1、考研数学(数学三)模拟试卷 466 及答案解析(总分:50.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:9,分数:18.00)1.选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。(分数:2.00)_2.设 f(x)在 x=x 0 的某邻域内连续,且在该邻域内 xx 0 处 f(x)存在,则“ (分数:2.00)A.充分必要条件B.必要条件而非充分条件C.充分条件而非必要条件D.既非充分又非必要条件3.设 g(x)在 x=0 的某邻域内连续且 (分数:2.00)A.f(0)是 f(x)的极大值B.f(0)是 f(x)的极小值C.f(0)不是 f(x)的极值D.f(0)是否为 f(x
2、)的极值要由具体的 g(x)决定4.设数列a n 单调增加且有上界, 为常数,则级数 (分数:2.00)A.发散B.条件收敛C.绝对收敛D.敛散性与 有关5.设 g(x)在(一,+)内存在二阶导数,且 g“(x)0令 f(x)=g(x)+g(一 x),则当 x0 时 ( )(分数:2.00)A.f(x)0B.f(x)0C.f(x)与 x 同号D.f(x)与 x 异号6.设 A 是 n 阶矩阵,则下列说法错误的是 ( )(分数:2.00)A.对任意的 n 维列向量 ,有 A=0,则 A=OB.对任意的 n 维列向量 ,有 T A=0,则 A=OC.对任意的 n 阶矩阵 B,有 AB=O,则 A=
3、OD.对任意的 n 阶矩阵 B,有 B T AB=O,则 A=O7.设 1 , 2 , 3 , 4 , 5 均是 4 维列向量记 A=( 1 , 2 , 3 , 4 ),B=( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 )已知方程 AX= 5 有通解 k(1,一 1,2,0) T +(2,1,0,1) T ,其中k 是任意常数,则下列向量不是方程 BX=0 的解的是 ( )(分数:2.00)A.(2,1,0,1,一 1) T B.(3021,一 1) T C.(1,一 2,一 2,0,一 1) T D.(0,3,一 4,1,一 1) T 8.设随机变量 X 与 Y 独立,均服从0,3上的均匀分布,则
4、 P1maxX,Y)2= ( ) (分数:2.00)A.B.C.D.9.设 X 1 ,X 2 ,X n 是总体 XN(, 2 )的简单随机样本样本均值 (分数:2.00)A.D(S 1 2 )D(S 0 2 )D(S 2 )B.D(S 0 2 )D(S 2 )D(S 1 2 )C.D(S 2 )D(S 1 2 )D(S 0 2 )D.D(S 2 )D(S 0 2 )D(S 1 2 )二、填空题(总题数:6,分数:12.00)10.= 1 (分数:2.00)填空项 1:_11.= 1 (分数:2.00)填空项 1:_12.设 y=y(x)是由 y 3 +(x+1)y+x 2 =0 及 y(0)=
5、0 所确定,则 (分数:2.00)填空项 1:_13.已知 y=u(x)x 是微分方程 (分数:2.00)填空项 1:_14.设 A= (分数:2.00)填空项 1:_15.设 A 与 B 是两随机事件,P(A)=06 且 (分数:2.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:10,分数:20.00)16.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。(分数:2.00)_17.()求定积分 a n = 0 2 x(2xx 2 ) n dx,n=1,2,; ()对于()中的 a n ,求幂级数 (分数:2.00)_18.设平面区域 D 用极坐标表示为 (分数:2.00)_19.求幂级数 (分数:2
6、.00)_20.过椭圆 (分数:2.00)_21.设 x 与 y 均大于 0 且 xy,证明: (分数:2.00)_22.设 3 阶矩阵 A,B 满足关系式 AB=AB 且 A 有三个不同的特征值 证明:()AB=BA: ()存在可逆阵 P,使得 P -1 AP,P -1 BP 同时为对角阵(分数:2.00)_23.()设 1 =(a 1 ,a 2 ,a 3 ,a 4 ), 2 =(a 2 ,一 a 1 ,a 4 ,一 a 3 ), 3 =(a 3 ,一 a 4 ,一 a 1 ,a 2 ),其中 a i (i=1,2,3,4)不全为零证明 1 , 2 , 3 线性无关; ()记A= (分数:2
