2020年全国硕士研究生招生考试(数学一)--答案解析

12. 设平面区域 D
=
(x, y)
x 2
y
1 1+ x2
,0
x
1,
则
D
绕
y
轴旋转所成旋转体体积为
______ .
答案： ln 2 − 3
解析
1 0
2
x
1
1 +x
2
dx
−
12 x xdx = ln 2 −
0
2
3
4
a 0 −1 1
0 a 1 −1
13. 行列式
=
−1 1 a 0
1 −1 0 a
+
DY
−
2 cov(X
,Y )]
=
1 (1+ 2 + 2) 5
=1
3
二、填空题
9.设 z = arctan xy + sin(x+ y), 则 dz (0,π) = ______ .
答案： ( −1)dx − dy
解析： dz = ( y + cos(x + y))dx + (x + cos(x + y))dy dz = ( −1)dx − dy
答案：5. C
解析：由于 A 是不可逆的，所以 r(A) 4 ，又由于 A12 0 ，所以 r(A) 3，故 r(A) = 3 ，
所以 r( A*) = 1，所以 A* x = 0 的基础解系中有 3 个向量，又因为 A12 0 ，所以 α1 ，α3 ，α4
线性无关，所以解为 x = k1α1 + k2α3 + k3α4 ，故选 C .
n
n
+ e−x 2sin 2xdx

法二：三角形面积可以用 S 1 a b sin c ， SBDC
2
SABF
sin 600 sin 300
3 ，正确答案 E。 1
（如果会三角函数面积关系就非常容易，此方法送给数学稍微好一点的同学）
11、若数列 an 满足 a1 1, a2 2 ，若 a n2 a n1an (n 1, 2, 3...) ，a100 （
2.设集合 A x x a 1, x R , B x x b 2, x R ，则 A B 的充分必要条
件是（ ）。 A. a b 1 B. a b 1 C. a b 1 D. a b 1 【答案】A 【解析】集合 A： x a 1 1 x a 1 a 1 x a 1 ；
器人从节点 A 出发，随机走了 3 步，则机器人未达到过节点 C 的概率为（ ）。
A. 4
B. 11
9
27
C. 10 27
D. 19 27
E. 8 27
【答案】E 【解析】A 点出发有 3 种选择，到达二步时有 3 种选择，到达第三步时有 3 种选
择，所以分母：33 27 ，分子：A 点出发可以选择的方式有 2 种，到达 B 或者 D 8

y2 的最大值在点（2,4）
x y 2
取得 20，最小值在点（1,1）处取得 2。
法二：凡是求解集，求范围的一律代数做。取 x y 1 ，排除 DE；取 x 2; y 4 ，
排除 AC（因为此时 x2 y2 为最大值），正确答案 B。
法三：图形 x 2 y 2 2 是 x y 2 平移所得到。x y 2 的图形为正方形，

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) ．

／84
”＂（矶）
F(l)
=
F(2 .!.. )+ F'
(�）（12
.+ ).!_ .F!. "(�）（1-.!..)2+ 22 2 2
.!.. F"' 6
（机ι ）(1-.!..)3
=(-1F 1）＋ 2
1
－
／84
＂（仇）.. ·. .… . 分 .7
j， 二式相减，并利用F船 得
(A ）向盘 ＜a , ,a 2 ，…J •)T 是 Ax = O的一个解．
， （β〉向提（句，b …. .b,. )°r 是 Ax = O的一个解．
CC）向ji;l (a 1,a2 … ·，a. ） ，. 是 Ax = O的一个基础解系 ．
，＇ CD）向盘 （b, .b ….bn) T 是 Ax= O的一个基础解系 ．
(3）设
F'(u
.v)J.l;,{fi�如rm导数．“
.｛）
足－｜间说’数
.a
,一 JF ,Ju
lb
r一 7F' au
＃
0.
』！IJ 1Jl1 f{ij
F (.r
时. .）’
h::: )
=O 1 －.任←点处的切平而邸平行于一条回应 .r＼线
专 (A) x =L＝
他） 止 ＝.v= .:;;.
<Cl .：a：二＝羊u ＝：：－.
，，、 A rJ 勺’b ，，、
－－ e
一o e
’
z二三0, z<O.
，，、 uu ）
一 f
J
纱’－
，，、
Z
、BJ
，，BEEf－－ oiv

z
=
x2 +
y2
的法向量是 n =
ìïï镲 睚 镲 镲 ïî
x x2 +
y2
,
y ,- 1üïï ， x2 + y2 ïþ
则有
dydz x
=
x2 + y2
dzdx y
x2 + y2
=
dxdy -1
，即ìïïïïïïíïïïï?ïî ddyzddxz
= =
-
x dxdy x2 + y2
y dxdy
x2 y2
1 6
,1 12
处， AC
−
B2
=
3
0,
A
=1
0 ，从而函数在此处取
极小值，且
f
1 6
,1 12
=
−
1 216
.综上函数的极值为
f
1 6
,1 12
=
−
1 216
.
16
.计算曲线积分 I
=
L
4x − 4x2 +
y y
2
dx
+
x+ y 4x2 + y
dy ，其中
L
是
x2
+
y2
=
2 ，方向为逆时针方
答案：8. B
100
E
i =1
Xi
=
100 i =1
EX i
= 100
1 2
= 50
100
i =1
DXi
= 100
1 2
1 2
=
25
P
100 i =1
Xi 5

由α1 ，α2 线性表示，故应选(C).
（ 7 ） 设 A，B ，C 为 三 个 随 机 事 件 ， 且 P= ( A) P= (B) P= (C) 1 ，P(= AB) 0 , 4
P= ( AC) P= (BC) 1 ，则 A，B ，C 中恰有一个事件发生的概率为 12
(A) 3 4
(B) 2 3
L
4x 4x2
− +
y y2
dx
+
x+ y 4x2 + y2
dy
，其中
L
是
x2
+
y2
= 2 ，方向
为逆时针方向.
【解析】
2020 数学（一）真题 第 8 页 共 13 页
0= ，n

∂f ∂x
，∂f ∂y
，−1
(0 ，0)
且非
零向量 d 与 n 垂直，则
(A) lim | n ⋅ (x ，y ，f (x ，y)) | = 0 存在
( x ，y)→(0，0)
x2 + y2
(B) lim | n× (x ，y ，f (x ，y)) | = 0 存在
( x ，y)→(0，0)
y= − b2 b1
z
− c2 c1
与直线
L2
：x= − a3 a2
y= − b3 b2
z − c3 相交于 c2
一点，法向= 量 αi = abii ，i 1，2 ，3.则 ci
(A) α1 可由 α2 ，α3 线性表示 (C) α3 可由 α1 ，α2 线性表示
(B) α2 可由 α1 ，α3 线性表示 (D) α1 ，α2 ，α3 线性无关
x a3 a2

