X XY X E X E XY E X +-=+-=+- 2()()()()2()D X E X E X E Y E X =++⋅- 23221225=++⨯-⨯=，选(D) . 二、填空题：914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) 20ln cos lim_________.x xx →= 【答案】12-【分析】此题考查0型未定式极限，可直接用洛必达法则，也可以用等价无穷小替换.【解析】方法一：2000sin ln(cos )tan 1cos lim lim lim .222x x x xx x x x x x →→→--===- 方法二：2222200001ln(cos )ln(1cos 1)cos 112lim lim lim lim .2x x x x x x x x x x x x →→→→-+--====- (10)22sin ()d ________.1cos x x x x ππ-+=+⎰【答案】2π4【分析】此题考查定积分的计算，需要用奇偶函数在对称区间上的性质化简.【解析】22202sin 2.1cos 4x x dx xdx x ππππ-⎛⎫+== ⎪+⎝⎭⎰⎰(11)若函数(,)=z z x y 由方程cos 2+++=xe xyz x x 确定，则(0,1)d ________.z =【答案】dx -【分析】此题考查隐函数求导.【解析】令(,,)cos 2zF x y z e xyz x x =+++-，则(,,)1sin ,,(,,)z x y z F x y z yz x F xz F x y z e xy '''=+-==+又当0,1x y ==时1z e =，即0z =.所以(0,1)(0,1)(0,1,0)(0,1,0)1,0(0,1,0)(0,1,0)y x z z F F z z xF yF ''∂∂=-=-=-=''∂∂，因而(0,1).dzdx =-(12)设Ω是由平面1++=x y z 与三个坐标平面平面所围成的空间区域，则(23)__________.x y z dxdydz Ω++=⎰⎰⎰【答案】14【分析】此题考查三重积分的计算，可直接计算，也可以利用轮换对称性化简后再计算. 【解析】由轮换对称性，得1(23)66zD x y z dxdydz zdxdydz zdz dxdy ΩΩ++==⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰，其中z D 为平面z z =截空间区域Ω所得的截面，其面积为21(1)2z -.所以 112320011(23)66(1)3(2).24x y z dxdydz zdxdydz z z dz z z z dz ΩΩ++==⋅-=-+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰ (13) n 阶行列式20021202___________.00220012-=-【答案】122n +-【解析】按第一行展开得111120021222(1)2(1)220022012n n n n n D D D +----==+--=+-221222(22)2222222n n n n D D ---=++=++=+++122n +=-(14)设二维随机变量(,)x y 服从正态分布(1,0;1,1,0)N ，则{0}________.P XY Y -<=【答案】12【解析】由题设知，~(1,1),~(0,1)X N Y N ，而且X Y 、相互独立，从而{0}{(1)0}{10,0}{10,0}P XY Y P X Y P X Y P X Y -<=-<=-><+-<>11111{1}{0}{1}{0}22222P X P Y P X P Y =><+<>=⨯+⨯=. 三、解答题：15～23小题,共94分.请将解答写在答题纸．．．指定位置上.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) 设函数()ln(1)sin =+++f x x a x bx x ，3()=g x kx ，若()fx 与()g x 在0→x 是等价无穷小，求,,a b k 的值.【答案】,,.a b k =-=-=-11123【解析】法一：原式()3ln 1sin lim1x x a x bx xkx→+++= ()()2333330236lim 1x x x x x a x o x bx x o x kx →⎛⎫⎛⎫+-+++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭==()()234331236lim1x a a b a x b x x x o x kx→⎛⎫++-+-+ ⎪⎝⎭== 即10,0,123a aa b k +=-== 111,,23a b k ∴=-=-=-法二：()3ln 1sin lim1x x a x bx xkx →+++=201sin cos 1lim 13x ab x bx xx kx →++++== 因为分子的极限为0，则1a =-()212cos sin 1lim16x b x bx x x kx→--+-+==，分子的极限为0，12b =-()022sin sin cos 13lim 16x b x b x bx xx k →----+==，13k =- 111,,23a b k ∴=-=-=-(16)(本题满分10分) 设函数()f x 在定义域I 上的导数大于零，若对任意的0x I ∈，由线()=y f x 在点()()0,x f x 处的切线与直线0x x =及x 轴所围成区域的面积恒为4，且()02f =，求()f x 的表达式.【答案】f x x=-8()4. 