2003年数学真题及其解析三

绝密★启用前2003年普通高等学校招生全国统一考试数 学(理工农医类)一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的. 1．已知==-∈x tg x x 2,54cos ),0,2(则π（ ）A ．247 B ．247-C ．724 D ．724- 2．圆锥曲线的准线方程是θθρ2cos sin 8=（ ）A ．2cos -=θρB ．2cos =θρC ．2sin -=θρD ．2sin =θρ3．设函数的取值范围是则若0021,1)(,.0,,0,12)(x x f x x x x f x >⎪⎩⎪⎨⎧>≤-=- （ ）A ．（－1，1）B ．（－1，+∞）C ．),0()2,(+∞⋃--∞D ．),1()1,(+∞⋃--∞4．函数)cos (sin sin 2x x x y +=的最大值为 （ ）A ．21+B ．12-C ．2D ．25．已知圆截得被当直线及直线C l y x l a x a x C .03:)0(4)2()(:22=+->=-+-的弦长为32时，则a =（ ）A ．2B ．22-C ．12-D ．12+6．已知圆锥的底面半径为R ，高为3R ，在它的所有内接圆柱中，全面积的最大值是（ ） A ．22R πB ．249R πC ．238R πD ．223r π7．已知方程0)2)(2(22=+-+-n x x m x x 的四个根组成的一个首项为41的等差数列，则 =-||n m（ ）A ．1B ．43 C ．21 D ．83 8．已知双曲线中心在原点且一个焦点为与其相交于直线1),0,7(-=x y F M 、N 两点，MN 中点的横坐标为,32-则此双曲线的方程是 （ ）A ．14322=-y x B ．13422=-y xC ．12522=-y xD ．15222=-y x 9．函数=∈=-)(]23,2[,sin )(1x f x x x f 的反函数ππ（ ）A ．]1,1[,arcsin -∈-x xB ．]1,1[,arcsin -∈--x x πC ．]1,1[,arcsin -∈+-x x πD ．]1,1[,arcsin -∈-x x π10．已知长方形的四个项点A （0，0），B （2，0），C （2，1）和D （0，1），一质点从AB 的中点P 0沿与AB 夹角为θ的方向射到BC 上的点P 1后，依次反射到CD 、DA 和AB上的点P 2、P 3和P 4（入射解等于反射角），设P 4坐标为（θtg ,2x 1),0,44则若<<x 的取值范围是（ ）A ．)1,31(B ．)32,31(C ．)21,52(D ．)32,52(11．=++++++++∞→)(lim 11413122242322nnn C C C C n C C C C（ ）A ．3B ．31C ．61 D ．612．一个四面体的所有棱长都为2，四个项点在同一球面上，则此球的表面积为 （ ）A ．3πB ．4πC ．3π3D ．6π二、填空题：本大题共4小题，每小题4分，共16分，把答案填在题中横线上.13．92)21(xx -展开式中9x 的系数是 . 14．使1)(log 2+<-x x 成立的x 的取值范围是 .15．如图，一个地区分为5个行政区域，现给地图着色，要求相邻区域不得 使用同一颜色，现有4种颜色可 供选择，则不同的着色方法共有 种.（以数字作答） 16．下列五个正方体图形中，l 是正方体的一条对角线，点M 、N 、P 分别为具所在棱的中点，能得出l ⊥面MNP 的图形的序号是 .（写出所有符合要求的图形序号）三、解答题：本大题共6小题，共74分. 解答应写出文字的说明，证明过程或演算步骤. 17．（本小题满分12分）已知复数z 的辐角为60°，且|1|-z 是||z 和|2|-z 的等比中项. 求||z .18．(本小题满分12分) 如图，在直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中，底面是等腰直角三形，∠ACB=90°，侧棱AA 1=2，D 、E 分别是CC 1与A 1B 的中点，点E 在平面ABD 上的射影是△ABD 的重心G. （Ⅰ）求A 1B 与平面ABD 所成角的大小（结果用反三角函数值表示）； （Ⅱ）求点A 1到平面AED 的距离. 19．（本小题满分12分）已知.0 c 设P ：函数xc y =在R 上单调递减.Q ：不等式1|2|>-+c x x 的解集为R ，如果P 和Q 有且仅有一个正确，求c 的取值范围. 