东北师范大学2020年硕士研究生招生考试试题（学科数学）参考答案一、计算题（本题56分，每题8分）（1）求极限30tan sin limx x xx→- 解 201sin 1cos lim cos x x xx x x →-=⋅0sin 1lim 22x x x →==（2）求极限32cos 0lim(1)x x x →+解：2330lim cos 2cos 00lim(1)1x x xxx x ee →→+===（3）设2sin y x x =，求高阶导数(100)y解 令2u x =，sin v x =，则2u x '=，2u ''=，()0n u =，3n ≥，()sin()2n n v x π=+，所以 100(100)()(100)1000n n n n yC u v -==∑21210010099sin(50)2sin()2sin(49)2x x C x x C x πππ=+++++ 2sin 200cos 9900sin x x x x x =-- （4）求极限0lim x +→解：12102112lim lim 2x x x x e ++-→→-== （5）求不定积分1x >解：1()1arccos d C x =-=+⎰（6）求极限111lim()122n n n n→∞++++ 解 101111111lim()lim ln 212211n n n k dx k n n n n xn→∞→∞=++===++++∑⎰（7）求22ln()u xy x y =+的偏导数解：22222222222ln()ln()u x x y y x y xy y x y x x y x y ∂=++=++∂++ 22222222222ln()ln()u y xy x x y xy y x y y x y x y ∂=++=++∂++ 三、论述题（本题20分）讨论33(,)3f x y x y xy =+-的极值点33(,)3f x y x y xy =+-的偏导数为'2(,)33x f x y x y =-，'2(,)33y f x y y x =-，''(,)6xx f x y x =，''(,)6yy f x y y =，''(,)3xy f x y =- 解方程22330330x y y x ⎧-=⎪⎨-=⎪⎩，得00x y =⎧⎨=⎩或11x y =⎧⎨=⎩，得到函数(,)f x y 的稳定点(0,0)和(1,1)在稳定点(0,0)处，2= -9<0xx yy xy f f f ∆=-，''(,)0xx f x y =，所以点(0,0)不是极值点。

5. 当 rank(A) < n − 1 时, A∗ = 0, 于是 A∗ 的特征值为 0, 特征向量为 Cn 中任意非零向量.
当 rank(A) = n − 1 时, rank (A∗) = 1, 于是 A∗ 的特征值为 0 (n − 1 重), tr (A∗) (1 重), 设 A∗ = αβT, 则 tr (A∗) 对应的特征向量为 kα, k ̸= 0; 0 对应的特征向量为由 A 的列向量线性生成的非零向量.
8. (20 分) 在平面 π 上取定平面直角坐标系, 设该平面里的一条二次曲线 γ 的方程为 x2 + 2y2 + 6xy + 8x + 10y + 6 = 0.
(1) 证明: γ 是双曲线. (2) 写出 γ 的长短轴方程和长短轴长, 并指出长短轴中哪一个与 γ 有交点.
9. (15 分) 在平面 π 上取定平面直角坐标系, 已知该平面里的一个椭圆 γ 的方程为 x2+8y2+4xy+6x+20y+4 = 0. 求 γ 的内接三角形 (即三个顶点都在 γ 上的三角形) 的面积的最大值.
− sin φj cos φj
=
− sin φj cos φj
][ ]
cos φj
01 ,
sin φj 1 0
(φj ̸= kπ, j = 1, 2, . . . , l) .
注意到若 σ 是正交变换, 则 σ 是镜面反射当且仅当 σ 在 V 中的标准正交基下的矩阵的特征值为 1 (n − 1 重), −1 (1 重), 而把 J 分解成有限个那样的正交矩阵的乘积的分解是存在的, 这里的有限个更 精确一点可改为不超过 n 个, 于是 σ 可以表示为一系列镜面反射的乘积.

2023年全国硕士研究生招生考试《数学一》真题及答案解析【完整版】一、选择题：1～10小题，每小题5分，共50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，请将所选选项前的字母填在答题卡指定位置。

1．1ln 1y x e x ⎛⎫=+⎪-⎝⎭曲线的渐近线方程为（ ）。

A ．y ＝x ＋e B ．y ＝x ＋1/e C ．y ＝xD ．y ＝x －1/e 【参考答案】B【参考解析】1ln 11lim lim lim ln 1,1x x x x e y x k e x x x →∞→∞→∞⎛⎫+ ⎪-⎛⎫⎝⎭===+= ⎪-⎝⎭ ()()()11lim lim ln lim ln 11111lim ln 1lim 11x x x x x b y kx x e x x e x x x x e x e x e →∞→∞→∞→∞→∞⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-=+-=+- ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥--⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎡⎤=+==⎢⎥--⎣⎦所以斜渐近线方程为y ＝x ＋1/e ．2．已知微分方程式y ′′＋ay ′＋by ＝0的解在（－∞，＋∞）上有界，则（ ）。

A ．a ＜0，b ＞0 B ．a ＞0，b ＞0 C ．a ＝0，b ＞0 D ．a ＝0，b ＜0 【参考答案】C【参考解析】微分方程y ′′＋ay ′＋by ＝0的特征方程为λ2＋a λ＋b ＝0，当Δ＝a 2－4b ＞0时，特征方程有两个不同的实根λ1，λ2，则λ1，λ2至少有一个不等于零， 若C 1，C 2都不为零，则微分方程的解1212x x y C e C e λλ--=+在（－∞，＋∞）无界； 当Δ＝a 2－4b ＝0时，特征方程有两个相同的实根λ1，2＝－a/2， 若C 2≠0，则微分方程的解2212a a x xy C eC e=+在（－∞，＋∞）无界；当Δ＝a 2－4b ＜0时，特征方程的根为1,22a λ=-±，则通解为212cossin 22ax y eC x C x -⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭， 此时，要使微分方程的解在（－∞，＋∞）有界，则a ＝0，再由Δ＝a 2－4b ＜0，知b ＞0.3．设函数y ＝f （x ）由2sin x t t y t t⎧=+⎪⎨=⎪⎩确定，则（ ）。