【解析】设()f x 在点()()00,x f x 处的切线方程为：()()()000,y f x f x x x '-=- 令0y =，得到()()000f x x x f x =-+'，故由题意，()()00142f x x x ⋅-=，即()()()000142f x f x f x ⋅='，可以转化为一阶微分方程，即28y y '=，可分离变量得到通解为：118x C y =-+，已知()02y =，得到12C =，因此11182x y =-+；即()84f x x =-+.(17)(本题满分10分)已知函数(),=++fx y x y xy ，曲线C ：223++=x y xy ，求(),f x y 在曲线C 上的最大方向导数.【答案】3【解析】因为(),f x y 沿着梯度的方向的方向导数最大，且最大值为梯度的模.()()',1,',1x y f x y y f x y x =+=+，故(){},1,1gradf x y y x =++此题目转化为对函数(),g x y =在约束条件22:3C x y xy ++=下的最大值.即为条件极值问题.为了计算简单，可以转化为对()()22(,)11d x y y x =+++在约束条件22:3C x y xy ++=下的最大值.构造函数：()()()()2222,,113F x y y x x y xy λλ=++++++-()()()()222120212030x y F x x y F y y x F x y xy λλλ'⎧=+++=⎪'=+++=⎨⎪'=++-=⎩，得到()()()()12341,1,1,1,2,1,1,2M M M M ----. ()()()()12348,0,9,9d M d M d M d M ====3=. (18)(本题满分 10 分)（I ）设函数()()u x ,v x 可导，利用导数定义证明u x v x u x v x u x v x '''=+[()()]()()()() （II ）设函数()()()12n u x ,u x ,,u x 可导，n f x u x u x u x =12()()()()，写出()f x 的求导公式.【解析】（I ）0()()()()[()()]lim h u x h v x h u x v x u x v x h→++-'=0()()()()()()()()lim h u x h v x h u x h v x u x h v x u x v x h→++-+++-=00()()()()lim ()lim ()h h v x h v x u x h u x u x h v x h h→→+-+-=++()()()()u x v x u x v x ''=+ （II ）由题意得12()[()()()]n f x u x u x u x ''=121212()()()()()()()()()n n n u x u x u x u x u x u x u x u x u x '''=+++(19)(本题满分 10 分)已知曲线L的方程为,z z x ⎧=⎪⎨=⎪⎩起点为()A，终点为()0,B ，计算曲线积分()()2222d d ()d LI y z x z x y y x y z =++-+++⎰.【答案】π2【解析】由题意假设参数方程cos cos x y z θθθ=⎧⎪=⎨⎪=⎩，ππ:22θ→-π22π2[cos )sin 2sin cos (1sin )sin ]d θθθθθθθθ--++++⎰π222π2sin cos (1sin )sin d θθθθθθ-=+++⎰π220sin d θθ==(20) (本题满11分)设向量组1,23,ααα内3R 的一个基，113=2+2k βαα，22=2βα，()313=++1k βαα.（I ）证明向量组1β2β3β为3R 的一个基;（II ）当k 为何值时，存在非0向量ξ在基1,23,ααα与基1β2β3β下的坐标相同，并求所有的ξ.【答案】 【解析】(I)证明：()()()()12313213123,,2+2,2,+1201,,020201k k k k βββαααααααα=+⎛⎫⎪= ⎪ ⎪+⎝⎭20121224021201k k kk ==≠++故123,,βββ为3R 的一个基. （II ）由题意知，112233112233,0k k k k k k ξβββαααξ=++=++≠即()()()1112223330,0,1,2,3i k k k k i βαβαβα-+-+-=≠=()()()()()()()11312223133113223132+22++10+2+0k k k k k k k k k k ααααααααααααα-+-+-=++=有非零解即13213+2,,+0k k ααααα=即10110020k k=，得k=011223121300,0k k k k k k ααα++=∴=+=11131,0k k k ξαα=-≠(21) (本题满分11 分)设矩阵02313312a -⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪-⎝⎭A 相似于矩阵12000031b -⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭B =.(I) 求,a b 的值；（II ）求可逆矩阵P ，使1-P AP 为对角矩阵..