2019 年全国硕士研究生考试(数学模拟试卷一)含答案

2019年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)真题及解析（江南博哥）1 [单选题]当x→0时，x-tanx与x k是同阶无穷小，则k=( )．A.1B.2C.3D.4正确答案：C参考解析：因，若要x一tanx与x‘是同阶无穷小，则k=3，故选C项．2 [单选题]A.可导点，极值点B.不可导点，极值点C.可导点，非极值点D.不可导点，非极值点正确答案：B参考解析：因为不存在，所以x=0是f(x)的不可导点；又因为f(x)连续，当x<0时,f’(x)=-2x>0，当0<x<e-1时,f’(x)=lnx+1<0，所以x=0是f(x)的极值点．3 [单选题]设{u n}是单调增加的有界数列，则下列级数中收敛的是( )．A.B.C.D.正确答案：D参考解析：由单调有界收敛定理知{u n}极限存在，由有界性知了C>0满足|u n|≤C，绝对收敛．4 [单选题]，如果对上半平面(y>O)内的任意有向光滑封闭曲线C都有Q(x，y)dy=0，那么函数P(x，y)可取为( )．A.B.C.D.正确答案：D参考解析：由题意知，积分与路径无关，则，故只需选择在上半平面有连续偏导数，且满足的P函数只有D项．5 [单选题]设A是三阶实对称矩阵，E是三阶单位矩阵，若A2+A=2E，且|A|=4，则二次型x T Ax的规范形为( )．A.B.C.D.正确答案：C参考解析：设λ是A的特征值，根据A2+A=2E，得λ2+λ=2，解得λ=1或-2，所以A的特征值是1或-2．因为|A|=4，所以A的三个特征值为1，-2，-2，从而二次型x T Ax的规范形为；，故选c项．6 [单选题]如图所示，有3张平面两两相交，交线相互平行，它们的方程a i1x+a i2y+a i3z=d i(i=1，2，3)组成的线性方程组的系数矩阵和增广矩阵分别记为A，，则( )．A.r(A)=2，r()=3B.r(A)=2，r()=2C.r(A)=1，r()=2D.r(A)=1，r()=1正确答案：A参考解析：由题意知3张平面无公共交点，且交线相互平行，所以r(A)≠r()，故排除B和D选项；又因为它们两两相交于一条直线，故其中任意两个平面不平行，所以2=r(A)，r()=3，故选A项．7 [单选题]设A，B为随机事件，则P(A)=P(B)的充分必要条件是( )．A.P(A∪B)=P(A)+P(B)B.P(AB)=P(A)P(B)C.P(A)=P(B)D.P(AB)=P()正确答案：C参考解析：因为P(A)=P(A)-P(AB)，P(B)=P(B)-P(AB)，所以P(A)=P(B)(A)=P(B)，故选C项．8 [单选题]设随机变量X和Y相互独立，且都服从正态分布N(μ，σ2)，则P{|X-Y|<1}( )．A.与μ无关，而与σ2有关B.与μ有关，而与σ2无关C.与μ，σ2都有关D.与μ，σ2都无关正确答案：A参考解析：X～N(μ，σ2)，Y～N(μ，σ2)，且X与Y相互独立，则E(X—Y)=0，D(X—Y)=D(X)+D(Y)=2σ2，与μ无关，而与σ2有关．故选A项．9 [填空题]设函数f(u)可导，z=f(siny-sinx)+xy，则参考解析：【解析】10 [填空题]微分方程2yy’-y2-2=0满足条件y(0)=1的特解为______．参考解析：【解析】11 [填空题]幂级数内的和函数S(x)=______．参考解析：【解析】12 [填空题]设∑为曲面x2+y2+4z2=4(z≥0)的上侧，则参考解析：【解析】将曲面方程代入积分表达式，原积分为13 [填空题]设A=1，2，3为三阶矩阵，若1，2线性无关，且3=-1+22，则线性方程组Ax=0的通解为_______．参考解析：【解析】∵1，2线性无关，∴r(A)≥2．∵3=-1+22，∴r(A)<3，∴r(A)=2，∴Ax=0的基础解系中有n-r(A)=3-2=1个线性无关的解向量．∵1-22+3=0，14 [填空题]设随机变量x的概率密度为F(X)为X的分布函数，E(X)为X的数学期望，则P{F(X)>E(X)-1}=．参考解析：【解析】方法一方法二易知Y=F(X)~U(0，1)，15 [简答题]设函数y(x)是微分方程满足条件y(0)=0的特解．(I)求y(x)；(Ⅱ)求曲线y=y(x)的凹凸区间及拐点．参考解析：(I)16 [简答题]设a，b为实数，函数z=2+ax2+by2在点(3，4)处的方向导数中，沿方向l=-3i-4j的方向导数最大，最大值为10．(I)求a，b；(11)求曲面z=2+ax2+by2(z≥0)的面积．参考解析：(I)函数梯度为▽=(2ax，2by)，则函数在点(3，4)处的梯度为(6a，8b)，则可知沿方向(-3，-4)的最大方向导数为17 [简答题]求曲线y=e-x sinx(x≥0)与x轴之间所成图形的面积．参考解析：18 [简答题](Ⅰ)证明：数列{a n}单调递减，且(Ⅱ)参考解析：证明：19 [简答题]设Ω是由锥面x2+(y-z)2=(1-z)2(0≤z≤1)与平面z=0围成的锥体，求Ω的形心坐标．参考解析：设力的形心坐标为，根据对称性可知=0．对于0≤z≤1，记D z={(x，y)|x2+(y-z)2≤(1-z)2}，则20 [简答题]设向量组1=(1，2，1)T，2=(1，3，2)T，3=(1，a，3)T为R3的一个基，β=(1，1，1)T，在这组基下的坐标为(b，c，1)T．(I)求a，b，c；(Ⅱ)证明2，3，β为R3的一个基，并求2，3，β到1，2，3的过渡矩阵．参考解析：21 [简答题]已知矩阵(I)求x，y；(II)求可逆矩阵P，使得P-1AP=B．参考解析：(Ⅱ)A的特征值与对应的特征向量分别为B的特征值与对应的特征向量分别为22 [简答题]设随机变量X与Y相互独立，X服从参数为1的指数分布，Y的概率分布为P{Y=-1}=p，P{Y=1}=1-p，(0<p<1)，令Z=XY．(I)求Z的概率密度；(Ⅱ)p为何值时，X与Z不相关?(Ⅲ)X与Z是否相互独立?参考解析：23 [简答题]设总体x的概率密度为其中μ是已知参数，σ>0是未知参数，A是常数，X1，X2，…，X n是来自总体X的简单随机样本．(I)求A；(Ⅱ)求σ2的最大似然估计量．参考解析：。

