2009-2012考研数学三试题及解析
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2009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,下列每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的,请把所选项前的字母填在答题纸指定位置上.(1)函数3()sin x x f x xπ-=的可去间断点的个数为(A)1. (B)2.(C)3.(D)无穷多个.(2)当0x →时,()sin f x x ax =-与2()ln(1)g x x bx =-是等价无穷小,则(A)1a =,16b =-. (B )1a =,16b =. (C)1a =-,16b =-. (D )1a =-,16b =.(3)使不等式1sin ln x tdt x t>⎰成立的x 的范围是(A)(0,1).(B)(1,)2π. (C)(,)2ππ.(D)(,)π+∞.(4)设函数()y f x =在区间[]1,3-上的图形为则函数()()0xF x f t dt =⎰的图形为(A)(B)()f xO 23x1-2-11()f xO 2 3x1 -2 -11 1()f x -2O 2 3x-11(C)(D)(5)设,A B 均为2阶矩阵,*,A B *分别为,A B 的伴随矩阵,若||2,||3A B ==,则分块矩阵O A B O ⎛⎫ ⎪⎝⎭的伴随矩阵为(A)**32O B A O ⎛⎫⎪⎝⎭. (B)**23OB AO ⎛⎫⎪⎝⎭. (C)**32O A BO ⎛⎫⎪⎝⎭.(D)**23OA BO ⎛⎫⎪⎝⎭. (6)设,A P 均为3阶矩阵,T P 为P 的转置矩阵,且100010002TP AP ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,若1231223(,,),(,,)P Q ααααααα==+,则TQ AQ 为(A)210110002⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭.(B)110120002⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭.(C)200010002⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭.(D)100020002⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭.(7)设事件A 与事件B 互不相容,则 (A)()0P AB =.(B)()()()P AB P A P B =.(C)()1()P A P B =-.(D)()1P A B ⋃=.(8)设随机变量X 与Y 相互独立,且X 服从标准正态分布(0,1)N ,Y 的概率分布为1{0}{1}2P Y P Y ====,记()z F Z 为随机变量Z XY =的分布函数,则函数()Z F z 的间断()f x O2 3x1 -2-11()f x O23x1-11点个数为(A) 0.(B)1. (C)2. (D)3.二、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)cos 320lim11x x e e x →-=+- .(10)设()y xz x e =+,则(1,0)zx ∂=∂ . (11)幂级数21(1)n n nn e x n ∞=--∑的收敛半径为 . (12)设某产品的需求函数为()Q Q P =,其对应价格P 的弹性0.2p ξ=,则当需求量为10000件时,价格增加1元会使产品收益增加 元.(13)设(1,1,1)T α=,(1,0,)Tk β=,若矩阵T αβ相似于300000000⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭,则k = .(14) 设1X ,2X ,…,m X 为来自二项分布总体(,)B n p 的简单随机样本,X 和2S 分别为样本均值和样本方差,记统计量2T X S =-,则ET = .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9分)求二元函数()22(,)2ln f x y x y y y =++的极值. (16)(本题满分10 分) 计算不定积分1ln(1)xdx x++⎰(0)x >. (17)(本题满分10 分) 计算二重积分()Dx y dxdy -⎰⎰,其中22{(,)(1)(1)2,}D x y x y y x =-+-≤≥.(18)(本题满分11 分)(Ⅰ)证明拉格朗日中值定理,若函数()f x 在[],a b 上连续,在(),a b 上可导,则(),a b ξ∈,得证()'()()()f b f a f b a ξ-=-.(Ⅱ)证明:若函数()f x 在0x =处连续,在()0,,(0)σσ>内可导,且'0lim ()x f x A +→=,则'(0)f +存在,且'(0)f A +=.(19)(本题满分10 分)设曲线()y f x =,其中()f x 是可导函数,且()0f x >.已知曲线()y f x =与直线0,1y x ==及(1)x t t =>所围成的曲边梯形绕x 轴旋转一周所得的立体体积值是该曲边梯形面积值的t π倍,求该曲线的方程.(20)(本题满分11 分) 设111A=111042--⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪--⎝⎭,1112ξ-⎛⎫⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭.(Ⅰ)求满足21A ξξ=,231A ξξ=的所有向量2ξ,3ξ. (Ⅱ)对(Ⅰ)中的任意向量2ξ,3ξ,证明1ξ,2ξ,3ξ线性无关. (21)(本题满分11 分) 设二次型2221231231323(,,)(1)22f x x x ax ax a x x x x x =++-+-.(Ⅰ)求二次型f 的矩阵的所有特征值.(Ⅱ)若二次型f 的规范形为2212y y +,求a 的值. (22)(本题满分11 分)设二维随机变量(,)X Y 的概率密度为0(,)0x e y x f x y -⎧<<=⎨⎩其他(Ⅰ)求条件概率密度()Y X f y x ; (Ⅱ)求条件概率{}11P X Y ≤≤. (23)(本题满分11分)袋中有一个红球,两个黑球,三个白球,现在放回的从袋中取两次,每次取一个,求以X 、Y 、Z 分别表示两次取球所取得的红、黑与白球的个数.