2023年全国硕士研究生招生考试数学一试题一、选择题:1~10小题，每小题5分，共50分.下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的.1.曲线1ln 1y x e x的斜渐近线为A.y x e B.1y x eC.y xD.1y x e2.若微分方程0y ay by 的解在 , 上有界，则A.0,0a b B.0,0a b C.0,0a b D.0,0a b 3.设函数 y f x 是由2,sin x t t y t t确定，则A. f x 连续， 0f 不存在.B. 0f 存在， f x 在0x 处不连续.C. f x 连续， 0f 不存在.D. 0f 存在， f x 在0x 处不连续.4.已知(1,2,...)n n a b n ，若级数1nn a与1nn b均收敛，则“1nn a绝对收敛”是“1nn b绝对收敛”的A.充分必要条件 B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分又不必要条件5.已知n 阶矩阵,,A B C .满足 ABC O ，E 是n 阶单位矩阵，记矩阵OA BC E ，AB C O E ，E AB ABO 的秩分别为123,,r r r ，则A.123r r r B.132r r r C.312r r r D.213r r r 6.下列矩阵中不能相似于对角矩阵的是A.11022003aB.1112003a aC.11020002aD.11022002a7.已知向量121212212,1,5,03191.若 既可由12, 线性表示，也可由12, 线性表示，则A.33,4k kR B.35,10k k R C.11,2k kR D.15,8k kR 8.设随机变量X 服从参数为1的泊松分布，则E X EXA.1e B.12C.2eD.19.设12,,,n X X X 为来自总体 21,N的简单随机样本，12,,,mY Y Y为来自总体22,2N 的简单随机样本，且两样本相互独立.记1111,,n m i i i i X X Y Y n m221111n i i S X X n ，22111mi i S Y Y m ，则A. 2122~,S F n m S B. 2122~1,1S F n m S C. 21222~,S F n m S D. 21222~1,1S F n m S 10.设12,X X 为来自总体 2,N的简单随机样本，其中(0) 是未知参数.若12ˆa X X为 的无偏估计.则aA.2B.2二、填空题：11~16小题，每小题5分，共30分.11.当0x 时，函数 2ln 1f x ax bx x 与 2cos x g x e x 是等价无穷小，则ab.12.曲面222ln 1z x y x y 在点 0,0,0处的切平面方程为.13.设f x 是周期为2的周期函数，且 1,0,1f x x x ，若01cos 2n n a f x a n x，则21n n a.14.设连续函数 f x 满足： 2f x f x x ，20f x dx ，则 31f x dx.15.已知向量12311010111,,,10111111αααβ，112233k k k γααα，若,(1,2,3)T T i i i γαβα，则222123k k k.16.设随机变量,X Y 相互独立，且1~1,3X B，1~2,2Y B，则 2P X Y .三、解答题:17~22小题，共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.设曲线 0y y x x 经过点 1,2，该曲线上任一点 ,P x y 到y 轴的距离等于该点处的切线在y 轴上的截距.（1）求 y y x .（2）求函数 1x f x y t dt在(0,) 的最大值.18.（本题满分12分）求函数 23,f x y y x y x 的极值.19.（本题满分12分）设空间有界区域 由柱面221x y 和平面0z 和1x z 所围成， 为 的边界曲面的外侧，计算曲面积分2cos 3sin I xzdydz xz ydzdx yz xdxdy.20.（本题满分12分）已知 f x 在 ,a a 上具有二阶连续导数.证明：（1）若 00f ，则存在 ,a a ，使得 21f f a f a a.（2）若f x 在,a a 内取得极值，则存在,a a ，使得212f f a f a a.21.（本题满分12分）已知二次型2221231231213,,2222f x x x x x x x x x x ，22212312323,,2g y y y y y y y y .（1）求可逆变换x y P ，将二次型 123,,f x x x 化成 123,,g y y y .（2）是否存在正交变换x y Q ，将二次型 123,,f x x x 化成 123,,g y y y .设二维随机变量 ,X Y 的概率密度为 22222,1,0,x y x y f x y，其他.（1）求,X Y 的协方差.（2）,X Y 是否相互独立？（3）求22+Z X Y ，求Z 的概率密度.23考研数一真题答案速查一、选择题1.考点：渐近线答案：B.1y x e2.考点：常系数线性微分方程答案：C.0,0a b 3.考点：参数方程求导，分段函数求导答案：C. f x 连续，但 0f 不存在.4.考点：数项级数敛散性的判定答案：A.充分必要条件5.考点：矩阵的秩答案：B.132r r r 6.考点：相似对角化答案：D.11022002a 7.考点：向量的线性表示答案：D.15,8k kR 8.考点：常见分布答案：C.2e9.考点：三大抽样分布答案：D.21222~1,1S F n m S 10.考点：估计量的评选标准（无偏性）答案：A.2二、填空题11.考点：等价无穷小答案：212.考点：空间曲面的切平面答案：20x y z 13.考点：傅里叶级数答案：014.考点：定积分的换元法答案：1215.考点：向量内积与线性方程组答案：11916.考点：常见分布答案：13三、解答题17.考点：切线方程、一阶线性微分方程、函数求最值答案：（1）ln 2y x x x ；（2） f x 的最大值为241544f e e.18.考点：多元函数求极值答案： ,f x y 在210,327处取极大值2104,327729f.19.考点：第二类曲面积分（高斯公式）答案：5420.考点：泰勒中值定理的证明答案：（1）在0x 处泰勒展开，用介值定理推论处理余项.（2）在极值点处泰勒展开，用介值定理推论处理余项.21.考点：二次型的配方法、合同与相似答案：（1）111010001P ，x y P （2）不存在正交变换，因为两个二次型的系数矩阵不相似.22.考点：协方差、独立性、随机变量函数的分布答案：（1）0.（2）不独立.（3） 2,01,0,Z z z f z其他.。

在这个基下的坐标为( b, c,1)飞
(I)求a,b,c; (II)证明生立3 '/J为 R3 的一个基并， 求生立3 '/J到叮生立3 的过渡矩阵．
—3—
(21) (本题满分11分）
-2
厂 已知矩阵A=
。�
l J与B =
=�
[�
一�]
�]相似．
(I) 求x,y; (II)求可逆矩阵P使得p-1AP = B.
(22) 设随机变量 X1，X2，X3 相互独立，其中 X1 与 X2 均服从标准正态分布，X3 的概率分布为
P {X3
= 0} = P {X3
= 1} =
1 2
，Y
= X3X1 + (1 − X3)X2.
(I) 求二维随机变量 (X1, Y ) 的分布函数，结果用标准正态分布函数 Φ(x) 表示.
=
z−c3 c2
相 交 于 一 点，记 向 量
αi = abii，i = 1, 2, 3，则 (
)
ci
(A)α1 可由 α2，α3 线性表示.
(B)α2 可由 α1，α3 线性表示.
(C)α3 可由 α1，α2 线性表示.
(D)α1，α2，α3 线性无关.
(7)
设 A，B，C
为三个随机事件，且
P (A)
(A)´0x(et2 − 1)dt.
(B)´0x
ln(1
+
√ t3)dt.
) (C)´0sin x sin t2dt.
(D)´01−cos
x
√ sin3
tdt.
(2) 设函数 f (x) 在区间 (−1, 1) 内有定义，且 lim f (x) = 0，则 ( )