2019年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）试题参考答案一、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，只有一个选项是符合题目要求的．1、当0x →时，若tan x x −与kx 是同阶无穷小，则k = A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. 【答案】C【解析】3tan ~3x x x −−，所以选C.2、设函数,0,()ln ,0,x x x f x x x x ⎧⎪=⎨>⎪⎩则0x =是()f x 的A. 可导点，极值点.B. 不可导点，极值点.C. 可导点，非极值点.D. 不可导点，非极值点. 【答案】B【解析】0(0)lim ln lim 0x x f x x x x +−→→===，所以连续. 又00ln 0(0)lim lim ln 0x x x x f x x +++→→−'===−∞−,所以不可导. 2,0,()ln 1,0,x x f x x x −<⎧'=⎨+>⎩()f x '在0的去心左右领域内异号,所以是极值点.选B. 3、设{}n u 是单调增加的有界数列，则下列级数中收敛的是A. 1.n n un∞=∑ B.11(1).nn nu ∞=−∑ C. 11(1).n n n uu ∞=+−∑ D.2211().n n n uu ∞+=−∑【答案】D 【解析】取1ln n u n=−，则A 不对；取1n u n =−，则B 、C 不对；而D 选项:2222222212132111()()()lim n n n n n uu u u u u u u ∞++→∞=−=−+−+=−∑,n u 存在极限. 选D.4、设函数2(,).xQ x y y=如果对上半平面(0)y >内的任意有向光滑封闭曲线C 都有(,)d (,)d 0CP x y x Q x y y +=⎰，那么函数(,)P x y 可取为A. 23.x y y− B. 231.x y y −C.11.x y − D. 1.x y− 【答案】D【解析】曲线积分与路径无关，则连续的偏导数21y xP Q y''==，所以C 不选(0x =不连续)，选D.5、设A 是3阶实对称矩阵，E 是3阶单位矩阵. 若22+=A A E ，且4=A ，则二次型T x Ax 规范形为A. 222123.y y y ++B. 222123.y y y +− C. 222123.y y y −− D. 222123.y y y −−− 【答案】C【解答】由22+=A A E ，可知矩阵的特征值满足方程220λλ+−=，解得，1λ=或2λ=−. 再由4=A ，可知1231,2λλλ===−，所以规范形为222123.y y y −−故答案选C.6、如图所示，有3张平面两两相交，交线相互平行，它们的方程123(1,2,3)i i i i a x a y a z d i ++==组成的线性方程组的系数矩阵和增广矩阵分别记为,A A ，则 A. ()2,() 3.r r ==A A B. ()2,() 2.r r ==A A C. ()1,() 2.r r ==A A D. ()1,() 1.r r ==A A 【答案】A.【解答】因为3张平面无公共交线，则说明方程组=Ax b 无解，即()()r r <A A .又因为3张平面两两相交，且交线相互平行，则齐次方程组=Ax 0只有一个线性无关解，所以()2r =A . 故答案选A.7、设,A B 为随机事件，则()()P A P B =充分必要条件是A. ()()().P AB P A P B =+ B. ()()().P AB P A P B =C. ()().P AB P BA =D. ()().P AB P AB = 【答案】C【解析】()()()()()()()()P AB P BA P A P AB P B P AB P A P B =⇔−=−⇔=；选C.8、设随机变量X 和Y 相互独立，且都服从正态分布2(,)N μσ，则{1}P X Y −<A. 与μ无关，而与2σ有关.B. 与μ有关，而与2σ无关. C. 与μ，2σ都有关. D. 与μ，2σ都无关. 【答案】A【解析】2~(0,2X Y N −σ，所以{1}21P X Y −<=Φ=Φ=Φ−；选A二、填空题：9～14小题，每小题4分，共24分． 9、设函数()f u 可导，(sin sin )z f y x xy =−+，则11cos cos z z x x y y∂∂⋅+⋅=∂∂ . 【答案】.cos cos y x x y+ 【解答】因为(sin sin )(cos )z f y x x y x ∂'=−−+∂，(sin sin )cos zf y x y x y∂'=−+∂， 所以11cos cos z zx x y y ∂∂⋅+⋅=∂∂.cos cos y x x y+ 10、微分方程2220yy y '−−=满足条件(0)1y =的特解y = .【答案】y =【解答】因为2220yy y '−−=，可得22d d 2y y x y =+，两边积分可得2ln(2).y x C +=+代入(0)1y =，得ln 3C =，故y =11、幂级数0(1)(2)!n nn x n ∞=−∑在(0,)+∞内的和函数()S x = .【答案】12、设∑为曲面22244(0)x y z z ++=的上侧，则d x y ∑= .【答案】32.3【解答】d x y ∑=224,0d d 2d d x y y y x y y x y ∑+=⎰⎰⎰⎰2π20322d sin d 3r r r θθ==⎰⎰. 13、设123(,,)=A ααα为3阶矩阵. 若12,αα线性无关，且3122=−+ααα，则线性方程组=Ax 0的通解为 .【答案】121k ⎛⎫ ⎪=− ⎪ ⎪⎝⎭x （k 为任意常数）.【解答】由条件3122=−+ααα可知123,,ααα线性相关，又12,αα线性无关，所以()2r =A . 由此可知方程组=Ax 0的基础解系只包含一个线性无关解向量. 再由3122=−+ααα可得1231(,,)201⎛⎫ ⎪−= ⎪ ⎪⎝⎭ααα，所以可取121⎛⎫ ⎪− ⎪ ⎪⎝⎭为一个非零解，故通解为121k ⎛⎫ ⎪=− ⎪ ⎪⎝⎭x （k 为任意常数）.14、设随机变量X 的概率密度为,02,()20,xx f x ⎧<<⎪=⎨⎪⎩其他,()F x 为X 的分布函数，EX 为X 的数学期望，则{()1}P F X EX >−= . 【答案】2.3【解答】由条件可得224()d d 23x EX xf x x x +∞−∞===⎰⎰，且可求得分布函数20,0,(),02,41, 2.x xF x x x <⎧⎪⎪=<⎨⎪⎪⎩故可得12{()1}{()}.33P F X EX P F X >−=>=三、解答题：15～23小题，共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10分） 设函数()y x 是微分方程22e x y xy −'+=满足条件(0)0y =的特解.（1）求()y x ；（2）求曲线()y y x =凹凸区间及拐点.【解】（1）可知方程为一阶线性方程，由通解公式可得通解为212()e[]x y x x C −=+，再由(0)0y =，解得0C =，故特解为212()e.x y x x −=（2）因为222e (1)x y x −'=−，232e(3)x y x x −''=−，由0y ''=得0,x x x === 凹区间为((3,)+∞，凸区间为(,(0,3)−∞，拐点为3322(0,0),().−−16、（本题满分10分）设,a b 为实数，函数222z ax by =++在点(3,4)处的方向导数中，沿方向34=−−l i j 的方向导数最大，最大值为10. （1）求,a b ；（2）求曲面222(0)z ax by z =++的面积.解:（1）2,2x y z ax z by ''==;方向导数沿梯度的方向时最大,此时为梯度的模;而梯度(3,4)(3,4)(,)(6,8)x y grad z z z a b ''==，所以68034a b=>−−,且223664100a b +=,解得1a b ==−. (2)222z x y =−−,所以所求面积2222221d d d x yx y x y S z z x y x y ++''=++=⎰⎰⎰⎰π2013π4d d 3r r θ==⎰. 17、求曲线()esin 0xy x x −=与x 轴之间图形的面积解:设在区间[π,(1)π]n n +(0,1,2,)n =上所围的面积记为n u ,则(1)π(1)πππe |sin |d (1)e sin d n n x n x n n n u x x x x ++−−==−⎰⎰;记e sin d x I x x −=⎰,则e d cos (e cos cos de )x x x I x x x −−−=−=−−⎰⎰e cos e dsin e cos (e sin sin de )x x x x x x x x x x −−−−−=−−=−−−⎰⎰e (cos sin )x x x I −=−+−,所以1e (cos sin )2xI x x C −=−++; 因此(1)π(1)πππ11(1)()e (cos sin )(e e )22n nx n n n n u x x +−−+−=−−+=+; (这里需要注意cos π(1)nn =−)因此所求面积为ππππ0111e 11e 221e 2e 1n n n n u −∞∞−−===+=+=+−−∑∑. 18、()10,1,2n a x n ==⋅⋅⋅⎰设（1）证明数列{}n a 单调递减；且()212,32n nn a a n n −−==⋅⋅⋅+ （2）求1lim−∞→n nn a a（1）证明: 110(0n n n a a x x +−=−<⎰,所以{}n a 单调递减.13331112122122200011(1)[(1)(1)]33n n n n a x d x x x x dx −−−=−−=−−−−⎰⎰1220110021(131()31(),3n n n n n x x x n x x x x n a a −−−−=−−=−−=−⎰⎰⎰从而有()212,32n n n a a n n −−==⋅⋅⋅+; (2)因为211n n n n n n a a a a a a −−<<=,而21lim lim 12n n n n a n a n →∞→∞−−==+,由夹逼准则知1lim1nn n a a →∞−=.19、设Ω是由锥面()()()222101x y z z z +−=−≤≤与平面0z =围成的锥体，求Ω的形心坐标.解: 设形心坐标为(,,)x y z ，由对称性知，0x =，且有22211200()(1)πd d d d d d π(1)d 3x y z z x y z zx y z z Ω+−−==−=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰， 2221120()(1)πd d d d d d π(1)d 12x y z z z x y z z zx y z z z Ω+−−==−=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰， 令,1,1,x u y v w z w =⎧⎪=−+⎨⎪=−⎩则(,,)1(,,)x y z u v w ∂=−∂，所以，22222222211200(,,)d d d (1)d d d (1)d d d (,,)π(1)d d d π(1)d .12u v w u v w u v w x y z y x y z v w u v w v w u v wu v w w wu v w w w Ω+++∂=−+=−+∂=−=−=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰故d d d 14d d d y x y z y x y z ΩΩ==⎰⎰⎰⎰⎰⎰，d d d 14d d d z x y zz x y zΩΩ==⎰⎰⎰⎰⎰⎰. 因此形心坐标为11(0,,).4420、设向量组123(1,2,1),(1,3,2),(1,,3)T T T a ===ααα为3R 的一个基，(1,1,1)T=β在这个基下的坐标(,,1)Tb c .(1)求a, b,c;（2）证明23,,ααβ到123,,,ααα的过渡矩阵.(1)解:易知向量组123,,ααα线性无关,则其行列式不为零,即4a ≠.由123b c β++=ααα可得11,2+31,231,b c b c a b c ++=⎧⎪+=⎨⎪++=⎩从而3,2,2a b c ===−.(2)因为23111|,,|33120231==≠ααβ,因为也是3R 的一个基;设过渡矩阵为P ,则有23123(,,)(,,,)P =ααβααα,从而1231231101(,,)(,,,)0121002P −⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪==− ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ααβααα21.已知矩阵22122002A x −−⎛⎫ ⎪=− ⎪ ⎪−⎝⎭与21001000B y ⎛⎫⎪=− ⎪ ⎪⎝⎭相似.（1） 求x ,y ;（2） 求可逆矩阵P 使得1P AP B −=.解:(1)相似矩阵有相同的特征值,因此有2221,,x y −+−=−+⎧⎪⎨=⎪⎩A B又2(42)x =−−A ,2y =−B ,所以3,2x y ==−. (2)易知B 的特征值为2,1,2−−;因此2102001000r⎛⎫⎪−⎯⎯→ ⎪ ⎪⎝⎭A E ,取T 1(1,2,0)ξ=−,120001000r⎛⎫ ⎪⎯⎯→ ⎪ ⎪⎝⎭A+E ,取T 2(2,1,0)ξ=−,4012021000r⎛⎫ ⎪⎯⎯→− ⎪ ⎪⎝⎭A+E ,取T 3(1,2,4)ξ=−令1123(,,)P ξξξ=,则有111200010002PAP −⎛⎫⎪=− ⎪ ⎪−⎝⎭; 同理可得,对于矩阵B ,有矩阵2110030001P −⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,122200010002P BP −⎛⎫ ⎪=− ⎪ ⎪−⎝⎭,所以111122P AP P BP −−=,即112112B PP APP −−=,所以 112111212004P PP −−−−⎛⎫⎪== ⎪ ⎪⎝⎭.22、设随机变量X 与Y 相互独立，X 服从参数为1的指数分布，Y 的概率分布为(1)P Y p =−=,(1)1P Y p ==−,(01p <<)，令Z XY =.（1） 求Z 的概率密度;（2） p 为何值时，X 与Z 不相关; （3） X 与Z 是否相互独立?【解】（1）Z 的分布函数为()()(1,)(1,)Z F z P XY z P Y X z P Y X z ===−−+=，因为X 与Y 相互独立，且X 的分布函数为1e ,0,()0,0.x X x F x x −⎧−>=⎨⎩因此，e ,0,()[1()](1)()1(1)e ,0.z Z X X zp z F z p F z p F z p z −⎧<=−−+−=⎨−−⎩ 所以，Z 的概率密度为e ,0,()()(1)e ,0.z Z Z zp z f z F z p z −⎧<'==⎨−⎩（2）当22(,)()0Cov X Z EXZ EX EZ EX EY EX EY DX EY =−⋅=⋅−⋅=⋅=时，X 与Z不相关. 因为1DX =，12EY p =−，故1.2p = （3）不独立. 因为(01,1)(01,1)(01)P X Z P X XY P X ==，而1(1)(1)(1)(1e )1Z P Z F p −==−−≠，故(01,1)(01)(1)P X Z P X P Z ≠⋅， 所以X 与Z 不独立. 23、（本题满分11分） 设总体X 的概率密度为22()22e ,,(;)0,,x A xf x x μσμσσμ−−⎧⎪=⎨⎪<⎩μ是已知参数，0σ>是未知参数，A 是常数. 12,,,n X X X 是来自总体X 简单随机样本.（1）求A ；（2）求2σ的最大似然估计量. 【解答】（1）由密度函数的规范性可知()d 1f x x +∞−∞=⎰，即222222()2220ed ed d 12x t t AAx t t μσσσμσσ−−−−+∞+∞+∞−∞====⎰⎰⎰，得A =（2）设似然函数22()22211()(;)i x nni i i L f x μσσσ−−====∏，取对数22221()1ln ()ln ]22ni n x L μσσσ=−=−−∑； 求导数2221224241()()d ln ()1[]d 2222nin i i i x x L nμμσσσσσσ==−−=−+=−+∑∑，令导数为零解得2211()n i i x n σμ==−∑，故2σ的最大似然估计量为2211()n i i X n σμ==−∑.。

