2023年考研数学一真题与解析。
.已知,则下列正确的是。
ab)cd)
分析】这是型未定式,使用洛必达则即可.或者熟记常见无穷小的马克劳林公式则可快速解答.
详解1】,所以,即.
详解2】 因为,显然,当然有.应该选(d)
2.曲面在点的切平面方程为。
ab)cd)
分析】此题考查的是空间曲面在点处的法向量及切平面的方程.其中法向量为.
详解】设,则在点点处,从而切平面方程为,即.应该选(a)
.设,,令,则。
分析】此题考查的是傅立叶级数的收敛性.
详解】由条件可知,为的正弦级数,所以应先把函数进行奇延拓,由收敛定理可知也是周期为2的奇函数,故,应选(c)
.设,,,为四条逆时针方向的平面曲线,记,则。
分析】此题考查的是梅林公式和二重积分的计算.
详解】由格林公式,所以,;
在椭圆:上,二重积分最好使用广义极坐标计算:
故,.显然最大.故应选(d)
.设a,b均为阶矩阵,若ab=且b可逆,则。
a)矩阵c的行向量组与矩阵a的行向量组等价.
b)矩阵c的列向量组与矩阵a的列向量组等价.
c)矩阵c的行向量组与矩阵b的行向量组等价.
d)矩阵c的列向量组与矩阵b的列向量组等价.
详解】把矩阵a,c列分块如下:,由于ab=则可知,得到矩阵c的列向量组可用矩阵a的列向量组线性表示.同时由于b可逆,即,同理可知矩阵a的列向量组可用矩阵c的列向量组线性表示,所以矩阵c的列向量组与矩阵a的列向量组等价.应该选(b).
6.矩阵与矩阵相似的充分必要条件是。
ab),为任意常数。
cd),为任意常数。
详解】注意矩阵是对角矩阵,所以矩阵a=与矩阵相似的充分必要条件是两个矩阵的特征值对应相等.
从而可知,即,为任意常数,故选择(b).
7.设是随机变量,且,,则。
ab)cd)
详解】若,则,故选择(a).
8.随机变量,给定,常数,则。
a) (bcd)
详解】注意到,则知,从而,故应该选择(c).
9.设函数由方程确定,则 .
详解】当时,,利用隐函数求导法则知.
10.已知是某个二阶常系数线性微分方程三个解,则该方程的通解为。
详解】显然和是对应的二阶常系数线性齐次微分方程两个线性无关的解,由解的结构定理,该方程的通解为,其中为任意常数.
11.设为参数,则。
详解】,所以.
详解】13.设是三阶非零矩阵,为其行列式,为元素的代数余子式,且满足,则。
详解】由条件可知,其中为a的伴随矩阵,从而可知。
所以可能为或0.
但由结论可知,可知,伴随矩阵的秩只能为3,所以。
14.设随机变量y服从参数为1的指数分布,为大于零的常数,则。
详解】这是一个条件概率.,从而.
15.(本题满分10分)
计算,其中.
分析】被积函数中含有变上限积分,所以应该用分部积分法.
详解】16.(本题满分10分)
设数列满足条件:,是幂级数的和函数.
1)证明:;
2)求的表达式.
详解】1)证明:由幂级数和函数的分析性质可知,由条件可得,所以,也就有.
2)解:由于所以。
所以,解微分方程, 可得.
17.(本题满分10分)
求函数的极值.
详解】先求驻点,令。
解得,为了判断两个驻点是否为极值点,求二阶偏导数,在点处,且,所以为极小值点,极小值为.
在点处,所以不是极值点.
18.(本题满分10分)
设奇函数在上具有二阶导数,且,证明:
1)存在,使得;
2)存在,使得.
详解】证明:(1)由于为奇函数,则,由于在上具有二阶导数,由拉格朗日定理,存在,使得.
2)由于为奇函数,则为偶函数,由(1)可知存在,使得,且,令,由条件显然可知在上可导,且,由罗尔定理可知,存在,使得即.
19.(本题满分10分)
设直线l过两点,过l绕z轴旋转一周得到曲面,曲面与平面所围成的立体为.
1)求曲面的方程;
2)求立体的质心坐标.
详解】1)直线l的对称式方程为,设为曲面上的任意一点,并且其对应于直线l上的点为,由于过l绕z轴旋转一周得到曲面,所以有如下式子成立。
整理可得,,这就是曲面的方程.
2)设的质心坐标为,由对称性,显然,所以的质心坐标为.
20.(本题满分11分)
设,问当为何值时,存在矩阵c,使得,并求出所有矩阵c.
详解】显然由可知,如果c存在,则必须是2阶的方阵.设,则变形为,即得到线性方程组,要使c存在,此线性方程组必须有解,于是对方程组的增广矩阵进行初等行变换如下。
所以,当时,线性方程组有解,即存在矩阵c,使得.
此时,所以方程组的通解为,也就是满足的矩阵c为。
其中为任意常数.
21.(本题满分11分)
设二次型.记.
1)证明二次型对应的矩阵为;
2)若正交且为单位向量,证明在正交变换下的标准形为.
详解】证明:(1)
所以二次型对应的矩阵为.
证明(2)设,由于。
则,所以为矩阵对应特征值的特征向量;
所以为矩阵对应特征值的特征向量;
而矩阵a的秩,所以也是矩阵的一个特征值.
故在正交变换下的标准形为.
22.(本题满分11分)
设随机变量x的概率密度函数为,令随机变量。
1)求随机变量y的分布函数;
2)求概率.
详解】(1)先求常数的取值:,从而。
设随机变量y的分布函数为,则。
当时,;当时,;
当时,.所以随机变量y的分布函数为。
所以.23.(本题满分11分)
设总体x的概率密度为,其中为为未知参数且大于零,为来自总体x的简单随机样本.
1)求的矩估计量;
2)求的极大似然估计量.
详解】(1)先求出总体的数学期望e(x)
令,得的矩估计量.
2)当时,似然函数为。
取对数,令,得,
解得的极大似然估计量为.
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