考研数学三(概率论与数理统计)历年真题试卷汇编12(题后含答案及解析)
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2024考研(数学三)真题答案及解析完整版2024年全国硕士研究生入学考试数学(三)真题及参考答案考研数学三考什么内容?数学三在高等数学这一部分因为要求的内容相对较少,所以很多学校经济类、管理类专业在本科期间所用教材并非理工类专业通常会使用的《高等数学》同济大学版,更多的学校本科阶段的教材是中国人民大学版《微积分》。
而考数学三的同学中在实际复习过程中使用哪一本教材的都有)(函数、极限、连续、一元函数微分学、一元函数积分学、多元函数微积分学、无穷级数、常微分方程与差分方程);线性代数(行列式、矩阵、向量、线性方程组、矩阵的特征值和特征向量、二次型);概率论与数理统计(随机事件和概率、随机变量及其分布、多维随机变量及其分布、随机变量的数字特征、大数定律和中心极限定理、数理统计的基本概念、参数估计、假设检验)。
考研的考试内容有哪些一、考研公共课:政治、英语一、英语二、俄语、日语、数学一、数学二、数学三,考研公共课由国家教育部统一命题。
各科的考试时间均为3小时。
考研的政治理论课(马原22分、毛中特30分、史纲14分、思修18分、形势与政策16分)。
考研的英语满分各为100分(完型10分、阅读理解60分、小作文10分、大作文20分)。
数学(其中理工科考数一、工科考数二、经管类考数三)满分为150分。
数一的考试内容分布:高数56%(84分)、线代22%(33分)、概率22%(33分);数二的内容分布:高数78%(117分)、线代22%(33分);数三的内容分布:高数56%(84分)、线代22%(33分)、概率22%(33分)。
这些科目的考试知识点和考试范围在各科考试大纲上有详细规定,一般变动不大,因此可以参照前一年的大纲,对一些变动较大的科目,必须以新大纲为准进行复习。
二、考研专业课统考专业课:由国家教育部考试中心统一命题,科目包括:西医综合、中医综合、计算机、法硕、历史学、心理学、教育学、农学。
其中报考教育学、历史学、医学门类者,考专业基础综合(满分为300分);报考农学门类者,考农学门类公共基础(满分150分)。
2012年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题选择题: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的,请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上.(1)曲线221x xyx+=-渐近线的条数为()(A)0 (B)1 (C)2 (D)3(2)设函数2()(1)(2)x x nxf x e e e n=--…(-),其中n为正整数,则(0)f'=()(A)1(1)(1)!n n---(B)(1)(1)!n n--(C)1(1)!n n--(D)(1)!n n-(3)设函数()f t连续,则二次积分22202cos()d f r rdrπθθ⎰⎰=()(A)222() dx x y dy+⎰(B)222() dx f x y dy+⎰(C)2221() dx x y dy+⎰⎰(D)2221() dx x y dy+⎰⎰(4)已知级数11(1)inα∞=-∑绝对收敛,21(1)ninα∞-=-∑条件收敛,则α范围为()(A)0<α12≤(B)12< α≤1(C)1<α≤32(D)32<α<2(5)设1234123400110,1,1,1c c c c αααα-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪===-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭其中1234c c c c ,,,为任意常数,则下列向量组线性相关的是() (A )123ααα,, (B )124ααα,,(C )134ααα,,(D )234ααα,,(6)设A 为3阶矩阵,P 为3阶可逆矩阵,且P-1AP=112⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭, 123=P ααα(,,),1223=Q αααα(+,,)则1=Q AQ -()(A )121⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭(B )112⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ (C )212⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭(D )221⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ (7)设随机变量X 与Y 相互独立,且都服从区间(0,1)上的均匀分布,则+P X Y ≤22{1}( )(A )14(B )12(C )8π(D )4π(8)设1234X X X X ,,,为来自总体N σσ>2(1,)(0)的简单随机样本,则统计量1234|+-2|X X X X -的分布()(A )N (0,1)(B )(1)t(C )2(1)χ (D )(1,1)F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)1cos sin 4lim(tan )x xx x π-→(10)设函数ln 1(),(()),21,1x dy x f x y f f x dx x x =⎧≥⎪=⎨-<⎪⎩求___________.(11)函数(,)z f x y =满足010,x y →→=则(0,1)dz =_______.(12)由曲线4y x =和直线y x =及4y x =在第一象限中所围图形的面积为_______.(13)设A 为3阶矩阵,|A|=3,A*为A 的伴随矩阵,若交换A 的第一行与第二行得到矩阵B ,则|BA*|=________.(14)设A,B,C 是随机事件,A,C 互不相容,11(),(),23P AB P C ==则C P AB ()=_________.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)计算222cos 40lim x xx e e x -→-(16)(本题满分10分)计算二重积分xD e xydxdy⎰⎰,其中D为由曲线y y ==所围区域.(17)(本题满分10分)某企业为生产甲、乙两种型号的产品,投入的固定成本为10000(万元),设该企业生产甲、乙两种产品的产量分别为x(件)和y(件),且固定两种产品的边际成本分别为20+2x(万元/件)与6+y (万元/件).1)求生产甲乙两种产品的总成本函数(,)C x y (万元)2)当总产量为50件时,甲乙两种的产量各为多少时可以使总成本最小?求最小的成本. 3)求总产量为50件时且总成本最小时甲产品的边际成本,并解释其经济意义.(18)(本题满分10分)证明:21ln cos1,1 1.12x xx x xx++≥+-<< -(19)(本题满分10分)已知函数()f x满足方程()()2()0f x f x f x"'+-=及()()2x f x f x e '+=1)求表达式() f x2)求曲线的拐点22()()xy f x f t dt =-⎰(20)(本题满分10分)设1001010100100010aaA baa⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪- ⎪ ⎪==⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,(I)求|A|(II)已知线性方程组Ax b=有无穷多解,求a,并求Ax b=的通解.(21)(本题满分10分)已知1010111001Aaa⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥-⎣⎦,二次型123(,,)()f x x x x xT T=A A的秩为2,求实数a的值;求正交变换x=Qy将f化为标准型.(22)(本题满分10分)已知随机变量X,Y 以及XY 的分布律如下表所示:求(1)P(X=2Y); (2)cov(,)XY X Y Y -ρ与.(23)(本题满分10分) 设随机变量X和Y相互独立,且均服从参数为1的指数分布,min(,),=max(,).V X Y U X Y =求(1)随机变量V 的概率密度; (2)()E U V +.2011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。
(I)求1Z的概率密度;(II)利用一阶矩求σ的矩估计量;(III)求σ的最大似然估计量.选择题:18设是数列,下列命题中不正确的是:(若,则若,则若,则若,则设函数在内连续,其二阶导函数的图形如下图所示,则曲线的拐点个数为:(B)(C)(D),函数在上连续,则((B)(C)(C)(D)设矩阵,.若集合,则线性方程组有无穷多解的充分必要条件为:(B)(C)设二次型在正交变换为下的标准形为,若,则在正交变换下的标准形为:((C)(D)若为任意两个随机事件,则:((A)(B)(C)(D)设总体为来自该总体的简单随机样本,为样本均值,则(B)(C)(D)二、填空题:914(9)设函数连续,若则若函数由方程确定,则设函数是微分方程的解,且在处3,则设阶矩阵的特征值为,其中为阶单位矩阵,则行列式设二维随机变量服从正态分布,则设函数,,若与在是等价无穷小,求的值.计算二重积分,其中为了实现利润的最大化,厂商需要对某商品确定其定价模型,设为该商品的需求量,为价格,成本,为需求弹性.证明定价模型为;若该商品的成本函数为,需求函数为,试由(I)中的定价模型确定此商品的设函数在定义域上的导数大于零,若对任意的,曲线在点处的切线与直线及轴所围成区域的面积恒为4,且,求的表达式.(I)设函数可导,利用导数定义证明(II)设函数可导,,写出的求导公式.(20)(本题满分11分)设矩阵,且.(I)求的值;(II)若矩阵满足,其中为3阶单位矩阵,求.(21)(本题满分11分)设矩阵相似于矩阵.(I)求的值;(II)求可逆矩阵,使为对角矩阵.设随机变量的概率密度为对进行独立重复的观测,直到个大于的观测值出现的停止.记为观测次数.(I)求的概率分布;(II)求EY.(23)(本题满分11分)设总体的概率密度为其中为未知参数,为来自总体的简单随机样本.(I)求的矩估计量.(II)求的最大似然估计量.选择题:18设,且,则当充分大时有:((B)(C)(D)(B)(C)设,当时,若是比高阶的无穷小,则下列试题中错误的是:(A)(B)(C)(D)设函数具有二阶导数,,则在区间上:((A)当时,(B)当时,(C)当时,(D)当时,行列式((C)(D)设均为三维向量,则对任意常数,向量组,线性无关是向量组线性无关设随机事件与相互独立,且,,则((A)(B)(C)(D)设为来自正态总体的简单随机样本,则统计量服从的分布为((A)(B)(C)(D)二、填空题:914设某商品的需求函数为(为商品的价格),则该商品的边际收益为________.设是由曲线与直线及围成的有界区域,则的面积为________.设,则__________.二次积分__________.1,则的取值范围_________.设总体的概率密度为其中是未知参数,为来自总体的简单样本,若,则_________.求极限.设平面区域计算.设函数具有连续导数,满足.若,求的表达式.求幂级数的收敛域及和函数.(19)(本题满分10分)设函数在区间上连续,且单调增加,,证明:(I);(II).(20)(本题满分11分)设矩阵,为三阶单位矩阵.(I)求方程组的一个基础解系;(II)求满足的所有矩阵.证明阶矩阵与相似.(22)(本题满分11分)设随机变量的概率分布为在给定的条件下,随机变量服从均匀分布.(I)求的分布函数;(II)求.(23)(本题满分11分)设随机变量,的概率分布相同,的概率分布为且与的相关系数(I)求的概率分布;(II)求一、选择题:18当时,用“”表示比高阶的无穷小,则下列式子中错误的是:((B)(C)(2)函数的可去间断点的个数为:()(A)(B)(C)(D)(3)设是圆域位于第象限的部分,记,则:()(A)(B)(C)(D).(4)设为正项数列,下列选项正确的是:()(A)若,则收敛(B)若收敛,则(C)若收敛,则存在常数,使存在(D)若存在常数,使存在,则收敛(5)设均为阶矩阵,若,且可逆.则:()(A)矩阵的行向量组与矩阵的行向量组等价(B)矩阵的列向量组与矩阵的列向量组等价(C)矩阵的行向量组与矩阵的行向量组等价(D)矩阵的列向量组与矩阵的列向量组等价(6)矩阵与相似的充分必要条件为:()(A)(B)为任意常数(C)(D)为任意常数(7)设是随机变量,且,,,,则:()(B)(C)(D)设随机变量和相互独立,则和的概率分布分别为则:((B)(C)二、填空题:914设曲线与在点处有公共切线,则_________.设函数由方程确定,则_________._________.的通解为_________.设是阶非零矩阵,为的行列式,为的代数余子式,若,则_________.设随机变量服从标准正态分布,则_________.三、解答题:1523当时,与为等价无穷小,求与的值.设是由曲线,直线及轴所围成的平面图形,分别是绕轴,轴旋转一周所得旋转体的体积,若,求的值.(17)(本题满分10分)设平面区域由直线及围成,计算.(18)(本题满分10分)设生产某产品的固定成本为元,可变成本为元/件,价格函数为,(是单价,单位:元,是销量,单位:件),已知产销平衡,求:(I)该商品的边际利润;(II)当时的边际利润,并解释其经济意义;(III)使得利润最大的定价.(19)(本题满分10分)设函数在上可导,,且.证明:(I)存在,使得;(II)对(I)中的,存在,使得.(20)(本题满分11分)设,当为何值时,存在矩阵使得,并求所有矩阵.(21)(本题满分11分)设二次型,记,(I)证明二次型对应的矩阵为;(II)若正交且均为单位变量,证明在正交变换下的标准形为.(22)(本题满分11分)设是二维随机变量,的边缘概率密度为在给定的条件下的条件概率密度为(I)求的概率密度;(II)求的边缘概率密度;(III)求.(23)(本题满分11分)设总体的概率密度为其中为未知参数且大于零,为来自总体的简单随机样本.(I)求的矩估计量;(II)求的最大似然估计量.2012年全国硕士研究生入学统一考试数学(三)试题曲线渐近线的条数为:(.(B).(C).(D).设函数,其中为正整数,则:(.(B).(C)..设函数连续,则二次积分:(..(C)..(A)..(C)..设,其中为任意常数,则下列向量组线性相关的为:..(C)..设为阶矩阵,为阶可逆矩阵,且.若,,则:(..(C)..设随机变量与相互独立,且都服从区间上的均匀分布,则:(.(B).(C).(D).设为来自总体()则统计量的分布为:(A).(B).(C).(D).(9)_________.设函数,,则_________.设连续函数满足,则_________.由曲线和直线及在第一象限中围成的平面图形的面积为_________.设为阶矩阵,,为的伴随矩阵.若交换的第行与第行得矩阵,则_______设是随机事件,与互不相容,则_________.求极限.计算二重积分,其中是以曲线及轴为边界的无界区域.某企业为生产甲、乙两种型号的产品,投入的固定成本为(万元),设该企业生产甲、乙两种产品的产量分别为(件)和(件),且这两种产品的边际成本分别为(万元/件)与(万元/件).(I)求生产甲、乙两种产品的总成本函数(万元);(II)当总产量为50件时,甲、乙两种产品产量各为多少时可使总成本最小?求最小成本;(III)求总产量为50件且总成本最小时甲产品的边际成本,并解释其经济意义.(18)(本题满分10分)证明:.(19)(本题满分10分)已知函数满足方程x e x f x f x f x f x f 2)()(0)(2)()(=+''=-'+''及.(I)求的表达式;(II)求曲线dt t f x f y x⎰-=022)()(的拐点.(20)(本题满分11分)设.(I)计算行列式;(II)当实数为何值时,方程组有无穷多解,并求其通解.(21)(本题满分11分)已知,二次型的秩为.(I)求实数的值;(II)求正交变换将化为标准形.(22)(本题满分11分)设二维离散型随机变量的概率分布为(I)求;(II)求.(23)(本题满分11分)设随机变量与相互独立,且服从参数为的指数分布.记,.(I)求的概率密度;(II)求.2011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,下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
2022年全国硕士研究生入学统一考试数学(三)试题及参考答案一、选择题:1~10题,每小题5分,共50分.1、当0→x 时,)()(x x βα、是非零无穷小量,给出以下四个命题 ① 若)(~)(x x βα,则)(~)(22x x βα; ② 若)(~)(22x x βα,则)(~)(x x βα; ③ 若)(~)(x x βα,则))(()()(x o x x αβα=-; ④ 若))(()()(x o x x αβα=-,则)(~)(x x βα. 其中正确的序号是( )A :①②;B :①④;C :①③④;D :②③④. 答案:C .解析:当0→x 时,若)(~)(x x βα,则1)()(lim 0=→x x x βα,故1)()(lim )()(lim 20220=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=→→x x x x x x βαβα,即)(~)(22x x βα,且011)()()(lim0=-=-→x x x x αβα,故))(()()(x o x x αβα=-.所以①③正确.当0→x 时,)(~)(22x x βα,则1)()(lim 220=→x x x βα,此时1)()(lim 0±=→x x x βα,而1)()(lim 0-=→x x x βα时,)(x α与)(x β不是等价无穷小,故 ②不正确.当0→x 时,若))(()()(x o x x αβα=-,1)()(lim ))(()()(lim )()(lim000==-=→→→x x x o x x x x x x x αααααβα,所以)(~)(x x βα,④正确.综上,C 为选项.2 、已知),2,1()1( =--=n nn a nnn ,则}{n a ( ) A :有最大值,有最小值; B :有最大值,没有最小值; C :没有最大值,有最小值; D :没有最大值,没有最小值. 答案:A .解析:1212,1221<-=>=a a ,又1lim =∞→n n a ,故存在0>N ,当N n >时,12a a a n <<,所以}{n a 有最大值和最小值,选项A 正确.3、设函数)(t f 连续,令⎰---=y x dt t f t y x y x F 0)()(),(,则( )A :2222y F x F y F x F ∂∂=∂∂∂∂=∂∂,; B :2222y Fx F y F x F ∂∂-=∂∂∂∂=∂∂,; C :2222y F x F y F x F ∂∂=∂∂∂∂-=∂∂,; D :2222yF x F y F x F ∂∂-=∂∂∂∂-=∂∂,. 答案:C .解析:⎰⎰⎰-----=--=y x y x y x dt t tf dt t f y x dt t f t y x y x F 0)()()()()(),(,⎰⎰--=-----+=∂∂y x y x dt t f y x f y x y x f y x dt t f x F 00)()()()()()(,)(22y x f x F -=∂∂,同理⎰⎰---=--+----=∂∂y x y x dt t f y x f y x y x f y x dt t f yF00)()()()()()(,)(22y x f y F -=∂∂, 综上2222yF x F y F x F ∂∂=∂∂∂∂-=∂∂,,选项C 正确. 4、已知⎰⎰⎰+=++=+=101031021sin 12,cos 1)1ln(,)cos 1(2dx x xI dx x x I dx x x I ,则( ) A :321I I I <<; B :312I I I <<; C :231I I I <<; D :123I I I <<. 答案:A .解析:⎰⎰⎰+=++=+=1010310212sin 1,cos 1)1ln(,)cos 1(2dx xx I dx x x I dx x xI ,先比较21,I I 的大小,令)1,0()1ln(2)(∈+-=x x xx f ,此时0)0(=f ,此时0)1(211121)(<+-=+-='x x x x f ,即)(x f 单调递减,从而0)0()(=<f x f ,可得)1,0()1ln(2∈+x x x《,从而21I I <.再比较23,I I 的大小,因)1,0(,cos 12sin 1,)1ln(∈+<+<+x x x x x ,则2sin 1cos 1)1ln(x xxx +<++,从而23I I >.综上,可得A 正确.5、设A 为3阶矩阵,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Λ000010001,则A 的特征值为011,,-的充分必要条件是( )A :存在可逆矩阵Q P ,,使得Q P A Λ=;B :存在可逆矩阵P ,使得1-Λ=P P A ; C :存在正交矩阵Q ,使得1-Λ=Q Q A ; D :存在可逆矩阵P ,使得TP P A Λ=; 答案:B解析:3阶A 有011,,-三个不同的特征值,所以A 可以相似对角化,故存在可逆矩阵P ,使得1-Λ=P P A ;若存在可逆矩阵P ,使得1-Λ=P P A ,即A 相似与Λ,而相似矩阵具有相同的特征值,而Λ的特征值为011,,-,故A 的特征值为011,,-.因此选B . 6、设矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=421,1111122b b b a a A ,则线性方程组b Ax =解的情况为( )A :无解; B: 有解; C:有无穷多解或无解 ; D: 有唯一解或无解; 答案:D .解析:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----→⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛→31101110111141211111)|2222b b a a b b a a b A ((1)当1=a 或1=b 时,)|()(b A r A r ≠,方程无解(2)当1≠a 且1≠b 时,⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----+→⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-+→11130011110111113110111101111)|a b a b a a b b a a b A ( (i )当b a ≠时,3)|()(==b A r A r ,方程有唯一解 (ii )当b a =时,3)|(2)(==b A r A r ,,方程无解; 综述:方程有唯一解或无解,选D .7、设⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=243211,11,11,11λλαλαλαλα,若向量组321,,ααα与421,,ααα等价,则λ的取值范围( )A :}1,0{ ; B:}2,|{-≠∈λλλR ;C:}2,1,|{-≠-≠∈λλλλR ; D:}1,|{-≠∈λλλR . 答案:C解析:向量组321,,ααα与421,,ααα等价的充要条件是()),,.,,(,,),,(421321421321ααααααααααααr r r ==,而),,,(),,.,,(4321421321αααααααααα,r r =()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛→λλλλλλλλλλλλαααα2222431201101101111111111,,,(1)当1=λ时,()1).,,(,,),,(4321421321===ααααααααααr r r ,此时向量组等价 (2)当1≠λ时()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++---→⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---+→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++→24312)1(2001110111111001101110110110111,,,λλλλλλλλλλλαααα(i )当2-=λ时,3).,,(),,(2),,(4321421321===ααααααααααr r r ,,此时向量组不等价 (ii )当1,2-=-≠λλ时,3).,,(2),,(3),,(4321421321===ααααααααααr r r ,,,此时向量组不等价(iii )当1,2-≠-≠λλ时,3).,,(),,(),,(4321421321===ααααααααααr r r ,此时向量组等价 综上,当1,2-≠-≠λλ时,向量组321,,ααα与421,,ααα等价;选C8、随机变量)4,0(~N X ,随机变量⎪⎭⎫⎝⎛31,3~B Y ,且X 与Y 不相关,则=+-)13(Y X D ( )A: 2; B: 4; C: 6; D: 10. 答案:D .解析:由题意知,0),(32)(,4)(===Y X Cov Y D X D ,; 10)(9)()3()13(=+=-=+-Y D X D Y X D Y X D ,故选D .9、设随机变量序列 ,,,21n X X X 独立同分布,且i X 的概率密度为⎩⎨⎧<-=其他11)(x xx f 则当∞→n 时,∑=n i i X n 121依概率收敛于( )A :81; B : 61; C: 31; D: 21. 答案:B .解析:61)1(2)1()()(1211222=-=-==⎰⎰⎰-+∞∞-dx x x dx x x dx x f x X E i ,从而∑∑====⎪⎭⎫ ⎝⎛n i i n i i X E n X n E 121261)(11,由辛钦大数定律可得,∑=n i i X n 121依概率收敛于⎪⎭⎫ ⎝⎛∑=n i i X n E 121,从而选B .10、设二维随机变量),(Y X 的概率分布若事件}2},{max{==Y X A 与事件}1},{min{==Y X B 相互独立,则=),(Y X Cov ( )A :6.0- ; B: 36.0-; C: 0; D: 48.0. 答案:B .解析:1.0}2,1{)(,2.0)(,1.0)(=====+=Y X P AB P B P b A P ,由B A ,相互独立,故)()()(B P A P AB P =,解得4.0=b ,由分布律的性质得2.0=a ,6.0)(,2.1)(,2.0)(-==-=XY E Y E X E从而36.0)()()(),(-=-=Y E X E XY E Y X Cov ,故选B . 二、填空题:11~16题,每题5分,共30分.11、若=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+→xx x e cot 021lim .答案:21e .解析:21tan 21lim21ln cot lim cot 00021lim e eeex e e x xxx x x xx ===⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+→→→.12、⎰=++-2024242dx x x x .答案:333ln π-. 解析:原式⎰⎰++-+++=2022024*******dx x x dx x x x ⎰⎰++-++++=20222022)3()1(1642)42(dx x x x x x d 20202|31arctan 36|)42ln(+-++=x x x 333ln π-=.13、已知函数x xe e xf sin sin )(-+=,则=''')2(πf .答案:0.解析:方法一:x xxe xex f sin sin cos cos )(--=',x x e x x e x x x f sin 2sin 2)sin (cos )sin (cos )(-++-='',)cos sin cos 2()sin (cos cos )sin (cos cos )cos sin cos 2()(sin sin 2sin 2sin x x x eex x x e x x x e x x x x f xxxx +-++--+--='''--从而01111)2(=+--='''πf . 方法二:x xe ex f sin sin )(-+=,显然)()(sin sin x f e e x f x x=+=--,故)(x f 为偶函数,且周期π2=T ,于是)(x f '为奇函数,)(x f ''为偶函数,)(x f '''为奇函数,从而0)0(='''f ,而0)0()2(='''='''f f π.14、已知⎩⎨⎧≤≤=其他,010,)(x e x f x ,则=-⎰⎰∞+∞-∞+∞-dy x y f x f dx )()( .答案:2)1(-e .解析:记}10,10|),{(≤-≤≤≤=x y x y x D ,原式⎰⎰⎰⎰-=-=Dx y x Ddxdy e e dxdy x y f x f )()(,2111)1()1(-=-==⎰⎰⎰+-e dy e e dy edx e x x xxy x.15、设A 为3阶矩阵,交换A 的第2行和第3行,再将第2列的1-倍加到第一列,得到矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=001011112B ,则1-A 的迹=-)(1A tr .答案:-1.解析:令⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100011001,010********P P ,则B AP P =21 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==--0100011111000110010010111120101000011211BP P A 0)1)(1(1011112=++-=-------=-λλλλλλE A ,解得i i -==-=321,,1λλλ 故1-A 的特征值为i i =-=-=321,,1λλλ,从而1)(1-=-A tr16、设C B A ,,为随机事件,且A 与B 互不相容,A 与C 互不相容,B 与C 相互独立,31)()()(===C P B P A P ,则=)|(C B A C B P .答案:85. 解析:()C B A P C B P C B A C B P )()|(=()98)()())(()()(95)()()()()()()()(=+=-+==-+=-+=C B P A P C B A P C B P A P C B A P C P B P C P B P BC P C P B P C B P从而85)|(=C B A C B P . 三、解答题:17~22小题,共94分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 17、(本题满分10分)设函数)(x y 是微分方程x y xy +=+'221满足条件3)1(=y 的解,求曲线)(x y y =的渐近线.解:])2([)(2121C dx ex ex y dxxdxx+⎰+⎰=⎰-])2([C dx e x e x x ++=⎰-]2[C xee xx +=-xCe x -+=2,其中C 为任意常数,又3)1(=y ,得e C =,即xe x x y -+=12)(.22limlim 1=+==-+∞→+∞→xe x x y a xx x ,0lim )2(lim 1==-=-+∞→+∞→xx x e x y b ,故x y 2=为曲线)(x y y =的斜渐近线.18、(本题满分12分)设某产品的产量Q 由资本投入量x 和劳动投入量y 决定,生产函数为612112y x Q =,该产品的销售单价P 与Q 的关系为Q P 5.11160-=,若单位资本投入量和单位蓝洞投入量的价格分别为6和8,求利润最大时的产量.解:利润y x xy y x y x Q Q y x PQ L 862161392086)6.11160(86316121---=---=--=令⎪⎩⎪⎨⎧=--=--='=--=--='--------08)722320(872232006)722320(362166960612132326521612131316121y x xy xy y x L y x y y y x L yx,得驻点)64,256(, 此时38464256126=⨯⨯=Q ,在实际问题中由于驻点唯一,故利润L 在384=Q 处取到最大值. 19、(本题满分12分)已知平面区域}20,42|),{(2≤≤-≤≤-=y y x y y x D ,计算⎰⎰+-=Ddxdy y x y x I 222)(. 解:⎰⎰⎰⎰⎰⎰--+-=+-=ππϕϕπρρϕϕϕρρϕϕϕ2cos sin 20220202222)sin (cos )sin (cos )(d d d d dxdy y x y x I D⎰⎰+-=πππϕϕϕϕ2202)cos sin 21(2d d 22)12(2|)sin (2202-=+-=+-=ππππϕϕπ. 20、(本题满分12分)求幂级数∑∞=++-02)12(41)4(n nnn x n 的收敛域及和函数)(x S . 解:1)12(41)4()32(41)4(lim 22211n <++-++-+++∞→nnn n n n x n xn ,解得1||<x ,从而1=R ,收敛区间)1,1(-,当1±=x 时,∑∞=++-0)12(41)4(n nn n 收敛,故收敛域为]1,1[-. 当]1,1[-∈x ,令∑∑∞=∞=+++-=012)12(412)1()(n n n nn n n x x n x S , 令∑∑∞=+∞=≠+-=+-=0120210,12)1(112)1()(n n n n n n x n x x n x x S ,此时∑∑∞=∞=++=-='⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-02201211)1(12)1(n nn n n n x x n x ,x dx x n x x n n n arctan 1112)1(0202=+=+-⎰∑∞=,故0,arctan 1)(1≠=x x xx S .∑∑∞=+∞=≠+=+=0120220,1241)12(4)(n n n n n n x n x x n x x S )(,此时2202012444114124x x x n x n n nn n n -=-=='⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∑∑∞=∞=+)(,0,22ln 4412402012≠-+=-=+⎰∑∞=+x x x dx x n x x n n n )(,故0,22ln 1)(2≠-+=x xx x x S .0=x 时,2)0(=S .综上当]1,1[-∈x ,⎪⎩⎪⎨⎧=-∈-++=0,2]1,0)0,1[,22ln1arctan 1)(x x xx x x x x S ( . 21、(本题满分12分)已知二次型312322213212343),,(x x x x x x x x f +++=,(1)求正交变换Qy x =将),,(321x x x f 化为标准形; (2)证明:2)(min=≠xx x f T x . 解:(1)二次型对应矩阵⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=301040103A ,0)2()4(3010401032=---=---=-λλλλλλE A ,解得4,2321===λλλ21=λ对应特征向量满足0)2(=-x E A ,解得⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=1011ξ432==λλ对应特征向量满足0)4(=-x E A ,解得⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0102ξ,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1013ξ321,,ξξξ已经两两正交,单位化得⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=22022,010,22022321ηηη,故存在正交矩阵),,(321ηηη=Q ,当Qy x =时232221321442),,(y y y y y y f ++=.(2)2322212322232221232221222442)()()(y y y y y y y y y y y y y y f Qy Q y y f x x x f T T T Qy x T ++++=++++==== 当0≠x 时,由Qy x =得0≠y ,当0,0132≠==y y y 时,2322212322222y y y y y ++++的最小值为2,故2)(min=≠xx x f Tx . 22、(本题12分)设n X X X ,,,21 为来自均值为θ的指数分布总体X 的简单随机样本,m Y Y Y ,,,21 为来自均值为θ2的指数分布总体Y 的简单随机样本,且两样本相互独立,其中)0(>θθ是未知参数,利用样本n X X X ,,,21 ,m Y Y Y ,,,21 ,求θ的最大似然估计量θˆ,并求)ˆ(θD . 解:由题知:总体Y X ,的概率密度为,0021)(,0001)(2⎪⎩⎪⎨⎧≤>=⎪⎩⎪⎨⎧≤>=--y y ey f x x ex f y YxX θθθθ令θθθθθθθθθ21211111121211),(),(∑∑=⋅=⋅===--+=-=-==∏∏∏∏mj j ni ij iy x n m m mj y ni x m j j Y ni i Xee e ey f x fLθθθ2ln )(2ln ln 11∑∑==--+--=mj jni i yx n m m L02ln 2121=+++-=∑∑==θθθθmj jni i yx n m d L d 解得⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=∑∑==m j j n i i y x n m 11211ˆθ故θ的最大似然估计量⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=∑∑==m j j n i i Y X n m 11211ˆθ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∑∑∑∑====m j j n i i m j j n i i Y D X D n m Y X n m D D 11211)(41)()(1211)ˆ(θ⎪⎭⎫ ⎝⎛++=)(4)()(12j i Y D m X nD n m 而224)(,)(θθ==j i Y D X D ,从而n m m n n m D +=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅++=222244)(1)ˆ(θθθθ。
近年考研数学三概率论部分题目整合及其答案标题:近年考研数学三概率论部分题目整合及其答案一、概率论在考研数学三中的重要地位概率论是考研数学三的重要组成部分,它不仅在概率论与数理统计中有所涉及,还在数学分析、线性代数等科目中有所应用。
因此,掌握概率论的基本概念和方法对于考研数学三的成绩提升具有重要意义。
二、考研数学三概率论主要考察内容考研数学三概率论部分主要考察以下内容:概率的基本概念、随机变量及其分布、数字特征、大数定律与中心极限定理等。
其中,重点考察内容为随机变量的分布以及数字特征的应用。
三、近年考研数学三概率论部分题目整合以下为近年来考研数学三概率论部分的题目整合:1、某城市发生交通事故的概率是0.01,求在1000次出行中,发生事故的次数K的期望和方差。
2、假设某射手每次射击命中的概率为0.9,求连续射击4次至少命中3次的概率。
3、设随机变量X服从正态分布N(2,4),求X的取值落在区间(0,4)内的概率。
4、假设随机变量Y服从泊松分布P(2),求Y的期望和方差。
5、设随机变量X的分布列为P(X=k)=C/k(k+1),其中C为常数,求X 的数学期望和方差。
四、题目答案解析1、设Z表示1000次出行中发生事故的次数,则Z服从二项分布B(1000,0.01),因此E(Z) = 1000 × 0.01 = 10,Var(Z) = 1000 ×0.01 × (1-0.01) = 99.9。
2、设事件A为“连续射击4次至少命中3次”,则A可以分解为两个互斥事件B和C的和,其中B为“连续射击4次命中3次”,C为“连续射击4次命中4次”。
已知每次射击命中的概率为0.9,因此根据独立事件的乘法原理,可得P(B) = 0.9 × 0.9 × 0.9 ×(1-0.9) = 0.0729,P(C) = 0.9 × 0.9 × 0.9 × 0.9 = 0.729。
;第一章 一、填空题1. 若事件A ⊃B 且P (A )=0.5, P(B) =0.2 , 则 P(A -B)=( 0.3 )。
2. 甲、乙各自同时向一敌机炮击,已知甲击中敌机的概率为0.7,乙击中敌机的概率为0.8.求敌机被击中的概率为( 0.94 )。
3. 设A、B、C为三个事件,则事件A,B,C中不少于二个发生可表示为(AB AC BC ++ )。
4. 三台机器相互独立运转,设第一,第二,第三台机器不发生故障的概率依次为0.9,0.8,0.7,则这三台机器中至少有一台发生故障的概率为( 0.496 )。
5. 某人进行射击,每次命中的概率为0.6 独立射击4次,则击中二次的概率为( 0.3456 )。
6. 设A、B、C为三个事件,则事件A,B与C都不发生可表示为( ABC )。
7. 设A、B、C为三个事件,则事件A,B,C中不多于一个发生可表示为( ABAC BC I I ); 8. 若事件A 与事件B 相互独立,且P (A )=0.5, P(B) =0.2 , 则 P(A|B)=( 0.5 ); 9. 甲、乙各自同时向一敌机炮击,已知甲击中敌机的概率为0.6,乙击中敌机的概率为0.5.求敌机被击中的概率为( 0.8 ); 10. 若事件A 与事件B 互不相容,且P (A )=0.5, P(B) =0.2 , 则 P(B A -)=( 0.5 ) 11. 三台机器相互独立运转,设第一,第二,第三台机器不发生故障的概率依次为0.8,0.8,0.7,则这三台机器中最多有一台发生故障的概率为( 0.864 )。
12. 若事件A ⊃B 且P (A )=0.5, P(B) =0.2 , 则 P(B A )=( 0.3 ); 13. 若事件A 与事件B 互不相容,且P (A )=0.5, P(B) =0.2 , 则 P(B A )=( 0.5 ) 14. A、B为两互斥事件,则A B =U ( S )15. A、B、C表示三个事件,则A、B、C恰有一个发生可表示为( ABC ABC ABC ++ )16. 若()0.4P A =,()0.2P B =,()P AB =0.1则(|)P AB A B =U ( 0.2 ) 17. A、B为两互斥事件,则AB =( S )18. 保险箱的号码锁定若由四位数字组成,则一次就能打开保险箱的概率为(110000)。
概率与数理统计历届真题第一章 随机事件和概率数学一:1(87,2分) 设在一次试验中A 发生的概率为p ,现进行n 次独立试验,则A 至少发生一次的概率为 A 至多发生一次的概率为 。
2(87,2) 三个箱子,第一个箱子中有4个黑球1个白球,第二个箱子中有3个黑球3个白球,第三个箱子中有3个黑球5个白球。
现随机地取一个箱子,再从这个箱子中取出1个球,这个球为白球的概率等于 。
已知取出的球是白球,此球属于第二个箱子的概率为 。
3(88,2分)设三次独立试验中,事件A 出现的概率相等,若已知A 至少出现一次的概率等于2719,则事件A 在一次试验中出现的概率为。
4(88,2分)在区间(0,1)中随机地取两个数,则事件―两数之和小于56‖的概率为。
5(89,2分) 已知随机事件A 的概率P (A )=0.5,随机事件B 的概率P (B )=0.6及条件概率P (B | A )=0.8,则和事件A B 的概率P (A B )= 。
6(89,2分) 甲、乙两人独立地对同一目标射击一次,其命中率分别为0.6和0.5,现已知目标被命中,则它是甲射中的概率为。
7(90,2分)设随机事件A ,B 及其和事件A B 的概率分别是0.4, 0.3和0.6,若B 表示B 的对立事件,那么积事件A B 的概率P (A B )=。
8(91,3分)随机地向半圆0<y <22x ax -(a 为正常数)内掷一点,点落在半圆内任何区域的概率与该区域的面积成正比。
则原点与该点的连线与x 轴的夹角小于4π的概率为 。
9(92,3分)已知P (A )=P (B )=P (C )=161)()(,0)(,41===BC P AC P AB P ,则事件A 、B 、C 全不发生的概率为 。
10(93,3分) 一批产品有10个正品和2个次品,任意抽取两次,每次抽一个,抽出后不再放回,则第二次抽出的是次品的概率为 。
11(94,3分) 已知A 、B 两个事件满足条件P (AB )=P (A B ),且P (A )=p ,则P (B )=。
2007年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题一、选择题:110小题,每小题4分,共40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,请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上. (1) 当0x +→时,( )A.1-.ln(1B1C.1D -(2) 设函数()f x 在0x =处连续,下列命题错误的是( )A .若0()limx f x x →存在,则(0)0f = .B 若0()()lim x f x f x x→+-存在,则(0)0f =.C 若0()lim x f x x →存在,则'(0)f 存在 .D 若0()()lim x f x f x x →--存在,则'(0)f 存在(3) 如图,连续函数()y f x =在区间[][]3,2,2,3--上的图形分别是直径为1的上、下半圆周,在区间[][]2,0,0,2-上的图形分别是直径为2的上、下半圆周.设0()(),xF x f t dt =⎰则下列结论正确的是( ).A (3)F 3(2)4F =-- .B (3)F 5(2)4F =.C (3)F - 3(2)4F = .D (3)F -5(2)4F =--(4) 设函数(,)f x y 连续,则二次积分1sin 2(,)xdx f x y dy ππ⎰⎰等于( ).A10arcsin (,)ydy f x y dx ππ+⎰⎰ .B10arcsin (,)ydy f x y dx ππ-⎰⎰.C1arcsin 02(,)ydy f x y dx ππ+⎰⎰ .D1arcsin 02(,)ydy f x y dx ππ-⎰⎰(5) 设某商品的需求函数为1602Q p =-,其中Q ,p 分别表示需要量和价格,如果该商品需求弹性的绝对值等于1,则商品的价格是( ).A 10 .B 20 .C 30 .D 40 (6) 曲线1ln(1)x y e x=++渐近线的条数为( ) .A 0 .B 1 .C 2 .D 3(7) 设向量组123,,ααα线性无关,则下列向量组线性相关的是 ( ).A 12αα-2331,,αααα-- .B 21αα+2331,,αααα++ .C 1223312,2,2αααααα--- .D 1223312,2,2αααααα+++(8) 设矩阵211121112A --⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥--⎣⎦,100010000B ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,则A 与B ( ) .A 合同,且相似 .B 合同,但不相似.C 不合同,但相似 .D 既不合同,也不相似(9) 某人向同一目标独立重复射击,每次射击命中目标的概率为(01)p p <<,则此人第4次射击恰好第2次命中目标的概率为 ( )A .23(1)p p -B . 26(1)p p -C .223(1)p p -D .226(1)p p -(10) 设随机变量(,)X Y 服从二维正态分布,且X 与Y 不相关,(),()X Y f x f y 分别表示表示,X Y 的概率密度,则在Y y =条件下,X 的条件概率密度()X Y f x y 为( ) A .()X f x B .()Y f yC .()()X Y f x f yD .()()X Y f x f y二、填空题:11-16小题,每小题4分,共24分,请将答案写在答题纸指定位置上(11) 3231lim(sin cos )____________2x x x x x x x →+∞+++=+(12) 设函数123y x =+,则()(0)___________n y = (13) 设(,)f u v 是二元可微函数,(,),y x z f x y =则z zxy x y∂∂-=∂∂_________ (14) 微分方程31()2dy y y dx x x=-满足11x y ==的特解为y =_____________(15) 设距阵01000010,00010000A ⎛⎫⎪⎪= ⎪⎪⎝⎭则3A 的秩为_____(16) 在区间(0,1)中随机地取两个数,则两数之差的绝对值小于12的概率为______.三、解答题:17-24小题,共86分。
2023年全国硕士研究生招生考试《数学三》真题试卷【完整版】一、选择题:1~10小题,每小题5分,共50分。
在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上。
1.已知函数f (x ,y )=ln (y +|xsiny|),则( )。
A .()0,1fx ∂∂不存在,()0,1f y ∂∂存在B .()0,1fx ∂∂存在,()0,1f y ∂∂不存在C .()0,1fx ∂∂,()0,1f y ∂∂均存在 D .()0,1fx ∂∂,()0,1f y ∂∂均不存在2.函数()()01cos ,0x f x x x x ≤=+>⎩的原函数为( )。
A .())()ln ,01cos sin ,0x x F x x x x x ⎧≤⎪=⎨⎪+->⎩B .())()ln 1,01cos sin ,0x x F x x x x x ⎧+≤⎪=⎨⎪+->⎩C .())()ln ,01sin cos ,0x x F x x x x x ⎧≤⎪=⎨⎪++>⎩D .())()ln 1,01sin cos ,0x x F x x x x x ⎧+≤⎪=⎨⎪++>⎩3.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 <04.已知a n <b n (n =1,2,...),若级数1nn a∞=∑与1nn b∞=∑均收敛,则“级数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 .既不充分也不必要条件5.设A ,B 为n 阶可逆矩阵,E 为n 阶单位矩阵,M *为矩阵M 的伴随矩阵,则*0A E B ⎛⎫⎪⎝⎭=( )。
A .****0A B B A B A ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭ B .****0B A A B A B ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭ C .****0B A B A A B ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭ D .****0A B A B B A ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭6.二次型f (x 1,x 2,x 3)=(x 1+x 2)2+(x 1+x 3)2-4(x 2-x 3)2的规范形为( )。
考研数学3真题及答案考研数学3真题及答案考研数学是考研考试中的一门重要科目,对于大部分考生来说,数学是一个相对较难的科目。
在备考过程中,了解往年的真题是非常重要的。
本文将为大家介绍考研数学3的真题及答案,希望能对考生的备考有所帮助。
考研数学3是一门综合性较强的数学科目,主要涉及概率论、数理统计、线性代数等内容。
考生需要具备扎实的数学基础和较强的逻辑思维能力。
下面我们就来看一下近几年的考研数学3真题及答案。
2019年考研数学3真题:1. 设随机变量X的概率密度函数为f(x),已知E(X) = a,Var(X) = b,求常数a 和b的表达式。
答案:由E(X) = a和Var(X) = b,可以得到两个方程:∫xf(x)dx = a∫(x-a)^2f(x)dx = b通过求导和积分,可以求出a和b的表达式。
2. 设X1,X2,...,Xn是来自总体X的一个样本,已知样本均值为x̄,样本方差为s^2,求总体均值μ的置信区间。
答案:根据中心极限定理,当样本量n足够大时,样本均值x̄的分布近似服从正态分布。
根据正态分布的性质,可以构造出总体均值μ的置信区间。
3. 设A为n阶方阵,若存在非零向量x使得Ax = 0,则矩阵A一定是奇异矩阵吗?答案:是的,矩阵A是奇异矩阵。
根据线性代数的知识,奇异矩阵的定义是存在非零向量x使得Ax = 0。
因此,若存在非零向量x使得Ax = 0,则矩阵A一定是奇异矩阵。
以上是2019年考研数学3的部分真题及答案,通过解答这些题目,考生可以更好地了解考研数学3的考点和考察重点。
同时,通过对这些题目的分析和解答,考生可以提高自己的数学解题能力和逻辑思维能力。
备考考研数学3时,考生需要系统地学习数学基础知识,掌握概率论、数理统计和线性代数等相关内容。
同时,还需要进行大量的练习和真题训练,提高解题能力和应试能力。
总之,考研数学3是一门相对较难的科目,需要考生具备扎实的数学基础和较强的解题能力。
考研数学三(概率论与数理统计)历年真题试卷汇编13(题后含答案及解析)题型有:1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题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。
1.设随机变量X~N(0,1),y~N(1,4),且相关系数ρXY=1,则A.P{Y=-2X-1}=1B.P{Y=2X-1}=1C.P{Y=-2X+1}=1D.P{Y=2X+1}=1正确答案:D解析:如果选项A或C成立,则应ρXY=1,矛盾;如果选项B成立,那么EY=2EX-1=-1,与本题中EY=1矛盾.只有选项D成立时,ρXY=1,EY=2EX+1=1,DY=4DX=4,符合题意,故选D.知识模块:概率论与数理统计2.设随机变量X与Y相互独立,且X~N(1,2),Y~N(1,4),则D(XY)=A.6.B.8.C.14.D.15.正确答案:C解析:由题意知:EX=1,DX=2,EY=1,DY=4,于是E(X2)=DX+(EX)2=2+12=3,E(Y2)=DY+(EY)2=4+12=5,注意到X2与y2是独立的,于是D(XY)=E(XY)2-E[(XY)]2 =E(X2Y2)-[EX.EY]2 =E(X2).EY2-(EX)2(EY)2 =3×5-12×12=14 故选C.知识模块:概率论与数理统计3.设”个随机变量X1,X2,…,Xn独立同分布,DX1=σ2,,则A.S是σ的无偏估计量.B.S是σ的最大似然估计量.C.S是σ的相合估计量(即一致估计量).D.S与相互独立.正确答案:C 涉及知识点:概率论与数理统计4.设一批零件的长度服从正态分布N(μ,σ2),其中μ,σ2均未知.现从中随机抽取16个零件,测得样本均值=20(cm),样本标准差s=1(cm),则μ的置信度为0.90的置信区间是A.(20-t0.05(16),20+t0.05(16))B.(20-t0.1(16),20+t0.1(16))C.(20-t0.05(15),20+t0.05(15))D.(20-t0.1(15),20+t0.1(15))正确答案:C 涉及知识点:概率论与数理统计填空题5.设随机变量X的概率分布为P{X=-2}=,P{X=1}=a,P(X=3}=b.若EX=0,则DX=_______.正确答案:解析:由题知:+a+b=1,0=EX=(-2)×+1×a+3×b=a+3b-1 联立得a=b=所以DX=E(X2)-(EX)2=E(X2)=(-2)2×.知识模块:概率论与数理统计6.设X为随机变量且EX=μ,DX=σ2.则由切比雪夫不等式,有P{|X-μ|≥3σ}≤_______.正确答案:解析:由题意及切比雪夫不等式,得:P{|X-μ|≥3σ}≤.知识模块:概率论与数理统计7.在天平上重复称量一重为a的物品.假设各次称量结果相互独立且服从正态分布N(a,0,2*).若以表示n次称量结果的算术平均值,则为使n的最小值应不小于自然数_______.P{|-a|<0.1}≥0.95正确答案:16解析:设第i次称量结果为Xi,i=1,2,…,n.由题意:,且X1,…,Xn独立同分布,X1~N(a,0.22).由题意得2Ф()-1≥0.95,∴Ф()≥0.075 查表得≥1.96,∴n≥4×(1.96)2=15.36 故n的最小值应不小于自然数16.知识模块:概率论与数理统计8.设随机变量X和Y的数学期望分别为一2和2,方差分别为1和4,而相关系数为-0.5,则根据切比雪夫不等式有P{|X+Y|≥6}≤_______.正确答案:解析:若记ξ=X+Y,则Eξ=EX+EY=-2+2=0,而Dξ=D(X ×Y)=DX+DY+2cov(X,Y)=DX+DY+2.ρ(χ,y) =1+4+2×(-0.5).=3 其中ρ(χ,y) 知识模块:概率论与数理统计9.设总体X的方差为1,根据来自X的容量为100的简单随机样本,测得样本均值为5.则X的数学期望的置信度近似等于0.95的置信区间为________.正确答案:(4.804,5.196) 涉及知识点:概率论与数理统计10.设由来自正恣总体X~N(μ,0.92)容量为9的简单随机样本,得样本均值=5.则未知参数μ的置信度为0.95的置信区间是_______.正确答案:(4.412,5.588) 涉及知识点:概率论与数理统计11.设总体X的概率密度为而X1,X2,…,Xn是来自总体X的简单随机样本,则未知参数θ的矩估计量为_______.正确答案:Xi-1-1解析:知识模块:概率论与数理统计12.设总体X的概率密度为f(χ)=e-|χ|(-∞<χ<+∞),X1,X2,…,Xn为总体X的简单随机样本,其样本方差为S2,则ES2_______.正确答案:2解析:EX=∫-∞+∞χf(χ)dχ=∫-∞+∞χ.e|-χ|dχ=0 DX =E(X2)-(EX)2=E(X2)=∫-∞+∞χ2f(χ)dχ=∫-∞+∞χ2.e|-χ|d χ=∫0+∞χ2e-χdχ=2 而E(S2)=DX,故ES2=2.知识模块:概率论与数理统计13.设X1,…,Xn是来自正态总体N(μ,σ2)的简单随机样本,其中参数μ,σ2未知.记则假设H0:μ=0的t检验使用的统计量t=_______.正确答案:解析:由题意可得:又有~χ2(n-1),且Q2与相互独立,故由t分布的构成得:当H0成立(即μ=0)时,成舍~t(n-1).故填知识模块:概率论与数理统计解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
2003年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题一、 填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 把答案填在题中横线上)(1)设,0,0,0,1cos )(=≠⎪⎩⎪⎨⎧=x x xx x f 若若λ其导函数在x=0处连续,则λ的取值范围是_____. (2)已知曲线b x a x y +-=233与x 轴相切,则2b 可以通过a 表示为=2b ________. (3)设a>0,,x a x g x f 其他若,10,0,)()(≤≤⎩⎨⎧==而D 表示全平面,则⎰⎰-=Ddxdy x y g x f I )()(=_______.(4)设n 维向量0,),0,,0,(<=a a a T α;E 为n 阶单位矩阵,矩阵 T E A αα-=, T aE B αα1+=, 其中A 的逆矩阵为B ,则a=______.(5)设随机变量X 和Y 的相关系数为0.9, 若4.0-=X Z ,则Y 与Z 的相关系数为________.(6)设总体X 服从参数为2的指数分布,n X X X ,,,21 为来自总体X 的简单随机样本,则当∞→n 时,∑==ni i n X n Y 121依概率收敛于______.二、选择题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 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)设f(x)为不恒等于零的奇函数,且)0(f '存在,则函数xx f x g )()(=(A) 在x=0处左极限不存在. (B) 有跳跃间断点x=0.(C) 在x=0处右极限不存在. (D) 有可去间断点x=0. [ ] (2)设可微函数f(x,y)在点),(00y x 取得极小值,则下列结论正确的是(A) ),(0y x f 在0y y =处的导数等于零. (B )),(0y x f 在0y y =处的导数大于零. (C) ),(0y x f 在0y y =处的导数小于零. (D) ),(0y x f 在0y y =处的导数不存在. [ ] (3)设2nn n a a p +=,2nn n a a q -=, ,2,1=n ,则下列命题正确的是(A) 若∑∞=1n na条件收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq都收敛.(B) 若∑∞=1n na绝对收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq都收敛.(C) 若∑∞=1n na条件收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq敛散性都不定.(D) 若∑∞=1n na绝对收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq敛散性都不定. [ ](4)设三阶矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=a b b b a b b b a A ,若A 的伴随矩阵的秩为1,则必有 (A) a=b 或a+2b=0. (B) a=b 或a+2b ≠0.(C) a ≠b 且a+2b=0. (D) a ≠b 且a+2b ≠0. [ ] (5)设s ααα,,,21 均为n 维向量,下列结论不正确的是(A) 若对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21 ,都有02211≠+++s s k k k ααα ,则sααα,,,21 线性无关.(B) 若s ααα,,,21 线性相关,则对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21 ,都有.02211=+++s s k k k ααα(C) s ααα,,,21 线性无关的充分必要条件是此向量组的秩为s.(D) s ααα,,,21 线性无关的必要条件是其中任意两个向量线性无关. [ ](6)将一枚硬币独立地掷两次,引进事件:1A ={掷第一次出现正面},2A ={掷第二次出现正面},3A ={正、反面各出现一次},4A ={正面出现两次},则事件(A) 321,,A A A 相互独立. (B) 432,,A A A 相互独立.(C) 321,,A A A 两两独立. (D) 432,,A A A 两两独立. [ ] 三、(本题满分8分) 设 ).1,21[,)1(1sin 11)(∈--+=x x x x x f πππ 试补充定义f(1)使得f(x)在]1,21[上连续.四 、(本题满分8分)设f(u,v)具有二阶连续偏导数,且满足12222=∂∂+∂∂v f u f ,又)](21,[),(22y x xy f y x g -=,求.2222ygx g ∂∂+∂∂ 五、(本题满分8分)计算二重积分 .)sin(22)(22dxdy y x e I Dy x +=⎰⎰-+-π其中积分区域D=}.),{(22π≤+y x y x六、(本题满分9分)求幂级数∑∞=<-+12)1(2)1(1n n nx n x 的和函数f(x)及其极值.七、(本题满分9分)设F(x)=f(x)g(x), 其中函数f(x),g(x)在),(+∞-∞内满足以下条件: )()(x g x f =',)()(x f x g =',且f(0)=0, .2)()(x e x g x f =+(1) 求F(x)所满足的一阶微分方程; (2) 求出F(x)的表达式. 八、(本题满分8分)设函数f(x)在[0,3]上连续,在(0,3)内可导,且f(0)+f(1)+f(2)=3, f(3)=1.试证必存在)3,0(∈ξ,使.0)(='ξf九、(本题满分13分) 已知齐次线性方程组⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+++++=+++++=+++++=+++++,0)(,0)(,0)(,0)(332211332211332211332211nn nn n n n n x b a x a x a x a x a x b a x a x a x a x a x b a x a x a x a x a x b a 其中.01≠∑=ni ia试讨论n a a a ,,,21 和b 满足何种关系时,(1) 方程组仅有零解;(2) 方程组有非零解. 在有非零解时,求此方程组的一个基础解系. 十、(本题满分13分) 设二次型)0(222),,(31232221321>+-+==b x bx x x ax AX X x x x f T ,中二次型的矩阵A 的特征值之和为1,特征值之积为-12. (1) 求a,b 的值;(2) 利用正交变换将二次型f 化为标准形,并写出所用的正交变换和对应的正交矩阵. 十一、(本题满分13分)设随机变量X 的概率密度为;],8,1[,0,31)(32其他若∈⎪⎩⎪⎨⎧=x x x fF(x)是X 的分布函数. 求随机变量Y=F(X)的分布函数.十二、(本题满分13分)设随机变量X 与Y 独立,其中X 的概率分布为⎪⎪⎭⎫⎝⎛7.03.021~X ,而Y 的概率密度为f(y),求随机变量U=X+Y 的概率密度g(u).2003年考研数学(三)真题解析一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 把答案填在题中横线上)(1)设,0,0,0,1cos )(=≠⎪⎩⎪⎨⎧=x x xx x f 若若λ其导函数在x=0处连续,则λ的取值范围是2>λ. 【分析】 当≠x 0可直接按公式求导,当x=0时要求用定义求导.【详解】 当1>λ时,有,0,0,0,1sin 1cos )(21=≠⎪⎩⎪⎨⎧+='--x x xx x x x f 若若λλλ 显然当2>λ时,有)0(0)(lim 0f x f x '=='→,即其导函数在x=0处连续.(2)已知曲线b x a x y +-=233与x 轴相切,则2b 可以通过a 表示为=2b 64a .【分析】 曲线在切点的斜率为0,即0='y ,由此可确定切点的坐标应满足的条件,再根据在切点处纵坐标为零,即可找到2b 与a 的关系.【详解】 由题设,在切点处有03322=-='a x y ,有 .220a x =又在此点y 坐标为0,于是有0300230=+-=b x a x ,故 .44)3(6422202202a a a x a x b =⋅=-=【评注】 有关切线问题应注意斜率所满足的条件,同时切点还应满足曲线方程. (3)设a>0,,x a x g x f 其他若,10,0,)()(≤≤⎩⎨⎧==而D 表示全平面,则⎰⎰-=Ddxdy x y g x f I )()(= 2a .【分析】 本题积分区域为全平面,但只有当10,10≤-≤≤≤x y x 时,被积函数才不为零,因此实际上只需在满足此不等式的区域内积分即可.【详解】 ⎰⎰-=Ddxdy x y g x f I )()(=dxdy a x y x ⎰⎰≤-≤≤≤10,102=.])1[(212112a dx x x ady dx ax x=-+=⎰⎰⎰+ 【评注】 若被积函数只在某区域内不为零,则二重积分的计算只需在积分区域与被积函数不为零的区域的公共部分上积分即可.(4)设n 维向量0,),0,,0,(<=a a a T α;E 为n 阶单位矩阵,矩阵 T E A αα-=, T aE B αα1+=, 其中A 的逆矩阵为B ,则a= -1 .【分析】 这里T αα为n 阶矩阵,而22a T =αα为数,直接通过E AB =进行计算并注意利用乘法的结合律即可.【详解】 由题设,有)1)((T T a E E AB αααα+-= =T T T T a a E αααααααα⋅-+-11=T T T T a a E αααααααα)(11-+-=T T T a a E αααααα21-+-=E aa E T =+--+αα)121(,于是有 0121=+--aa ,即 0122=-+a a ,解得 .1,21-==a a 由于A<0 ,故a=-1.(5)设随机变量X 和Y 的相关系数为0.9, 若4.0-=X Z ,则Y 与Z 的相关系数为 0.9 .【分析】 利用相关系数的计算公式即可. 【详解】 因为)4.0()()]4.0([()4.0,cov(),cov(---=-=X E Y E X Y E X Y Z Y =)(4.0)()()(4.0)(Y E X E Y E Y E XY E +-- =E(XY) – E(X)E(Y)=cov(X,Y), 且.DX DZ =于是有 cov(Y ,Z)=DZDY Z Y ),cov(=.9.0),cov(==XY DYDX Y X ρ【评注】 注意以下运算公式:DX a X D =+)(,).,cov(),cov(Y X a Y X =+(6)设总体X 服从参数为2的指数分布,n X X X ,,,21 为来自总体X 的简单随机样本,则当∞→n 时,∑==ni i n X n Y 121依概率收敛于 21 .【分析】 本题考查大数定律:一组相互独立且具有有限期望与方差的随机变量n X X X ,,,21 ,当方差一致有界时,其算术平均值依概率收敛于其数学期望的算术平均值:).(1111∞→→∑∑==n EX n X n ni i pn i i【详解】 这里22221,,,nX X X 满足大数定律的条件,且22)(i i i EX DX EX +==21)21(412=+,因此根据大数定律有∑==n i i n X n Y 121依概率收敛于.21112=∑=n i i EX n二、选择题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 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)设f(x)为不恒等于零的奇函数,且)0(f '存在,则函数xx f x g )()(=(A) 在x=0处左极限不存在. (B) 有跳跃间断点x=0.(C) 在x=0处右极限不存在. (D) 有可去间断点x=0. [ D ] 【分析】 由题设,可推出f(0)=0 , 再利用在点x=0处的导数定义进行讨论即可. 【详解】 显然x=0为g(x)的间断点,且由f(x)为不恒等于零的奇函数知,f(0)=0. 于是有 )0(0)0()(lim )(lim)(lim 00f x f x f x x f xg x x x '=--==→→→存在,故x=0为可去间断点. 【评注1】 本题也可用反例排除,例如f(x)=x, 则此时g(x)=,0,0,0,1=≠⎩⎨⎧=x x x x 可排除(A),(B),(C) 三项,故应选(D).【评注2】 若f(x)在0x x =处连续,则.)(,0)()(lim000A x f x f A x x x f x x ='=⇔=-→.(2)设可微函数f(x,y)在点),(00y x 取得极小值,则下列结论正确的是(A) ),(0y x f 在0y y =处的导数等于零. (B )),(0y x f 在0y y =处的导数大于零. (C) ),(0y x f 在0y y =处的导数小于零. (D) ),(0y x f 在0y y =处的导数不存在. [ A ] 【分析】 可微必有偏导数存在,再根据取极值的必要条件即可得结论.【详解】 可微函数f(x,y)在点),(00y x 取得极小值,根据取极值的必要条件知0),(00='y x f y ,即),(0y x f 在0y y =处的导数等于零, 故应选(A).【评注1】 本题考查了偏导数的定义,),(0y x f 在0y y =处的导数即),(00y x f y ';而),(0y x f 在0x x =处的导数即).,(00y x f x '【评注2】 本题也可用排除法分析,取22),(y x y x f +=,在(0,0)处可微且取得极小值,并且有2),0(y y f =,可排除(B),(C),(D), 故正确选项为(A).(3)设2nn n a a p +=,2nn n a a q -=, ,2,1=n ,则下列命题正确的是(A) 若∑∞=1n na条件收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq都收敛.(B) 若∑∞=1n na绝对收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq都收敛.(C) 若∑∞=1n na条件收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq敛散性都不定.(D) 若∑∞=1n na绝对收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq敛散性都不定. [ B ]【分析】 根据绝对收敛与条件收敛的关系以及收敛级数的运算性质即可找出答案. 【详解】 若∑∞=1n n a 绝对收敛,即∑∞=1n n a 收敛,当然也有级数∑∞=1n n a 收敛,再根据2nn n a a p +=,2nn n a a q -=及收敛级数的运算性质知,∑∞=1n np与∑∞=1n nq都收敛,故应选(B).(4)设三阶矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=a b b b a b b b a A ,若A 的伴随矩阵的秩为1,则必有 (A) a=b 或a+2b=0. (B) a=b 或a+2b ≠0.(C) a ≠b 且a+2b=0. (D) a ≠b 且a+2b ≠0. [ C ] 【分析】 A 的伴随矩阵的秩为1, 说明A 的秩为2,由此可确定a,b 应满足的条件. 【详解】 根据A 与其伴随矩阵A*秩之间的关系知,秩(A)=2,故有0))(2(2=-+=b a b a ab b b a b bb a ,即有02=+b a 或a=b.但当a=b 时,显然秩(A)2≠, 故必有 a ≠b 且a+2b=0. 应选(C).【评注】 n (n )2≥阶矩阵A 与其伴随矩阵A*的秩之间有下列关系:.1)(,1)(,)(,0,1,*)(-<-==⎪⎩⎪⎨⎧=n A r n A r n A r n A r(5)设s ααα,,,21 均为n 维向量,下列结论不正确的是(A) 若对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21 ,都有02211≠+++s s k k k ααα ,则sααα,,,21线性无关.(B) 若s ααα,,,21 线性相关,则对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21 ,都有.02211=+++s s k k k ααα(C) s ααα,,,21 线性无关的充分必要条件是此向量组的秩为s.(D) s ααα,,,21 线性无关的必要条件是其中任意两个向量线性无关. [ B ]【分析】 本题涉及到线性相关、线性无关概念的理解,以及线性相关、线性无关的等价表现形式. 应注意是寻找不正确的命题.【详解】(A): 若对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21 ,都有 02211≠+++s s k k k ααα ,则s ααα,,,21 必线性无关,因为若s ααα,,,21 线性相关,则存在一组不全为零的数s k k k ,,,21 ,使得02211=+++s s k k k ααα ,矛盾. 可见(A )成立.(B): 若s ααα,,,21 线性相关,则存在一组,而不是对任意一组不全为零的数s k k k ,,,21 ,都有.02211=+++s s k k k ααα (B)不成立.(C) s ααα,,,21 线性无关,则此向量组的秩为s ;反过来,若向量组s ααα,,,21 的秩为s ,则s ααα,,,21 线性无关,因此(C)成立.(D) s ααα,,,21 线性无关,则其任一部分组线性无关,当然其中任意两个向量线性无关,可见(D)也成立.综上所述,应选(B).【评注】 原命题与其逆否命题是等价的. 例如,原命题:若存在一组不全为零的数s k k k ,,,21 ,使得02211=+++s s k k k ααα 成立,则s ααα,,,21 线性相关. 其逆否命题为:若对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21 ,都有02211≠+++s s k k k ααα ,则s ααα,,,21 线性无关. 在平时的学习过程中,应经常注意这种原命题与其逆否命题的等价性.(6)将一枚硬币独立地掷两次,引进事件:1A ={掷第一次出现正面},2A ={掷第二次出现正面},3A ={正、反面各出现一次},4A ={正面出现两次},则事件(A) 321,,A A A 相互独立. (B) 432,,A A A 相互独立.(C) 321,,A A A 两两独立. (D) 432,,A A A 两两独立. [ C ]【分析】按照相互独立与两两独立的定义进行验算即可,注意应先检查两两独立,若成立,再检验是否相互独立.【详解】 因为21)(1=A P ,21)(2=A P ,21)(3=A P ,41)(4=A P ,且 41)(21=A A P ,41)(31=A A P ,41)(32=A A P ,41)(42=A A P 0)(321=A A A P ,可见有)()()(2121A P A P A A P =,)()()(3131A P A P A A P =,)()()(3232A P A P A A P =,)()()()(321321A P A P A P A A A P ≠,)()()(4242A P A P A A P ≠.故321,,A A A 两两独立但不相互独立;432,,A A A 不两两独立更不相互独立,应选(C).【评注】 本题严格地说应假定硬币是均匀的,否则结论不一定成立.三 、(本题满分8分) 设 ).1,21[,)1(1sin 11)(∈--+=x x x x x f πππ 试补充定义f(1)使得f(x)在]1,21[上连续.【分析】 只需求出极限)(lim 1x f x -→,然后定义f(1)为此极限值即可. 【详解】 因为)(lim 1x f x -→=])1(1sin 11[lim 1x x x x --+-→πππ =xx xx x πππππsin )1(sin )1(lim 111---+-→=xx x xx ππππππππcos )1(sin cos lim 111-+---+-→=xx x x xx ππππππππππsin )1(cos cos sin lim 11221----+-→=.1π由于f(x)在)1,21[上连续,因此定义π1)1(=f ,使f(x)在]1,21[上连续.【评注】 本题实质上是一求极限问题,但以这种形式表现出来,还考查了连续的概念.在计算过程中,也可先作变量代换y=1-x ,转化为求+→0y 的极限,可以适当简化.