7、.00)_24.设随机变量(X,Y)的概率密度为 f(x,y)= (分数:2.00)_25.已知随机变量 X 的概率密度为 f(x)= (分数:2.00)_考研数学(数学三)模拟试卷 466 答案解析(总分:50.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:9,分数:18.00)1.选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。(分数:2.00)_解析:2.设 f(x)在 x=x 0 的某邻域内连续,且在该邻域内 xx 0 处 f(x)存在,则“ (分数:2.00)A.充分必要条件B.必要条件而非充分条件C.充分条件而非必要条件 D.既非充分又非必要条件解析:解析:在所说前提及
8、条件“ ”下,由洛必达法则: 所以 f(x 0 ) ”的充分条件但不是必要条件,反例如下:设 本例满足本题所说的前提(其中 x 0 =0),f(x)=2xsin f(x)不存在, 而 却是存在的所以“ 3.设 g(x)在 x=0 的某邻域内连续且 (分数:2.00)A.f(0)是 f(x)的极大值B.f(0)是 f(x)的极小值 C.f(0)不是 f(x)的极值D.f(0)是否为 f(x)的极值要由具体的 g(x)决定解析:解析:当 x0 时,g(x)= ,由于 g(x)在 x=0 处连续, 所以 f(0) 2 =0 2 f“(0)一 0g(0)=0,即 f(0)=0 4.设数列a n 单调增
9、加且有上界, 为常数,则级数 (分数:2.00)A.发散B.条件收敛C.绝对收敛 D.敛散性与 有关解析:解析:由于数列a n 单调增加且有上界,故 另一方面, (a n 一 a n+1 )sin na n 一 a n+1 =a n+1 一 a n , 而已证 (a n+1 一 a n )收敛,所以由比较判别法知, 5.设 g(x)在(一,+)内存在二阶导数,且 g“(x)0令 f(x)=g(x)+g(一 x),则当 x0 时 ( )(分数:2.00)A.f(x)0B.f(x)0C.f(x)与 x 同号D.f(x)与 x 异号 解析:解析:由 f(x)=g(x)+g(x),有 f(x)=g(x
10、)一 g(一 x),f“(x)=g“(x)+g“(x)0, f(0)=0再由拉格朗日中值定理有 f(x)=f(0)+f“()x=f“()x, 介于 0 与 x 之间, 所以当 x0 时,f(x)与 x 异号,选 D6.设 A 是 n 阶矩阵,则下列说法错误的是 ( )(分数:2.00)A.对任意的 n 维列向量 ,有 A=0,则 A=OB.对任意的 n 维列向量 ,有 T A=0,则 A=O C.对任意的 n 阶矩阵 B,有 AB=O,则 A=OD.对任意的 n 阶矩阵 B,有 B T AB=O,则 A=O解析:解析:法一 选项(A)对任意的 n 维列向量 ,有 A=0分别取 1 =(1,0,
11、0) T , 2 =(0,1,0) T , n =(0,0,1) T 代入,即得 A ij =0(i=1,2,n;j=1,2,n)故 A=O选项(C),(D)对任意的 n 阶矩阵 B,有 AB=O 及 B T AB=O只要取 B=E,即可得出 A=0故由排除法,应选 B 法二 对选项(B),只要 A 是非零反对称矩阵,即 A T =一 AO 时,则对任意的 n 维列向量 ,因 T A 是数,故有 T A=( T A) T = T A T =一 T A,则 2 T A=0,即 T A=0,但 AO故选项(B)是错误的,应选 B7.设 1 , 2 , 3 , 4 , 5 均是 4 维列向量记 A=
12、( 1 , 2 , 3 , 4 ),B=( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 )已知方程 AX= 5 有通解 k(1,一 1,2,0) T +(2,1,0,1) T ,其中k 是任意常数,则下列向量不是方程 BX=0 的解的是 ( )(分数:2.00)A.(2,1,0,1,一 1) T B.(3021,一 1) T C.(1,一 2,一 2,0,一 1) T D.(0,3,一 4,1,一 1) T 解析:解析:由 AX= 5 的通解 k(1,一 1,2,0) T +(2,1,0,1) T 知 5 可由 1 , 2 , 3 , 4 表出为 5 =(k+2) 1 +(一 k+1) 2 +2k 3
13、 + 4 , 即 (k+2) 1 +(一 k+1) 2 +2k 3 + 4 5 =0, 即 BX=( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 )x=( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ) 8.设随机变量 X 与 Y 独立,均服从0,3上的均匀分布,则 P1maxX,Y)2= ( ) (分数:2.00)A. B.C.D.解析:解析:法一 f(x,y)=f(x)f(y)= 因为maxX,Y)2X2Y2),1maxX,YX1Y1,故 P1maxX,Y2)=P1X2,XY1y2,Yx= 法二 令 U=maxX,Y,分布函数为 F U (u)=PUu=PmaxX,YU)=PXu,Yu 又 X,Y 相互独