6.设函数y =x +2s i n x ,则d y =( )A .(1+c o s x )dx B .(1+2c o s x )dx C .(1-c o s x )dx D .(1-2c o s x )d x 7.设函数z =x 2-4y 2,则d z =( )A .x d x -4y d yB .x d x -y d yC .2x d x -4y d yD .2x d x -8y d y8.方程x 2+y 2-z 2=0表示的二次曲面是( )A .圆锥面B .球面C .旋转抛物面D .柱面9.l i m x ң1x 2+x +1x 2-x +2=( )A .2B .1C .32D .1210.微分方程y '+y =0的通解为y =( )A .C x e xB .C x e -x C .C exD .C e-x 第Ⅱ卷(非选择题,共110分)得分评卷人二、填空题(11~20小题,每小题4分,共40分)11.ʏ1-ɕe xd x =.12.设函数y =e 2x,则d y =.13.l i m x ң0s i n x2x2=.14.ʏ(3x +2s i n x )dx =.15.曲线y =a r c t a n (3x +1)在点0,π4处切线的斜率为.16.若函数f (x )x 2-2,x ɤ0,a +s i n x ,x >0在x =0处连续,则a =.17.过点(-1,2,3)且与直线x -12=y +23=z -24垂直的平面方程为.18.函数f (x )=x 3-6x 的单调递减区间为.19.区域D ={(x ,y )|1ɤx ɤ2,1ɤy ɤx 2}的面积为.20.方程y 3+l n y -x 2=0在点(1,1)的某邻域确定隐函数y =y (x ),则d y d xx =1=.得分评卷人三、解答题(21~28题,共70分.解答应写出推理㊁演算步骤) 21.(本题满分8分)计算ʏx s i n x d x .22.(本题满分8分)已知函数f (x )=e xc o s x ,求f ᵡπ2.23.(本题满分8分)计算l i m x ң01-c o s x -x 22s i n 2x.24.(本题满分8分)计算ʏ1031+x dx.参考答案一㊁选择题1.ʌ答案ʏʌ解析ɔʏ1-ɕex d x =ex1-ɕ=e -0=e.12.ʌ答案ɔ2e 2xdx ʌ解析ɔy '=(e 2x )'=2e 2x ,故d y =y'd x =2e 2xd x .13.ʌ答案ɔ1ʌ解析ɔx ң0时,x 2ң0,故有l i m x ң0s i n x 2x2=1.14.ʌ答案ɔ32x 2-2c o s x +C ʌ解析ɔʏ(3x +2s i n x )dx =32x 2-2c o s x +C .15.ʌ答案ɔ32ʌ解析ɔy '=[a r c t a n (3x +1)]'=31+(3x +1)2,故曲线在点0,π4处的切线斜率为y'x =031+(3x +1)2x =0=32.16.ʌ答案ɔ-2ʌ解析ɔ由于f (x )在x =0处连续,故有l i m x ң0-f (x )=l i m x ң0+f (x )=f (0),而f (0)=-2,l i m x ң0-f (x )=l i m x ң0-(x 2-2)=-2,l i m x ң0+f (x )=l i m x ң0+(a +s i n x )=a ,因此a =-2.17.ʌ答案ɔ2x +3y +4z =16ʌ解析ɔ已知直线与所求平面垂直,故所求平面的法向量为n =(2,3,4),因此所求平面的方程为2(x +1)+3(y -2)+4(z -3)=0,即2x +3y +4z =16.18.ʌ答案ɔ(-2,2)ʌ解析ɔ易知f '(x )=3x 2-6,令f '(x )<0,则有-2<x <2,故f (x )的单调递减区间为(-2,2).19.ʌ答案ɔ43ʌ解析ɔ区城D 的面积为ʏ21(x 2-1)d x =13x 3-x21=43.20.ʌ答案ɔ12ʌ解析ɔ方程两边对x 求导,得3y 2㊃d y d x +1y ㊃d y d x -2x =0,即d y d x =2x y 3y 3+1,故有d y d x x =1=2x y 3y 3+1x =1=2ˑ1ˑ13ˑ13+1=12.三、解答题21.ʏxs i n x d x =-ʏx d (c o s x )=-(x c o s x -ʏc o s xd x )=-xc o s x +ʏc o s xd x =-xc o s x +s i n x +C .22.f'(x )=e x c o s x +e x ㊃(c o s x )'=e xco s x -e xs i n x =e x(c o s x -s i n x ),fᵡ(x )=e x (c o s x -s i n x )+e x (c o s x -s i n x )'=e x(c o s x -s i n x )+e x(-s i n x -c o s x )=-2e xs i n x ,故有f ᵡπ2=-2e π2s i n π2=-2e π2.23.l i m x ң01-c o s x -x 22s i n 2x =l i m x ң01-c o s x 2s i n 2x -l i m x ң0x 22s i n 2x=l i m x ң012x 22x 2-12l i m x ң0x 2x 2=14-12=-14.24.ʏ1031+x d x =ʏ10(1+x )13d (x +1)=11+13(1+x )13+110=34(1+x )4310=34(243-1).25.原方程对应的特征方程为r 2-r -2=0,。

槡 （Ⅱ）计算ｌｉｍ ｎ→∞
３ｎｘｎ。
（２０）（本题满分 １１分）
ｘ１ ＋２ｘ３ ＋２ｘ４ ＝６，
当
ａ，ｂ取何值时，方程组
２ｘ１
＋ｘ２
＋３ｘ３
＋ａｘ４
＝０， 有唯一解，无解，有无穷多解？当方程
３ｘ１ ＋ａｘ３ ＋６ｘ４ ＝１８，
４ｘ１ －ｘ２ ＋９ｘ３ ＋１３ｘ４ ＝ｂ
组有解时，求通解。
（２１）（本题满分 １１分） 已知 α１ ＝（１，２，１）Ｔ，α２ ＝（１，１，ａ）Ｔ分别是三阶实对称不可逆矩阵 Ａ的属于特征值 λ１ ＝１ 与 λ２ ＝－１的特征向量。若 β ＝（８，０，１０）Ｔ，试求 Ａｋβ。 （２２）（本题满分 １１分）
计算曲面积分 ｘｄｘｙ２ｄ＋ｚ＋ｙ２ｚ２＋ｄｘｚ２ｄｙ，其中 Ｓ是曲面 ｘ２ ＋ｙ２ ＝Ｒ２及两平面 ｚ＝Ｒ，ｚ＝－Ｒ（Ｒ＞０） Ｓ
— ２—
所围成的立体表面的外侧。
（１９）（本题满分 １０分）
设数列｛ｘｎ｝满足 ｘ１ ＞０，ｘｎ＋１ ＝ｓｉｎｘｎ，ｎ＝１，２，…。 （Ⅰ）证明ｎｌ→ｉｍ∞ｘｎ存在；
设二维随机变量（Ｘ，Ｙ）的概率密度为
{ ｆ（ｘ，ｙ） ＝ １， ０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜２ｘ，
０，
其他。
求：（Ⅰ）（Ｘ，Ｙ）的边缘概率密度 ｆＸ（ｘ），ｆＹ（ｙ）；
（Ⅱ）Ｚ ＝２Ｘ－Ｙ的概率密度 ｆＺ（ｚ）；
（Ⅲ）Ｐ｛Ｙ≤
１ ２
Ｘ≤
１ ２｝的值。
（２３）（本题满分 １１分）
设总体 Ｘ服从区间［０，θ］上的均匀分布，Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎ是取自总体 Ｘ的简单随机样本，Ｘ ＝
∑ １ｎｉ＝ｎ１Ｘｉ，Ｘ（ｎ） ＝ｍａｘ｛Ｘ１，…，Ｘｎ｝。
（Ⅰ）求 θ的矩估计量和最大似然估计量；

一、选择题(1)【答案】D【解析】（方法一）利用结论：若f(x)和g(x)在x=O某邻域内连续，且当x-o时，f位）～g(x)'则J勹(t)dt �r g(t)dt.(A)『(/-l)dt� 『t 2dt =气3(B)『ln(l +万）dt �rt 令dt=气5(C) f"工s int 2dt �厂r t 2dt�f c 2d t =丘。

3(D)J :-co sx /忒臣了d t -I -c os rt i d t �I :''l令d t=岊（占）寺x故应选CD).（方法二）设J(x)和<p (x)在x =O某邻域内连续，且当x-0时，f(x)和<p (x)分别是x 的m阶和n阶无穷小，则『(,-)J(t)dt 是x -0时的n(m+ 1)阶无穷小．。

CA)r C / -1) d t , m = 2 , n = 1 , 则n(m+ 1) = 3. 。

ln(l + #)dt,m =立，n= 1, 则n(m+l)=立。

2 2.CC)厂sint 2dt, m =2, n =1 , 则n(m+ 1)=3.。

1一cos,·3叫产t,m=一，n= 2, 则n(m+l)=5.。

2故应选(D).(2)【答案】C【解析】（方法一）直接法若f(x)在x=O处可导，则f(x)在x=O处连续，且f(O)=lim f(x) = 0.工-o故应选(C).f(x) -f(O) = limf(x)j'(O) = Jim;-0Xr•OXf(x)f(x) lim=lim ——•X =j'(0)• 0 = 0工-o,/了.,·-oX�（方法二）排除法取f (x)= {X, X # 0，则l im f位）=o ,且1,X= 0J-0 x 3f(x ) x 3lim·f(x)=lim _。