2019年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)试题及答案一、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）曲线y=lnx 上与直线1=+y x 垂直的切线方程为 1-=x y .【分析】 本题为基础题型，相当于已知切线的斜率为1，由曲线y=lnx 的导数为1可确定切点的坐标。

【详解】 由11)(ln =='='xx y ，得x=1, 可见切点为)0,1(，于是所求的切线方程为 )1(10-⋅=-x y ， 即 1-=x y .【评注】 本题也可先设切点为)ln ,(00x x ，曲线y=lnx 过此切点的导数为11=='=x y x x ，得10=x ，由此可知所求切线方程为)1(10-⋅=-x y ， 即 1-=x y . （2）已知xx xe e f -=')(，且f(1)=0, 则f(x)=2)(ln 21x . 【分析】 先求出)(x f '的表达式，再积分即可。

【详解】 令t e x=，则t x ln =，于是有t t t f ln )(='， 即 .ln )(x xx f =' 积分得 C x dx x x x f +==⎰2)(ln 21ln )(. 利用初始条件f(1)=0, 得C=0，故所求函数为f(x)= 2)(ln 21x .（3）设L 为正向圆周222=+y x 在第一象限中的部分，则曲线积分⎰-Lydx xdy 2的值为π23 . 【分析】 利用极坐标将曲线用参数方程表示，相应曲线积分可化为定积分。

【详解】 正向圆周222=+y x 在第一象限中的部分，可表示为.20:,sin 2,cos 2πθθθ→⎩⎨⎧==y x于是θθθθθπd ydx xdy L]sin 2sin 22cos 2cos 2[220⋅+⋅=-⎰⎰=.23sin 2202πθθππ=+⎰d（4）欧拉方程)0(024222>=++x y dx dyx dx y d x 的通解为 221x c x c y +=. 【分析】 欧拉方程的求解有固定方法，作变量代换te x =化为常系数线性齐次微分方程即可。

2019最新考研数学模拟试题（含答案）学校：__________考号：__________一、解答题1．a , b , c 取何实数值才能使201lim sin x b x t c x ax →=-⎰ 成立. 解：因为0x →时，sin 0x ax -→而该极限又存在，故b =0.用洛必达法则，有220000,1,lim lim 2cos cos lim 2, 1.sin x x x a x x x x a x a a x→→→≠⎧⎪==⎨--=-=⎪-⎩ 所以 1,0,2a b c ===-或 1,0,0a b c ≠==.2．当Σ为xOy 面内的一个闭区域时，曲面积分()d d ,,R x y x y z ∑⎰⎰与二重积分有什么关系？ 解：因为Σ：z =0，在xOy 面上的投影区域就是Σ故()()d d d d ,,,,0R x y R x y x y z x y ∑∑=±⎰⎰⎰⎰当Σ取的是上侧时为正号，Σ取的是下侧时为负号．3．求n 次多项式1101n n n n y a x a xa x a --=++++的n 阶导数. 解： 1()()1()()()()0100()()()()=()=!n n n n n n n n n n n y a x a x a x a a x a n --=++++⋅ 4．设()ln(1)f x x =+，求()().n fx 解：()1(1)!(ln )(1)n n nn x x --=-⋅ ()()1(1)!()[ln(1)](1)(1)n n n nn f x x x --∴=+=-⋅+.5．求下列函数的高阶导数：⑴ e sin ,x y x =⋅求(4)y； ⑵ 22e ,x y x =⋅求(6)y ； ⑶ 2sin ,y x x =⋅求(80)y .解：⑴e sin e cos e (sin cos )x x xy x x x x '=⋅+⋅=+(4)e (sin cos )e (cos sin )2cos e 2e (cos sin )2e (cos sin )2e (sin cos )=4e sin x x xx x x x y x x x x x y x x y x x x x x''=++-=⋅'''=-=-+---⑵ 6(6)2(6)260(e )()i x i i i y C x -==∑22(6)22(5)22(4)622524222(e )6()(e )15()(e )2e 622e 1522e 32e (21215)x x x x x xx x x x x x x x '''=++=+⋅⋅+⋅⋅=++⑶ 80(80)2()(80)800()(sin )i i i i y C x x -==∑2(80)(79)(78)22(sin )802(sin )31602(sin )πππsin(80)+160sin (79)6320sin (78)222sin 160cos 6320sin .x x x x x x x x x x x x x x x =+⋅⋅+⋅⋅=⋅+⋅⋅+⋅++⋅=--6．球的半径以速率v 改变，球的体积与表面积以怎样的速率改变？解： 324d π,π,.3d r V r A r v t=== 2d d d 4πd d d d d d 8πd d d V V r r v t r t A A r r v t r t=⋅=⋅=⋅=⋅7．一点沿曲线2cos r a ϕ=运动，它的极径以角速度ω旋转，求这动点的横坐标与纵坐标的变化率.解： 22cos 2cos sin sin 2x a y a a ϕϕϕϕ⎧=⎨==⎩ d d d 22cos (sin )2sin 2,d d d d d d 2cos 22cos .d d d x x a a t t y y a a t tϕϕϕωωϕϕϕϕωωϕϕ=⋅=⋅⋅-⋅=-=⋅=⋅=8．求下列初等函数的边际函数、弹性和增长率：(1) y =ax +b ；(其中a ，b ∈R ，a ≠0)解：y ′=a 即为边际函数.弹性为： 1Ey ax a x Ex ax b ax b =⋅⋅=++,。