14、立且同分布,则 F U (u)=PXu,Yu=PXuPYu=F X (u)F Y (u)=F X (u) 2 , 故 U 的概率密度为 f U (u)=F U (u)=ZF X (u)f X (u)= u(0u3) 所以 P1U2= 9.设 X 1 ,X 2 ,X n 是总体 XN(, 2 )的简单随机样本样本均值 (分数:2.00)A.D(S 1 2 )D(S 0 2 )D(S 2 )B.D(S 0 2 )D(S 2 )D(S 1 2 )C.D(S 2 )D(S 1 2 )D(S 0 2 )D.D(S 2 )D(S 0 2 )D(S 1 2 ) 解析:解析:X 1 ,X 2 ,X n 是总体
15、 XN(,)的简单随机样本,则 当样本量 n2 时,因为 二、填空题(总题数:6,分数:12.00)10.= 1 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:e 2)解析:解析:令 x 一 1=u,则11.= 1 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:2ln(1+*))解析:解析:12.设 y=y(x)是由 y 3 +(x+1)y+x 2 =0 及 y(0)=0 所确定,则 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:*)解析:解析:此极限为“ ”型求导中要用到 y(0),y“(0)等,先求出备用由 y 3 +(x+1)y+x 2 =0,有 3y 2
16、y+(x+1)y+y+2x=0, 将 y(0)=0 代入,得 0+y(0)=0,有 y(0)=0再求导, 6y(y) 2 +3y 2 y“+y+(x+1)y“+y+2=0 将 y(0)=0,y(0)=0 代入,得 0+0+0+y“+0+2=0,有 y“(0)=一 2 13.已知 y=u(x)x 是微分方程 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:2xtan(x 一 2))解析:解析:由 y=u(x)x,有 +u(x),于是原方程化为 x 2 x 2 (u 2 +4), 由于初值为x=2,所以在 x=2 的邻域不包含 x=0 在内的区间上,上述方程可改写成 (u 2 +4), 分
17、离变量 14.设 A= (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:1)解析:解析:法一 相似矩阵有相同的特征多项式故E 一 A= = 2 一 1=E 一 B= 15.设 A 与 B 是两随机事件,P(A)=06 且 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:02)解析:解析:由 =05,且 P(A)=06,得 P( )=02 P( )=1 一 P(AB)=1 一P(A)+P(B)一 P(AB)=1 一P(A)+P(三、解答题(总题数:10,分数:20.00)16.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。(分数:2.00)_解析:17.()求定积分 a n =
18、0 2 x(2xx 2 ) n dx,n=1,2,; ()对于()中的 a n ,求幂级数 (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:() a n = 0 2 x(2x 一 x)dx = 0 2 x1 一(1 一 x) 2 n dx, 作积分变量代换,令 1 一 x=t,于是 a n = 1 -1 (1 一 t)(1 一 t 2 ) n (一 dt) = 1 -1 (1 一 t 2 ) n dt 一 1 -1 t(1 一 t 2 ) n dt = 1 -1 (1 一 t 2 ) n dt=2 0 1 (1 一 t 2 ) n dt 下面用分部积分计算: a n =2 0 1 (1 一 t 2
19、) n dt=2 0 1 (1 一 t 2 )(1 一 t 2 ) n1 dt =a n1 2 0 1 t(1 一 t 2 ) n1 tdt )解析:18.设平面区域 D 用极坐标表示为 (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:区域 D 如图阴影部分所示为清楚起见,4 个圆只画出有关的 4 个半圆 D 关于直线 y=x 对称,交点 A,B,C 的极坐标分别为 )解析:19.求幂级数 (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:令 u=x 2 ,化为 u 的幂级数 易知 所以收敛半径 R=1,收敛区间为(一 1,1)回到原给幂级数,收敛半径也是 1,收敛区间也是(一 1,1),当 x=1 时,易