J了工-o�= O ,lim 一=lim —=22 工-oXr--0 X但f(x)在x=O处不可导，因为f(x)在X = 0处不连续，则排除选项(A),CB).若取f(x)= x , 则lim f(x)= 0, 且f(x)在x =O处可导，但J-0• 5 •叫排除CD )'故应选CC).(3)【答案】A2 ,·-·OX.r-0 X.r -•O X【解析】利用函数z = .I 一位，y)在(x 。

2024年考研数学1试卷
2024年考研数学1试卷指的是在2024年全国硕士研究生招生考试中，针对数学一科目的考试所使用的试卷。

考研数学1是数学学科中难度较高、知识点覆盖面较广的一门考试科目，涵盖了高等数学、线性代数、概率论与数理统计等多个方面的内容。

2024年考研数学1试卷的内容通常会包括选择题、填空题、计算题、证明题等题型，全面测试学生对数学知识的掌握和应用能力。

以选择题为例，以下是2024年考研数学1试卷的示例：
选择题示例：
设函数 f(x) = x^3 + 2x^2 + x，则 f'(x) = ( )
A. 3x^2 + 4x + 1
B. 3x^2 + 4x
C. 3x^2
D. x^3 + 2x^2
答案：A. 3x^2 + 4x + 1。

总结：2024年考研数学1试卷是针对数学一科目的考试所使用的试卷，内容涵盖了高等数学、线性代数、概率论与数理统计等多个方面的知识点，通过多种题型全面测试学生对数学知识的掌握和应用能力。

考生需要通过系统的学习和练习，提高自己的数学能力和应试水平，以应对考研数学的挑战。

1 ，故
f (0) f (1)
e
.
7. C
解析：由于 A 是不可逆的，所以 r( A) 4 ，又由于 A12 0 ，所以 r( A) 3，故 r( A) 3 ，
所以 r( A* ) 1 ，所以 A* x 0 的基础解系中有 3 个向量，又因为 A12 0 ，所以 α1 ，α3 ，α4
线性无关，所以解为 x k1α1 k2α3 k3α4 ，故选 C .
PM | TP
x
y ( x)dt
|
3 2
，化简得
yy 2( 3 2
1) y2
0
，为可降阶微分方程代入初始解
y(0)
0
，得
0
1
所求曲线方程为 y Cx 2 （ C 为任意大于零的常数）.
1 a a 22.（1）设 A= a 1 a
a a 1
1 1 0 B= 1 1 0
0 0 4
因为 B=P T AP 所以 r(B)=r( A)
2
10. 2 1 2
1
1
解析： dy
x3 1dx
1
dx
x2
x3 1dy 1
x3 1
1
3/2
2 1
0
y
0
0
2
0
2
11. ( 1)dx dy
解析：
dz
(y
cos(x y))dx (x cos(x 1 [xy sin(x y)]2
y))dy
dz (0, ) ( 1)dx dy
1-cos x
D 选项 (
sin3 tdt) ' sin x
sin3(1 cos x) ~
1 x4 .
0