【解析】(I) ~()()311A B tr A tr B a b ⇒=⇒+=++23120133001231--=⇒--=-A B b a14235-=-=⎧⎧∴⇒⎨⎨-==⎩⎩a b a a b b (II)023100123133010123123001123A E C ---⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪=--=+--=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭()123112*********---⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=--=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭CC 的特征值1230,4λλλ===0λ=时(0)0-=E C x 的基础解系为12(2,1,0);(3,0,1)ξξ==-T T 5λ=时(4)0-=E C x 的基础解系为3(1,1,1)ξ=--TA 的特征值1:1,1,5λλ=+A C令123231(,,)101011ξξξ--⎛⎫ ⎪==- ⎪ ⎪⎝⎭P ，1115-⎛⎫ ⎪∴= ⎪ ⎪⎝⎭P AP(22) (本题满分11 分) 设随机变量X 的概率密度为()2ln 2,0,0,0.xx f x x -⎧>⎪=⎨≤⎪⎩对X 进行独立重复的观测,直到2个大于3的观测值出现的停止.记Y 为观测次数. (I)求Y 的概率分布; (II)求EY【解析】(I) 记p 为观测值大于3的概率，则313228()ln x p P X dx +∞-=>==⎰，从而12221171188n n n P Y n C p p p n ---==-=-{}()()()()，23,,n=为Y 的概率分布； (II) 法一:分解法:将随机变量Y 分解成=Y M N +两个过程,其中M 表示从1到()n n k <次试验观测值大于3首次发生，N 表示从1n +次到第k 试验观测值大于3首次发生.则M Ge n p ~(,)，NGe k n p -(,)(注：Ge 表示几何分布)所以11221618E Y E M N E M E N p p p =+=+=+===()()()(). 法二:直接计算22212221777711288888n n n n n n n E Y n P Y n n n n n ∞∞∞---====⋅==⋅-=⋅--+∑∑∑(){}()()()()[()()()]记212111()()n n S x n n xx ∞-==⋅--<<∑，则2113222211n n n n n n S x n n xn xx x ∞∞∞--==='''=⋅-=⋅==-∑∑∑()()()()()， 12213222111()()()()()n n n n xS x n n xx n n x xS x x ∞∞--===⋅-=⋅-==-∑∑，2222313222111()()()()()nn n n x S x n n x xn n xx S x x ∞∞-===⋅-=⋅-==-∑∑， 所以212332422211()()()()()x x S x S x S x S x x x-+=-+==--，从而7168E Y S ==()().(23) (本题满分 11 分)设总体X 的概率密度为：x f x θθθ⎧≤≤⎪=-⎨⎪⎩1,1,(,)10,其他. 其中θ为未知参数，12n x ,x ,,x 为来自该总体的简单随机样本.(I)求θ的矩估计量. (II)求θ的最大似然估计量. 【解析】(I)11112()(;)E X xf x dx x dx θθθθ+∞-∞+==⋅=-⎰⎰， 令()E X X =，即12X θ+=，解得1121ni i X X X n θ==-=∑,为θ的矩估计量；(II) 似然函数11110,()(;),nni i i x L f x θθθθ=⎧⎛⎫≤≤⎪ ⎪==-⎨⎝⎭⎪⎩∏其他， 当1i x θ≤≤时，11111()()nni L θθθ===--∏，则1ln ()ln()L n θθ=--. 从而dln d 1L nθθθ=-()，关于θ单调增加， 所以12min n X X X θ={,,,}为θ的最大似然估计量.。
2015年考研数学一真题及答案解析
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）试题一、选择题：18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的，请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上。
(1)设函数()f x 在(),-∞+∞内连续，其中二阶导数()''f x 的图形如图所示，则曲线()=y f x 的拐点的个数为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3【答案】（C ）【解析】拐点出现在二阶导数等于0，或二阶导数不存在的点，并且在这点的左右两侧二阶导函数异号。
因此，由()f x ''的图形可得，曲线()y f x =存在两个拐点.故选（C ）. (2)设211()23=+-x x y e x e 是二阶常系数非齐次线性微分方程'''++=x y ay by ce 的一个特解，则 ( )(A) 3,2,1=-==-a b c (B) 3,2,1===-a b c (C) 3,2,1=-==a b c (D) 3,2,1===a b c【答案】（A ）【分析】此题考查二阶常系数非齐次线性微分方程的反问题——已知解来确定微分方程的系数，此类题有两种解法，一种是将特解代入原方程，然后比较等式两边的系数可得待估系数值，另一种是根据二阶线性微分方程解的性质和结构来求解，也就是下面演示的解法.【解析】由题意可知，212x e 、13xe -为二阶常系数齐次微分方程0y ay by '''++=的解，所以2,1为特征方程20r ar b ++=的根，从而(12)3a =-+=-，122b =⨯=，从而原方程变为32x y y y ce '''-+=，再将特解x y xe =代入得1c =-.故选（A ）(3) 若级数1∞=∑nn a条件收敛，则=x 3=x 依次为幂级数1(1)∞=-∑nnn na x 的 ( )(A) 收敛点，收敛点 (B) 收敛点，发散点 (C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点 【答案】（B ）【分析】此题考查幂级数收敛半径、收敛区间，幂级数的性质。
2015年考研数学一真题及答案(完整版)
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）试题2015年考研数学一真题及答案（完整版）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的,请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上. (1)设函数()f x 在(),-∞+∞内连续，其中二阶导数()''f x 的图形如图所示，则曲线()=y f x 的拐点的个数为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3【答案】（C ）【解析】拐点出现在二阶导数等于0，或二阶导数不存在的点，并且在这点的左右两侧二阶导函数异号。
因此，由()f x ''的图形可得，曲线()y f x =存在两个拐点.故选（C ）. (2)设211()23=+-x x y e x e 是二阶常系数非齐次线性微分方程'''++=x y ay by ce 的一个特解，则 ( )(A) 3,2,1=-==-a b c (B) 3,2,1===-a b c (C) 3,2,1=-==a b c (D) 3,2,1===a b c【答案】（A ）【分析】此题考查二阶常系数非齐次线性微分方程的反问题——已知解来确定微分方程的系数，此类题有两种解法，一种是将特解代入原方程，然后比较等式两边的系数可得待估系数值，另一种是根据二阶线性微分方程解的性质和结构来求解，也就是下面演示的解法.【解析】由题意可知，212x e 、13xe -为二阶常系数齐次微分方程0y ay by '''++=的解，所以2,12015年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）试题为特征方程20r ar b ++=的根，从而(12)3a =-+=-，122b =⨯=，从而原方程变为32x y y y ce '''-+=，再将特解x y xe =代入得1c =-.故选（A ）(3) 若级数1∞=∑n n a条件收敛，则 3=x 与3=x 依次为幂级数1(1)∞=-∑nnn na x 的 ( )(A) 收敛点，收敛点 (B) 收敛点，发散点 (C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点 【答案】（B ）【分析】此题考查幂级数收敛半径、收敛区间，幂级数的性质. 【解析】因为1nn a∞=∑条件收敛，即2x =为幂级数1(1)nn n a x ∞=-∑的条件收敛点，所以1(1)nn n a x ∞=-∑的收敛半径为1，收敛区间为(0,2).而幂级数逐项求导不改变收敛区间，故1(1)nnn na x ∞=-∑的收敛区间还是(0,2).因而3x =与3x =依次为幂级数1(1)nnn na x ∞=-∑的收敛点，发散点.故选（B ）.(4) 设D 是第一象限由曲线21xy =，41xy =与直线y x =，3y x =围成的平面区域，函数(),f x y 在D 上连续，则(),Df x y dxdy =⎰⎰ ( )(A)()13sin2142sin2cos ,sin d f r r rdr πθπθθθθ⎰⎰(B)()1sin 23142sin 2cos ,sin d f r r rdr πθπθθθθ⎰⎰(C)()13sin 2142sin 2cos ,sin d f r r dr πθπθθθθ⎰⎰2015年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）试题(D)()1sin 23142sin 2cos ,sin d f r r dr πθπθθθθ⎰⎰【答案】（B ）【分析】此题考查将二重积分化成极坐标系下的累次积分 【解析】先画出D 的图形，所以(,)Df x y dxdy =⎰⎰1sin23142sin2(cos ,sin )d f r r rdr πθπθθθθ⎰⎰，故选（B ）(5) 设矩阵21111214A a a ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，21b d d ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，若集合{}1,2Ω=，则线性方程组Ax b =有无穷多解的充分必要条件为 ( )(A) ,a d ∉Ω∉Ω (B) ,a d ∉Ω∈Ω (C) ,a d ∈Ω∉Ω (D) ,a d ∈Ω∈Ω 【答案】D【解析】2211111111(,)1201111400(1)(2)(1)(2)A b ad a d a d a a d d ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭，由()(,)3r A r A b =<，故1a =或2a =，同时1d =或2d =。
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a b k
1 1 2 1 3
f ( x ) 定义域 I 上的导数大于零， 若对任意的
x0
I
， 曲线 y
f ( x) 在点 ( x0 , f ( x0 )) 处
的切线与直线
x
x0 及 x 轴所围成的区域的面积为
4 ，且 f (0)
2 ，求 f ( x ) 的表达式 .