20．（本小题满分12分）在某海滨城市附近海面有一台风，据监测，当前台风中心位于城市O （如图）的东偏南)102arccos(=θθ方向300km 的海面P 处，并以20km/h 的速度向西偏北45°方向移动. 台风侵袭的范围为圆形区域，当前半径为60km,并以10km/h 的速度不断增大. 问几小时后该城市开始受到台风的侵袭？ 21．（本小题满分14分）已知常数,0>a 在矩形ABCD 中，AB=4，BC=4a ，O 为AB 的中点，点E 、F 、G 分别在BC 、CD 、DA 上移动，且DADGCD CF BC BE ==，P 为GE 与OF 的交点（如图），问是否存在两个定点，使P 到这两点的距离的和为定值？若存在，求出这两点的坐标及此定值；若不存在，请说明理由. 22．（本小题满分12分，附加题4分）（Ⅰ）设Z}t s,,0|2{2}{t ∈<≤+且是集合t s a sn 中所有的数从小到大排列成的数列，即.,12,10,9,6,5,3654321 ======a a a a a a将数列}{n a 各项按照上小下大，左小右大的原则写成如下的三角形数表： 35 69 10 12— — — —— — — — — （i ）写出这个三角形数表的第四行、第五行各数； （i i ）求100a .（Ⅱ）（本小题为附加题，如果解答正确，加4分，但全卷总分不超过150分）设Z}t s,r,,0|22{2}{r ∈<<≤++且是集合t s r b st n 中所有的数都是从小到大排列成的数列，已知k.,1160求=k b绝密★启用前2003年普通高等学校招生全国统一考试数 学(理工农医类)答案一、选择题1．D 2．C 3．D 4．A 5．C 6．B 7．C 8．D 9．D 10．C 11．B 12．A 二、填空题 13．221-14．（-1，0） 15．72 16．①④⑤ 三、解答题： 17． 解：设)60sin 60cos r r z+=，则复数.2rz 的实部为2,r z z r z z ==-由题设.12||).(12,12:.012,421,)2)(2(||)1)(1(:|2||||1|2222-=--=-==-++-=+-∴--=---⋅=-z r r r r r r r r r z z z z z z z z 即舍去解得整理得即 18．（Ⅰ）解：连结BG ，则BG 是BE 在ABD 的射影，即∠EBG 是A 1B 与平面ABD 所成的角. 设F 为AB 中点，连结EF 、FC ，.32arcsin .323136sin .3,32,22,2.36321,2)4(.3,1,31.,,,,,,112211所成的角是与平面于是分中在直角三角形的重心是连结为矩形平面又的中点分别是ABD B A EB EG EBG EB B A AB CD FC EG ED FD EF FD FD FG EF EFD DF G ADB G DE CDEF ABC DC B A CC E D ∴=⋅==∠∴===∴===⨯===∴==⋅=∈∴∆∴⊥（Ⅱ）解：,,,F AB EF EF ED AB ED=⋂⊥⊥又.36236232222,.,.,.,.,111111*********的距离为到平面中在的距离到平面是即平面垂足为作面且面平面平面面又面AED A AB B A A A K A AB A AED A K A AED K A K AE K A AE AB A AED AB A AED AED ED AB A ED ∴=⨯=⋅=∆⊥∴⊥=⋂⊥∴⊂⊥∴19． 解：函数x c y =在R 上单调递减.10<<⇔c不等式.1|2|1|2|上恒大于在函数的解集为R c x x y R c x x -+=⇔>-+).,1[]21,0(.1,,.210,,.21121|2|.2|2|,2,2,2,22|2|+∞⋃≥≤<>⇔>⇔>-+∴-+=∴⎩⎨⎧<≥-=-+的取值范围为所以则正确且不正确如果则不正确且正确如果的解集为不等式上的最小值为在函数c c Q P c Q P c c R c x x c R c x x y c x c c x c x c x x20．解：如图建立坐标系以O 为原点，正东方向为x 轴正向.