绝密★启用前2019年全国硕士研究生入学统一考试数 学（一）（科目代码:304）（模拟试卷3）考生注意事项1. 答题前，考生须在答题纸指定位置上填写考生姓名、报考单位和考生编号。

2. 答案必须书写在答题纸指定的位置上，写在其他地方无效。

3. 填（书）写必须使用蓝（黑）色字迹钢笔、圆珠笔或签字笔。

4. 考试结束，将答题纸和试题一并装入试题袋中交回。

【参考答案】一、选择题：1～8小题,每小题4分,共32分.（1）【解】：2,0,[()],012x x f f x xx x+≥⎧⎪=⎨<⎪-⎩，故0x =是[()]f f x 的跳跃间断点。

答案C ． （2）【解】：根据函数曲线的凹凸性可得答案是B.（3）【解】：由于31sin [ln(1n a n ∞=+∑发散，31sin (1)n n a n ∞=-∑绝对收敛，1(1)ln(1nn ∞=-∑条件收敛， 所以原级数条件收敛.（4）【解】：答案B.（5）【解】：答案：D.（6）【解】答案：D.（7）【解】由于Z X Y =+的分布函数为(){}{1,1}{1,1}Z F z P X Y z P X Y z P X Y z =+≤==-≤++=≤-1[(1)(1)]2Y Y F z F z =++-， 1,102z ⎧-<<⎪3λ,1B -,所以B（14）【解】：22(2)(3)3()2()5()6E X Y X Y E X E Y E XY +-=-+=-.三、解答题:15～23小题，共94分.（15）22233111(1(1)[1()]2816ax bx c ax bx x x x o x c ++=+++-++- 233111111=1()()()()2282816c a x b a x b a x o x -++++-+-++， 0x →时23sin ln(1)~x x x +，因此有11110,()0,()0228c a b a -=+=+-=，解得3111()b a x -+. 01n n n ===，1n =011n x=-于是21()()1(1)xf x x x '==--，则 00000221()()()1(1)(1)nnn n n n a a d a x xa nd x a x d nx d s x x x x ∞∞∞===+-+=+=+==---∑∑∑， 所以001()2().22n nn a s a d ∞===+∑（19）【证明】：（Ⅰ）方法一 ()f x 在[0,1]上连续，若()f x 在(0,1)内恒不为零，则必有()f x 恒为正（或者恒为负）由此可得1()d 0f x x >⎰（或者0<）与1()d 0f x x =⎰矛盾，故必(0,1)ξ∃∈使得()0f ξ=；方法二 0()()d xF x f t t =⎰，对()F x 在区间[0,1]上应用拉格朗日中值定理即可；（Ⅱ）令0()()d x F x f t t =⎰，则有(0)(1)0F F ==，由0，2也 对系（22）【解】：（I ）由(,)1f x y dxdy +∞+∞-∞-∞=⎰⎰，可得101,3xAA xdx dy ==⎰⎰由此3A =； （II ）边缘概率密度 123()3(1)01;2Y y f y xdx y y ==-<<⎰， ；且条件概率密度函数 2/2,1(01)1(/)0,X Y xy x y yf x y other⎧<<<<⎪-=⎨⎪⎩；（III ）由于Z XY =，由此根据分布函数知，(){}Z F z P XY z =≤对0z <，()0,1()1Z Z F z z F z =≥=， 对 01,z ≤<312(){}(,)1332xz ZF z P XY z f x y dxdy dy z z =≤==-=-⎰⎰⎰；X。