绝密★启用前2020年普通高等学校招生全国统一考试·全国I 卷（山东）数学一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.设集合{}13A x x =≤≤，{}24B x x =＜＜，则 A B =∪ （ ）A .}{23xx ＜≤B .}{23xx ≤≤C .}{14x x <≤D .}{14x x ＜＜ 2.2i=12i-+（ ）A .1B .1-C .iD .i -3.6名同学到甲、乙、丙三个场馆做志愿者，每名同学只去1个场馆，甲场馆安排1名，乙场馆安排2名，丙场馆安排3名，则不同的安排方法共有（ ）A .120种B .90种C .60种D .30种4.日晷是中国古代用来测定时间的仪器，利用与晷面垂直的晷针投射到晷面的影子来测定时间．把地球看成一个球（球心记为O ），地球上一点A 的纬度是指OA 与地球赤道所在平面所成角，点A 处的水平面是指过点A 且与OA 垂直的平面．在点A 处放置一个日晷，若晷面与赤道所在平面平行，点A 处的纬度为北纬40︒，则晷针与点A 处的水平面所成角为（ ）A .20︒B .40︒C .50︒D .90︒5.某中学的学生积极参加体育锻炼，其中有96%的学生喜欢足球或游泳，60%的学生喜欢足球，82%的学生喜欢游泳，则该中学既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例是（ ）A .62%B .56%C .46%D .42%6.基本再生数0R 与世代间隔T 是新冠肺炎的流行病学基本参数.基本再生数指一个感染者传染的平均人数，世代间隔指相邻两代间传染所需的平均时间.在新冠肺炎疫情初始阶段，可以用指数模型：(e )rtI t =描述累计感染病例数()It 随时间t （单位：天）的变化规律，指数增长率r 与0R ，T 近似满足01R rT =+.有学者基于已有数据估计出0 3.28R =，6T =.据此，在新冠肺炎疫情初始阶段，累计感染病例数增加1倍需要的时间约为（ln20.69≈）（ ） A .1.2天B .1.8天C .2.5天D .3.5天7.已知P 是边长为2的正六边形ABCDEF 内的一点，则AP AB ⋅的取值范围 （ ） A .()2,6-B .(6,2)-C .(2,4)-D .(4,6)-8.若定义在R 的奇函数()f x 在(,0)-∞单调递减，且()20f =，则满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是（ ）A .[)1,1][3,-+∞B .3,1][,[01]--C .[1,0][1,)-+∞D .[1,0][1,3]-二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得5分，有选错的得0分，部分选对的得3分. 9.已知曲线22:1C mx ny +=（ ）A .若0m n ＞＞，则C 是椭圆，其焦点在y 轴上B .若=0m n ＞，则C是圆，其半径为C .若0mn ＜，则C是双曲线，其渐近线方程为y =D .若0m =，0n ＞，则C 是两条直线10.下图是函数() siny x ωϕ=+的部分图像，则()sin x ωϕ+=（ ）A .πsin(3x +）B .πsin(2)3x -毕业学校_____________ 姓名________________ 考生号________________________________ _____________-------------在------------------此-------------------卷-------------------上-------------------答-------------------题-------------------无------------------效----------------C .πcos(26x +）D .5πcos(2)6x - 11.已知0a ＞，0b ＞，且1a b +=，则（ ）A .2212a b +≥B .122a b -＞C .22log log 2a b +-≥D12.信息熵是信息论中的一个重要概念.设随机变量X 所有可能的取值为1，2，L ，n ，且1()0(1,2,,),1ni i i P X i p i n p =====∑＞，定义X 的信息熵21()log ni i i H X p p ==-∑（ ）A .若1n =，则()0HX =B .若2n =，则()H X 随着1p 的增大而增大C .若1(1,2,,)ip i n n==，则()H X 随着n 的增大而增大D .若2n m =，随机变量Y 所有可能的取值为1,2,,m ，且21()(1,2,,)j m j P Y j p p j m +-==+=，则()()H X H Y ≤三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分. 13.C ：24y x =的焦点，且与C 交于A ，B 两点，则AB =________． 14.将数列{}21n -与{}32n -的公共项从小到大排列得到数列{}n a ，则{}n a 的前n 项和为________．15.某中学开展劳动实习，学生加工制作零件，零件的截面如图所示．O 为圆孔及轮廓圆弧AB 所在圆的圆心，A 是圆弧AB 与直线AG 的切点，B 是圆弧AB 与直线BC 的切点，四边形DEFG 为矩形，BC DG ⊥，垂足为C ，3an 5t ODC ∠=，BH DG ∥，12 cm EF =， 2 cm DE =，A 到直线DE 和EF 的距离均为7 cm ，圆孔半径为1 cm ，则图中阴影部分的面积为________2cm ．16.已知直四棱柱1111–ABCD A B C D 的棱长均为2，60BAD ∠=︒．以1D径的球面与侧面11BCC B 的交线长为________．四、解答题：本题共6小题，共70分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤． 17.在①ac ②sin 3c A =，③c =这三个条件中任选一个，补充在下面问题中，若问题中的三角形存在，求c 的值；若问题中的三角形不存在，说明理由． 问题：是否存在ABC △，它的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且sin 3sin AB ，6C π=，________？ 注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分．18.已知公比大于1的等比数列{}n a 满足2420a a +=，38a =． （1）求{}n a 的通项公式；（2）记m b 为{}n a 在区间*(0,]()m m ∈N 中的项的个数，求数列{}m b 的前100项和100S ．19.为加强环境保护，治理空气污染，环境监测部门对某市空气质量进行调研，随机抽查了100天空气中的PM2.5和浓度（单位：3），得下表：（1）估计事件“该市一天空气中PM2.5浓度不超过75，且2SO 浓度不超过150”的概率；（2（3）根据（2）中的列联表，判断是否有99%的把握认为该市一天空气中PM2.5浓度与2SO 浓度有关？附：22()()()()()n ad bc K a b c d a c b d -=++++，20.如图，四棱锥P ABCD -的底面为正方形，PD ⊥底面ABCD ．设平面PAD 与平面PBC 的交线为l ．（1）证明：l ⊥平面PDC ；（2）已知1PD AD ==，Q 为l 上的点，求PB 与平面QCD 所成角的正弦值的最大值．21.已知函数1()e ln ln x f x a x a -=-+． （1）当e a =时，求曲线()y f x =在点()()1,1f 处切线与两坐标轴围成的三角形的面积； （2）若()1f x ≥，求a 的取值范围．-------------在-------------------此-------------------卷-------------------上-------------------答-------------------题-------------------无-------------------效----------------毕业学校_____________ 姓名________________ 考生号________________________________ _____________22.已知椭圆C：22221(0)x y a b a b+=＞＞的离心率为2，且过点()2,1A．（1）求C 的方程：（2）点M ，N 在C 上，且AM AN ⊥，AD MN ⊥，D 为垂足．证明：存在定点Q ，使得DQ 为定值．2020年普通高等学校招生全国统一考试·全国I 卷（山东）数学答案解析一、选择题 1．【答案】C【解析】[1,3](2,4)[1,4)A B ==，故选C ． 【考点】集合并集【考查能力】基本分析求解 2．【答案】D【解析】()()()()212251212125i i i ii i i i ----===-++-，故选D ． 【考点】复数除法【考查能力】分析求解 3．【答案】C【解析】首先从6名同学中选1名去甲场馆，方法数有16C ；然后从其余5名同学中选2名去乙场馆，方法数有25C ；最后剩下的3名同学去丙场馆．故不同的安排方法共有126561060C C ⋅=⨯=种．故选：C ．【考点】分步计数原理和组合数的计算【考查能力】运算求解 4．【答案】B【解析】画出截面图如下图所示，其中CD 是赤道所在平面的截线；l 是点A 处的水平面的截线，依题意可知OA l ⊥；AB 是晷针所在直线．m 是晷面的截线，依题意，晷面和赤道平面平行，晷针与晷面垂直，根据平面平行的性质定理可得可知//m CD 、根据线面垂直的定义可得AB m ⊥．由于40AOC ∠=︒，//m CD ，所以40OAG AOC ∠=∠=︒，由于90OAG GAE BAE GAE ∠+∠=∠+∠=︒，所以40BAE OAG ∠=∠=︒，也即晷针与点A 处的水平面所成角为40BAE ∠=︒，故选B ．