四 、(本题满分8分)设f(u,v)具有二阶连续偏导数,且满足12222=∂∂+∂∂v f u f ,又)](21,[),(22y x xy f y x g -=,求.2222y gx g ∂∂+∂∂ 【分析】 本题是典型的复合函数求偏导问题:),(v u f g =,)(21,22y x v xy u -==,直接利用复合函数求偏导公式即可,注意利用.22uv fv u f ∂∂∂=∂∂∂【详解】vfxu f y x g ∂∂+∂∂=∂∂, .vf y u f x yg ∂∂-∂∂=∂∂ 故 vf v f x v u f xy u f y xg ∂∂+∂∂+∂∂∂+∂∂=∂∂2222222222, .2222222222v f vf y u v f xy u f x yg ∂∂-∂∂+∂∂∂-∂∂=∂∂ 所以 222222222222)()(vf y x u f y x yg x g ∂∂++∂∂+=∂∂+∂∂ =.22y x +【评注】 本题考查半抽象复合函数求二阶偏导. 五 、(本题满分8分) 计算二重积分 .)sin(22)(22dxdy y x e I Dy x +=⎰⎰-+-π其中积分区域D=}.),{(22π≤+y x y x【分析】 从被积函数与积分区域可以看出,应该利用极坐标进行计算. 【详解】 作极坐标变换:θθsin ,cos r y r x ==,有 dxdy y x e e I Dy x )sin(22)(22+=⎰⎰+-π=.sin 2022dr r re d e r ⎰⎰-πππθ令2r t =,则 tdt e eI t sin 0⎰-=πππ.记 tdt e A tsin 0⎰-=π,则t t de e A --⎰-=int 0π=]cos sin [0⎰----ππtdt e t e t t=⎰--πcos t tde=]sin cos [0tdt e t e t t ⎰--+-ππ=.1A e -+-π 因此 )1(21π-+=e A , ).1(2)1(2πππππe e e I +=+=-【评注】 本题属常规题型,明显地应该选用极坐标进行计算,在将二重积分化为定积分后,再通过换元与分步积分(均为最基础的要求),即可得出结果,综合考查了二重积分、换元积分与分步积分等多个基础知识点.六、(本题满分9分)求幂级数∑∞=<-+12)1(2)1(1n n nx n x 的和函数f(x)及其极值.【分析】 先通过逐项求导后求和,再积分即可得和函数,注意当x=0时和为1. 求出和函数后,再按通常方法求极值.【详解】.1)1()(1212∑∞=-+-=-='n n n x xx x f 上式两边从0到x 积分,得).1ln(211)0()(202x dt t t f x f x+-=+-=-⎰ 由f(0)=1, 得).1(),1ln(211)(2<+-=x x x f 令0)(='x f ,求得唯一驻点x=0. 由于,)1(1)(222x x x f +--='' 01)0(<-=''f ,可见f(x)在x=0处取得极大值,且极大值为 f(0)=1.【评注】 求和函数一般都是先通过逐项求导、逐项积分等转化为可直接求和的几何级数情形,然后再通过逐项积分、逐项求导等逆运算最终确定和函数.七、(本题满分9分)设F(x)=f(x)g(x), 其中函数f(x),g(x)在),(+∞-∞内满足以下条件:)()(x g x f =',)()(x f x g =',且f(0)=0, .2)()(x e x g x f =+(3) 求F(x)所满足的一阶微分方程; (4) 求出F(x)的表达式.【分析】 F(x)所满足的微分方程自然应含有其导函数,提示应先对F(x)求导,并将其余部分转化为用F(x)表示,导出相应的微分方程,然后再求解相应的微分方程.【详解】 (1) 由)()()()()(x g x f x g x f x F '+'='=)()(22x f x g +=)()(2)]()([2x g x f x g x f -+ =(22)x e -2F(x), 可见F(x)所满足的一阶微分方程为.4)(2)(2x e x F x F =+'(2) ]4[)(222C dx e e e x F dxx dx +⎰⋅⎰=⎰-=]4[42C dx e e x x +⎰-=.22x x Ce e -+将F(0)=f(0)g(0)=0代入上式,得 C=-1. 于是.)(22x x e e x F --=【评注】 本题没有直接告知微分方程,要求先通过求导以及恒等变形引出微分方程的形式,从题型来说比较新颖,但具体到微分方程的求解则并不复杂,仍然是基本要求的范围.八、(本题满分8分)设函数f(x)在[0,3]上连续,在(0,3)内可导,且f(0)+f(1)+f(2)=3, f(3)=1.试证必存在)3,0(∈ξ,使.0)(='ξf【分析】 根据罗尔定理,只需再证明存在一点c )3,0[∈,使得)3(1)(f c f ==,然后在[c,3]上应用罗尔定理即可. 条件f(0)+f(1)+f(2)=3等价于13)2()1()0(=++f f f ,问题转化为1介于f(x)的最值之间,最终用介值定理可以达到目的.【详解】 因为f(x)在[0,3]上连续,所以f(x)在[0,2]上连续,且在[0,2]上必有最大值M 和最小值m ,于是M f m ≤≤)0(, M f m ≤≤)1(, M f m ≤≤)2(. 故.3)2()1()0(M f f f m ≤++≤由介值定理知,至少存在一点]2,0[∈c ,使.13)2()1()0()(=++=f f f c f因为f(c)=1=f(3), 且f(x)在[c,3]上连续,在(c,3)内可导,所以由罗尔定理知,必存在)3,0()3,(⊂∈c ξ,使.0)(='ξf【评注】 介值定理、微分中值定理与积分中值定理都是常考知识点,且一般是两两结合起来考. 本题是典型的结合介值定理与微分中值定理的情形.九、(本题满分13分) 已知齐次线性方程组⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+++++=+++++=+++++=+++++,0)(,0)(,0)(,0)(332211332211332211332211nn nn n n n n x b a x a x a x a x a x b a x a x a x a x a x b a x a x a x a x a x b a 其中.01≠∑=ni ia试讨论n a a a ,,,21 和b 满足何种关系时,(1) 方程组仅有零解;(2) 方程组有非零解. 在有非零解时,求此方程组的一个基础解系.【分析】方程的个数与未知量的个数相同,问题转化为系数矩阵行列式是否为零,而系数行列式的计算具有明显的特征:所有列对应元素相加后相等. 可先将所有列对应元素相加,然后提出公因式,再将第一行的(-1)倍加到其余各行,即可计算出行列式的值.【详解】 方程组的系数行列式ba a a a a ba a a a ab a a a a a b a A n n n n++++= 321321321321 =).(11∑=-+ni i n a b b(1) 当0≠b 时且01≠+∑=ni iab 时,秩(A)=n ,方程组仅有零解.(2) 当b=0 时,原方程组的同解方程组为 .02211=+++n n x a x a x a 由01≠∑=ni ia可知,),,2,1(n i a i =不全为零. 不妨设01≠a ,得原方程组的一个基础解系为T a a )0,,0,1,(121 -=α,T a a )0,,1,0,(132 -=α,.)1,,0,0,(,1T n n a a-=α当∑=-=ni iab 1时,有0≠b ,原方程组的系数矩阵可化为⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----∑∑∑∑====n i i n nni inni inni ia a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 1321132131213211(将第1行的-1倍加到其余各行,再从第2行到第n 行同乘以∑=-ni ia11倍)→ ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----∑=1001010100113211 n ni ia a a a a( 将第n 行n a -倍到第2行的2a -倍加到第1行,再将第1行移到最后一行)→ .0000100101010011⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---由此得原方程组的同解方程组为12x x =,13x x =,1,x x n = . 原方程组的一个基础解系为 .)1,,1,1(T =α【评注】 本题的难点在∑=-=ni iab 1时的讨论,事实上也可这样分析:此时系数矩阵的秩为 n-1(存在n-1阶子式不为零),且显然T )1,,1,1( =α为方程组的一个非零解,即可作为基础解系.十、(本题满分13分)设二次型)0(222),,(31232221321>+-+==b x bx x x ax AX X x x x f T ,中二次型的矩阵A 的特征值之和为1,特征值之积为-12. (3) 求a,b 的值;(4) 利用正交变换将二次型f 化为标准形,并写出所用的正交变换和对应的正交矩阵.【分析】 特征值之和为A 的主对角线上元素之和,特征值之积为A 的行列式,由此可求出a,b 的值;进一步求出A 的特征值和特征向量,并将相同特征值的特征向量正交化(若有必要),然后将特征向量单位化并以此为列所构造的矩阵即为所求的正交矩阵.【详解】 (1)二次型f 的矩阵为.200200⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=b b a A 设A 的特征值为).3,2,1(=i i λ 由题设,有1)2(2321=-++=++a λλλ,.12242002002321-=--=-=b a b ba λλλ解得 a=1,b= -2.(2) 由矩阵A 的特征多项式)3()2(2020202012+-=+----=-λλλλλλA E , 得A 的特征值.3,2321-===λλλ对于,221==λλ解齐次线性方程组0)2(=-x A E ,得其基础解系 T )1,0,2(1=ξ,.)0,1,0(2T =ξ对于33-=λ,解齐次线性方程组0)3(=--x A E ,得基础解系 .)2,0,1(3T -=ξ由于321,,ξξξ已是正交向量组,为了得到规范正交向量组,只需将321,,ξξξ单位化,由此得T )51,0,52(1=η,T )0,1,0(2=η,.)52,0,51(3T -=η令矩阵[]⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-==5205101051052321ηηηQ ,则Q 为正交矩阵. 在正交变换X=QY 下,有⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=300020002AQ Q T ,且二次型的标准形为.322232221y y y f -+=【评注】 本题求a,b ,也可先计算特征多项式,再利用根与系数的关系确定:二次型f 的矩阵A 对应特征多项式为)].2()2()[2(2020022b a a bbaA E +----=+----=-λλλλλλλ 设A 的特征值为321,,λλλ,则).2(,2,2232321b a a +-=-=+=λλλλλ由题设得1)2(2321=-+=++a λλλ,.12)2(22321-=+-=b a λλλ解得a=1,b=2.十一、(本题满分13分) 设随机变量X 的概率密度为;],8,1[,0,31)(32其他若∈⎪⎩⎪⎨⎧=x x x fF(x)是X 的分布函数. 求随机变量Y=F(X)的分布函数.【分析】 先求出分布函数F(x) 的具体形式,从而可确定Y=F(X) ,然后按定义求Y 的分布函数即可.注意应先确定Y=F(X)的值域范围)1)(0(≤≤X F ,再对y 分段讨论.【详解】 易见,当x<1时,F(x)=0; 当x>8 时,F(x)=1. 对于]8,1[∈x ,有 .131)(3132-==⎰x dt t x F x设G(y)是随机变量Y=F(X)的分布函数. 显然,当0<y 时,G(y)=0;当1≥y 时,G(y)=1. 对于)1,0[∈y ,有})({}{)(y X F P y Y P y G ≤=≤= =})1({}1{33+≤=≤-y X P y X P =.])1[(3y y F =+于是,Y=F(X)的分布函数为.1,10,0,1,,0)(≥<≤<⎪⎩⎪⎨⎧=y y y y y G 若若若【评注】 事实上,本题X 为任意连续型随机变量均可,此时Y=F(X)仍服从均匀分布:当y<0时,G(y)=0; 当 1≥y 时,G(y)=1;当 01<≤y 时,})({}{)(y X F P y Y P y G ≤=≤= =)}({1y F X P -≤ =.))((1y y F F =- 十二、(本题满分13分)设随机变量X 与Y 独立,其中X 的概率分布为 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛7.03.021~X ,而Y 的概率密度为f(y),求随机变量U=X+Y 的概率密度g(u).【分析】求二维随机变量函数的分布,一般用分布函数法转化为求相应的概率. 注意X 只有两个可能的取值,求概率时可用全概率公式进行计算.【详解】 设F(y)是Y 的分布函数,则由全概率公式,知U=X+Y 的分布函数为 }{)(u Y X P u G ≤+==}2{7.0}1{3.0=≤++=≤+X u Y X P X u Y X P =}22{7.0}11{3.0=-≤+=-≤X u Y P X u Y P . 由于X 和Y 独立,可见G(u)= }2{7.0}1{3.0-≤+-≤u Y P u Y P=).2(7.0)1(3.0-+-u F u F 由此,得U 的概率密度)2(7.0)1(3.0)()(-'+-'='=u F u F u G u g =).2(7.0)1(3.0-+-u f u f【评注】 本题属新题型,求两个随机变量和的分布,其中一个是连续型一个是离散型,要求用全概率公式进行计算,类似问题以前从未出现过,具有一定的难度和综合性.2004年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 把答案填在题中横线上) (1) 若5)(cos sin lim0=--→b x ae xx x ,则a =______,b =______. (2) 设函数f (u , v )由关系式f [xg (y ) , y ] = x + g (y )确定,其中函数g (y )可微,且g (y ) ≠ 0,则2fu v∂=∂∂.(3) 设⎪⎩⎪⎨⎧≥-<≤-=21,12121,)(2x x xe x f x ,则212(1)f x dx -=⎰.(4) 二次型213232221321)()()(),,(x x x x x x x x x f ++-++=的秩为 .(5) 设随机变量X 服从参数为λ的指数分布, 则=>}{DX X P _______.(6) 设总体X 服从正态分布),(21σμN , 总体Y 服从正态分布),(22σμN ,1,,21n X X X 和 2,,21n Y Y Y 分别是来自总体X 和Y 的简单随机样本, 则12221112()()2n n i j i j X X Y Y E n n ==⎡⎤-+-⎢⎥⎢⎥=⎢⎥+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦∑∑.二、选择题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 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) (7) 函数2)2)(1()2sin(||)(---=x x x x x x f 在下列哪个区间内有界. (A) (-1 , 0).(B) (0 , 1).(C) (1 , 2).(D) (2 , 3). [ ](8) 设f (x )在(-∞ , +∞)内有定义,且a x f x =∞→)(lim , ⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,00,)1()(x x x f x g ,则(A) x = 0必是g (x )的第一类间断点. (B) x = 0必是g (x )的第二类间断点.(C) x = 0必是g (x )的连续点.(D) g (x )在点x = 0处的连续性与a 的取值有关. [ ] (9) 设f (x ) = |x (1 - x )|,则(A) x = 0是f (x )的极值点,但(0 , 0)不是曲线y = f (x )的拐点. (B) x = 0不是f (x )的极值点,但(0 , 0)是曲线y = f (x )的拐点. (C) x = 0是f (x )的极值点,且(0 , 0)是曲线y = f (x )的拐点.(D) x = 0不是f (x )的极值点,(0 , 0)也不是曲线y = f (x )的拐点. [ ] (10) 设有下列命题:(1) 若∑∞=-+1212)(n n n u u 收敛,则∑∞=1n n u 收敛.(2) 若∑∞=1n n u 收敛,则∑∞=+11000n n u 收敛.(3) 若1lim 1>+∞→nn n u u ,则∑∞=1n n u 发散.(4) 若∑∞=+1)(n n n v u 收敛,则∑∞=1n n u ,∑∞=1n n v 都收敛.则以上命题中正确的是(A) (1) (2). (B) (2) (3). (C) (3) (4). (D) (1) (4). [ ] (11) 设)(x f '在[a , b]上连续,且0)(,0)(<'>'b f a f ,则下列结论中错误的是(A) 至少存在一点),(0b a x ∈,使得)(0x f > f (a ).(B) 至少存在一点),(0b a x ∈,使得)(0x f > f (b ). (C) 至少存在一点),(0b a x ∈,使得0)(0='x f .(D) 至少存在一点),(0b a x ∈,使得)(0x f = 0.[ D ](12) 设n 阶矩阵A 与B 等价, 则必有(A) 当)0(||≠=a a A 时, a B =||. (B) 当)0(||≠=a a A 时, a B -=||.(C) 当0||≠A 时, 0||=B . (D) 当0||=A 时, 0||=B . [ ] (13) 设n 阶矩阵A 的伴随矩阵,0*≠A 若4321,,,ξξξξ是非齐次线性方程组 b Ax =的互不相等的解,则对应的齐次线性方程组0=Ax 的基础解系 (A) 不存在. (B) 仅含一个非零解向量.(C) 含有两个线性无关的解向量. (D) 含有三个线性无关的解向量.[ ](14) 设随机变量X 服从正态分布)1,0(N , 对给定的)1,0(∈α, 数αu 满足αu X P α=>}{,若αx X P =<}|{|, 则x 等于 (A) 2αu . (B) 21αu-. (C) 21αu -. (D) αu -1. [ ]三、解答题(本题共9小题,满分94分. 解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) (15) (本题满分8分)求)cos sin 1(lim 2220xxx x -→. (16) (本题满分8分)求⎰⎰++Dd y y x σ)(22,其中D 22122=所围成的平面区域(如图).(17) (本题满分8分) 设f (x ) , g (x )在[a , b ]上连续,且满足⎰⎰≥x axadt t g dt t f )()(,x ∈ [a , b ),⎰⎰=bab adt t g dt t f )()(.证明:⎰⎰≤babadx x xg dx x xf )()(.(18) (本题满分9分) 设某商品的需求函数为Q = 100 - 5P ,其中价格P ∈ (0 , 20),Q 为需求量. (I) 求需求量对价格的弹性d E (d E > 0);(II) 推导)1(d E Q dPdR-=(其中R 为收益),并用弹性d E 说明价格在何范围内变化时, 降低价格反而使收益增加.