0 0
1 0
1 0
x Ax
y ( Q AA) y
T
T
2y1
2
y2
2
y3 ，故选 (A)
2
A, B 为任意两个随机事件，则 P ( AB) P ( A) P ( B) P( A) 2 P ( B)
（ B）
P ( AB)
P ( A) P( B ) P ( A) 2 P( B )
（ C）
P ( AB)
（ D）
.
[ u( x) v( x)]'= u '( x)v( x)
( Ⅱ ) 设函数
u1 ( x), u2 ( x )...un ( x) 可导， f ( x)
n
3 、若级数
n 1
a n 条件收敛，则 x
3与 x
3 依次为幂级数
n 1
nan x 1 的：
（ A）收敛点，收敛点 （ C）发散点，收敛点 【答案】 (B) 【考点】级数的敛散性 【难易度】★★★ 【详解】因为
n 1
（ B）收敛点，发散点 （ D）发散点，发散点
an 条 件 收 敛 ， 故 x
2 为幂级 数
P( AB)
【答案】 (C) 【考点】 【难易度】★★ 【详解】
P ( A) P( A)
P( AB ), P( B ) P( B) P ( A) 2 2 P( AB ) P ( B)
P ( AB)
P ( AB)
（ C） 故选
8 、设随机变量 （ A） -3 【答案】 (D) 【考点】
X, Y 不相关，且 EX
z= z截空间区域 W所得的截面，其面积为
1
1 2
(1- z)
2
.所以
1 2 1 3 2 1 x + 2y + 3z dxdydz 1 z dz = 3 z dz = = 6 zdx dydz = 6 z × ( ) 2z + z ( ) òòò òòò ò 0 ò 0 2 4 W W
(
)
2
0
0 0 2
三、解答题： 15～ 23 小题 , 共 94 分 . 请将解答写在答题纸 ．．． 指定位置上 . 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） 设函数 f ( x ) 求
x a ln(1 x )
bx sin x ， g ( x)
kx ，若 f ( x) 与 g ( x) 在 x
（ C）
3 4
d
sin 2 1 2sin 2
f ( r cos , r sin )dr
（D ）
3 4
d
sin 2 1 2sin 2
f ( r cos , r sin )dr
【答案】 (D) 【考点】二重积分的极坐标变换 【难易度】★★★ 【详解】由
y
x 得，
4
；由 y
3 x 得， 1 sin 2
3
由 2 xy
3
0 是等价无穷小，
a ， b ， k 值。
【考点】等价无穷小量，极限的计算 【难易度】★★★ 【详解】
f (x)
x
a ln(1
x)
bx sin x
x a x
x
2
x
3
2
a 2
3
3
b x
2
x
3
bx x
x
3
3!