【考点】中国古代数学文化，球体有关计算，涉及平面平行，线面垂直的性质5．【答案】C【解析】记“该中学学生喜欢足球”为事件A ，“该中学学生喜欢游泳”为事件B ，则“该中学学生喜欢足球或游泳”为事件A B +，“该中学学生既喜欢足球又喜欢游泳”为事件A B ⋅，则()0.6P A =，()0.82P B =，()0.96P A B +=，所以()P A B ⋅=()()()P A P B P A B +-+0.60.820.960.46=+-=，所以该中学既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例为46%．故选C ．【考点】事件的概率公式 6．【答案】B【解析】因为0 3.28R =，6T =，01R rT =+，所以 3.2810.386r -==，所以()0.38rt t I t e e ==，设在新冠肺炎疫情初始阶段，累计感染病例数增加1倍需要的时间为1t 天，则10.38()0.382t t t ee +=，所以10.382t e =，所以10.38ln 2t =，所以1ln 20.691.80.380.38t =≈≈天．故选：B ． 【考点】指数型函数模型的应用 【考查能力】运算求解 7．【答案】A【解析】AB 的模为2，根据正六边形的特征，可以得到AP 在AB 方向上的投影的取值范围是(1,3)-，结合向量数量积的定义式，可知AP AB ⋅等于AB模与AP 在AB 方向上的投影的乘积，所以AP AB ⋅的取值范围是()2,6-，故选：A ．【考点】有关平面向量数量积的取值范围 【考查能力】运算求解 8．【答案】D【解析】因为定义在R 上的奇函数()f x 在(,0)-∞上单调递减，且(2)0f =，所以()f x 在(0,)+∞上也是单调递减，且(2)0f -=，(0)0f =，所以当(,2)(0,2)x ∈-∞-⋃时，()0f x ＞，当(2,0)(2,)x ∈-+∞时，()0f x ＜，所以由(10)xf x -≥可得：021012x x x ⎧⎨---⎩＜≤≤或≥或001212x x x ⎧⎨---⎩＞≤≤或≤或0x =，解得10x -≤≤或13x ≤≤，所以满足(10)xf x -≥的x 取值范围是[1,0][1,3]-⋃，故选：D ．【考点】函数奇偶性与单调性解抽象函数不等式 【考查能力】分类讨论思想方法 二、选择题 9．【答案】ACD【解析】对于A ，若0m n ＞＞，则221mx ny +=可化为22111x y m n+=，因为0m n ＞＞，所以11m n＜， 即曲线C 表示焦点在y 轴上的椭圆，故A 正确；对于B ，若0m n =＞，则221mx ny +=可化为221x y n+=，此时曲线C的圆，故B 不正确；对于C ，若0mn ＜，则221mx ny +=可化为22111x y m n+=，此时曲线C 表示双曲线，由220mx ny +=可得y =，故C 正确；对于D ，若0m =，0n ＞，则221mx ny +=可化为21y n=，y =C 表示平行于x 轴的两条直线，故D 正确；故选ACD ． 【考点】曲线方程的特征 【考查能力】运算求解 10．【答案】BC【解析】由函数图像可知：22362T πππ=-=，则222T ππωπ===，所以不选A ，当2536212x πππ+==时，1y =-，∴()5322122k k Z ππϕπ⨯+=+∈，解得：()223k k ϕππ=+∈Z ，即函数的解析式为：2sin 22sin 2cos 2sin 236263y x k x x x ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++=++=+=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭．而5cos 2cos 266x x ππ⎛⎫⎛⎫+=-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，故选：BC ． 【考点】诱导公式变换【考查能力】运算求解11．【答案】ABD【解析】对于A ，()222221221a b a a a a +=+-=-+21211222a ⎛⎫⎪⎭=+- ⎝≥，当且仅当12a b ==时，等号成立，故A 正确；对于B ，211a b a -=--＞，所以11222a b --=＞，故B 正确；对于C ，2222221log log log log log 224a b a b ab +⎛⎫+===- ⎪⎝⎭≤，当且仅当12a b ==时，等号成立，故C 不正确；对于D ，因为2112a b =+++=，所以，当且仅当12a b ==时，等号成立，故D 正确；故选：ABD ． 【考点】不等式的性质 【考查能力】运算求解 12．【答案】AC【解析】对于A 选项，若1n =，则11,1i p ==，所以()()21log 10H X =-⨯=，所以A 选项正确． 对于B 选项，若2n =，则1,2i =，211p p =-，所以()()()121121X log 1log 1H p p p p =-⎡⋅+-⋅-⎤⎣⎦，当114p =时，()221133log log 4444H X ⎛⎫=-⋅+⋅ ⎪⎝⎭，当13p 4=时，()223311log log 4444H X ⎛⎫=-⋅+⋅ ⎪⎝⎭，两者相等，所以B 选项错误．对于C 选项，若()11,2,,i p i n n==，则()222111log log log H X n n nn n ⎛⎫=-⋅⨯=-= ⎪⎝⎭，则()H X 随着n 的增大而增大，所以C 选项正确．对于D 选项，若2n m =，随机变量Y 的所有可能的取值为1,2,,m ，且()21j m j P Y j p p +-==+（1,2,,j m =）．()2222111log log m mi i i i i iH X p p p p ===-⋅=⋅∑∑ 122221222122121111log log log log m m m mp p p p p p p p --=⋅+⋅++⋅+⋅． ()()()()122221212122211111log log log m m m m m m m m H Y p p p p p p p p p p p p -+-+=+⋅++⋅+++⋅+++12222122212221221121111log log log log m m m m m mp p p p p p p p p p p p ---=⋅+⋅++⋅+⋅++++由于()01,2,,2i p i m =＞，所以2111i i m i p p p +-+＞，所以222111log log i i m ip p p +-+＞，所以222111log log i i i i m i p p p p p +-⋅⋅+＞，所以()()H X H Y ＞，所以D 选项错误．故选：AC ．【考点】新定义“信息熵”的理解和运用 【考查能力】分析、思考和解决问题 三、填空题 13．【答案】163【解析】∵抛物线的方程为24y x =，∴抛物线的焦点F 坐标为(1,0)F ， 又∵直线AB 过焦点FAB的方程为：1)y x -代入抛物线方程消去y 并化简得231030x x -+=，解法一：解得121,33x x ==，所以12116||||3|33AB x x =--= 解法二：10036640∆=-=＞，设1122(,),(,)A x y B x y ，则12103x x +=， 过,A B 分别作准线1x =-的垂线，设垂足分别为,C D 如图所示．12||||||||||11AB AF BF AC BD x x =+=+=+++1216+2=3x x =+故答案为：163【考点】抛物线焦点弦长 【考查能力】运算求解14．【答案】232n n -【解析】因为数列{}21n -是以1为首项，以2为公差的等差数列，数列{}32n -是以1首项，以3为公差的等差数列，所以这两个数列的公共项所构成的新数列{}n a 是以1为首项，以6为公差的等差数列，所以{}n a 的前n 项和为2(1)16322n n n n n -⋅+⋅=-， 故答案为：232n n -．【考点】等比数列的通项公式和前n 项和公式 【考查能力】运算求解15．【答案】542π+【解析】设OB OA r ==，由题意7AM AN ==，12EF =，所以5NF =， 因为5AP =，所以45AGP ︒∠=，因为//BH DG ，所以45AHO ︒∠=， 因为AG 与圆弧AB 相切于A 点，所以OA AG ⊥，即OAH △为等腰直角三角形；在直角OQD △中，5OQ =，7DQ =，因为3tan 5OQ ODC DQ ∠==，所以2125=，解得r = 等腰直角OAH △的面积为1142S =⨯=；扇形AOB 的面积(2213324S ππ=⨯⨯=，所以阴影部分的面积为1215422S S ππ+-=+．故答案为：542π+．【考点】三角函数在实际中应用 【考查能力】运算求解16．【解析】如图：取11B C 的中点为E ，1BB 的中点为F ，1CC 的中点为G ，因为60BAD ∠=︒，直四棱柱1111ABCD A B C D -的棱长均为2，所以111D B C △为等边三角形，所以1DE =，111D E B C ⊥，又四棱柱1111ABCD A B C D -为直四棱柱，所以1BB ⊥平面1111A B C D ，所以111BB B C ⊥， 因为1111BB B C B =，所以1D E ⊥侧面11B C CB ，设P 为侧面11B C CB 与球面的交线上的点，则1D E EP ⊥，1D E =||EP 所以侧面11B C CB 与球面的交线上的点到E，因为||||EF EG ==11B C CB 与球面的交线是扇形EFG 的弧FG ， 因为114B EFC EG π∠=∠=，所以2FEG π∠=，所以根据弧长公式可得FG π==． ． 【考点】直棱柱的结构特征，直线与平面垂直的判定 【考查能力】化归与转化，数形结合，运算求解四、解答题17．【答案】解法一：由sin 3sin AB可得：ab=不妨设(),0a b mm ==>， 则：2222222cos 32c a b ab C m m m m =+-=+-⨯=，即c m =．