(19) (本题满分9分) 设级数)(864264242864+∞<<-∞+⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅x x x x 的和函数为S (x ). 求:(I) S (x )所满足的一阶微分方程; (II) S (x )的表达式. (20)(本题满分13分)设T α)0,2,1(1=, T ααα)3,2,1(2-+=, T b αb α)2,2,1(3+---=, T β)3,3,1(-=, 试讨论当b a ,为何值时,(Ⅰ) β不能由321,,ααα线性表示;(Ⅱ) β可由321,,ααα唯一地线性表示, 并求出表示式;(Ⅲ) β可由321,,ααα线性表示, 但表示式不唯一, 并求出表示式. (21) (本题满分13分) 设n 阶矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=111 b b b bb b A . (Ⅰ) 求A 的特征值和特征向量;(Ⅱ) 求可逆矩阵P , 使得AP P 1-为对角矩阵. (22) (本题满分13分)设A ,B 为两个随机事件,且41)(=A P , 31)|(=AB P , 21)|(=B A P , 令 ⎩⎨⎧=不发生,,发生,A A X 0,1 ⎩⎨⎧=.0,1不发生,发生,B B Y 求(Ⅰ) 二维随机变量),(Y X 的概率分布; (Ⅱ) X 与Y 的相关系数 XY ρ; (Ⅲ) 22Y X Z +=的概率分布.(23) (本题满分13分)设随机变量X 的分布函数为⎪⎩⎪⎨⎧≤>⎪⎭⎫ ⎝⎛-=,,,αx αx x αβαx F β0,1),,( 其中参数1,0>>βα. 设n X X X ,,,21 为来自总体X 的简单随机样本,(Ⅰ) 当1=α时, 求未知参数β的矩估计量;(Ⅱ) 当1=α时, 求未知参数β的最大似然估计量; (Ⅲ) 当2=β时, 求未知参数α的最大似然估计量.2004年考研数学(三)真题解析一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 把答案填在题中横线上) (1) 若5)(cos sin lim0=--→b x ae xx x ,则a =1,b =4-.【分析】本题属于已知极限求参数的反问题. 【详解】因为5)(cos sin lim0=--→b x ae xx x ,且0)(cos sin lim 0=-⋅→b x x x ,所以0)(lim 0=-→a e x x ,得a = 1. 极限化为 51)(cos lim )(cos sin lim00=-=-=--→→b b x xxb x a e x x x x ,得b = -4. 因此,a = 1,b = -4. 【评注】一般地,已知)()(limx g x f = A , (1) 若g (x ) → 0,则f (x ) → 0;(2) 若f (x ) → 0,且A ≠ 0,则g (x ) → 0.(2) 设函数f (u , v )由关系式f [xg (y ) , y ] = x + g (y )确定,其中函数g (y )可微,且g (y ) ≠ 0,则)()(22v g v g vu f '-=∂∂∂.【分析】令u = xg (y ),v = y ,可得到f (u , v )的表达式,再求偏导数即可. 【详解】令u = xg (y ),v = y ,则f (u , v ) =)()(v g v g u+,所以,)(1v g u f =∂∂,)()(22v g v g v u f '-=∂∂∂. (3) 设⎪⎩⎪⎨⎧≥-<≤-=21,12121,)(2x x xe x f x ,则21)1(221-=-⎰dx x f .【分析】本题属于求分段函数的定积分,先换元:x - 1 = t ,再利用对称区间上奇偶函数的积分性质即可.【详解】令x - 1 = t ,⎰⎰⎰--==-121121221)()()1(dt x f dt t f dx x f=21)21(0)1(12121212-=-+=-+⎰⎰-dx dx xe x .【评注】一般地,对于分段函数的定积分,按分界点划分积分区间进行求解. (4) 二次型213232221321)()()(),,(x x x x x x x x x f ++-++=的秩为 2 .【分析】二次型的秩即对应的矩阵的秩, 亦即标准型中平方项的项数, 于是利用初等变换或配方法均可得到答案. 【详解一】因为213232221321)()()(),,(x x x x x x x x x f ++-++=323121232221222222x x x x x x x x x -++++=于是二次型的矩阵为 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=211121112A ,由初等变换得 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---→000330211330330211A ,从而 2)(=A r , 即二次型的秩为2.【详解二】因为213232221321)()()(),,(x x x x x x x x x f ++-++=323121232221222222x x x x x x x x x -++++= 2322321)(23)2121(2x x x x x -+++= 2221232y y +=,其中 ,21213211x x x y ++= 322x x y -=.所以二次型的秩为2.(5) 设随机变量X 服从参数为λ的指数分布, 则=>}{DX X Pe1. 【分析】 根据指数分布的分布函数和方差立即得正确答案. 【详解】 由于21λDX =, X 的分布函数为 ⎩⎨⎧≤>-=-.0,0,0,1)(x x e x F x λ故=>}{DX X P =≤-}{1DX X P =≤-}1{1λX P )1(1λF -e1=. 【评注】本题是对重要分布, 即指数分布的考查, 属基本题型.(6) 设总体X 服从正态分布),(21σμN , 总体Y 服从正态分布),(22σμN ,1,,21n X X X 和 2,,21n Y Y Y 分别是来自总体X 和Y 的简单随机样本, 则22121212)()(21σn n Y Y X X E n j j n i i =⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-+-∑∑==.【分析】利用正态总体下常用统计量的数字特征即可得答案.【详解】因为 2121])(11[1σX X n E n i i =--∑=, 2122])(11[2σY Y n E n j j =--∑=, 故应填 2σ.【评注】本题是对常用统计量的数字特征的考查.二、选择题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 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) (7) 函数2)2)(1()2sin(||)(---=x x x x x x f 在下列哪个区间内有界. (A) (-1 , 0).(B) (0 , 1).(C) (1 , 2).(D) (2 , 3). [ A ]【分析】如f (x )在(a , b )内连续,且极限)(lim x f a x +→与)(lim x f b x -→存在,则函数f (x )在(a , b )内有界.【详解】当x ≠ 0 , 1 , 2时,f (x )连续,而183sin )(lim 1-=+-→x f x ,42sin )(lim 0-=-→x f x ,42sin )(lim 0=+→x f x ,∞=→)(lim 1x f x ,∞=→)(lim 2x f x ,所以,函数f (x )在(-1 , 0)内有界,故选(A).【评注】一般地,如函数f (x )在闭区间[a , b ]上连续,则f (x )在闭区间[a , b ]上有界;如函数f (x )在开区间(a , b )内连续,且极限)(lim x f a x +→与)(lim x f b x -→存在,则函数f (x )在开区间(a , b )内有界.(8) 设f (x )在(-∞ , +∞)内有定义,且a x f x =∞→)(lim ,⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,00,)1()(x x xf xg ,则 (A) x = 0必是g (x )的第一类间断点. (B) x = 0必是g (x )的第二类间断点.(C) x = 0必是g (x )的连续点.(D) g (x )在点x = 0处的连续性与a 的取值有关. [ D ] 【分析】考查极限)(lim 0x g x →是否存在,如存在,是否等于g (0)即可,通过换元xu 1=, 可将极限)(lim 0x g x →转化为)(lim x f x ∞→.【详解】因为)(lim )1(lim )(lim 0u f x f x g u x x ∞→→→=== a (令xu 1=),又g (0) = 0,所以,当a = 0时,)0()(lim 0g x g x =→,即g (x )在点x = 0处连续,当a ≠ 0时,)0()(lim 0g x g x ≠→,即x = 0是g (x )的第一类间断点,因此,g (x )在点x = 0处的连续性与a 的取值有关,故选(D).【评注】本题属于基本题型,主要考查分段函数在分界点处的连续性. (9) 设f (x ) = |x (1 - x )|,则(A) x = 0是f (x )的极值点,但(0 , 0)不是曲线y = f (x )的拐点. (B) x = 0不是f (x )的极值点,但(0 , 0)是曲线y = f (x )的拐点. (C) x = 0是f (x )的极值点,且(0 , 0)是曲线y = f (x )的拐点.(D) x = 0不是f (x )的极值点,(0 , 0)也不是曲线y = f (x )的拐点. [ C ] 【分析】由于f (x )在x = 0处的一、二阶导数不存在,可利用定义判断极值情况,考查f (x )在x = 0的左、右两侧的二阶导数的符号,判断拐点情况.【详解】设0 < δ < 1,当x ∈ (-δ , 0) ⋃ (0 , δ)时,f (x ) > 0,而f (0) = 0,所以x = 0是f (x )的极小值点. 显然,x = 0是f (x )的不可导点. 当x ∈ (-δ , 0)时,f (x ) = -x (1 - x ),02)(>=''x f , 当x ∈ (0 , δ)时,f (x ) = x (1 - x ),02)(<-=''x f ,所以(0 , 0)是曲线y = f (x )的拐点. 故选(C).【评注】对于极值情况,也可考查f (x )在x = 0的某空心邻域内的一阶导数的符号来判断. (10) 设有下列命题:(1) 若∑∞=-+1212)(n n n u u 收敛,则∑∞=1n n u 收敛.(2) 若∑∞=1n n u 收敛,则∑∞=+11000n n u 收敛.(3) 若1lim 1>+∞→nn n u u ,则∑∞=1n n u 发散.(4) 若∑∞=+1)(n n n v u 收敛,则∑∞=1n n u ,∑∞=1n n v 都收敛.则以上命题中正确的是 (A) (1) (2). (B) (2) (3). (C) (3) (4). (D) (1) (4). [ B ]【分析】可以通过举反例及级数的性质来说明4个命题的正确性. 【详解】(1)是错误的,如令nn u )1(-=,显然,∑∞=1n n u 分散,而∑∞=-+1212)(n n n u u 收敛.(2)是正确的,因为改变、增加或减少级数的有限项,不改变级数的收敛性.(3)是正确的,因为由1lim 1>+∞→nn n u u 可得到n u 不趋向于零(n → ∞),所以∑∞=1n n u 发散.(4)是错误的,如令n v n u n n 1,1-==,显然,∑∞=1n n u ,∑∞=1n n v 都发散,而∑∞=+1)(n n n v u 收敛. 故选(B).【评注】本题主要考查级数的性质与收敛性的判别法,属于基本题型.(11) 设)(x f '在[a , b]上连续,且0)(,0)(<'>'b f a f ,则下列结论中错误的是(A) 至少存在一点),(0b a x ∈,使得)(0x f > f (a ). (B) 至少存在一点),(0b a x ∈,使得)(0x f > f (b ). (C) 至少存在一点),(0b a x ∈,使得0)(0='x f .(D) 至少存在一点),(0b a x ∈,使得)(0x f = 0.[ D ]【分析】利用介值定理与极限的保号性可得到三个正确的选项,由排除法可选出错误选项. 【详解】首先,由已知)(x f '在[a , b]上连续,且0)(,0)(<'>'b f a f ,则由介值定理,至少存在一点),(0b a x ∈,使得0)(0='x f ; 另外,0)()(lim )(>--='+→ax a f x f a f a x ,由极限的保号性,至少存在一点),(0b a x ∈使得0)()(00>--ax a f x f ,即)()(0a f x f >. 同理,至少存在一点),(0b a x ∈使得)()(0b f x f >. 所以,(A) (B) (C)都正确,故选(D).【评注】 本题综合考查了介值定理与极限的保号性,有一定的难度. (12) 设n 阶矩阵A 与B 等价, 则必有(A) 当)0(||≠=a a A 时, a B =||. (B) 当)0(||≠=a a A 时, a B -=||.(C) 当0||≠A 时, 0||=B . (D) 当0||=A 时, 0||=B . [ D ] 【分析】 利用矩阵A 与B 等价的充要条件: )()(B r A r =立即可得.【详解】因为当0||=A 时, n A r <)(, 又 A 与B 等价, 故n B r <)(, 即0||=B , 故选(D). 【评注】本题是对矩阵等价、行列式的考查, 属基本题型.(13) 设n 阶矩阵A 的伴随矩阵,0*≠A 若4321,,,ξξξξ是非齐次线性方程组 b Ax =的 互不相等的解,则对应的齐次线性方程组0=Ax 的基础解系 (A) 不存在. (B) 仅含一个非零解向量.(C) 含有两个线性无关的解向量. (D) 含有三个线性无关的解向量. [ B ] 【分析】 要确定基础解系含向量的个数, 实际上只要确定未知数的个数和系数矩阵的秩. 【详解】 因为基础解系含向量的个数=)(A r n -, 而且⎪⎩⎪⎨⎧-<-===.1)(,0,1)(,1,)(,)(*n A r n A r n A r n A r根据已知条件,0*≠A 于是)(A r 等于n 或1-n . 又b Ax =有互不相等的解, 即解不惟一, 故1)(-=n A r . 从而基础解系仅含一个解向量, 即选(B).【评注】本题是对矩阵A 与其伴随矩阵*A 的秩之间的关系、线性方程组解的结构等多个知识点的综合考查.(14) 设随机变量X 服从正态分布)1,0(N , 对给定的)1,0(∈α, 数αu 满足αu X P α=>}{,若αx X P =<}|{|, 则x 等于。
试卷及解2024考研数学(三)真题析一、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.1.设函数21()lim1nn xf x nx →∞+=+,则()f x A.在1x =,1x =-处都连续.B.在1x =处连续,在1x =-处不连续.C.在1x =,1x =-处都不连续.D.在1x =处不连续,在1x =-处连续.1.【答案】D【解析】当21 1lim11nn xx x nx →∞+<=++时,,当211lim01nn xx nx →∞+>=+时,,当21,lim01n x n →∞==+时,当01lim01n x n→∞=-=+时,,故()1,11,0,x x f x +-<<⎧=⎨⎩其他.故在1x =-时,连续;1x =时不连续.选D.2.设sin d a k aI x x π+=⎰,k 为整数,则I 的值A.只与a 有关B.只与k 有关C.与,a k 均有关D.与,a k 均无关2.【答案】B 【解析】π|sin |d a k a I x x+=⎰ππ0|sin |d sin d 2.k x x k x x k ===⎰⎰选B.3.设(,)f x y 是连续函数,则12sin 6d (,)d xx f x y y ππ=⎰⎰A.1arcsin 126d (,)d .yy f x y x π⎰⎰B.121arcsin 2d (,)d .yy f x y x π⎰⎰C.1arcsin 206d (,)d .yy f x y x π⎰⎰D.122arcsin d (,)d .yy f x y x π⎰⎰3.【答案】A【解析】11arcsin 21sin 266d (,)d d (,)d .yxx f x y y y f x y x πππ==⎰⎰⎰⎰选A.4.幂级数nnn a x∞=∑的和函数为ln(2)x +,则20nn na∞==∑A.16-B.13-C.16D.134.【答案】A【解析】()112ln 2ln 1ln 2ln 2(1)2nn n x x x n ∞-=⎛⎫⎪⎛⎫⎝⎭+=++=+- ⎪⎝⎭∑23462222ln 222346x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=+-+-+ ⎪⎝⎭224680246357320234111 2322242111 2221114182 .138361624nn naa a a a ∞==+++++⎛⎫=-+⋅--+ ⎪⋅⋅⎝⎭⎡⎤=-+++⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎢⎥=-=-=-⨯=-⎢⎢⎥-⎣⋅⎦∑ 5.设二次型()T123,,f x x x =x Ax 在正交变换下可化成22212323y y y -+,则二次型f 的矩阵A 的行列式与迹分别为.6,2A --.6,2B -.6,2C -.6,2D 5.【答案】C【解析】()T123,,f x x x =x Ax 正交变换下化为22212323y y y -+⇒A 的特征值为1,2,3-()()()1236,tr 1232⇒=⋅-⋅=-=+-+=A A .6.设A 为3阶矩阵,100010101⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,P 若T 2200020a c c b c c +⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,P AP 则=AA.0000.00c a b ⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭ B.0000.00b c a ⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭C.0000.00a b c ⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭D.0000.00c b a ⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭6.【答案】C【解析】()3T 212010000, 010120101a c c b c c +⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪==== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭且AP B P E P 故()()()11112233T11T (1)(1)----⎡⎤==⎣⎦PA B P E B E 11131313131T3T131(1)(1)(1)(1)(1)(1)---⎡⎤==---⎣⎦E BE E E BE E 0 10120100100010001001000120101101a c c b c c -+⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎪⎪= ⎪⎪⎪⎪ ⎪⎪⎪⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 0001001000000010010002010110100 a b b c c c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎪ ⎪== ⎪⎪⎪ ⎪ ⎪⎪⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.7.