3
x
3
1 a x
a 3
x
3
x
f ( x) 与 g ( x)
kx 是等价无穷小
1+a 0 a b 0 2 a k 3
,+
连续，其 2 阶导函数 f ( x ) 的图形如下图所示，则曲线 ）
y
f ( x) 的
（ A） 0 （ C） 2 【答案】 (C)
（ B） 1 （ D） 3
【考点】拐点的定义 【难易度】★★ 【详解】拐点出现在二阶导数等于 数异号，因此，由 0，或二阶导数不存在的点上，并且在这点的左右两侧二阶导
D 1 1
2 xy
1,4 xy
1 与直线 y
x, y
3 x 围成的平面区域， 函数 f ( x, y)
f ( x, y )dxdy
（ A）
2 4
d
sin 2 1 2sin 2 1
f ( r cos , r sin )rdr
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ B）
2 4
d
sin 2 1 2sin 2 1
f ( r cos , r sin ) rdr
n 1
an x 1
n
的条件收敛点，进而得
an x 1
n 1
n
的收敛半径为
1，收敛区间为
0,2 ，又由于幂级数逐项求导不改变收敛区间，故
nan x 1 的收敛区间仍为
n 1
n
因而 x 0,2 ，
3与 x
3 依次为幂级数
n 1
nan x 1
n
的收敛
点、发散点 . 4 、设 D 是第一象限中曲线 在 D 上连续，则
Y
0)
.
1 2
( X , Y ) ~ N (1,0,1,1,0)， 0
X ~ N (1,1),Y ~ N (0,1), 且 X , Y 独立 P ( X 1)Y 0 1 1 2 2 1 1 2 2 1 2
X 1~ N (0,1) ， P XY Y
P X 1 0, Y
0
P X 1 0， Y
0
6
2015 年全国硕士研究生入学统一考试数学一
2
P
(e 1, e 2, e 3 ) ，若 Q 2 y1 2 y1
2
(e 1, e 3 , e2 ) ，则 f ( x 1 , x2 , x3 ) 在正交变换 x
（ B） 2 y1 （ D） 2 y1
2
（ A） （ C）
y2 y2
2
y3 y3
2
y2 y2
2
y3 y3
2
2
2
2
2
2
2
【答案】 (A) 【考点】二次型 【难易度】★★
x
x0 ，
因 此， S
1 2
AB
f ( x0 )
1 f ( x0 ) 2 f ( x0 )
f ( x0 )
4 .即 满足 微 分 方程 ：
y y
2
1 8
，解 得：
1 y
1 8
x
c. 1 2 8 4
2
又因 y (0)
2 ，所以 c
，故 y
x
.
17、 （本题满分 10 分） 已知函数 导数 . 【考点】方向导数，条件极值 【难易度】★★★ 【详解】根据方向导数与梯度的关系可知，方向导数沿着梯度方向可取到最大值且为梯度的模 故 .，
【考点】微分方程 【难易度】★★★ 【详解】如下图：
7
2015 年全国硕士研究生入学统一考试数学一
x
x0 处的切线方程为 l ： y
f ( x0 )( x
x0
x0 )
f ( x0 ) f ( x0 )
f ( x0 )
，则 AB
l 与 x 轴的交点为： y
0 时， x
f ( x0 ) f ( x0 )
2
x ) dx
2
【答案】
4
【考点】积分的计算 【难易度】★★ 【详解】
2 2
(
sin x 1 cos x
2
x )dx
z
2
2 0
xdx
4 2 确定，则 dz
(0,1)
11、若函数 z 【答案】
z( x , y ) 由方程 e
xyz+x cos x
.
【考点】隐函数求导 【难易度】★★ 【详解】令
F ( x, y, z)
2, c 2, c
1. 1.
【答案】 (A) 【考点】常系数非齐次线性微分方程的解法 【难易度】★★ 【详解】
1 2
e ,
2x
1 3
e 为齐次方程的解，所以
x
2 、 1 为特征方程
2
+a
b
0 的根，从而 1.
a
1 2
3,b 1 2
2, 再将特解 y
xe 代入方程 y
1
x
3y
2y
x ce 得： c
2015 年全国硕士研究生入学统一考试数学一
1 1 0
1 a 1 a 1 a 2 d d
1 1 2 1 d
A, b
1 2 1 4
Ax a
b 有无穷多解 1或 a 2且 d
R( A ) 1或 d
R( A, b ) 2
6 、设二次型
f ( x1, x2 , x3 ) 在正交变换 x
Py 下的标准形为 2 y1
2
y2
2
y3 ，其中 Qy 下的标准形为
f ( x, y)
x
y
xy ，曲线 C : x
y
2
xy
3 ，求 f ( x, y ) 在曲线 C 上的最大方向
gradf ( x, y )
1 y ,1 x