在时刻：（1）台风中心P （y x ,）的坐标为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯+⨯-=⨯-⨯=.22201027300,2220102300t y t x 此时台风侵袭的区域是,)]([)()(22t r y y x x ≤-+- 其中,6010)(+=t t r 若在t 时刻城市O 受到台风的侵袭，则有.)6010()0()0(222+≤-+-t y x 即22)22201027300()2220102300(t t ⨯+⨯-+⨯-⨯2412,028836,)6010(22≤≤≤+-+≤t t t t 解得即答：12小时后该城市开始受到台风的侵袭. 21．根据题设条件，首先求出点P 坐标满足的方程，据此再判断是否存在的两定点，使得点P 到两点距离的和为定值.按题意有A （－2，0），B （2，0），C （2，4a ），D （－2，4a ）设)10(≤≤==k DADCCD CF BC BE 由此有E （2，4a k ），F （2－4k ，4a ），G （－2，4a －4ak ）直线OF 的方程为：0)12(2=-+y k ax ①直线GE 的方程为：02)12(=-+--a y x ka ②从①，②消去参数k ，得点P （x,y ）坐标满足方程022222=-+ay y x a整理得1)(21222=-+a a y x 当212=a 时，点P 的轨迹为圆弧，所以不存在符合题意的两点. 当212≠a时，点P 轨迹为椭圆的一部分，点P 到该椭圆焦点的距离的和为定长。

2003年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）数 学（理工农医类）本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分1至2页，第Ⅱ卷3至10页考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回第Ⅰ卷（选择题共60分）一、选择题：本大题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的. （1）如果函数2y ax bx a =++的图象与x 轴有两个交点，则点(,)a b aOb 在平面上的区域（不包含边界）为（ ）（2）抛物线2ax y =的准线方程是2=y ，则a 的值为 （ ）（A ）81 （B ）－81 （C ）8 （D ）－8 （3）已知==-∈x tg x x 2,54cos ),0,2(则π（ ）（A ）247 （B ）－247 （C ）724 （D ）－724 （4）设函数0021,1)(0,,0,12)(x x f x x x x f x 则若>⎪⎩⎪⎨⎧>≤-=-的取值范围是（ ） （A ）（－1，1） （B ）(1,)-+∞（C ）（－∞，－2）∪（0，+∞） （D ）（－∞，－1）∪（1，+∞）（5）O 是平面上一定点，A B C 、、是平面上不共线的三个点，动点P 满足[)(),0,,AB AC OP OA P ABACλλ=++∈+∞则的轨迹一定通过ABC 的（A ）外心（B ）内心（C ）重心（D ）垂心（6）函数1ln,(1,)1x y x x +=∈+∞-的反函数为（ ）a (A)(B) (C) (D)（A ）1,(0,)1x x e y x e -=∈+∞+ （B ）1,(0,)1x xe y x e +=∈+∞- （C ）1,(,0)1x x e y x e -=∈-∞+ （D ）1,(,0)1x xe y x e +=∈-∞- （7）棱长为a 的正方体中，连结相邻面的中心，以这些线段为棱的八面体的体积为（ ）（A ）33a （B ）34a （C ）36a （D ）312a（8）设20,()a f x ax bx c >=++，曲线()y f x =在点00(,())P x f x 处切线的倾斜角的取值范围为0,,4P π⎡⎤⎢⎥⎣⎦则到曲线()y f x =对称轴距离的取值范围为 （ ） （A ）10,a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ （B ）10,2a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ （C ）0,2b a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦（D ）10,2b a ⎡-⎤⎢⎥⎣⎦ （9）已知方程0)2)(2(22=+-+-n x x m x x 的四个根组成一个首项为41的的等差数列，则=-||n m （ ）（A ）1 （B ）43 （C ）21 （D ）83（10）已知双曲线中心在原点且一个焦点为F （7，0），直线1-=x y 与其相交于M 、N 两点，MN 中点的横坐标为32-，则此双曲线的方程是 （ ） （A ）14322=-y x （B ）13422=-y x （C ）12522=-y x （D ）15222=-y x （11）已知长方形的四个顶点A （0，0），B （2，0），C （2，1）和D （0，1），一质点从AB 的中点0P 沿与AB 的夹角θ的方向射到BC 上的点1P 后，依次反射到CD 、DA 和AB 上的点2P 、3P 和4P （入射角等于反射角），设4P 的坐标为（4x ，0），若214<<x ，则tg θ的取值范围是 （ ） （A ）（31，1） （B ）（31，32） （C ）（52，21） （D ）（52，32）（12）一个四面体的所有棱长都为2，四个顶点在同一球面上，则此球的表面积为（ ）（A ）π3（B ）4π（C ）π33（D ）π62003年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）数 学（理工农医类）第Ⅱ卷（非选择题共90分）二.填空题：本大题共4小题，每小题4分，共16分把答案填在题中横线上（13）92)21(xx -的展开式中9x 系数是（14）某公司生产三种型号的轿车，产量分别为1200辆，6000辆和2000辆为检验该公司的产品质量，现用分层抽样的方法抽取46辆进行检验，这三种型号的轿车依次应抽取___________，__________，___________辆（15）某城市在中心广场建造一个花圃，花圃分为6个部分（如图）现要栽种4种不同颜色的花，每部分栽种一种且相邻部分不能栽种同样颜色的花，不同的栽种方法有___________________种（以数字作答） （16）对于四面体ABCD ，给出下列四个命题①,,AB AC BD CD BC AD ==⊥若则②,,AB CD AC BD BC AD ==⊥若则③,,AB AC BD CD BC AD ⊥⊥⊥若则④,,AB CD AC BD BC AD ⊥⊥⊥若则 其中真命题的序号是__________________.（写出所有真命题的序号）三、解答题：本大题共6小题，共74分，解答应写出文字说明，证明过程或或演算步骤（17）（本小题满分12分）（Ⅰ）求恰有一件不合格的概率； （Ⅱ）求至少有两件不合格的概率 （18）（本小题满分12分）已知函数()sin()(0,0)f x x R ωϕωϕπ=+>≤≤是上的偶函数，其图象关于点3(,0)4M π对称，且在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是单调函数ωϕ和的值（19）（本小题满分12分）如图，在直三棱柱111C B A ABC -中，底面是等腰直角三角形，︒=∠90ACB ，侧棱21=AA ，D 、E 分别是1CC 与B A 1的中点，点E 在平面ABD 上的射影是△ABD 的重心G （Ⅰ）求B A 1与平面ABD 所成角的大小（结果用反三角函数值表示） （Ⅱ）求点1A 到平面AED 的距离 （20）（本小题满分12分）已知常数0,(0,),a c a i >==向量经过原点O 以c i λ+为方向向量的直线与经过定点(0,)2A a i c λ-以为方向向量的直线相交于P ，其中R λ∈试问：是否存在两个定点E 、F ，使得PE PF +为定值若存在，求出E 、F 的坐标；若不存在，说明理由（21）（本小题满分12分）已知0,a n >为正整数（Ⅰ）设()n y x a =-，证明1'()n y n x a -=-；（Ⅱ）设()()n nn f x x x a =--，对任意n a ≥，证明1'(1)(1)'(n n f n n f n ++>+（22）（本小题满分14分）设0a >，如图，已知直线:l y ax =及曲线2:,C y x C =上的点1Q 的横坐标为11(0).(1)n a a a C Q n <<≥从上的点作直线平行于x 轴，交直线11n n l P P ++于点，再从点作直线平行于y 轴，交曲线1.(1,2,3,n n C Q Q n +=于点 …）的横坐标构成数列{}n a（Ⅰ）试求1n n a a +与的关系，并求{}n a 的通项公式； （Ⅱ）当111,2a a =≤时，证明1211()32n k k k k a a a ++=-<∑ （Ⅲ）当1a =时，证明1211()3nk k k k a a a ++=-<∑ 2003数 学 试 题一、选择题：本题考查基本知识和基本运算，每小题5分，满分60分. 1．