2019最新考研数学模拟试题（含答案）学校：__________考号：__________一、解答题1．讨论下列广义积分的敛散性：2d (1)(ln )kxx x +∞⎰;解：原式=2122112,1ln(ln )1d(ln ),1(ln )1(ln )1(ln 2),1(ln )11k k kk k x x k x k x k x kk +∞+∞-+∞-+∞-⎧=∞=⎪⎪⎪=∞<=⎨-⎪⎪=>⎪--⎩⎰ 故该广义积分当1k >时收敛；1k ≤时发散.d (2)()()bkaxb a b x >-⎰.解：原式=1100011lim ()()1,1lim ()d()1lim 1ln()b k k b a k a b a k b x b a k k b x b x k k b x εεεεεε+++-----→→-→⎧>⎧⎪⎪=-⎨--⎪-<---=⎪⎨-⎩⎪⎪-=-⎩⎰ 发散,发散, 综上所述，当k <1时，该广义积分收敛，否则发散.2．计算下列向量场A 的散度与旋度： (1)()222222,,y z z x x y =+++A ； 解：()0,2,,y z z x x y --- (2)()222,,x yz x y z x yz =A ；解：()()()()2222226,,,xy x z y y x z z y x --- (3),,y x z yz z x x y ⎛⎫= ⎪⎝⎭A .解：111yz zx xy ++，2222221,,y y z z x x xyz z y x z y x ⎛⎫--- ⎪⎝⎭3．验证函数e sin xy x =满足关系式220y y y '''-+= 证明：e (sin cos )xy x x '=+e (sin cos )e (cos sin )2cos e x x x y x x x x x ''=++-=⋅故222cos e e (2sin 2cos )2e sin 0xxxy y y x x x x '''-+=⋅-++=4．利用泰勒公式求下列极限：⑴ 30sin lim ;x x x x →- ⑵ tan 0e 1lim ;x x x →- (3) 21lim[ln(1)].x x x x →∞-+ 解：⑴ 34sin 0()3!x x x x =-+ 343300[0()]sin 13!lim lim 6x x x x x x x x x x →→--+-∴== ⑵tan 2e 1tan 0(tan )x x x =++tan 200e 11tan 0(tan )1lim lim 1x x x x x x x→→-++-∴== (3) 令1x t=,当x →∞时，0t →，2222022011111lim[2ln(1)]lim[ln(1)]lim{[()]}21()1lim().22x t t t t x x t t o t x t t t t o t t →∞→∞→→-+=-+=--+=-=5．一个水槽长12m ，横截面是等边三角形，其边长为2m ，水以3m 3·min -1的速度注入水槽内，当水深0.5m 时，水面高度上升多快？ 解：当水深为h 时，横截面为212s h ==体积为22212V sh '====d d 2d d V hh t t=⋅ 当h =0.5m 时，31d 3m min d Vt-=⋅.故有d 320.5d h t=⋅， 得d d 4h t = (m 3·min －1).6．验证：拉格朗日定理对函数3()2f x x x =+在区间[0，1]上的正确性.验证：因为()f x 在[0，1]上连续，在（0，1）内可导，满足拉格朗日定理的条件. 由(1)(0)()(10)f f f ξ'-=-得2322ξ=+ 解得ξ=，即存在ξ=使得拉格朗日定理的结论成立.7．设21lim51x x mx nx →++=-,求常数m , n 的值. 解：要使21lim51x x mx nx →++=-成立，则21lim()0x x mx n →++=,即10m n ++= 又2112limlim 2511x x x mx n x mm x →→+++==+=- 得3,4m n ==-8．求下列函数图形的拐点及凹或凸的区间：32(1) 535y x x x =-++；解：23103y x x '=-+610y x ''=-，令0y ''=可得53x =. 当53x <时，0y ''<，故曲线在5(,)3-∞内是凸弧； 当53x >时，0y ''>，故曲线在5[,)3+∞内是凹弧. 因此520,327⎛⎫⎪⎝⎭是曲线的唯一拐点.(2) e xy x -=；解：(1)e , e (2)xxy x y x --'''=-=- 令0y ''=，得x =2当x >2时，0y ''>，即曲线在[2,)+∞内是凹的； 当x <2时，0y ''<，即曲线在(,2]-∞内是凸的. 因此(2，2e －2)为唯一的拐点.4(3) (1)e x y x =++；解：324(1)e , e 12(1)0xxy x y x '''=++=++> 故函数的图形在(,)-∞+∞内是凹的，没有拐点. (4) y =ln (x 2+1)；解：222222(1), 1(1)x x y y x x -'''==++ 令0y ''=得x =－1或x =1.当－1<x <1时，0y ''>，即曲线在[－1，1]内是凹的.当x >1或x <－1时，0y ''<，即在(,1],[1,)-∞-+∞内曲线是凸的. 因此拐点为(－1，ln2)，(1，ln2).arctan (5) e x y =；解：arctan arctan 222112e ,e 1(1)x xx y y x x -'''==++令0y ''=得12x =. 当12x >时，0y ''<，即曲线在1[,)2+∞内是凸的； 当12x <时，0y ''>，即曲线在1(,]2-∞内是凹的， 故有唯一拐点1arctan 21(,e)2. (6) y =x 4(12ln x －7).解：函数y 的定义域为(0，+∞)且在定义域内二阶可导.324(12ln 4),144ln .y x x y x x '''=-=令0y ''=，在(0，+∞)，得x =1.当x >1时，0y ''>，即曲线在[1,)+∞内是凹的; 当0<x <1时，0y ''<，即曲线在(0，1]内是凸的， 故有唯一拐点(1，－7).9．试决定22(3)y k x =-中的k 的值，使曲线的拐点处的法线通过原点. 解：224(3),12(1)y kx x y k x '''=-=- 令0y ''=，解得x =±1，代入原曲线方程得y =4k ， 只要k ≠0，可验证(1，4k )，(－1，4k )是曲线的拐点.18x k y =±'=±，那么拐点处的法线斜率等于18k ，法线方程为18y x k=. 由于(1，4k )，(－1，4k )在此法线上，因此148k k=±, 得22321, 321k k ==-(舍去)故8k ==±10．证明：（1）120lim 0;nn x →∞=⎰证明：当102x ≤≤时，0,n n x ≤≤于是1112200110d (),12n n x x n +≤≤=⋅+⎰⎰ 而111lim()0,12n n n +→∞⋅=+由夹逼准则知：12lim 0.nn x →∞=⎰(2)π40lim sin d 0.n n x x →∞=⎰证明：由中值定理得π440ππsin d sin (0)sin ,44n n x x ξξ=⋅-=⎰其中π0,4ξ≤≤故π4πlim sin d lim sin 0 ( 0sin 1).4n n n n x x ξξ→∞→∞==≤<⎰11．求下列极限：203ln(12)d (1)lim;xx t tx→+⎰解：原式21222300ln(12)22lim lim ln(12).333x x x x x x →→+==+= 2220020e d (2)lim .e d x t x x tt t t→⎡⎤⎣⎦⎰⎰ 解：原式2222222002e d e e d 1lim2lim2lim2.12e e xxt xt xxx x x t tx x x →→→⋅====+⎰⎰12．设()()f x x a x ϕ=-,其中a 为常数，()x ϕ为连续函数，讨论()f x 在x a =处的可导性. 解：()()()()()lim lim ()()()()()()lim lim ()x a x a x a x a f x f a x a x f a a x a x af x f a a x x f a a x a x a ϕϕϕϕ++--+→→-→→--'===----'===---.故当()0a ϕ=时，()f x 在x a =处可导，且()0f a '= 当()0a ϕ≠时，()f x 在x a =处不可导.13．求下列不定积分，并用求导方法验证其结果正确否：d (1)1e xx+⎰; 解：原式=e d 11de ln(1e ).e (1e )e 1e x x xx x x xx x c ⎛⎫==-++- ⎪++⎝⎭⎰⎰ 验证：e 1(ln(1e ))1.1e 1ex xx xx c '-++=-=++ 所以，结论成立.(2)ln(x x ⎰;解：原式=ln(ln(.x x x x x c -=-验证：ln(ln(x x x x c '⎡⎤=++⎣⎦ln(x =所以，结论成立.2(3)ln(1)d x x +⎰;解：原式=2222ln(1)2d ln(1)22arctan 1x x x x x x x x c x+-=+-+++⎰. 验证：2222222ln(1)2ln(1).ln(1)22arctan 11x x x x x x x x c x x'=++⋅-+=+⎡⎤+-++⎣⎦++ 所以，结论正确.(4)x ;解：原式=9212)arcsin (.232x x x c ++=++验证：921arcsin (232x x '+⎡++⎢⎣211(2)32x =++== 所以，结论正确.(5)sin(ln )d x x ⎰;解： 1sin(ln )d sin(ln )cos(ln )d x x x x x x x x=-⋅⋅⎰⎰sin(ln )cos(ln )sin(ln )d x x x x x x =--⎰所以，原式=().sin(ln )cos(ln )2xc x x +- 验证： ()sin(ln )cos(ln )2x c x x '⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦()111sin(ln )cos(ln )cos(ln )sin(ln )22sin(ln ).x x x x x x x x ⎛⎫=+-⋅+⋅ ⎪⎝⎭= 故结论成立.2e (6)d (e 1)xx x x +⎰; 解：原式=1e 1d d d e 1e 1e 11e e 1x x x x xx x x x x x --⎛⎫-=-+=-+ ⎪+++++⎝⎭⎰⎰⎰ ln(1e ).e 1x xxc --=-+++ 验证：22(e 1)e e e ln(1e )(e 1)1e (e 1)e 1x x xx xx x x x x x x c ---'-++--⎡⎤=-=-++⎢⎥++++⎣⎦. 故结论成立.23/2ln (7)d (1)xx x +⎰; 解：原式=1ln d d ln(.x x x c x =-=-++⎰验证：ln(x c '⎤-+⎥⎦2223/223/2(1ln )(1)ln ln .(1)(1)x x x x x x x =++-==++所以，结论成立.sin (8)d 1cos x xx x++⎰;解：原式=2d cos d d tan ln(1cos )1cos 22cos 2x x xx x x x x -=-++⎰⎰⎰tan tan d ln(1cos )22tan ln(1cos )ln(1cos )2tan 2x xx x x xx x x c x x c=--+=++-++=+⎰验证：2221sin sin (tan )tan sec 22221cos 2cos 2cos 22x x x x x x xx c x x x x +'+=+⋅=+=+ 所以，原式成立.(9)()d xf x x ''⎰;解：原式=d ()()()d ()().x f x xf x f x x xf x f x c ''''=-=-+⎰⎰验证：[]()()()().()()f x xf x f x xf x xf x f x c ''''''''=+-=-+ 故结论成立.(10)sin d n x x ⎰ (n >1，且为正整数).解：1sin d sin dcos n n n I x x x x -==-⎰⎰1221212cos sin (1)cos sin d cos sin (1)sin d (1)sin d cos sin (1)(1)n n n n n n n nx x n x x xx x n x x n x x x x n I n I ------=-+-=-+---=-+---⎰⎰⎰ 故 1211cos sin .n n n n I x x I n n---=-+ 验证： 1211cos sin sin d n n n x x x x n n --'-⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦⎰ 22222111sin cos (1)sin cos sin 111sin (1sin )sin sin sin .n n n n n n n n x x n x x x n n n n n x x x x n n n x -----=-⋅-⋅+--=--+= 故结论成立.14．(1) 设1()f x x=，求00()(0);f x x '≠解：00021()().x x f x f x x =''==-(2) 设()(1)(2)(),f x x x x x n =--⋅⋅-求(0).f '解：00()(0)(0)limlim(1)(2)()0(1)!x x n f x f f x x x n x n →→-'==--⋅⋅--=-15．