20、知原幂级数收敛,所以收敛域为一 1,1 在收敛域一 1,1上,令其和函数为 为了进行逐项积分与逐项求导,所以在收敛区间内考虑计算 在区间(一 1,1)内,令 )解析:20.过椭圆 (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:由 =0椭圆上点(,)处的切线方程为 y 一 =一 (x 一 ), 与两坐标轴的交点分别为 三角形 OAB 绕 x 轴旋转一周所成的旋转体的体积为 椭圆 =1与两坐标轴正向围成的图形绕 x 轴旋转一周所成的旋转体的体积为 由于 V 2 为常数,所以求 V 的最小值,只要求 V 1 的最小值或 2 的最大值即可令 )解析:21.设 x 与 y 均大于 0 且 xy,证明: (分
21、数:2.00)_正确答案:(正确答案:不妨设 yx0(因若 xy0,则变换所给式子左边的 x 与 y,由行列式性质知,左边值不变),则 由柯西中值定理有,存在一点 (x,y),使得 上式= =e 一 e 令 f(u)=e u ue u (uo),有 f(0)=1,f(u)=一 ue 0,所以当 u0 时,f(u)1,从而知 e 一 e 1,于是得证 )解析:22.设 3 阶矩阵 A,B 满足关系式 AB=AB 且 A 有三个不同的特征值 证明:()AB=BA: ()存在可逆阵 P,使得 P -1 AP,P -1 BP 同时为对角阵(分数:2.00)_正确答案:(正确答案:()由题设 AB=AB
22、, 知 ABA+BE=一 E, A(BE)+(BE)=一 E, (A+E)(E 一 B)=E 即 A+E,E 一 B 互为逆矩阵,且 (EB)(A+E)=E, 从而得 AB 一 BA=O, 由,式得证 AB=BA ()A 有三个不同的特征值,故有三个线性无关的特征向量,设为 1 , 2 , 3 则有 A( 1 , 2 , 3 )=( 1 1 , 2 2 , 3 3 )=( 1 , 2 , 3 ) , 两端左边乘 B, BA( 1 , 2 , 3 )=B( 1 , 2 , 3 ) 由()AB=BA,得 AB( 1 , 2 , 3 )=B( 1 , 2 , 3 ) =B( 1 1 , 2 2 ,
23、3 3 ), 得A(B i )= i (B i ),i=1,2,3 若 B i 0,则 B i 是 A 的属于特征值 i 的特征向量,因 i 是单根,故对应相同的特征值的特征向量成比例故 B i = i i 若 B i =0,则 i 是 B 的属于特征值 0 的特征向量无论何种情况,B 都有三个线性无关的特征向量 i (i=1,2,3)故A,B 同时存在可逆阵 P=( 1 , 2 , 3 ),使得 P 1 AP= )解析:23.()设 1 =(a 1 ,a 2 ,a 3 ,a 4 ), 2 =(a 2 ,一 a 1 ,a 4 ,一 a 3 ), 3 =(a 3 ,一 a 4 ,一 a 1 ,a
24、 2 ),其中 a i (i=1,2,3,4)不全为零证明 1 , 2 , 3 线性无关; ()记A= (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:()用反证法假设 1 , 2 , 3 线性相关,则由定义,存在不全为零的实数 k 1 ,k 2 ,k 3 ,使得 k 1 1 +k 2 2 +k 3 3 =0 (*) 因 1 2 T =(a 1 ,a 2 ,a 3 ,a 4 ) =0, 1 3 T =(a 1 ,a 2 ,a 3 ,a 4 ) =0, 2 3 T =(a 2 ,a 1 ,a 4 ,a 3 ) =0 又 j j = a j 2 0,j=1,2,3 故将式(*)两端右边乘 j T ,j=
25、1,2,3,得 k j j j T =0, j j T 0k j =0,j=1,2,3, 这和假设矛盾,得证 1 , 2 , 3 线性无关 ()由()知 1 , 2 , 3 线性无关,则 r(A)= )解析:24.设随机变量(X,Y)的概率密度为 f(x,y)= (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:()由随机变量(X,Y)的概率密度得 因为 f(x,y)f X (x)f Y (y),所以X 与 Y 不独立 () F(u,v)=PUu,Vv =PXu,YXv= f(x,y)dxdy(一u,v+), 若 u0 或 v0,如下图所示,则 F(u,v)=0, 若 u0,v0,如下图所示, )解析:25.已知随机变量 X 的概率密度为 f(x)= (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:()先求 的矩估计量设 , 再求 的最大似然估计量当 x i 0(i=1,2,n)时,似然函数 两边取对数,得 ln L()=nln 4+2ln(x 1 x 2 x n )一3nln 一 )解析: