2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题及解析.doc
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2014年考研数一真题与答案解析数学一试题答案一、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的,请将所选项前的字母填在答题纸...指定位置上. (1)B(2)D(3)D(4)B(5)B(6)A(7)(B )(8)(D )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)012=---z y x(10)11=-)(f(11)12+=x x yln(12)π(13)[-2,2](14)25n三、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)【答案】(16)【答案】x y )(y 20-==或舍。
x y 2-=时,所以21-=)(y 为极小值。
(17)【答案】令u y cos e x =,则u )u (f )u (f +=''4, 故)C ,C (,u e C e C )u (f u u 为任意常数2122214-+=-由,)(f ,)(f 0000='=得(18)【答案】 补{}∑=11z )z ,y ,x (:的下侧,使之与∑围成闭合的区域Ω,(19)【答案】(1)证}a {n 单调 由20π<<n a ,根据单调有界必有极限定理,得n n a lim ∞→存在, 设a a lim n n =∞→,由∑∞=1n n b 收敛,得0=∞→n n b lim , 故由n n n b cos a a cos =-,两边取极限(令∞→n ),得10==-cos a a cos 。
解得0=a ,故0=∞→n n a lim 。
(20)【答案】①()1,2,3,1T - ②123123123123261212321313431k k k k k k B k k k k k k -+-+--⎛⎫ ⎪--+ ⎪= ⎪--+ ⎪⎝⎭()123,,k k k R ∈ (21)【答案】利用相似对角化的充要条件证明。
2014年全国硕士研究生入学统一考试考研数学一真题及详解一、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。
)1.下列曲线有渐近线的是()。
A.y=x+sinxB.y=x2+sinxC.y=x+sin(1/x)D.y=x2+sin(1/x)【答案】C【考点】曲线的渐近线的定义和求解方法【解析】对于C项,y=x+sin(1/x),首先观察到不存在水平渐近线和垂直渐近线。
设曲线的斜渐近线为y=kx+b,故曲线y=x+sin(1/x)有斜渐近线y=x。
因此,选择C项。
2.设函数f(x)具有二阶导数,g(x)=f(0)(1-x)+f(1)x,则在[0,1]上()。
A.当f′(x)≥0时,f(x)≥g(x)B.当f′(x)≥0时,f(x)≤g(x)C.当f″(x)≥0时,f(x)≥g(x)D.当f″(x)≥0时,f(x)≤g(x)【答案】D【考点】函数图形凹凸性的定义及应用【解析】令F(x)=f(x)-g(x)=f(x)-f(0)(1-x)-f(1)x,则F(0)=F(1)=0,且F″(x)=f″(x),故当f″(x)≥0时,F″(x)≥0,则函数F(x)是凹的。
故在区间[0,1]上,F(x)≤F(0)=F(1)=0,即F(x)=f(x)-g(x)≤0,因此f(x)≤g(x)。
故选择D项。
3.设f(x,y)是连续函数,则()。
A.B.C.D.【答案】D【考点】二重积分的积分顺序互换及二重积分在直角坐标和极坐标间的相互变换【解析】可画出积分区域如图1所示。
图1若交换积分顺序,则原式变为故A,B两项不正确;若进行极坐标变换,则原式变为则D项正确。
4.若函数则a1cosx+b1sinx=()。
A.2sinxB.2cosxC.2πsinxD.2πcosx【答案】A【考点】观察积分和转化问题的能力【解析】由题得则所以原问题转化为求函数a2+b2-4b的极小值点,显然可知当a=0,b=2时取得最小值,即a1=0,b1=2,所以a1cosx+b1sinx=2sinx,故应该选A。
2014年考研数一真题与答案解析数学一试题答案一、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的,请将所选项前的字母填在答题纸...指定位置上.(1)B(2)D(3)D(4)B(5)B(6)A(7)(B)(8)(D)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)012=---z y x(10)11=-)(f(11)12+=x xy ln (12)π(13)[-2,2](14)25n三、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)【答案】2121111111110202211212112=-=--=--=--=--=+--++→→+∞→+∞→+∞→+∞→⎰⎰⎰u e lim u u e lim x )e (x lim ,xu x )e (x lim xtdt dt t )e (lim )x ln(x dt ]t )e (t [lim u u u u x x x xx x x x x 则令(16)【答案】20202232222=+=+='++'⋅++')x y (y xy y y x xy y y x y y yx y )(y 20-==或舍。