判定下列级数的敛散性：(1) 1n ∞=∑；(2)()()11111661111165451n n +++++⋅⋅⋅-+；(3) ()23133222213333nn n--+-++-；(4)155n +++++；解：(1) (11n S n =++++=从而lim n n S →∞=+∞，故级数发散．(2) 1111111115661111165451111551n S n n n ⎛⎫=-+-+-++- ⎪-+⎝⎭⎛⎫=- ⎪+⎝⎭从而1lim 5n n S →∞=，故原级数收敛，其和为15． (3)此级数为23q =-的等比级数，且|q |<1，故级数收敛． (4)∵n U =lim 10n n U →∞=≠，故级数发散．16．若2lim n n n U →∞存在，证明：级数1nn U∞=∑收敛．证：∵2lim n n n U →∞存在，∴∃M >0，使|n 2U n |≤M ，即n 2|U n |≤M ，|U n |≤2Mn而21n Mn ∞=∑收敛，故1n n U ∞=∑绝对收敛．17．（1）解：112xn n =∞相当于P 级数中P x = 当1P >时112p n n =∞收敛，1P ≤时，112pn n=∞发散. 从而当1x >时，112x n n =∞收敛，1x ≤时，112xn n=∞发散. 从而112xn n=∞的收敛域为(1,)+∞ 从而111(1)2n x n n+=∞-的收敛域为(0,1)(1,)+∞. （2）解：当1x >时，112x n n =∞收敛，则111(1)2n xn n +=∞-收敛.当0x ≤时，111(1)2n x n n+=∞-发散，(0)n U当01x <<时，111(1)2n x n n+=∞-收敛.（莱布尼兹型级数）18．将f (x ) = 2+|x | (-1≤x ≤1)展开成以2为周期的傅里叶级数，并由此求级数211n n∞=∑的和.解：f (x )在(-∞,+∞)内连续，其傅里叶级数处处收敛，由f (x )是偶函数，故b n =0,(n =1,2,…)()()11010d 22d 5a f x x x x -==+=⎰⎰()()()1112cos d 22cos d 0,2,4,64,1,3,5,πn a f x nx x x nx xn n n -==+=⎧⎪-=⎨=⎪⎩⎰⎰所以()()()221cos 21π542π21n n xf x n ∞=-=--∑，x ∈[-1,1]取x =0得，()2211π821n n ∞==-∑，故()()22222111111111π48212n n n n n n n n ∞∞∞∞=====+=+-∑∑∑∑ 所以211π6n n ∞==∑19．设f (x )是周期为2的周期函数，它在[-1,1]上的表达式为f (x )=e -x，试将f (x )展成傅里叶级数的复数形式.解：函数f (x )在x ≠2k +1，k =0,±1,±2处连续.()()()[]()()()π1π111π11211e d e e d 221e 21πe e 1121π1πsinh111πn i x l x in x l n l x n i n n c f x x xl n i n in in ------+--===-+-=⋅⋅-+-=⋅⋅-+⎰⎰故f (x )的傅里叶级数的复数形式为()()()()π21π1sinh1e 1πn in xn in f x n ∞=-∞⋅--=+∑ (x ≠2k +1，k =0,±1,±2,…)20．求如图所示的三角形脉冲函数的频谱函数.解：()202202E T E t t T f t E T E t t T ⎧+-≤≤⎪⎪=⎨⎪-<≤⎪⎩()()02022e d 22e d e d 41cos 2i t Ti t i tT F f tt E E t t E t E t T T E T T ωωωωωω+∞--∞---=⎛⎫⎛⎫=++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=- ⎪⎝⎭⎰⎰⎰21．设L 为xOy 面内直线x =a 上的一段，证明：(),d 0LP x y x =⎰其中P (x , y )在L 上连续．证：设L 是直线x =a 上由(a ,b 1)到(a ,b 2)这一段，则 L ：12x ab t b y t =⎧≤≤⎨=⎩，始点参数为t =b 1，终点参数为t =b 2故 ()()()221d ,d d 0d 0d b b L b b a P x y x P a,t t P a,t t t ⎛⎫=⋅=⋅= ⎪⎝⎭⎰⎰⎰22．计算()()d d Lx y x y x y ++-⎰，其中L 是(1)抛物线y 2=x 上从点(1,1)到点(4,2)的一段弧； (2)从点(1,1)到点(4,2)的直线段；(3)先沿直线从(1,1)到点(1,2)，然后再沿直线到点(4,2)的折线； (4)曲线x = 2t 2+t +1, y = t 2+1上从点(1,1)到点(4,2)的一段弧． 解：(1)L ：2x y y y ⎧=⎨=⎩，y ：1→2，故()()()()()2221232124321d d 21d 2d 111232343L x y x y x yy y y y y yy y y yy y y ++-⎡⎤=+⋅+-⋅⎣⎦=++⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦=⎰⎰⎰ (2)从(1,1)到(4,2)的直线段方程为x =3y -2，y ：1→2 故()()()()()2121221d d 32332d 104d 5411L x y x y x yy y y y y y yy y ++-=-+⋅+-+⎡⎤⎣⎦=-⎡⎤=-⎣⎦=⎰⎰⎰ (3)设从点(1,1) 到点(1,2)的线段为L 1，从点(1,2)到(4,2)的线段为L 2，则L =L 1+L 2．且 L 1：1x y y =⎧⎨=⎩，y ：1→2；L 2：2x x y =⎧⎨=⎩，x ：1→4；故()()()()()12122211d d 101d 1d 212L x y x y x yy y y y y y y ++-=+⋅+-⎡⎤⎣⎦⎡⎤=-=-⎢⎥⎣⎦=⎰⎰⎰()()()()()()24144211d d 220d 12d 22272L x y x y x yx x x x x x ++-=++-⋅⎡⎤⎣⎦⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦=⎰⎰⎰从而()()()()()12d d d d 1271422LL L x y x y x yx y x y x y++-=+++-=+=⎰⎰⎰(4)易得起点(1,1)对应的参数t 1=0，终点(4,2)对应的参数t 2=1，故()()()()()()122132014320d d 32412d 10592d 10592432323L x y x y x y t t t tt t tt t t tt t t t ++-⎡⎤=++++--⋅⎣⎦=+++⎡⎤=+++⎢⎥⎣⎦=⎰⎰⎰23．求下列函数在所示点的导数： (1)()sin cos t f t t ⎛⎫= ⎪⎝⎭，在点π4t =；解：()π4f ⎛⎫⎪'= ⎝ (2)()22,x y g x y x y +⎛⎫= ⎪ ⎪+⎝⎭，在点()(),1,2x y =；解：()111,224g ⎛⎫= ⎪⎝⎭(3)sin cos u v u T u v v v ⎛⎫⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭，在点π1u v ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭； 解：1010101T -⎛⎫⎛⎫ ⎪'=- ⎪ ⎪π⎝⎭ ⎪⎝⎭(4)2222232u x y v x x y w x y y ⎧=-⎪=-⎨⎪=-⎩在点()3,2-. 解：6266362-⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪--⎝⎭24．求22224428u x y z x y x y z =+++-+-在点，，，1，1，1，1，1，1(000)()()O A B ---的梯度，并求梯度为零的点.解：()()()()54,2,8,2,10,6,10,6,10,3,,42-------25．利用换元法求下列积分：2(1)cos()d x x x ⎰;解：原式=22211cos d sin .22x x x c =+⎰(2)x ;解：原式=12333(sin cos )d(sin cos )(sin cos ).2x x x x x x c ---=-+⎰2d (3)21xx -⎰;解：原式=1d 112x c =+-+⎰.c =+3(4)cos d x x ⎰;解：原式=231(1sin )dsin sin sin .3x x x x c -=-+⎰(5)cos cos d 2xx x ⎰；解：原式=1133d sin sin .cos cos 232222x x x x c x ⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭⎰ (6)sin 2cos3d x x x ⎰;解：原式=111(sin 5sin )d cos cos5.2210x x x x x c -=-+⎰2arccos (7)xx ;解：原式=2arccos 2arccos 1110d(2arccos )10.22ln10x xx c -=-⋅+⎰ 21ln (8)d (ln )x x x x +⎰; 解：原式=21(ln )d(ln ).ln x x x x c x x-=-+⎰(9)x ;解：原式=2.c =+⎰ln tan (10)d cos sin xx x x⎰;解：原式=21ln tan d(ln tan )(ln tan ).2x x x c =+⎰5(11)e d x x -⎰;解：原式=51e 5x c --+.d (12)12xx-⎰; 解：原式=1ln .122c x -+-(13)t ; 解：原式=.c =-⎰102(14)tan sec d x x x ⎰;解：原式=10111tan d(tan )tan .10x x x c =+⎰2d (15)ln xx x⎰;解：原式=21(ln )d(ln ).ln x x c x--=+⎰(16)x ⎰;解：原式=ln .c =-+⎰sin cos x x解：原式=2d d tan ln .tan tan cos tan x xc x x x x ==+⎰⎰ 2(18)e d x x x -⎰;解：原式=22211e d()e .22x x x c ----=-+⎰10(19)(4)d x x +⎰;解：原式=111(4)11x c ++. (20)⎰解：原式=123311(23)d(23)(23)32x x x c ----=--+⎰.2(21)cos()d x x x ⎰;解：原式=2211sin()sin().22d x x c =+⎰(22)x ; 解：原式=122222d 1()d()2x x a a x a x -⎛⎫ ⎪=--⎰arcsin .xa c a=⋅ d (23)e ex xx-+⎰; 解：原式=2d(e )arctane .1(e )x xx c =++⎰ ln (24)d xx x⎰; 解：原式=21ln d(ln )(ln ).2x x x c =+⎰23(25)sin cos d x x x ⎰;解：原式=223511sin (1sin )d(sin )sin sin .35x x x x x c -=-+⎰解：原式32tan 444sec cos 1sin d d d(sin )tan sin sin x tt t tt t t t t t =-==⎰⎰⎰令311,3sin sin c t t=-++ 又cos t t ==故上式.c =+ (27)d ln |1|ln(1.1tt t t c c t =-++=++(28);x 解：原式3sec 223tan d 3(sec 1)d 3tan 3x tt t t t t t c ==-=-+⎰⎰令,又3tan arccos ,t t x ===故上式33arccosc x+.(29);解：原式2tan 3sec d cos d sin sec x ttt t t t c t ===+⎰⎰令,又sec t =所以sin t =,故上式c =.(30).解：原式sin cos d sin cos x ttt t t =+⎰令① sin d sin cos tt t t +⎰②① + ② = t + c 1② － ① = ln |sin t +cos t | + c 2故cos 1d ln sin cos sin cos 2211arcsin ln .22t t t ct t t t x c x =++++=++⎰26．作适当坐标变换，计算下列二重积分： (1)22d d Dx y x y ⎰⎰,其中D 是由xy =2, xy =4, x =y , y =3x 在第一象限所围平面区域；(2)()222d d ,{1};(,)D x y D x y y x y x =+≤+⎰⎰(3)122201d ()d ,xxx x y y --+⎰⎰令x =v , x +y =u ;(4)22222222d d ,:1;D x y x y x y D a b ab ⎛⎫+≤+ ⎪⎝⎭⎰⎰ (5){}2222d d ,;9(,)4Dx y D x y x y x y =+≤+-⎰⎰(6){}2222d d ,.4(,)2Dx y D x y x y x y y =+≤+-⎰⎰解：(1)积分区域D 如图10-23所示：图10-23令xy =u ,yv x=,则4,13)x y u v ==≤≤≤≤(,)1.(,)2xxx y u v J yy u v v uv ∂∂∂∂∂====∂∂∂∂∂ 于是：4333422221212241311281d d d d d d ln 3.ln 22323D u v u x y x y u u v v u u v v v ≤≤≤≤=⋅==⋅=⎰⎰⎰⎰⎰⎰ (2)积分区域D 如图10-24所示。