选择条件①的解析：据此可得：2ac m =⨯=1m ∴=，此时1c m ==．选择条件②的解析：据此可得：222222231cos 222b c a m m m A bc m +-+-===-，则：sin A =sin 32c A m =⨯=，则：c m ==选择条件③的解析：可得1c mb m==，c b =，与条件c =矛盾，则问题中的三角形不存在．解法二：∵(),,6sinA C B A C ππ===-+，∴()sin6A A C A π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭，()1sin 2A A C A A +=⋅，∴sin A A =，∴tan A =，∴23A π=，∴6BC π==，若选①，ac =，∵a ==2=，∴1c =；若选②，sin 3c A =3=，c =;若选③，与条件c =矛盾． 【考点】正弦定理、余弦定理、三角恒等变换 【考查能力】化归与转化，运算求解 18．【答案】（1）由于数列{}n a 是公比大于1的等比数列，设首项为1a ，公比为q ，依题意有31121208a q a q a q ⎧+=⎪⎨=⎪⎩，解得12,2a q ==，或1132,2a q ==（舍），所以2n n a =，所以数列{}n a 的通项公式为2n n a =．（2）由于123456722,24,28,216,232,264,2128=======，所以1b 对应的区间为：(]0,1，则10b =；23,b b 对应的区间分别为：(](]0,2,0,3，则231b b ==，即有2个1；4567,,,b b b b 对应的区间分别为：(](](](]0,4,0,5,0,6,0,7，则45672b b b b ====，即有22个2；8915,,,b b b 对应的区间分别为：(](](]0,8,0,9,,0,15，则89153b b b ====，即有32个3；161731,,,b b b 对应的区间分别为：(](](]0,16,0,17,,0,31，则1617314b b b ====，即有42个4；323363,,,b b b 对应的区间分别为：(](](]0,32,0,33,,0,63，则3233635b b b ====，即有52个5；6465100,,,b b b 对应的区间分别为：(](](]0,64,0,65,,0,100，则64651006b b b ====，即有37个6．所以23451001222324252637480S =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=． 【考点】等比数列基本量的计算【考查能力】分析思考与解决问题的能力 19．【答案】（1）0.64 （2）答案见解析 （3）有【解析】（1）由表格可知，该市100天中，空气中的 2.5PM 浓度不超过75，且2SO 浓度不超过150的天数有32618864+++=天，所以该市一天中，空气中的 2.5PM 浓度不超过75，且2SO 浓度不超过150的概率为640.64100=； （2（3）根据22⨯列联表中的数据可得222()100(64101610)()()()()80207426n ad bc K a b c d a c b d -⨯⨯-⨯==++++⨯⨯⨯36007.4844 6.635481=≈＞，因为根据临界值表可知，有99%的把握认为该市一天空气中 2.5PM 浓度与2SO 浓度有关．【考点】古典概型的概率公式 【考查能力】逻辑推理，运算求解 20．【答案】（1）证明：在正方形ABCD 中，//AD BC ，因为AD ⊄平面PBC ，BC ⊂平面PBC ，所以//AD 平面PBC ，又因为AD ⊂平面PAD ，平面PAD 平面PBC l =，所以//AD l ，因为在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 是正方形，所以,,AD DC l DC ⊥∴⊥ 且PD ⊥平面ABCD ，所以,,AD PD l PD ⊥∴⊥因为CD PD D =，所以l ⊥平面PDC ； （2）如图建立空间直角坐标系D xyz -，因为1PD AD ==，则有(0,0,0),(0,1,0),(1,0,0),(0,0,1),(1,1,0)D C A P B ， 设(,0,1)Q m ，则有(0,1,0),(,0,1),(1,1,1)DC DQ m PB ===-，设平面QCD 的法向量为(,,)n x y z =，则00DC n DQ n ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即00y mx z =⎧⎨+=⎩，令1x =，则z m =-，所以平面QCD 的一个法向量为(1,0,)n m =-，则cos ,=3n PB n PB n PB⋅=⋅＜＞根据直线的方向向量与平面法向量所成角的余弦值的绝对值即为直线与平面所成角的正弦值，所以直线与平面所成角的正弦值等于|cos ,|n PB <>===，当且仅当1m =时取等号，所以直线PB 与平面QCD ． 【考点】线面平行的判定和性质【考查能力】推理论证，运算求解，抽象概括 21．【答案】（1）()ln 1x f x e x =-+，1()x f x e x'∴=-，(1)1k f e '∴==-．(1)1f e =+，∴切点坐标为()11e +,， ∴函数()f x 在点()()1,1f 处的切线方程为1(1)(1)y e e x --=--，即()12y e x =-+，∴切线与坐标轴交点坐标分别为2(0,2),(,0)1e --，∴所求三角形面积为1222||=211e e -⨯⨯--； （2）解法一：1()ln ln xf x ae x a -=-+，11()x f x ae x-'∴=-，且0a ＞．设()()g x f x ='，则121()0,x g x ae x -'=+＞∴()g x 在(0,)+∞上单调递增，即()f x '在(0,)+∞上单调递增，当1a =时，()01f '=，∴()()11min f x f ==，∴()1f x ≥成立．当1a ＞时，11a＜ ，111a e -∴＜，111()(1)(1)(1)0a f f a e a a -''∴=--＜， ∴存在唯一00x ＞，使得01001()0x f x ae x -'=-=，且当0(0,)x x ∈时()0f x '＜，当0(,)x x ∈+∞时()0f x '＞，0101x ae x -∴=，00ln 1ln a x x ∴+-=-，因此01min 00()()ln ln x f x f x ae x a -==-+001ln 1ln 2ln 12ln 11a x a a a x =++-+≥-++＞， ∴()1,f x ＞∴()1f x ≥恒成立；当01a <<时，(1)ln 1,f a a a =+<<∴(1)1,()1f f x <≥不是恒成立．综上所述，实数a 的取值范围是[1)+∞，． 解法二：()111x lna x f x ae lnx lna e lnx lna -+-=-+=-+≥等价于11lna x lnx e lna x lnx x e lnx +-++-+=+≥，令()x g x e x =+，上述不等式等价于()()ln 1ln g a x g x +-≥，显然()g x 为单调增函数，∴又等价于ln 1ln a x x +-≥，即ln ln 1a x x -+≥，令()1h x lnx x =-+，则()111xh x x x-=-=' 在()0,1上()’0h x ＞，()h x 单调递增；在(1)+∞，上()0h x '＜，()h x 单调递减， ∴()()10max h x h ==，ln 01a a ≥，即≥，∴a 的取值范围是[1)+∞，． 【考点】导数几何意义【考查能力】综合分析求解能力，分类讨论思想和等价转化思想22．【答案】（1）由题意可得：222222411c a a b a b c ⎧=⎪⎪⎪+=⎨⎪=+⎪⎪⎩，解得：2226,3a b c ===，故椭圆方程为：22163x y +=． （2）设点()()1122,,,M x y N x y ．因为AM AN ⊥，∴·0AM AN =，即()()()()121222110x x y y --+--=，① 当直线MN 的斜率存在时，设方程为y kx m =+，如图1． 代入椭圆方程消去y 并整理得：()22212k 4260x kmx m +++-=，2121222426,1212km m x x x x k k-+=-=++②，根据1122,y kx m y kx m =+=+，代入①整理可得： ()()()()221212k1x 2140x km k x x m ++--++-+=，将②代入，()()()22222264k 121401212m kmkm k m k k-⎛⎫++---+-+= ⎪++⎝⎭， 整理化简得()()231210k m k m +++-=，∵()2,1A 不在直线MN 上，∴210k m +-≠， ∴23101k m k ++=≠，，于是MN 的方程为2133y k x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭，所以直线过定点直线过定点21,33E ⎛⎫- ⎪⎝⎭．当直线MN 的斜率不存在时，可得()11,N x y -，如图2．代入()()()()121222110x x y y --+--=得()2212210x y -+-=，结合2211163x y +=，解得()1122,3x x ==舍，此时直线MN 过点21,33E ⎛⎫- ⎪⎝⎭，由于AE 为定值，且ADE △为直角三角形，AE 为斜边，所以AE 中点Q 满足QD 为定值（AE=． 由于()21,32,13,A E ⎛⎫- ⎪⎝⎭，故由中点坐标公式可得41,33Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭．故存在点41,33Q ⎛⎫⎪⎝⎭，使得DQ 为定值．【考点】椭圆的标准方程和性质，圆锥曲线中的定点定值问题 【考查能力】数形结合，化归与转化。