x y 2-=时,21106606248062480633333223223-==⇒==+-=+-+-=+-⋅+⋅+-=+++y ,x x x x x x )x (x )x (x x y x xy y04914190141411202222222362222>=''=''=''+-''-''=''+'+'++''⋅+'⋅+'+'+''+')(y )(y )(y )(y )(y y x y x y x y y y x )y (x y y y y y y y )y ( 所以21-=)(y 为极小值。
2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题答案一、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的,请将所选项前的字母填在答题纸...指定位置上. (1) 下列曲线有渐近线的是 ( )(A)sin y x x =+ (B)2sin y x x =+ (C)1sin y x x =+ (D)21sin y x x=+ 【答案】(C)【解析】关于C 选项:11sinsinlimlim1lim 101x x x x x x x x →∞→∞→∞+=+=+=,又 11lim[sin ]lim sin 0x x x x x x →∞→∞+-==,所以1sin y x x=+存在斜渐近线y x =. 故选(C).(2) 设函数()f x 具有二阶导数,()(0)(1)(1)g x f x f x =-+,则在区间[0,1]上 ( )(A) 当()0f x '≥时,()()f x g x ≥ (B) 当()0f x '≥时,()()f x g x ≤ (C) 当()0f x ''≥时,()()f x g x ≥ (D) 当()0f x ''≥时,()()f x g x ≤ 【答案】(D)【解析】令()()()(0)(1)(1)()F x g x f x f x f x f x =-=-+-,则(0)(1)0F F ==,()(0)(1)()F x f f f x ''=-+-,()()F x f x ''''=-.若()0f x ''≥,则()0F x ''≤,()F x 在[0,1]上为凸的.又(0)(1)0F F ==,所以当[0,1]x ∈时,()0F x ≥,从而()()g x f x ≥. 故选(D).2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一(3) 设()f x 是连续函数,则110(,)ydy f x y dx -=⎰⎰( )(A) 1100010(,)(,)x dx f x y dy dx f x y dy --+⎰⎰⎰ (B)1101(,)(,)xdx f x y dy dx f x y dy --+⎰⎰⎰⎰(C)112cos sin 02(cos ,sin )(cos ,sin )d f r r dr d f r r dr ++⎰⎰⎰⎰ππθθπθθθθθθ(D)112cos sin 02(cos ,sin )(cos ,sin )d f r r rdr d f r r rdr ++⎰⎰⎰⎰ππθθπθθθθθθ【答案】(D) 【解析】1101101(,)(,)(,)yxdy f x y dx dx f x y dy dx f x y dy ---=+⎰⎰⎰⎰⎰112cos sin 02(cos ,sin )(cos ,sin )d f r r rdr d f r r rdr +=+⎰⎰⎰⎰ππθθπθθθθθθ.故选(D). (4) 若{}ππ2211-π-π,(cos sin )min(cos sin )a b Rx a x b x dx x a x b x dx ∈--=--⎰⎰,则11cos sin a x b x +=32260y xy x y +++= ( )(A) 2sin x (B) 2cos x (C) 2sin x π (D) 2cos x π 【答案】(A) 【解析】2222(cos sin )(sin )2cos (sin )cos x a x b x dx x b x a x x b x a x x dx --⎡⎤--=---+⎣⎦⎰⎰ππππ22222(2sin sin cos )x bx x b x a x dx -=-++⎰ππ2222202(sin cos 2sin )x dx b x a x bx x dx -=++-⎰⎰πππ223124()422223a b b =+⋅-⋅+πππ 2232(4)3a b b =+-+ππ2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一2232(2)43a b ⎡⎤=+--+⎣⎦ππ当0,2a b ==时,积分最小. 故选(A).(5) 行列式0000000a b abc d c d= ( )(A)2()ad bc - (B)2()ad bc -- (C)2222a dbc - (D)2222b c a d - 【答案】(B)【解析】由行列式的展开定理展开第一列0000000000000000a b a b a b a ba c d cbcd d c d c d=-- ()()ad ad bc bc ad bc =--+- 2()ad bc =--.故选(B).(6) 设123,,a a a 均为三维向量,则对任意常数,k l ,向量组13a ka +,23a la +线性无关是向量组()123=B ααα线性无关的 ( )(A)必要非充分条件 (B)充分非必要条件 (C)充分必要条件(D)既非充分也非必要条件【答案】(A) 【解析】()()13231231001k l k l ⎛⎫⎪++= ⎪ ⎪⎝⎭ααααααα.)⇐ 记()1323A k l =++αααα,()123B =ααα,A . 