C 2．B 3．D 4．D 5．B 6．B 7．C 8．B 9．C 10．D 11．C 12．A二、填空题：本题考查基本知识和基本运算，每小题4分，满分16分. 13．221- 14．6,30,10 15．120 16．①④三、解答题17．本小题要主考查相互独立事件概率的计算，运用数学知识解决问题的能力，满分12分. 解：设三种产品各抽取一件，抽到合格产品的事件分别为A 、B 和C. （Ⅰ）95.0)()(,90.0)(===C P B P A P ， .50.0)()(,10.0)(===C P B P A P因为事件A ，B ，C 相互独立，恰有一件不合格的概率为 答：恰有一件不合格的概率为 解法一：至少有两件不合格的概率为 解法二：三件产品都合格的概率为由（Ⅰ）知，恰有一件不合格的概率为，所以至有两件不合格的概率为 答：至少有两件不合的概率为（18）在小题主要考查三角函数的图象和单调性、奇偶性等基本知识，以及分析问题和推理计算能力，满12分分。

2003年福建高考文科数学真题及答案一、选择题（共12小题，每小题5分，满分60分）1．（5分）直线y＝2x关于x轴对称的直线方程为（ ）A．B．C．y＝﹣2x D．y＝2x2．（5分）已知x∈（，0），cos x，则tan2x等于（ ）A．B．C．D．3．（5分）抛物线y＝ax2的准线方程是y＝2，则a的值为（ ）A．B．C．8 D．﹣84．（5分）等差数列{a n}中，已知a1，a2+a5＝4，a n＝33，则n为（ ）A．48 B．49 C．50 D．515．（5分）双曲线虚轴的一个端点为M，两个焦点为F1、F2，∠F1MF2＝120°，则双曲线的离心率为（ ）A．B．C．D．6．（5分）设函数若f（x0）＞1，则x0的取值范围是（ ）A．（﹣1，1）B．（﹣1，+∞）C．（﹣∞，﹣2）∪（0，+∞）D．（﹣∞，﹣1）∪（1，+∞）7．（5分）已知f（x5）＝lgx，则f（2）＝（ ）A．lg2 B．lg32 C．D．8．（5分）函数y＝sin（x+φ）（0≤φ≤π）是R上的偶函数，则φ＝（ ）A．0 B．C．D．π9．（5分）已知点（a，2）（a＞0）到直线l：x﹣y+3＝0的距离为1，则a＝（ ）A．B．C．D．10．（5分）已知圆锥的底面半径为R，高为3R，它的内接圆柱的底面半径为，该圆柱的全面积为（ ）A．2πR2B．C．D．11．（5分）已知长方形的四个顶点A（0，0），B（2，0），C（2，1）和D（0，1），一质点从AB的中点P0沿与AB夹角为θ的方向射到BC上的点P1后，依次反射到CD、DA和AB 上的点P2、P3和P4（入射角等于反射角）若P4与P0重合，则tgθ＝（ ）A．B．C．D．112．（5分）棱长都为的四面体的四个顶点在同一球面上，则此球的表面积为（ ）A．3πB．4πC．3D．6π二、填空题（共4小题，每小题4分，满分16分）13．（4分）不等式的解集是 ．14．（4分）在的展开式中，x3的系数是 （用数字作答）15．（4分）在平面几何里，有勾股定理“设△ABC的两边AB，AC互相垂直，则AB2+AC2＝BC2”，拓展到空间，类比平面几何的勾股定理，研究三棱锥的侧面面积与底面面积间的关系，可以得出正确的结论是：“设三棱锥A﹣BCD的三个侧面ABC、ACD、ADB两两互相垂直，则 ．”16．（4分）如图，一个地区分为5个行政区域，现给地图着色，要求相邻区域不得使用同一颜色．现有4种颜色可供选择，则不同的着色方法共有 种．（以数字作答）三、解答题（共6小题，满分74分）17．（12分）已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1．AB＝1，AA1＝2，点E为CC1中点，点F为BD1中点．（1）证明EF为BD1与CC1的公垂线；（2）求点D1到面BDE的距离．18．（12分）已知复数z的辐角为60°，且|z﹣1|是|z|和|z﹣2|的等比中项．求|z|．19．（12分）已知数列{a n}满足a1＝1，a n＝3n﹣1+a n﹣1（n≥2）．（Ⅰ）求a2，a3；（Ⅱ）证明．20．（12分）已知函数f（x）＝2sin x（sin x+cos x）．