设矩阵131,2112ij a b b aM +⎛⎫⎪⎪= ⎪ ⎪⎝⎭A 表示A 的行j 列元素的余子式,若1||2=-A .且2122230M M M -+-=.则3.02A a a ==-或3.02B a a ==或1.12C b b ==-或1.12D b b =-=或7.【答案】B【解析】120101322211111222112121bba bbbba a a-+===A 1211(1)122a b +⎛⎫=-⋅- ⎪⎝⎭111(21)22b a ⎛⎫=-⋅--=-⎪⎝⎭11(21)22b a ⎛⎫⇒--=⎪⎝⎭12122b ab a ⇒--+=又2122232122230M M M A A A =-+-=++13131111111101111201a b a b a b a b +++====+-=,1b a ⇒=+代入(1)中,得11(1)2022a a a a ++--+=0a ⇒=或312ab =⇒=或52.8.设随机变量X 的概率密度为()()61,01,0,x x x f x ⎧-<<=⎨⎩其他,则X 的三阶中心矩()3E X EX -=A.132-B.0C.116D.128.【答案】B 【解析】1211116(1)d 6634122EX x x x ⎛⎫=-=⋅-=⨯= ⎪⎝⎭⎰3311321021211116(1)d 6d 022 22 x t E X x x x xt t t t --=⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=--+⋅-⋅= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎰⎰令.9.随机变量,X Y 相互独立,且~(0,2),~(1,1)X N Y N -,设{}{}122,21p P X Y p P X Y =>=->,则121A.2p p >>211B.2p p >>121C.2p p <<211D.2p p <<9.【答案】B【解析】(2)2011E X Y EX EY -=-=+=,(2)44219D X Y DX DY -=+=⨯+=,所以2~(1,9)X Y N -;(2)2022E X Y EX EY -=-=+=,(2)4246D X Y DX DY -=+=+=,所以2~(2,6)X Y N -;121011113333X Y p P ΦΦ---⎧⎫⎛⎫⎛⎫=>=--=⎨⎬ ⎪ ⎪⎩⎭⎝⎭⎝⎭21p P ΦΦ⎛⎛=>=--= ⎝⎝,所以2112p p >>,故选B.10.设随机变量,X Y 相互独立,且均服从参数为λ的指数分布,令Z X Y =-,则下列随机变量中与Z 同分布的是A.X Y + B.2X Y+C.2X D.X10.【答案】D【解析】X 与Y 的联合概率密度为2()e ,0,0(,)()()0,x y Y X x y f x y f x f y λλ-+⎧>>=⋅=⎨⎩其他设Z 的分布函数为()Z F z ,则{}{}()Z F z P Z z P X Y z=≤=-≤1当0z <时,()0Z F z =;2当0z ≥时,{}{}()20Z F z P z X Y z P X Y z =-≤-≤=≤-≤02e d e d y z y x yy x λλλλ+∞+--=⎰⎰.()()02202e e e d 2e d 2e e d 1e .y y y z y z y z y y yλλλλλλλλλλ+∞---++∞+∞----=-=-=-⎰⎰⎰所以()1Z E ,从而Z 与X 服从相同的分布,选D.二、填空题:11~16小题,每小题5分,共30分.11.当0x →时,()2221sin d 1cos xt tt t++⎰与k x 是同阶无穷小,则k =.11.【答案】3【解析】当0x →时,()22221sin ~1cos 2x xx x++,则()223201sin d ~1cos xt tt Ax t++⎰.从而3k =.12.4225d 34x x x +∞=+-⎰.12.【答案】1πln 328-【解析】()()42222255d d 3414x x x x x x +∞+∞=+--+⎰⎰222211d d 14x x x x +∞+∞=--+⎰⎰222111d d 114x x x x x +∞+∞⎛⎫=-- ⎪-++⎝⎭⎰⎰222111ln arctan 2122x x x +∞+∞⎛⎫-=- ⎪+⎝⎭111ππ1π0ln ln 32322428⎛⎫⎛⎫=---=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.13.函数()324,2961224f x y x x y x y =--++的极值点是.13.【答案】()1,1【解析】23618120,24240,x y f x x f y ⎧'=-+=⎪⎨'=-+=⎪⎩解得(1,1) ,(2,1).1218xx A f x ''==-,0xy B f ''==,272yy C f y ''==-,代入(1,1)得24320,6AC B A -=>=-,故(1,1)是极大值点,(1,1)23f =.代入(2,1)得24320AC B -=-<,不是极值.14.某产品的价格函数是250.25,20,350.75,20Q Q p Q Q -≤⎧=⎨->⎩(p 为单价,单位:万元;Q 为产量,单位:件),总成本函数为215050.25C Q Q =++(万元),则经营该产品可获得的最大利润为(万元).14.【答案】50【解析】()()()22(250.25)15050.25,20,350.7515050.25,20.Q Q Q Q Q L PQ C Q Q Q Q Q ⎧--++≤⎪=-=⎨--++>⎪⎩整理得:220.5(20)50,20,(15)75,20.Q Q L Q Q ⎧--+≤=⎨--+>⎩所以20Q =时,50L =为最大利润.15.设A 为3阶矩阵,*A 为的A 伴随矩阵,E 为3阶单位矩阵,若(2)1,()2r r -==E A E +A ,则*A =.15.【答案】16【解析】() 132r <-=E A ,() 23r =<E +A ⇒A 有特征值2,1-.又()3222r λ-=-⇒=E A 有 2个线性无关的特征向量2λ⇒=至少有两重根.()311r λ-=⇒=-E +A 有1个线性无关特征向量1λ⇒=-至少有一重根.又A 为3阶⇒A 的特征值为22,1-,,故()*122214,||16n -=⋅⋅-=-===A A A A .16.设随机试验每次成功的概率为p ,现进行3次独立重复试验,在至少成功1次的条件下,3次试验全部成功的概率为413,则p =.16.【答案】23p =【解析】A :全成功,B :至少成功一次.()33()()4()()1(1)13P AB P A p P A B P B P B p ====--,331344(1)p p =--整理得(32)(3602)3p p p p -+=⇒=.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.17.设平面有界区域D 位于第一象限由曲线1,33xy xy ==与直线1,3y x =3y x =围成,计算()1d d Dx y x y +-⎰⎰.17.【解】令yu xy v x==,,(1)x y ⎧=⎪⎨⎪=⎩(2)12x xuv J y y v uv∂∂∂∂==∂∂∂∂故3113331d 1d 2u v v⎛=+⋅ ⎝⎰⎰原式38ln 3=.18.设函数(,)z z x y =由方程2e ln(1)0xz y z +-+=确定,求22(0,0)22z z x y ⎛⎫∂∂+ ⎪∂∂⎝⎭.18.【解】将0y =代入得e xz =-,则22e xz x ∂=-∂,代()220,001z x x∂=⇒=-∂.将0x =代入得()21ln 1z y z+=+,得()222ln 11z yz zz y z y∂∂=++⋅∂+∂.代0,0,1x y z ===-得()0,0ln2zy ∂=∂.又22222122 211z z z y z z z z z y y z y z y y ⎡⎤⎛⎫∂∂⋅⎢⎥ ⎪+∂∂∂∂⎝⎭⎢=⋅+⋅+⋅⎢⎥∂+∂+∂∂⎢⎥⎣⎦,代0,0,1,ln2zx y z y∂===-=∂得()220,02ln2z y ∂=-∂.故原式为12ln2--.19.设0t >,平面有界区域D 由曲线-2e xy x =与直线x t =,2x t =及x 轴围成,D 的面积为()S t ,求()S t 的最大值.19.【解】()22ed txt S t x x -=⎰,()()42424e e e 4e t t t t S t t t t ---=-=-'则,42 4e e 0ln2.t t t ---=⇒=令()() 0ln20;ln20.t S t t S t <<'>><'当时,当时,故ln2t =时,()S t 取最大值,有()ln 4ln 4222ln 2ln 21113 ln2e d e ln2.221664x x x S x x x ---⎛⎫==-+=+ ⎪⎝⎭⎰20.设函数()f x 具有2阶导数,且()()()01, 1.f f f x ''''=≤证明:(1)当()0,1x ∈时,()()()()()1011;2x x f x f x f x ----≤(2)()()()1011d .212f f f x x +-≤⎰20.证明:(1)()12()(0)(0)2f f x f f x x ξ'''=++①()()22()(1)(1)1(1)2f f x f f x x ξ'''=+-+-②()1x x⋅-+⋅①②()()()()()12221()(0)(1)(1)(0)1(1)1(1)22f f f x f x f x f x x f x x x x x x ξξ''''''⇒=-++-+-+--+,21111()(0)(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1).222 2f x f x f x x x x x x x x x x x ----+-=-+-=- (2)[]02111(1)1()(0)(1)(1)d ()d (0)(1)22x f x f x f x x f x x f f ----=-⋅-⋅⎰⎰1100(0)(1)(1)1()d d .22 12f f x x f x x x +-=-=⎰⎰ 21.设矩阵11011103,2126--⎛⎫⎪= ⎪⎪⎝⎭A 1012111,2322a a ⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪--⎝⎭B 向量023⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,α10.1⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭β(1)证明:方程组=Ax α的解均为方程组=Bx β的解;(2)若方程组=Ax α与方程组=Bx β不同解,求a 的值.21.证明:(1)(,)1⎛⎫⇒= ⎪-⎝⎭=0x x A A αα(,)1⎛⎫⇒= ⎪-⎝⎭=0x Bx βB β又11010110101103202042212630328310121011311110000232210121a a a a ----⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎛⎫=→⎪⎪ ⎪⎝⎭ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-----⎝⎭⎝⎭A αB β1101011010010210102100220001100011000000000000000022000000a a ----⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪→→⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故()3r r ⎛⎫== ⎪⎝⎭A αB βA ,α.即(,)1⎛⎫= ⎪-⎝⎭0x A α的解是(,)1⎛⎫= ⎪-⎝⎭0B βx 的解.即=Ax α的解是=Bx β的解(2)=Ax α与方程组=Bx β不同解,即=Ax α与=Bx β不等价又=Ax α的解是=Bx β的解,故=Bx β的解不是=Ax α的解.即(,)3r r ⎛⎫≠=⎪⎝⎭A αB βB β,故1012110121,1110011312322103063a a a a ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→--→---- ⎪ ⎪⎪ ⎪------⎝⎭⎝⎭B β101211012101021010210113100110a a a a ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→→ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭故10a -=即1a =.22.X 服从[]0,θ上的均匀分布,()0θ∈+∞,为未知参数,12,,,n X X X 为总体X 的简单随机样本,记为(){}()12max ,,,,.n c n n X X X X T cX == (1)求c 使得();c E T θ=(2)记()()2,c h c E T θ=-求c 使得()f c 最小.22.【解】(1){}()()12max ,n n n E cX cEX cE X X X θ⎡⎤===⎣⎦ 10()0X x f x θθ⎧<<⎪⎨⎪⎩其他00(),01,X x x F x x x θθθ<⎧⎪⎪=<⎨⎪⎪⎩ {}()120,0max ~(),01,,n n n n X x xX X X F x x x θθθ<⎧⎪⎪=<⎨⎪⎪⎩ ()10()0. X n n n n xx f x θθ-⎧⋅<<⎪=⎨⎪⎩其他{}1110,1max ,d 1n n n n nnx n E X X x x n θθθθθθ-+==⋅+⎰1nn θ=+,所以1n c n+=.(2)()2222()22c c c ch c E T T ET E ET θθθθ=+-=++()()()()222n n E cX E cX θθ=+-()()2222n n c EX c EX θθ=+-因为()221201d 2n n n n n nx n EX x x x n θθθθ-+=⋅=+⎰22nn θ=⋅+()11001d 11n n n n n nxn nEX x x x n n θθθθθ-+=⋅⋅=⋅=++⎰所以22222 ()21221=21n n nc n h c c c c n n n n θθθθθ⎛⎫=+-⋅+-⋅ ⎪++++⎝⎭令2()1221n n f x x x n n =+-++,22()021n n f x x n n '=-=++解得21n x n +=+,即21n c n +=+时,()h c 取最小值.。
2012 年 全 国 硕 士 研 究 生 入 学 统 一 考 试数学三试题选择题: 1~8 小题,每题 4 分,共 32 分,以下每题给出的四个选项中,只有一项切合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸指定地点上.yx 2 xx 21 渐近线的条数为((1)曲线 )(A )0(B )1(C )2(D )3(2)设函数f ( x)(e x2x⋯( nx)f (0) =1)(e2)e - n ,此中 n 为正整数,则 ()(A ) ( 1)n 1(n 1)!( B ) ( 1)n( n 1)!(C )( 1)n 1n! (D )( 1)nn!2 22)rdr =((3)设函数f (t )连续,则二次积分d2cosf (r )2dx 4 x 2x 2y 2 f (x 2y 2 )dy(A )2 x x 224 x 2y 2 )dy(B )dx2 x x 2f ( x 22 dx4x 2 x2y 2 f (x2y 2)dy2xx21(C )2 dx4x 2 f (x2y 2)dy2xx21(D )( 1) nn sin 1( 1)n(4)已知级数i 1n 绝对收敛, i1n 2条件收敛,则 范围为()11(A)0<2(B)2<133(C)1<2(D)2< <20011 10 , 21, 3 1 , 41(5)设c1c2c3c4此中c,c ,c ,c为1234随意常数,则以下向量组线性有关的是()(A)1,2,3(B)1,2,4(C)1,3,4(D)2,3,411,(6)设 A 为 3 阶矩阵, P 为 3 阶可逆矩阵,且P-1AP=2P=(,,),Q=(1+,,) Q 1AQ=()123223则1121(A)1( B)2 2212(C)2( D)1(7)设随机变量 X 与 Y 互相独立,且都听从区间(0, 1)上的平均散布,则{2+21}()11(A)4(B)2(C)8(D)4(8)设 X 1,X 2,X3,X4(1, 2)(0)为来自整体 N 的简单随机样X 1 X 2本,则统计量 |X 3 +X 4 -2| 的散布( )(A ) N ( 0, 1)(B ) t (1)(C )2(1)( D ) F (1,1)二、填空题: 9~14 小题,每题 4 分,共 24 分,请将答案写在答题纸指定地点上.1lim(tan x) cos x sin xx(9)4f ( x)lnx, x 1, y f ( f (x)), 求 dy(10)设函数2x1,x 1 dxx 0___________.lim f (x, y) 2x y 20,(11)函数zx 0 x 2( y2f ( x, y) 知足 y11)则dz(0,1)_______.4yx 及 y4x在第一象限中所围图形的面积为(12)由曲线x 和直线y_______.(13)设 A 为 3 阶矩阵, |A|=3 ,A*为 A 的陪伴矩阵,若互换 A 的第一行与第二行获得矩阵 B ,则 |BA*|=________.P( AB)1,P(C)1 ,(14)设 A,B,C 是随机事件, A,C 互不相容,23 则P (C )=_________.解答题: 15~23 小题,共 94 分 . 请将解答写在答题纸指定地点上 . 解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤 .(15)(此题满分 10 分)ex 2 2 2cos xelimx 4计算 x 0(16)(此题满分 10 分)e x xydxdyyx 与y 1计算二重积分 D,此中 D 为由曲线x所围地区 . (17)(此题满分 10 分)某公司为生产甲、乙两种型号的产品,投入的固定成本为 10000(万元),设该公司生产甲、乙两种产品的产量分别为x( 件) 和 y( 件) ,x且固定两种产品的边沿成安分别为20+ 2 (万元 / 件)与 6+y (万元 / 件) .1)求生产甲乙两种产品的总成本函数C( x, y) (万元)2)当总产量为 50 件时,甲乙两种的产量各为多少时能够使总成本最小?求最小的成本 .3)求总产量为 50 件时且总成本最小时甲产品的边沿成本,并解说其经济意义 . (18)(此题满分 10 分)1 xx 2x lnxcosx 1, 1 x 1.证明:12(19)(此题满分 10 分)已知函数 f ( x) 知足方程 f ( x) f ( x) 2 f (x) 0及f (x) f ( x) 2e x1)求表达式f (x)yf ( x 2) x2)dt2)求曲线的拐点 f ( t0 (20)(此题满分 10 分)1 a 0 01A0 1 a 0 , b10 0 1 a 0 设a 0 0 1( I )求 |A|( I I )已知线性方程组 Ax b 有无量多解,求 a ,并求 Ax b 的通解 . (21) (此题满分 10 分)101A011,10a已知0a1二次型 f ( x1, x2 , x3 ) x ()x的秩为 2,务实数 a 的值;求正交变换 x=Qy将 f 化为标准型 .(22)(此题满分 10 分)已知随机变量 X,Y 以及 XY的散布律以下表所示:X012PY012PXY0124 P0求( 1) P(X=2Y);(2)cov( X Y,Y)与XY.(23)(此题满分 10 分)设随机变量 X 和 Y 互相独立,且均听从参数为 1 的指数散布,V min( X ,Y ), U = max( X ,Y ).求( 1)随机变量 V 的概率密度;(2)E(U V).2011 年全国硕士研究生入学一致考试数学三试题一、选择题: 1~8 小题,每题 4 分,共 32 分。