(Ⅰ)求{}10P X Z ==;2009年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题和解析一、选择题:1~8小题,每小题4分,共32分,下列每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内.(1)函数3()sin x x f x xπ-=的可去间断点的个数为:( )()A .1()B . 2 ()C .3()D .无穷多个【答案】C 【解析】()3s i n x x f x xπ-=则当x 取任何整数时,()f x 均无意义故()f x 的间断点有无穷多个,但可去间断点为极限存在的点,故应是30x x -=的解1,2,30,1x =±320032113211131lim lim sin cos 132lim lim sin cos 132lim lim sin cos x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ππππππππππππ→→→→→-→---==--==--== 故可去间断点为3个,即0,1±(2)当0x →时,()sin f x x ax =-与2()ln(1)g x x bx =-是等价无穷小,则( )()A .1a =,16b =-()B . 1a =,16b = ()C .1a =-,16b =- ()D .1a =-,16b =【答案】 A【解析】2()sin ,()(1)f x x ax g x x ln bx =-=-为等价无穷小,则222200000()sin sin 1cos sin lim lim lim lim lim ()ln(1)()36x x x x x f x x ax x ax a ax a ax g x x bx x bx bx bx→→→→→---==-⋅---洛洛230sin lim 166x a ax a b b axa→==-=-⋅ 36a b ∴=- 故排除,B C 。
另外201cos lim3x a axbx→--存在,蕴含了1cos 0a ax -→()0x →故 1.a =排D 。
所以本题选A 。
(3)使不等式1sin ln xtdt x t>⎰成立的x 的范围是( ) ()A .(0,1)()B .(1,)2π()C .(,)2ππ ()D .(,)π+∞【答案】A【解析】原问题可转化为求111sin sin 1()ln xx x tt f x dt x dt dt t t t =-=-⎰⎰⎰11sin 11sin 0x x t t dt dt t t--==>⎰⎰成立时x 的取值范围,由1sin 0tt->,()0,1t ∈时,知当()0,1x ∈时,()0f x >。
故应选A .(4)设函数()y f x =在区间[]1,3-上的图形为:则函数()()0xF x f t dt =⎰的图形为( )1 ()f x -2 0 2 3x-1O()A .()B .()C .()D .【答案】D【解析】此题为定积分的应用知识考核,由()y f x =的图形可见,其图像与x 轴及y 轴、0x x =所围的图形的代数面积为所求函数()F x ,从而可得出几个方面的特征:①[]0,1x ∈时,()0F x ≤,且单调递减。
②[]1,2x ∈时,()F x 单调递增。
③[]2,3x ∈时,()F x 为常函数。
④[]1,0x ∈-时,()0F x ≤为线性函数,单调递增。
⑤由于F(x)为连续函数结合这些特点,可见正确选项为D 。
(5)设,A B 均为2阶矩阵,*,A B *分别为,A B 的伴随矩阵,若||2,||3A B ==则分块矩阵00A B ⎛⎫⎪⎝⎭的伴随矩阵为( ) ()A .**0320B A⎛⎫ ⎪⎝⎭()B . **230B A⎛⎫⎪⎝⎭()f x 0 2 3x1 -2-11()f x 02 3x1 -1 1()f x 02 3x1 -2-11()f x 0 2 3x1 -2 -11()C .**0320A B⎛⎫ ⎪⎝⎭()D .**230A B⎛⎫⎪⎝⎭【解析】根据CC C E *=,若111,C C C C C C*--*==分块矩阵00A B ⎛⎫⎪⎝⎭的行列式22012360A AB B⨯=-=⨯=(),即分块矩阵可逆11110066000100B BA A AB B BB AA A **---*⎛⎫ ⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪=== ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎪⎝⎭10023613002B B AA ****⎛⎫ ⎪⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎪⎝⎭故答案为(B )(6)设,A P 均为3阶矩阵,T P 为P 的转置矩阵,且100010002TP AP ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,若1231223(,,),(,,)P Q ααααααα==+,则TQ AQ 为( )()A .210110002⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭()B . 110120002⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭()C .200010002⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭()D .100020002⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭【答案】 A【解析】122312312312100(,,)(,,)110(,,)(1)001Q E αααααααααα⎡⎤⎢⎥=+==⎢⎥⎢⎥⎣⎦,即:12121212122112(1)[(1)][(1)](1)[](1)100(1)010(1)002110100100210010010110110001002001002T T TT Q PE Q AQ PE A PE E P AP E E E ===⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦(7)设事件A 与事件B 互不相容,则( )()A .()0P AB =()B . ()()()P AB P A P B = ()C .()1()P A P B =-()D .()1P A B ⋃=【答案】()D【解析】因为,A B 互不相容,所以()0P AB =()A ()()1()P AB P A B P A B ==- ,因为()P A B 不一定等于1,所以()A 不正确 ()B 当(),()P A P B 不为0时,()B 不成立,故排除 ()C 只有当,A B 互为对立事件的时候才成立,故排除()D ()()1()1P A B P AB P AB ==-= ,故()D 正确。