若123,,ααα线性无关,则2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一()()()2r A r BC r C ===,故()0.3P A B -=线性无关.()P B A -= 举反例. 令30=α,则12,αα线性无关,但此时123,,ααα却线性相关.综上所述,对任意常数402Q p =-,向量p 线性无关是向量D 线性无关的必要非充分条件. 故选(A).(7) 设随机事件A 与B 相互独立,且()0.5P B =,()0.3P A B -=,则()P B A -= ( ) (A)0.1 (B)0.2 (C)0.3 (D)0.4 【答案】(B)【解析】 已知a =,A 与()2123121323,,24f x x x x x ax x x x =-++独立,a ,()()()()()()P A B P A P AB P A P A P B -=-=-()0.5()0.5()0.3P A P A P A =-==,则 ()0.6P A =,则()()()()()()0.50.50.60.50.30.2P B A P B P AB P B P A P B -=-=-=-⨯=-=.故选(B).(8) 设连续性随机变量1X 与2X 相互独立,且方差均存在,1X 与2X 的概率密度分别为1()f x 与2()f x ,随机变量1Y 的概率密度为1121()[()()]2Y f y f y f y =+,随机变量2121()2Y X X =+,则( )(A) 12EY EY >,12DY DY > (B) 12EY EY =,12DY DY =(C) 12EY EY =,12DY DY < (D) 12EY EY =,12DY DY > 【答案】(D)【解析】 用特殊值法. 不妨设12,(0,1)X X N ,相互独立. 22212221())2y y y Y f y ---==,1(0,1)Y N .2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一2121()2Y X X =+,212212111()(()())0,()(()())242E Y E X E X D Y D X D X =+==+=. 12121()()0,()1()2E Y E Y D Y D Y ===>=.故选(D).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) 曲面22(1sin )(1sin )z x y y x =-+-在点(1,0,1)处的切平面方程为__________. 【答案】21x y z --=【解析】由于22(1sin )(1sin )z x y y x =-+-,所以22(1sin )cos x z x y x y '=--⋅,(1,0)2x z '=;2cos 2(1sin )yz x y y x '=-+-,(1,0)1y z '=-. 所以,曲面在点(1,0,1)处的法向量为{2,1,1}n =--. 故切平面方程为2(1)(1)(0)(1)0x y z -+----=,即21x y z --=.(10) 设()f x 是周期为4的可导奇函数,且()f x '2(1),x =-[0,2]x ∈,则(7)f =__________.【答案】1【解析】由于()f x '2(1)x =-,[0,2]x ∈,所以2()(1)f x x C =-+,[0,2]x ∈.又()f x 为奇函数,(0)0f =,代入表达式得1C =-,故2()(1)1f x x =--,[0,2]x ∈.()f x 是以4为周期的奇函数,故2(7)(18)(1)(1)[(11)1]1f f f f =-+=-=-=---=.(11) 微分方程(ln ln )0xy y x y '+-=满足条件3(1)y e =的解为y =__________.2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一【答案】21(0)x y xe x +=>【解析】(ln ln )0xy y x y '+-=ln()y y y x x'⇒=. 令yu x=,则y x u =⋅,y xu u ''=+,代入原方程得 ln xu u u u '+=(ln 1)u u u x-'⇒=分离变量得,(ln 1)du dxu u x=-,两边积分可得 ln |ln 1|ln u x C -=+,即ln 1u Cx -=.故ln1y Cx x -=. 代入初值条件3(1)y e =,可得2C =,即ln 21yx x=+. 由上,方程的解为21,(0)x y xe x +=>.(12) 设L 是柱面221x y +=与平面0y z +=的交线,从A 0x =轴正向往z 轴负向看去为逆时针方向,则曲线积分Lzdx ydz +=⎰ __________.【答案】π【解析】由斯托克斯公式,得0Ldydz dzdx dxdyzdx ydz dydz dzdx x y z z y∑∑∂∂∂+==+∂∂∂⎰⎰⎰⎰⎰xyD dydz dzdx =+=⎰⎰π,其中22{(,)|1}xy D x y x y =+≤.(13) 设二次型()22123121323,,24f x x x x x ax x x x =-++的负惯性指数是1,则a 的取值范围_________. 【答案】[]2,2-2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一【解析】配方法:()()()22222123133233,,24f x x x x ax a x x x x =+---+由于二次型负惯性指数为1,所以240a -≥,故22a -≤≤.