考研数学三(概率论与数理统计)历年真题试卷汇编12(题后含答案及解析)题型有:1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题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。
1.对任意两个随机变量X和Y,若E(XY)=E(X).E(Y),则A.D(XY)=D(X).D(Y).B.D(X+Y)=D(X)+D(Y).C.X与Y独立.D.X与Y不独立.正确答案:B解析:∵D(X+Y)=D(X)+D(Y)+2[E(XY)-E(X)E(Y)],可见选项B与E(XY)=E(X)E(Y)是等价的.知识模块:概率论与数理统计2.设随机变量X和Y独立同分布,记U=X-Y,V=X+Y,则随机变量U与V必然A.不独立.B.独立.C.相关系数不为零.D.相关系数为零.正确答案:D解析:∵X与Y同分布,∴DX=DY 得cov(U,V)=cov(X-Y,X+Y)=cov(X,X)+cov(X,Y)~cov(Y.X)-cov(Y,Y) =DX-DY==0 ∴相关系数ρ=0 知识模块:概率论与数理统计3.将一枚硬币重复掷n次,以X和Y分别表示正面向上和反面向上的次数,则X和Y的相关系数等于A.-1B.0C.D.1正确答案:A解析:∵X+Y=n,∴Y=n-X 故DY=D(n-X)=DX,cov(X,Y)=cov(X,n-X)=-cov(X.X)=-DX.∴X和Y的相关系数ρ(X,Y)==-1.知识模块:概率论与数理统计4.设随机变量(X,Y)服从二维正态分布,且X与Y不相关,fX(χ),fY(y)分别表示X,Y的概率密度,则在Y=y的条件下,X的条件概率密度fX|Y(χ|y)为A.fX(χ).B.fY(y).C.fX(χ)fY(y).D.正确答案:A解析:由(X,Y)服从二维正态分布,且X与Y不相关.故X与Y独立,∴(X,Y)的概率密度f(χ,y)=fX(χ).fY(y),(χ,y)∈R2.得fX|Y(X|Y)==fX(χ) 故选A.知识模块:概率论与数理统计填空题5.设随机变量Xij(i,j=1,2,…,n;n≥2)独立同分布,EXij=2,则行列式的数学期望EY=_______.正确答案:0解析:由n阶行列式的定义知Y=,p1,…,pn为(1,…,n)的排列,τ(p1p2…pn)为排列p1p2…pn的逆序数.而Xij(i,j=1,2,…,n)独立同分布且EXij=2,故知识模块:概率论与数理统计6.设随机变量X在区间[-1,2]上服从均匀分布,随机变量则方差DY=_______.正确答案:解析:由题意,X的概率密度为:则P(X>0)=∫0+∞f(χ)dχ=P(X <0)=∫-∞0=,而P(X=0)=0 故EY=1.P(X>0)+0.P(X=0)+(-1)P(x <0)=E(Y2)=12.P(X>0)+02.P(X=0)+(-1)2P(X<0)==1 ∴DY=E(Y)2-(EY)21-知识模块:概率论与数理统计7.设随机变量X和Y的联合概率分布为则X2和Y2的协方差cov(X2,Y2)=_______.正确答案:-0.02解析:E(X2Y2)=02×(-1)2×0.07+02×02×0.18+02×12×0.15+12×(-1)2×0.08+12×02×0.32+12×12×0.20=0.28 而关于X的边缘分布律为:关于Y的边缘分布律为:∴EX2=02×0.4+12×0.6=0.6,EY2=(-1)2×0.15+02×0.5+12×0.35=0.5 故cov(X2,Y2)=E(X2Y2)-EX2.EY2=0.28-0.6×0.5=-0.02.知识模块:概率论与数理统计8.设随机变量X和Y的相关系数为0.9,若Z=X-0.4,则Y与Z的相关系数为_______.正确答案:0.9解析:因为D(Z)=D(X-0.4)=DX,且cov(Y,Z)=cov(Y,X-0.4)=cov(Y,X)=cov(X,Y) 故ρ(Y,Z)==ρ(X,Y)=0.9.知识模块:概率论与数理统计9.设随机变量X服从参数为λ的指数分布,则P{X>}=_______.正确答案:解析:由题意,DX=,而X的概率密度为故=e-1.知识模块:概率论与数理统计10.设随机变量服从参数为1的泊松分布,则P{X=EX2}=_______.正确答案:解析:由EX2=DX+(EX)2=1+12=2,故P{X=EX2}=P{X=2}=知识模块:概率论与数理统计11.设二维随机变量(X,Y)服从正态分布N(μ,μ;σ2,σ2;0),则E(XY2)=_______.正确答案:μ3+μσ2解析:由题意知X与Y独立同分布,且X~N(μ,σ2),解:由题意知X与Y独立同分布,且X~N(μ,σ2),故EX=μ,E(Y2)=DY+(EY)2=σ2+μ2 ∴E(XY2)=EX.E(Y2)=μ(σ2+μ2)=μ3+μσ2 知识模块:概率论与数理统计12.设随机变量X服从标准正态分布N(0,1),则E(Xe2X)=_______.正确答案:2e2解析:E(Xe2X)=而-χ2+2χ=-(χ2-4χ+4-4)=-(χ-2)2+2 ∴E(Xe2X)==2e2 知识模块:概率论与数理统计13.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}=_______.正确答案:解析:由题意可知X~N(1,1),Y~N(0,1),且X与Y独立.可得X-1~N(0,1),于是P(Y>0)=P(Y<0)=,P(X-1>0)=P(X-1<0)=,可得P(XY -Y<0)=P{Y(X-1)<0}=P{Y>0,X-1<0}+P{Y<0,X-1>0} =P(Y >0)P(X-1<0)+P(Y<0)P(X-1>0) =知识模块:概率论与数理统计解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
14.已知随机变量X的概率密度为求随机变量Y=的数学期望E(Y).正确答案:涉及知识点:概率论与数理统计15.已知随机变量(X,Y)的联合密度为试求:(1)P{X<Y};(2)E(XY);正确答案:涉及知识点:概率论与数理统计16.设随机变量(X,Y)在圆域χ2+y2≤r2上服从联合均匀分布.(1)求(X,Y)的相关系数ρ;(2)问X和Y是否独立?正确答案:由题意,(X,Y)的联合概率密度为f(χ,y)=,若χ2+y2≤r2(别处为0) 则关于X的边缘密度为fX(χ)=∫-∞+∞f(χ,y)dy 当|χ|>r时,fX(χ)=0;当|χ|≤r时,完全同理类似,得关于Y的边缘概率密度为同理,EY=0 而E(XY)=以上积分为0可由被积函数为奇函数而积分区间对称且积分是收敛的得到.于是cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)=0,故X与Y不独立.涉及知识点:概率论与数理统计17.某设备由三大部件构成.在设备运转中各部件需要调整的概率相应为0.10,0.20和0.30.设各部件的状态相互独立,以X表示同时需要调整的部件数,试求E(X)和D(X).正确答案:设这三个部件依次为第1、2、3个部件,记Ai=(第i个部件需调整),i=1,2,3.则A1,A2,A3相互独立.则P(A1)=0.1,P(A2)=0.2,P(A3)=0.3[或P(Ai)=,i=1,2,3],引显然,X1,X2,X3相互独立则E(Xi)=1.P(Ai)=,i=1,2,3.且X=X1+X2+X3 D(Xi)=E(Xi2)-[E(Xi)]2=12.P(Ai)-,i=1,2,3 故EX=EX1+EX2+EX3==0.6 DX==0.46 涉及知识点:概率论与数理统计18.设随机变量X和y同分布,X的概率密度为(1)已知事件A={X >a}和B={Y>a}独立,且P{A∪B}=,求常数a;(2)求的数学期望.正确答案:(1)由题意,P(A)=P(B)=∫a+∞f(χ)dχ显然a∈(0,2).否则,若a≤0,则P(A)=∫02χ2dχ=1;若a≥2,则P(A)=0,都与P(A∪B)=矛盾.故P(A)=P(B)=∴=P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB)=P(A)+P(B)-P(A)P(B) =解得a=(舍负) (2) 涉及知识点:概率论与数理统计19.设由自动线加工的某种零件的内径X(毫米)服从正态分布N(μ,1),内径小于10或大于12为不合格品,其余为合格品.销售每件合格品获利,销售每件不合格品亏损.已知销售利润T(单位:元)与销售零件的内径X有如下关系:问平均内径μ取何值时,销售一个零件的平均利润最大?正确答案:ET=(-1)P(X<10)+20.P(10≤X≤12)-5.P(X>12) =(-1).P(X-μ<10-μ)+20P(10-μ≤X-μ≤(12-μ)-5P(X-μ>12-μ) =(-1)Ф(10-μ)+20[Ф(12-μ)-Ф(10-μ)]-5[1-Ф(12-μ)] =25Ф(12-μ)-21Ф(10-μ)-5 ∴(ET)′μ=25φ(12-μ).(-1)-21.Ф(10-μ).(-1) =其中φ(χ)=为标准正态分布的概率密度令(ET)′μ,得.两边取对数,得μ0=11-可以验证,故ET在μ=μ0。
处取得唯一极值且为极大值,所以ET在μ0处取最大值.故答:当μ=11-时,平均利润最大.涉及知识点:概率论与数理统计20.设一部机器在一天内发生故障的概率为0.2,机器发生故障时全天停止工作.一周五个工作日,若无故障,可获利润10万元;发生一次故障仍可获利润5万元;若发生两次故障,获利润0元;若发生三次或三次以上故障就要亏损2万元.求一周内的利润期望.正确答案:设这部机器一周内有X天发生故障,这一周的利润为Y万元.由题意可知X~B(5,0.2)且故EY=10.P(X=0)+5P(X=1)+0.P(X=2)+(-2).P(X≥3) =10×C50.0.20.0.85+5×C51.0.210.84-2[1-C50.0.2.0.85-C51.0.21.0.84 =C52.0.22.0.83] =5.20896 涉及知识点:概率论与数理统计21.游客乘电梯从底层到电视塔的顶层观光.电梯于每个整点的第5分钟、第25分钟和第55分钟从底层起行.设一游客在早上八点的第X分钟到达底层候梯处,且X在[0,60]上服从均匀分布,求该游客等候时间的数学期望.正确答案:设Y(分钟)为该游客的等候时间,由题意知:而X的概率密度为:则EY=Eg(X)=∫-∞+∞g(χ)F(χ)dχ=∫060g(χ)dχ=[∫05(5-χ)dχ+∫525(25-χ)dχ+∫2555(55-χ)dχ+∫5560(65-χ)dχ] =[5×5+25×20+55×30+65×5-∫060χdχ] =涉及知识点:概率论与数理统计22.两台同样的自动记录仪,每台无故障工作的时间服从参数为5的指数分布.先开动其中一台,当其发生故障时停用而另一台自动开动.试求两台自动记录仪无故障工作的总时间T的概率密度f(t)、数学期望和方差.正确答案:设第i台自动记录仪无故障工作的时间为Xi,(i=1,2),由题意,X1与X2独立同分布,概率密度为且知EX1=EX2=.DX1=DX2=,T=X1+X2 故ET=EX1+EX2=,DT=DX1+DX2=下而求f(t).用卷积公式知:f(t)=∫-∞+∞fX(χ1)fX(t-χ1)dχi =∫0+5e-5χf(t -χ)dχ当t≤0时,f(t)=0(∵积分中χ≥0,∴χ≥t,f(t-χ)=0);当t>0时,f(t)=∫0t5e-5χ.5e-5(t-χ)dχ=25∫0ye-5tdχ=25te-5t 故f(t)=涉及知识点:概率论与数理统计23.一商店经销某种商品,每周的进货量X与顾客对该种商品的需求量Y 是两个相互独立的随机变量,且都服从区间[10,20]上的均匀分布.商店每售出一单位商品可得利润1000元;若需求量超过了进货量,可以其他商店调剂供应,这时每单位商品的售出获利润为500元.试求此商店经销该种商品每周所得利润的期望值.正确答案:设此商店经销该种商品每周所得利润为ξ元,则由题意得:而X和Y的概率密度均为:故(X,Y)的联合密度为f(χ,y)=f1(χ).f1(y)=G1、G2见下图.涉及知识点:概率论与数理统计24.假设二维随机变量(X,Y)在矩形G={(χ,y)|0≤χ≤2,0≤y≤1}上服从均匀分布,记(1)求U和V的联合分布;(2)求U和V的相关系数r.正确答案:G的面积为SG=2.如图4.7所示:分得G=D1∪D2∪D3 其中,D1的面积:;D3的面积:×2×1=1;D2的面积:由题意,(X,Y)的概率密度为:而(U,V)可能取的值为(0,0),(0,1),(1,0),(1,1).于是(1)P(U=0,V=0)=P(X≤Y,X≤2Y) P(U=0,V=1)=P(x≤Y,X>2Y)=f(χ,y)dχdy=0 P(U=1,V=0)=P(X>Y,X≤2Y)=P(U=1,V=1)=P(X>y,X>2Y)=于是写出(U,V)的分布列(附带写出边缘分布列)如下:∴.DU=E(U2)-(EU)2=DV=E(V2)-(EV)2=E(U.V)=0×0×+0×1×0+1×0×+1×1×得(U,V)的相关系数为涉及知识点:概率论与数理统计25.设A,B是二随机事件,随机变量试证明随机变量X和Y不相关的充分必要条件是A与B相互独立.正确答案:由已知得:EX=1.P(A)+(-1)P()=P(A)-P()=2P(A)-1 EY=1.P(B)+(-1)P()=P(B)-P()=2P(B)-1 E(XY)=1×1×P(AB)+1×(-1)P()+1×(-1)×P()+(-1)×(-1)×P() =P(AB)-=P(AB)-[P(A)-P(AB)]-[P(B)-P(AB)]+1-[P(A)+P(B)-P(AB)] =4P(AB)-2P(A)-2P(B)+1 ∴cov(X,Y)=E(XY)-EX.EY=4P(AB)-2P(A)-2P(B)+1-[2P(A)-1][2P(B)-1] =4[P(AB)-P(A)P(B)] 故,X与不相关cov(X,Y)=0P(AB)=P(A)P(B)A与B独立.这儿“”表示“当且仅当”或“等价于”.证毕.涉及知识点:概率论与数理统计26.假设随机变量U在区间[-2,2]上服从均匀分布,随机变量试求(1)X和Y的联合概率分布;(2)D(X+Y).正确答案:二维随机变量可能取的值为(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1).由题意,可设U的概率密度为(1)P(X=-1,Y=-1)=P(U≤-1,U≤1)=P(U≤-1) =∫-∞-1f(χ)dχ=,P(X=-1,Y=1)=P(U≤-1,U>1)=0,P(X=1,Y=-1)=P(U>-1,U≤-1)=P(-1<U≤1)=∫-11f(χ)dχ=,P(X=1,Y=1)=P(U>-1,U>1)=P(U>1)=∫1-∞f(χ)d χ=,故(X,Y)的分布律为:(2)由(X,Y)的联合分布律可得X+Y 的分布律为:进而(X+Y)2的分布律为:可得E(X+Y)=(-2)×=0,E(X+Y)2=0×=2 故D(X+Y)=D(X+Y)2-[E(X+Y)]2=2-02=2 涉及知识点:概率论与数理统计27.设一设备开机后无故障工作的时间X服从指数分布,平均无故障工作的时间(EX)为5小时.设备定时开机,出现故障时自动关机,而在无故障的情况下工作2小时便关机.试求该设备每次开机无故障工作的时间Y的分布函数F(y).正确答案:设X的分布参数为λ,由已知,5=EX=,∴λ=即知X 的概率密度为由题意知Y=min(X,2) 则Y的分布函数F(y)=P(Y ≤y)=P{min(X,2)≤y} 显然,Y<0时,F(y)=0;y≥2时,F(y)=1;而当0≤y<2时,F(y)=P(X≤Y)=∫-∞yf(χ)dχ=即F(y)=涉及知识点:概率论与数理统计28.设A,B为两个随机事件,且P(A)=,P(B|A)=,P(A|B)=,令求:(Ⅰ)二维随机变量(X,Y)的概率分布;(Ⅱ)X与Y的相关系数ρ(X,Y);(Ⅲ)X=X2+Y2的概率分布.正确答案:(Ⅰ)P(X=1,Y=1)=P(AB)=,P(X=0,Y=1)=P(B)=P(B)-P(AB)=,P(X=1,Y=0)=P(A)=P(A)-P(AB)=,P(X=0,Y=0)=P()=1-P(A∪B)=1-[P(A)+P(B)-P(AB)]=1-故(X,Y)的概率分布为:(Ⅱ)由(Ⅰ)易得关于X、Y的概率分布(列)分别为:而由(X,Y)的概率分布可得:E(XY)=0×0×+0×1×+1×0×+1×1×故得:p(X,Y)=(Ⅲ)Z可能取得值为:0,1,2.P{Z=0}=P{X2+Y2=0}=P{X=0,Y=0}=,P{Z=1}=P{X2+Y2-1}=P{X=0,Y=1}+P{X=1,Y=0}=,P{Z=2}=P{X2+Y2=2}=P{X=1,Y=1}=故Z的分布(列)为:涉及知识点:概率论与数理统计29.设随机变量X的概率密度为令Y=X2,F(χ,y)为二维随机变量(X,Y)的分布函数.求(Ⅰ)Y的概率密度FY(y);(Ⅱ)Cov(X,Y);(Ⅲ)F(-,4).正确答案:(Ⅰ)Y的分布函数为Fy(y)=P(Y≤y)=P(X2≤y) y≤0时,FY(y)=0,∴fY(y)=F′Y(y)=0;y>0时,FY(y)=若<1即0<y<1时,FY(y)=∴.fY(y)=F′Y(y)=若1≤<2即1≤y<4时,FY(y)=∴fY(y)=F′Y(y)=若≥2即y≥4时,FY(y)==1,∴fY(y)=F′Y(y)=0,故(Ⅱ)cov(X,Y)=cov(X,X2)=E(X3)-EX.E(X2),而代入得cov(X,Y)=(Ⅲ)F(-,4)=P(X≤-,Y≤4)=P(X≤-,X2≤4)=P(X≤-,|X|≤2) =P(X≤-,-2≤X≤2)=P(-2≤X≤-) 涉及知识点:概率论与数理统计30.箱中装有6个球,其中红、白、黑球的个数分别为1,2,3个.现从箱中随机地取出2个球,记X为取出的红球个数,Y为取出的白球个数.(Ⅰ)求随机变量(X,Y)的概率分布;(Ⅱ)求Cov(X,Y).正确答案:(Ⅰ)(X,Y)的概率分布为:(Ⅱ)可求得关于X,Y的边缘分布列分别为:可得EX=0×,EY=0×而由(X,Y)的联合分布可得E(XY)=0×0×+0×1×+0×2×+1×0×+1×1×+1×2×0=故Cov(X,Y)=E(XY)=EXEY=涉及知识点:概率论与数理统计31.设随机变量X与Y的概率分布分别为且P{X2=Y2}=1.(Ⅰ)求二维随机变量(X,Y)的概率分布;(Ⅱ)求Z=XY的概率分布;(Ⅲ)求X与Y的相关系数ρXY.正确答案:(Ⅰ)由P(X2=Y2)=1,可得:P(X=0,Y=-1)=P(X-1,Y=0)=P(X=0,Y=1)=0 由联合分布律、边缘分布律之间的关系,可得(X,Y)的联合(含边缘)分布列如表所示.(Ⅱ)由(X,Y)的联合分布列易知Z=XY 可能取的值为-1,0,1,易得:(Ⅲ)由(X,Y)的分布(及X,Y的分布),易知:E(XY)=0×(-1)×0+0×0×+0×1×0+1×(-1)×+1×0×0+1×1×=0 而E(X2)=02×,E(Y2)=(-1)2×,∴DX=E(X2)-(EX)2=,DY=E(Y2)-(EY)2=故ρXY==0 涉及知识点:概率论与数理统计32.设二维离散型随机变量(X,Y)的概率分布为(Ⅰ)求P{X=2Y};(Ⅱ)求Cov(X-Y,Y)正确答案:(Ⅰ)P{X=2Y}=P{X=0,Y=0}+P{X=2,Y=1}=(Ⅱ)由(X,Y)的分布可得X,Y及XY的分布分别为:故DY=E(Y2)-(EY)2=,Cov(X,Y)-E(XY)-EX.EY=×1=0 得Cov(X-Y,Y)=Cov(X,Y)-DY =0-.涉及知识点:概率论与数理统计33.设随机变量X与Y相互独立,且都服从参数为1的指数分布.记U=max{X,Y},=min{X,Y}.(Ⅰ)求V的概率密度fv(v);(Ⅱ)求E(U+V).正确答案:由题意,可得X,Y的概率密度为X,Y的分布函数为(Ⅰ)设V的分布函数为FV(v),则FV(v)=P{V≤v}=P{min(X,Y)≤v}=1-P{min(X,Y}>v} =1~P{X>v,Y>v}=1-P{X>v}P{Y>v}=1-[P{X>v}]2 =1-[1-P(X≤v)]2=1-[1-F(v)]2 ∴fV(v)=F′V(v)=(Ⅱ)U +V=max(X,Y)+min(X,Y)=X+Y,∴E(U+V)=E(X+Y)=EX+EY=1+1=2.涉及知识点:概率论与数理统计。