2019全国硕士研究生考研数学一真题及答案解析一、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，只有一个选项是符合题目要求的.1.当0→x 时，若x x tan -与kx 是同阶无穷小，则=k A.1. B.2.C.3.D.4.2.设函数⎩⎨⎧>≤=,0,ln ,0,)(x x x x x x x f 则0=x 是)(x f 的A.可导点，极值点.B.不可导点，极值点.C.可导点，非极值点.D.不可导点，非极值点.3.设{}n u 是单调增加的有界数列，则下列级数中收敛的是A..1∑∞=n n nu B.nn n u 1)1(1∑∞=-.C.∑∞=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-111n n n u u . D.()∑∞=+-1221n n n u u.4.设函数2),(y xy x Q =，如果对上半平面（0>y ）内的任意有向光滑封闭曲线C 都有⎰=+Cdy y x Q dx y x P 0),(),(，那么函数),(y x P 可取为A.32yx y -.B.321yx y -.C.y x 11-. D.yx 1-.5.设A 是3阶实对称矩阵，E 是3阶单位矩阵.若E A A 22=+，且4=A ，则二次型Ax x T 的规范形为A.232221y y y ++. B.232221y y y -+.C.232221y y y --. D.232221y y y ---.6.如图所示，有3张平面两两相交，交线相互平行，它们的方程)3,2,1(321==++i d z a y a x a i i i i 组成的线性方程组的系数矩阵和增广矩阵分别记为A A ,，则A..3)(,2)(==A r A r B..2(,2)(==A r A r C..2(,1)(==A r A r D..1)(,1)(==A r A r 7.设B A ,为随机事件，则)()(B P A P =的充分必要条件是A.).()()(B P A P B A P += B.).()()(B P A P AB P =C.((A B P B A P =D.()(B A P AB P =8.设随机变量X 与Y 相互独立，且都服从正态分布),(2σμN ，则{}1<-Y X P A.与μ无关，而与2σ有关.B.与μ有关，而与2σ无关.C.与2,σμ都有关.D.与2,σμ都无关.二、填空题：9~14小题，每小题4分，共24分.9.设函数)(u f 可导，,)sin (sin xy x y f z +-=则yz cosy x z cosx ∂∂⋅+∂∂⋅11=.10.微分方程02'22=--y y y 满足条件1)0(=y 的特解=y .11.幂级数nn n n ∑∞=-0)!2()1(在)0∞+，（内的和函数=)(x S .12.设∑为曲面)0(44222≥=++z z y x 的上侧，则dxdy z x z⎰⎰--2244=.13.设），，（321αααA =为3阶矩阵.若21αα，线性无关，且2132ααα+-=，则线性方程组0=x A 的通解为.14.设随机变量X 的概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧<<=，其他，20,2)(x xx f ）（x F 为X 的分布函数，X E 为X 的数学期望，则{}=->1X X F P E ）（.三、解答题：15~23小题，共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10分）设函数)(x y 是微分方程2'2x e xy y -=+满足条件0)0(=y 的特解.（1）求)(x y ；（2）求曲线)(x y y =的凹凸区间及拐点.16.（本题满分10分）设b a ,为实数，函数222by ax z ++=在点（3，4）处的方向导数中，沿方向j i l 43--=的方向导数最大，最大值为10.（1）求b a ,；（2）求曲面222by ax z ++=（0≥z ）的面积.17.求曲线)0(sin ≥=-x x ey x与x 轴之间图形的面积.18.设dx x x a n n ⎰-=121，n =（0，1，2…）（1）证明数列{}n a 单调减少，且221-+-=n n a n n a （n =2，3…）（2）求1lim-∞→n nn a a .19.设Ω是锥面())10()1(2222≤≤-=-+z z y x 与平面0=z 围成的锥体，求Ω的形心坐标.20.设向量组T T T a )3,,1(,)2,3,1(,)1,2,1(321===ααα，为3R 的一个基，T)1,1,1(=β在这个基下的坐标为T c b )1,,(.（1）求c b a ,,.（2）证明32,a a ，β为3R 的一个基，并求,,32a a β到321,,a a a 的过度矩阵.21.已知矩阵⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧----=20022122x A 与⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-=y B 00010012相似（1）求y x ,.（2）求可可逆矩阵P ，使得.1B AP P =-22.设随机变量X 与Y 相互独立，X 服从参数为1的指数分布，Y 的概率分布为{}{}),10(,11,1<<-===-=p p Y P p Y P 令XYZ =（1）求z 的概率密度.（2）p 为何值时，X 与Z 不相关.（3）X 与Z 是否相互独立?23.（本题满分11分）设总体X 的概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧<≥--=,0,2)(),(222μμσσA σx x u x e x f 其中μ是已知参数，0>σ是未知参数，A 是常数，n X …X X ，，21来自总体X 的简单随机样本.（1）求A ；（2）求2σ的最大似然估计量2019年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题解析1.C2.B3.D4.D5.C6.A7.C8.A9.yx x y cos cos +10.23-xe 11.xcos 12.33213.，T)1,2,1(-k k 为任意常数.14.3215.解：（1）)()()(2222c x ec dx e ee x y x xdxx xdx+=+⎰⎰=---⎰，又0)0(=y ，故0=c ，因此.)(221x xex y -=（2）22221221221)1(x x x ex ex ey ----=-='，222221221321221)3()3()1(2x x x x ex x ex x xe x xey -----=-=---=''，令0=''y 得3,0±=x x)3,(--∞3-)0,3(-0)3,0(3),3(+∞y ''-+-+y凸拐点凹拐点凸拐点凹所以，曲线)(x y y =的凹区间为)0,3(-和),3(+∞，凸区间为)3,(--∞和)3,0(,拐点为)0,0(，)3,3(23---e，)3,3(23-e .16.解：（1）)2,2(by ax z =grad ，)8,6()4,3(b a z =grad ，由题设可得，4836-=-ba ，即b a =，又()()108622=+=b a z grad ，所以，.1-==b a（2）dxdy y z x z S y x ⎰⎰≤+∂∂+∂∂+=22222)()(1=dxdy y x y x ⎰⎰≤+-+-+22222)2()2(1=dxdyy x y x ⎰⎰≤+++22222441=ρρρθπd d ⎰⎰+202241=2232)41(1212ρπ+⋅=.313π17.18.19.由对称性，2,0==y x ，⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰--===ΩΩ1210211)1()1(dz z dz z z dxdy dz dxdy zdz dv zdv z zzD D ππ=.4131121)1()1(1212==--⎰⎰dz z dz z z 20.（1）123=b c βααα++即11112311231b c a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭，解得322a b c =⎧⎪=⎨⎪=-⎩.（2）()23111111=331011231001ααβ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥→-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，，，所以()233r ααβ=，，，则23ααβ，，可为3R 的一个基.()()12323=Pαααααβ，，，，则()()1231231101=0121002P ααβααα-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，，，，.21.（1）A 与B 相似，则()()tr A tr B =，A B =，即41482x y x y -=+⎧⎨-=-⎩，解得32x y =⎧⎨=-⎩（2）A 的特征值与对应的特征向量分别为1=2λ，11=20α⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪⎝⎭；2=1λ-，22=10α-⎛⎫ ⎪ ⎪⎪⎝⎭；3=2λ-，31=24α-⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭.所以存在()1123=P ααα,,，使得111212P AP -⎡⎤⎢⎥=Λ=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦.B 的特征值与对应的特征向量分别为1=2λ，11=00ξ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭；2=1λ-，21=30ξ⎛⎫ ⎪- ⎪⎪⎝⎭；3=2λ-，30=01ξ⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭.所以存在()2123=P ξξξ,,，使得122212P AP -⎡⎤⎢⎥=Λ=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦.所以112211=P AP P AP --=Λ，即1112112B P P APP P AP ---==其中112111212004P PP --⎡⎤⎢⎥==--⎢⎥⎢⎥⎣⎦.22.解：（I ）Z 的分布函数(){}{}{}{}(){},1,11F z P XY z P XY z Y P XY z Y pP X z p P X z =≤=≤=-+≤==≥-+-≤从而当0z ≤时，()zF z pe =；当0z >时，()()()()1111z zF z p p e p e --=+--=--则Z 的概率密度为()(),01,0zzpez f z p e z -⎧<⎪=⎨->⎪⎩.（II ）由条件可得()()()()()()()()()22E XZ E X E Z E X E Y E X E Y D X E Y -=-=，又()()1,12D X E Y p ==-，从而当12p =时，(),0Cov X Z =，即,X Z 不相关.（III ）由上知当12p ≠时，,X Z 相关，从而不独立；当12p =时，121111111111,,,,2222222222112P X Z P X XY P X X P X X F e -⎧⎫⎧⎫⎧⎫⎧⎫≤≤=≤≤=≤≥-+≤≤⎨⎨⎬⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭⎩⎭⎩⎭⎛⎫⎛⎫==- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭而12112P X e -⎧⎫≤=-⎨⎬⎩⎭，121111112222222P Z P X P X e -⎛⎫⎧⎫⎧⎫⎧⎫≤=≤+≥-=-⎨⎬⎨⎬⎨⎬ ⎪⎩⎭⎩⎭⎩⎭⎝⎭，显然1111,2222P X Z P X P Z ⎧⎫⎧⎫⎧⎫≤≤≠≤≤⎨⎬⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭⎩⎭，即,X Z 不独立.从而,X Z 不独立.23.解：（I ）由()2221x Aedx μσμσ--+∞=⎰t =212t e dt +∞-==⎰，从而A =（II ）构造似然函数()()22112212,,1,2,,,,,,0,ni i n x i n A e x i n L x x x μσμσσ=--⎧∑⎛⎫⎪≥= ⎪=⎨⎝⎭⎪⎩L L 其他，当,1,2,,i x i n μ≥=L 时，取对数得()22211ln ln ln 22ni i n L n A x σμσ==---∑，求导并令其为零，可得()22241ln 1022nii d L n x d μσσσ==-+-=∑，解得2σ的最大似然估计量为()211n ii x n μ=-∑.。