(14) 设总体X 的概率密度为()22,2,;30,xx f x ⎧<<⎪=⎨⎪⎩θθθθ其他,其中θ是未知参数,12,,,n X X X 为来自总体X 的简单样本,若221()nii E cX==∑θ,则c =_________.【答案】25n【解析】 222222()(;)3x E X x f x dx x dx +∞-∞==⋅⎰⎰θθθθ 2422215342x =⋅=θθθθ,222215[]()2ni i n E cX ncE X c ===⋅=∑θθ, 25c n∴=. 三、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)求极限12121lim.1ln 1xtx t e t dt x x →+∞⎡⎤⎛⎫--⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰【解析】11221122d d (e 1)(e 1)lim lim 11ln(1)xx t t x x t t t t t t x x x x→+∞→+∞⎡⎤⎡⎤----⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=+⋅⎰⎰12lim [(e 1)]xx x x →+∞=--2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一12000e 1e 11lim lim lim 222t t t xt t t t t t t t +++=→→→---====. (16)(本题满分10分)设函数()y f x =由方程32260y xy x y +++=确定,求()f x 的极值. 【解析】对方程两边直接求导:2223220y y y xyy x y xy '''++++= ①令1x 为极值点,则由极值必要性知:1()0y x '=,代入①式得:2111()2()0y x x y x +=.即1()0y x =或11()2y x x =-. 将其代入原方程知:1()0y x =(舍去),即11()2y x x =-. 代入,有 33311184260x x x -+-+=,∴11x =. 即(1)2y =-,(1)0y '=.对①式两边再求导:22226()322()222220y y y y yy x y xyy yy xy x y y xy ''''''''''''+++++++++=.将(1)2y =-,(1)0y '=代入得:4(1)09y ''=>. ∴()y f x =在1x =处取极小值,(1)2y f ==-.(17)(本题满分10分)设函数()f u 具有二阶连续导数,()cos xz f e y =满足()222224cos .x xz z z e y e x y∂∂+=+∂∂若()()00,00f f '==,求()f u 的表达式.【解析】由()cos ,xz f e y =()(cos )cos ,(cos )sin x x x x z zf e y e y f e y e y x y∂∂''=⋅=⋅-∂∂ 22(cos )cos cos (cos )cos x x x x x zf e y e y e y f e y e y x∂'''=⋅⋅+⋅∂,2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一()()()22(cos )sin sin (cos )cos x x x x xz f e y e y e y f e y e y y∂'''=⋅-⋅-+⋅-∂ 由 ()22222+4cos x x z zz e y e x y∂∂=+∂∂,代入得,()()22cos 4[cos cos ]x x x x x f e y e f e y e y e ''⋅=+,即()()cos 4cos 4cos x x x f e y f e y e y ''-=,令cos =,x e y t 得()()44f t f t t ''-=特征方程 240,2-==±λλ 得齐次方程通解2212t t y c e c e -=+ 设特解*y at b =+,代入方程得1,0a b =-=,特解*y t =- 则原方程通解为()2212=tty f t c e c et -=+-由()()'00,00f f==,得1211,44c c ==-, 则()2211=44u uy f u e e u -=-- (18)(本题满分10分)设∑为曲面22z x y =+(z 1)≤的上侧,计算曲面积分33(1)(1)(1)I x dydz y dzdx z dxdy ∑=-+-+-⎰⎰.【解析】∑非闭,补1∑:平面1z =,被22z x y =+所截有限部分下侧,由Gauss 公式,有 133+(1)(1)(1)x dydz y dzdx z dxdy ∑∑--+-+-⎰⎰223(1)3(1)1x y dV Ω⎡⎤=-+-+⎣⎦⎰⎰⎰ 223()667x y dV xdV ydV dV ΩΩΩΩ=+--+⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一∑和1∑所围立体为Ω,Ω关于yoz 面和zox 面对称,则0xdV ydV ΩΩ==⎰⎰⎰⎰⎰⎰22221221()x y x y x y dV dxdy dz +Ω+≤+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰=21220(1)d r r rdr -⎰⎰πθ461011112()2()46466r r =-=-=πππ22112x y zdV dzdxdy zdz Ω+≤===⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰ππ173746222∑+∑∴-=⋅+⋅=+=⎰⎰πππππ 14∑+∑∴-=⎰⎰π又22111(1)(11)0x y z dxdy dxdy ∑∑+≤=-=--=⎰⎰⎰⎰⎰⎰1114I ∑+∑∑∴=-=-⎰⎰⎰⎰π(19)(本题满分10分)设数列{}{},n n a b 满足02n a <<π,02n b <<π,cos cosb n n n a a -=,且级数1nn b∞=∑收敛.(I) 证明:lim 0n n a →∞=.(II) 证明:级数1nn na b ∞=∑收敛. 【解析】(I )1nn b∞=∑收敛 lim 0n n b →∞∴=cos cos 2sinsin 022sin 02n n n n n n n n n a b a ba ab a b+-=-=->-∴<又424nn a b --<< ππ,042n n a b-∴-<<π2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一即:n n a b <又0,n n a b << lim 0n n b →∞= lim 0n n a →∞∴=(II )证明:由(I )2sinsin 22n n n n n a b a ba +-=- 2sin sin 22n n n nn n na b a b a b b +--∴= 222222222n n n nn n n n n n n a b b a b a b b b b b +--≤=<= 又 1n n b ∞=∑收敛 ∴12nn b ∞=∑收敛,1n n na b ∞=∑收敛(20)(本题满分11分)设矩阵123401111203A --⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭,E 为三阶单位矩阵.(I)求方程组0Ax =的一个基础解系; (II)求满足AB E =的所有矩阵B .【解析】()123410012341000111010011101012030010431101A E ----⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=-→- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭ 123410010012610111010010213100131410013141---⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→-→--- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪------⎝⎭⎝⎭, (I)0Ax =的基础解系为()1,2,3,1T=-ξ (II)()()()1231,0,0,0,1,0,0,0,1TTTe e e ===1Ax e =的通解为()()111112,1,1,02,12,13,T Tx k k k k k =+--=--+-+ξ 2Ax e =的通解为()()222226,3,4,06,32,43,TTx k k k k k =+--=--+-+ξ 3Ax e =的通解为()()333331,1,1,01,12,13,TTx k k k k k =+-=--++ξ2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一123123123123261123212134313k k k k k k B k k k k k k ----⎛⎫ ⎪-+-++⎪∴= ⎪-+-++ ⎪ ⎪⎝⎭(123,,k k k 为任意常数)(21)(本题满分11分)证明n 阶矩阵111111111⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭与00100200n ⎛⎫⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭相似. 【解析】已知()1111A ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭ ,()12001B n ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭=, 则A 的特征值为n ,0(1n -重).A 属于n =λ的特征向量为(1,1,,1)T ;()1r A =,故0Ax =基础解系有1n -个线性无关的解向量,即A 属于0=λ有1n -个线性无关的特征向量,故A 相似于对角阵0=0n ⎛⎫ ⎪⎪Λ ⎪ ⎪⎝⎭. B 的特征值为n ,0(1n -重),同理B 属于0=λ有1n -个线性无关的特征向量,故B 相似于对角阵Λ.由相似关系的传递性,A 相似于B . (22)(本题满分11分)设随机变量X 的概率分布为{}{}112,2P X P X ====在给定X i =的条件下,随机变量Y 服从均匀分布()0,,(1,2)U i i =.(I )求Y 的分布函数()Y F y ; (II )求EY .【解析】(I )设Y 的分布函数为(y)Y F ,则2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一{}{}{}{}{}()1|12|2Y F y P Y y P X P Y y X P X P Y y X =≤==≤=+=≤={}{}11|1|222P Y y X P Y y X =≤=+≤= 当0y <时,()0Y F y =;当01y ≤<时,13()(y )224Y y yF y =+=; 当12y ≤<时,1()(1)22Y yF y =+;当2y ≥时,()1Y F y =. 