2019年全国硕士研究生入学统一考试数学(一)真题及解析（江南博哥）1 [单选题]当x→0时，x-tanx与x k是同阶无穷小，则k=( )．A.1B.2C.3D.4正确答案：C参考解析：因，若要x一tanx与x‘是同阶无穷小，则k=3，故选C项．2 [单选题]A.可导点，极值点B.不可导点，极值点C.可导点，非极值点D.不可导点，非极值点正确答案：B参考解析：因为不存在，所以x=0是f(x)的不可导点；又因为f(x)连续，当x<0时,f’(x)=-2x>0，当0<x<e-1时,f’(x)=lnx+1<0，所以x=0是f(x)的极值点．3 [单选题]设{u n}是单调增加的有界数列，则下列级数中收敛的是( )．A.B.C.D.正确答案：D参考解析：由单调有界收敛定理知{u n}极限存在，由有界性知了C>0满足|u n|≤C，绝对收敛．4 [单选题]，如果对上半平面(y>O)内的任意有向光滑封闭曲线C都有Q(x，y)dy=0，那么函数P(x，y)可取为( )．A.B.C.D.正确答案：D参考解析：由题意知，积分与路径无关，则，故只需选择在上半平面有连续偏导数，且满足的P函数只有D项．5 [单选题]设A是三阶实对称矩阵，E是三阶单位矩阵，若A2+A=2E，且|A|=4，则二次型x T Ax的规范形为( )．A.B.C.D.正确答案：C参考解析：设λ是A的特征值，根据A2+A=2E，得λ2+λ=2，解得λ=1或-2，所以A的特征值是1或-2．因为|A|=4，所以A的三个特征值为1，-2，-2，从而二次型x T Ax的规范形为；，故选c项．6 [单选题]如图所示，有3张平面两两相交，交线相互平行，它们的方程a i1x+a i2y+a i3z=d i(i=1，2，3)组成的线性方程组的系数矩阵和增广矩阵分别记为A，，则( )．A.r(A)=2，r()=3B.r(A)=2，r()=2C.r(A)=1，r()=2D.r(A)=1，r()=1正确答案：A参考解析：由题意知3张平面无公共交点，且交线相互平行，所以r(A)≠r()，故排除B和D选项；又因为它们两两相交于一条直线，故其中任意两个平面不平行，所以2=r(A)，r()=3，故选A项．7 [单选题]设A，B为随机事件，则P(A)=P(B)的充分必要条件是( )．A.P(A∪B)=P(A)+P(B)B.P(AB)=P(A)P(B)C.P(A)=P(B)D.P(AB)=P()正确答案：C参考解析：因为P(A)=P(A)-P(AB)，P(B)=P(B)-P(AB)，所以P(A)=P(B)(A)=P(B)，故选C项．8 [单选题]设随机变量X和Y相互独立，且都服从正态分布N(μ，σ2)，则P{|X-Y|<1}( )．A.与μ无关，而与σ2有关B.与μ有关，而与σ2无关C.与μ，σ2都有关D.与μ，σ2都无关正确答案：A参考解析：X～N(μ，σ2)，Y～N(μ，σ2)，且X与Y相互独立，则E(X—Y)=0，D(X—Y)=D(X)+D(Y)=2σ2，与μ无关，而与σ2有关．故选A项．9 [填空题]设函数f(u)可导，z=f(siny-sinx)+xy，则参考解析：【解析】10 [填空题]微分方程2yy’-y2-2=0满足条件y(0)=1的特解为______．参考解析：【解析】11 [填空题]幂级数内的和函数S(x)=______．参考解析：【解析】12 [填空题]设∑为曲面x2+y2+4z2=4(z≥0)的上侧，则参考解析：【解析】将曲面方程代入积分表达式，原积分为13 [填空题]设A=1，2，3为三阶矩阵，若1，2线性无关，且3=-1+22，则线性方程组Ax=0的通解为_______．参考解析：【解析】∵1，2线性无关，∴r(A)≥2．∵3=-1+22，∴r(A)<3，∴r(A)=2，∴Ax=0的基础解系中有n-r(A)=3-2=1个线性无关的解向量．∵1-22+3=0，14 [填空题]设随机变量x的概率密度为F(X)为X的分布函数，E(X)为X的数学期望，则P{F(X)>E(X)-1}=．参考解析：【解析】方法一方法二易知Y=F(X)~U(0，1)，15 [简答题]设函数y(x)是微分方程满足条件y(0)=0的特解．(I)求y(x)；(Ⅱ)求曲线y=y(x)的凹凸区间及拐点．参考解析：(I)16 [简答题]设a，b为实数，函数z=2+ax2+by2在点(3，4)处的方向导数中，沿方向l=-3i-4j的方向导数最大，最大值为10．(I)求a，b；(11)求曲面z=2+ax2+by2(z≥0)的面积．参考解析：(I)函数梯度为▽=(2ax，2by)，则函数在点(3，4)处的梯度为(6a，8b)，则可知沿方向(-3，-4)的最大方向导数为17 [简答题]求曲线y=e-x sinx(x≥0)与x轴之间所成图形的面积．参考解析：18 [简答题](Ⅰ)证明：数列{a n}单调递减，且(Ⅱ)参考解析：证明：19 [简答题]设Ω是由锥面x2+(y-z)2=(1-z)2(0≤z≤1)与平面z=0围成的锥体，求Ω的形心坐标．参考解析：设力的形心坐标为，根据对称性可知=0．对于0≤z≤1，记D z={(x，y)|x2+(y-z)2≤(1-z)2}，则20 [简答题]设向量组1=(1，2，1)T，2=(1，3，2)T，3=(1，a，3)T为R3的一个基，β=(1，1，1)T，在这组基下的坐标为(b，c，1)T．(I)求a，b，c；(Ⅱ)证明2，3，β为R3的一个基，并求2，3，β到1，2，3的过渡矩阵．参考解析：21 [简答题]已知矩阵(I)求x，y；(II)求可逆矩阵P，使得P-1AP=B．参考解析：(Ⅱ)A的特征值与对应的特征向量分别为B的特征值与对应的特征向量分别为22 [简答题]设随机变量X与Y相互独立，X服从参数为1的指数分布，Y的概率分布为P{Y=-1}=p，P{Y=1}=1-p，(0<p<1)，令Z=XY．(I)求Z的概率密度；(Ⅱ)p为何值时，X与Z不相关?(Ⅲ)X与Z是否相互独立?参考解析：23 [简答题]设总体x的概率密度为其中μ是已知参数，σ>0是未知参数，A是常数，X1，X2，…，X n是来自总体X的简单随机样本．(I)求A；(Ⅱ)求σ2的最大似然估计量．参考解析：。