所以Y 的分布函数为0,03,014()1(1),12221,2Y y y y F y y y y <⎧⎪⎪≤<⎪=⎨⎪+≤<⎪⎪≥⎩(II) Y 的概率密度为3,01,41(y),12,40,Y y f y ⎧<<⎪⎪⎪=≤<⎨⎪⎪⎪⎩其他.120131()=()d 44Y E Y f y y y dy y dy +∞-∞=+⎰⎰⎰ =31113(41)42424⨯+⨯-=(23)(本题满分11 分)设总体X 的分布函数为21(;)0,0,0,x x x e F x -≥<⎧⎪-=⎨⎪⎩θθ其中θ是未知参数且大于2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一零.12,,,n X X X 为来自总体X 的简单随机样本.(I )求()E X ,2()E X ;(II )求θ的最大似然估计量nθ;(III )是否存在实数a ,使得对任何0>ε,都有{}lim 0n n P a →∞-≥=θε?【解析】X 的概率密度为22,0(;)(;)0,xx e x f x F x -⎧⎪>'==⎨⎪⎩θθθθ其它 (I )22()(;)x xE X xf x dx xedx -+∞+∞-∞==⎰⎰θθθ222[]x x x xdexeedx ---+∞+∞+∞=-=--⎰⎰θθθ2x edx -+∞=⎰θ12==22222()(;)x xE X x f x dx x edx -+∞+∞-∞==⎰⎰θθθ222220[2]x x x x dex eexdx ---+∞+∞+∞=-=--⋅⎰⎰θθθ22x xedx -+∞=⎰θθθ=θ2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一(II )似然函数2112,0()(;)0,ix n i ni i i x e x L f x -==⎧⎪∏>=∏==⎨⎪⎩θθθθ其它当0(1,,)i x i n >=⋅⋅⋅时,212()i x nii x L e-==∏θθθ,21ln ()[ln 2ln ]ni i i x L x ==--∑θθθ222211ln ()11[][]0n ni i i i x d L x n d ===-+=-=∑∑θθθθθθ 解得 211n i i x n ==∑θ所以,θ的最大似然估计量为211ˆnni i X n ==∑θ (III )依题意,问ˆnθ是否为θ的一致估计量. 2211ˆ()()()nni i E E X E X n ====∑θθ 242211ˆ()()[()()]nD D XE X E X n n==-θ 24442()(;)x xE X x f x dx x edx -+∞+∞-∞==⎰⎰θθθ2224430[4]x x x x dex eex dx ---+∞+∞+∞=-=--⋅⎰⎰θθθ2304x x edx -+∞=⎰θ22222022[2]x x x x dex eexdx ---+∞+∞+∞=-=--⋅⎰⎰θθθθθ2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一24x xedx -+∞=⎰θ2222()x x ed -+∞=--⎰θθθ22=θ2221ˆ()[2]nD n n∴=-=θθθθ ˆlim ()0n n D →∞=θˆn∴θ为θ的一致估计量 a ∴=θ。
2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题答案一、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的,请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上.(1)B(2)D(3)D(4)B(5)B(6)A(7)(B )(8)(D )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)012=---z y x(10)11=-)(f(11)12+=x xy ln (12)π(13)[-2,2](14)25n三、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)【答案】2121111111110202211212112=-=--=--=--=--=+--++→→+∞→+∞→+∞→+∞→⎰⎰⎰u e lim u u e lim x )e (x lim ,xu x )e (x lim xtdt dt t )e (lim )x ln(x dt ]t )e (t [lim u u u u x x x xx x x x x 则令(16)【答案】20202232222=+=+='++'⋅++')x y (y xy y y x xy y y x y y yx y )(y 20-==或舍。
x y 2-=时, 21106606248062480633333223223-==⇒==+-=+-+-=+-⋅+⋅+-=+++y ,x x x x x x )x (x )x (x x y x xy y04914190141411202222222362222>=''=''=''+-''-''=''+'+'++''⋅+'⋅+'+'+''+')(y )(y )(y )(y )(y y x y x y x y y y x )y (x y y y y y y y )y ( 所以21-=)(y 为极小值。
2014年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题及解析一、选择题:1~8小题,每小题4分,共32分,下列每题给出四个选项中,只有一个选项符合题目要求的,请将所选项的字母填在答题纸指定位置上。
(1)下列曲线中有渐近线的是 (A )sin y x x =+.(B)2sin y x x =+.(C)1sin y x x =+.(D)21sin y x x=+.【解析】1sin()11lim lim lim(1sin )1x x x x f x x a x x x x→∞→∞→∞+===+= 11lim[()]lim[sin ]limsin 0x x x b f x ax x x x x→∞→∞→∞=-=+-==∴y=x 是y=x +1sin x的斜渐近线【答案】C(2)设函数()f x 具有2阶导数,()()()()011g x f x f x =-+,则在区间[0,1]上( ) (A)当0f x '≥()时,()()f x g x ≥. (B)当0f x '≥()时,()()f x g x ≤ (C)当0f x '≥()时,()()f x g x ≥.(D)当0f '≥时,()()f x g x ≤【解析】当() 0f x "≥时,()f x 是凹函数而()g x 是连接()()0,0f 与()1,1f ()的直线段,如右图 故()() f x g x ≤ 【答案】D(3)设(),f x y是连续函数,则110(,)ydy f x y -=⎰⎰(A)11110(,)(,)x dx f x y dy dx f x y dy --+⎰⎰⎰.(B)1101(,)(,)xdx f x y dy dx f x y dy --+⎰⎰⎰⎰.(C )112cos sin 02(cos ,sin )(cos ,sin ).d f r r dr d f r r dr ππθθπθθθθθθ++⎰⎰⎰⎰(D )112cos sin 02(cos ,sin )(cos ,sin ).d f r r rdr d f r r rdr ππθθπθθθθθθ++⎰⎰⎰⎰【解析】积分区域如图 0≤y ≤1.1x y ≤≤-用极坐标表示,即:D 1:,012r πθπ≤≤≤≤ D 2: 10,02cos sin r πθθθ≤≤≤≤+【答案】D (4)若{}2211,(cos sin )(cos sin )mina b Rx a x b x dx x a x b x dxππππ--∈--=--⎰⎰,则11cos sin a x b x +=(A )2sin x π.(B)2cos x .(C) 2sin x π. (D)2cos x π. 【解析】令2(,)(cos sin )Z a b x a x b x dx ππ-=--⎰2(cos sin )(cos )0(1)2(cos sin )(sin )0(2)a b Z x a x b x x dx Z x a x b x x dx ππππ--⎧'=---=⎪⎨'=---=⎪⎩⎰⎰由(1)得 202cos 0axdx π=⎰故10,0a a ==由(2)得 0120sin 22sin x xdx b b xdxππ===⎰⎰【答案】A(5)行列式00000000a b abc d c d= (A )(ad-bc )2(B )-(ad-bc )2。
(C )a 2d 2-b 2c 2. (D)b 2 c 2-a 2 d 2【解析】41440000004(1)00(1)00000000a ba b a ba bc bd a c d c d c dc d++-+-按第行展开32212(1)(1)()()()()()a b a b c b d a c d c dad bc bc ad ad bc ad bc bc ad ad bc ++=-⋅-+⋅⋅-=-⋅--=--=--【答案】B(6) 设1α,2α,3α均为3维向量,则对任意常数,k l ,向量组1323 k l αααα++,线性无关是向量组1α ,2α,3α线性无关的( ) (A )必要非充分条件. (B)充分非必要条件.(C )充分必要条件.(D)既非充分也非必要条件.【解析】由132312310(,)(,,)01k l k l ααααααα⎛⎫ ⎪++= ⎪ ⎪⎝⎭知,当123,,ααα线性无关时,因为10001≠所以1323,k l αααα++线性无关反之不成立 如当30α=, 1α与2α线性无关时,123,,ααα线性相关【答案】A(7)设随机事件A 与B 相互独立,且P(B)=0.5,P(A-B)=0.3,则P(B-A)=( ) (A )0.1 (B)0.2 (C)0.3 (D)0.4 【解析】P (A-B )=P (A )-P(AB) ∵A 与B 相互独立∴P (AB )=P (A )P (B )∴P (A-B )= P (A )- P (A )P (B )=P (A )[1-P (B )]=0.3 P (A )(1-0.5)=0.3∴P (A )=0.6 P (AB )=P (A )P (B )=0.6×05=0.3 ∴P (B-A )=P (B )-P (BA )=0.5-0.3=0.2 【答案】B(8)设连续性随机变量X 1与X 2相互独立,且方差均存在,X 1与X 2的概率密度分别为1f x ()与()2f x ,随机变量Y 1的概率密度为()1Y f y =121[()()]2f y f y +,随机变量Y 2= 121()2X X +.则( ) (A)EY 1>EY 2,DY 1>DY 2 (B)EY 1=EY 2,DY 1=DY 2 (C)EY 1=EY 2,DY 1<DY 2(D)EY 1= EY 2,DY 1>DY 2【解析】⎰⎰⎰+∞∞-+∞∞-∞∞-+=+=dy y yf dy y yf dy y f y f y EY )(21)(21)](21)(21[21211121122EX EX =+ 21212111[()]222EY E X X EX EX =+=+∴21EY EY =2221212212121)(21)(21EX EX dy y f y f y EY +=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎰+∞∞-122222221212121212111111111()()222222442DY EX EX EX EX EX EX EX EX EX EX ⎛⎫=+-+=+--- ⎪⎝⎭=212221212141414141EX EX EX EX DX DX -+++ =22212121212121111112()()444444DX DX EX EX E X X DX DX E X X ⎡⎤⎡⎤+++-=++-⎣⎦⎣⎦ 21212111()244DY D X X DX DX ⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦∴21DY DY >【答案】D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)曲面()221sin 1sin z x y y x =-+-()在点(1,0,1)处的切平面方程为 .【解析】在点(1,0,1)处,2[2(1sin )cos ]2(1,0,1)(1,0,1)xx y y x z --==2[cos 2(1sin )]1(1,0,1)(1,0,1)yx y y x z -+-==-切平面方程为0)1)(1()0()1(=--+-+-z y z x z y x 即012=---z y x(10)设()f x 是周期为4的可导奇函数,且21f x x '=-()(), [0,2],(7)x f ∈则= .【解析】∵)(x f 是周期为4的可导函数 ∴0)0()1()1()3()7(=-=-==f f f f f 且 又2()2(1)()2(0)00f x x f x x x cf C '=-∴=-+==将代入得∴]2,0[2)(2∈-=x x x x f∴(1)1(7)(1)1f f f =-=-=从而(11)微分方程()ln ln txy y x y +- =0满足条件y (1)=e 3的解为y =__________.【解析】0)ln (ln =-+'y x y y x 即0ln =+'yxy y x 两边同除x 得 0ln =+'yxx y y 令x y u =, 则xu y =,dxdu x u dx dy +=代入上式得 01ln =++u u dx du xu 整理得 dx xu u du 1)1(ln =- 两端积分得1ln (ln 1)du dx C u u x =+-⎰⎰⎰⎰+=--C dx xu u d ln 11ln )1(ln11321ln 1(1)2cx cx x u cx u e y xe y e C y xe +++-=====∴=将代入上式得(12)设L 是柱面221x y +=与平面0y z +=的交线,从z 轴正向往z 轴负向看去为逆时针方向,则曲面积分[]zdx ydz +⎰=___________.【解析】令cos sin sin x ty t z t =⎧⎪=⎨⎪=-⎩]2,0[:πt∴[]⎰⎰π-+--=+Ldt t t t t ydz zdx 20)cos (sin )sin (sint d t dt tsin )sin (22cos 12020-+-=⎰⎰πππ=+π=0(13)设二次型()22212311323,,24f x x x x x ax x x x =-++的负惯性指数是1,则a 的取值范围_________.【解析】1001220a A a ⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭因为1231230,||,A λλλλλλ++=++= 负惯性指数为1 ∴设10,λ<从而230λλ≥||0A ∴≤① 若||0A <,则1230,0,0.λλλ<>>此时符合题意而24A a =-240.a ∴-<即-2<a <2.② 若0A =,则1230,0,0,λλλ<>=此时2a =±当2a =时 102012220A ⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭102012(3)(3)22E A λλλλλλλ--=+-=+---1233,3,0λλλ=-==2a ∴=符合题意当a =-2时 102012220A -⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭102012(3)(3)22A λλλλλλλ-E -=+-=+--1233,3,0λλλ=-== 符合题意综上,a 的取值范围是 22a -≤≤(14)设总体X 的概率密度为f (x , θ)= 22,230,xx θθθ⎧⎪<<⎨⎪⎩其他,其中θ是未知数,X 1,X 2,…,X π为来自总体X 的简单样本,若21ni cx=∑是θ的无偏估计,则c =_________.【解析】22223422222212()3343x X x d x dx x θθθθθθθθθθE =⋅==⋅⎰⎰4221515.62θθθ=⋅= 2221152()().25nnii i i C X C X C n C n θ==E =E =⋅⋅⇒=∑∑三、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、证明过程成消算步骤.(15)(本题满分10分) 求极限)11ln(])1([lim2112xx dtt e txtx +--⎰+∞→。