（1）求函数f（x）的最小正周期和最大值；（2）在给出的直角坐标系中，画出函数y＝f（x）在区间上的图象．21．（12分）在某海滨城市附近海面有一台风，据监测，当前台风中心位于城市O（如图）的东偏南方向300km的海面P处，并以20km/h的速度向西偏北45°方向移动，台风侵袭的范围为圆形区域，当前半径为60km，并以10km/h的速度不断增大，问几小时后该城市开始受到台风的侵袭？22．（14分）已知常数a＞0，在矩形ABCD中，AB＝4，BC＝4a，O为AB的中点，点E、F、G分别在BC、CD、DA上移动，且，P为GE与OF的交点（如图），问是否存在两个定点，使P到这两点的距离的和为定值？若存在，求出这两点的坐标及此定值；若不存在，请说明理由．2003年全国统一高考数学试卷（文科）参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，每小题5分，满分60分）1．（5分）直线y＝2x关于x轴对称的直线方程为（ ）A．B．C．y＝﹣2x D．y＝2x 【解答】解：∵直线y＝f（x）关于x对称的直线方程为y＝﹣f（x），∴直线y＝2x关于x对称的直线方程为：y＝﹣2x．故选：C．2．（5分）已知x∈（，0），cos x，则tan2x等于（ ）A．B．C．D．【解答】解：∵cos x，x∈（，0），∴sin x．∴tan x．∴tan2x．故选：D．3．（5分）抛物线y＝ax2的准线方程是y＝2，则a的值为（ ）A．B．C．8 D．﹣8 【解答】解：抛物线y＝ax2的标准方程是x2y，则其准线方程为y2，所以a．故选：B．4．（5分）等差数列{a n}中，已知a1，a2+a5＝4，a n＝33，则n为（ ）A．48 B．49 C．50 D．51【解答】解：设{a n}的公差为d，∵，a2+a5＝4，∴d4d＝4，即5d＝4，解得d．∴an（n﹣1），令a n＝33，即33，解得n＝50．故选：C．5．（5分）双曲线虚轴的一个端点为M，两个焦点为F1、F2，∠F1MF2＝120°，则双曲线的离心率为（ ）A．B．C．D．【解答】解：根据双曲线对称性可知∠OMF2＝60°，∴tan∠OMF2，即c b，∴a b，∴e．故选：B．6．（5分）设函数若f（x0）＞1，则x0的取值范围是（ ）A．（﹣1，1）B．（﹣1，+∞）C．（﹣∞，﹣2）∪（0，+∞）D．（﹣∞，﹣1）∪（1，+∞）【解答】解：当x0≤0时，，则x0＜﹣1，当x0＞0时，则x0＞1，故x0的取值范围是（﹣∞，﹣1）∪（1，+∞），故选：D．7．（5分）已知f（x5）＝lgx，则f（2）＝（ ）A．lg2 B．lg32 C．D．【解答】解：令x5＝2，∴得x，∵f（x5）＝lgx，∴f（2）＝lg lg2．故选：D．8．（5分）函数y＝sin（x+φ）（0≤φ≤π）是R上的偶函数，则φ＝（ ）A．0 B．C．D．π【解答】解：当φ＝0时，y＝sin（x+φ）＝sin x为奇函数不满足题意，排除A；当φ时，y＝sin（x+φ）＝sin（x）为非奇非偶函数，排除B；当φ时，y＝sin（x+φ）＝cos x，为偶函数，满足条件．当φ＝π时，y＝sin（x+φ）＝﹣sin x，为奇函数，故选：C．9．（5分）已知点（a，2）（a＞0）到直线l：x﹣y+3＝0的距离为1，则a＝（ ）A．B．C．D．【解答】解：由点到直线的距离公式得：，∵a＞0，∴a．故选：C．10．（5分）已知圆锥的底面半径为R，高为3R，它的内接圆柱的底面半径为，该圆柱的全面积为（ ）A．2πR2B．C．D．【解答】解：设圆锥内接圆柱的高为h，则，解得，所以圆柱的全面积为：s＝2．故选：B．11．（5分）已知长方形的四个顶点A（0，0），B（2，0），C（2，1）和D（0，1），一质点从AB的中点P0沿与AB夹角为θ的方向射到BC上的点P1后，依次反射到CD、DA和AB 上的点P2、P3和P4（入射角等于反射角）若P4与P0重合，则tgθ＝（ ）A．B．C．D．1【解答】解：由于若P4与P0重合，故P2、P3也都是所在边的中点，因为ABCD是长方形，根据对称性可知P0P1的斜率是，则tgθ．故选：C．12．（5分）棱长都为的四面体的四个顶点在同一球面上，则此球的表面积为（ ）A．3πB．4πC．3D．6π【解答】解：借助立体几何的两个熟知的结论：（1）一个正方体可以内接一个正四面体；（2）若正方体的顶点都在一个球面上，则正方体的体对角线就是球的直径．则球的半径R，∴球的表面积为3π，故选：A．二、填空题（共4小题，每小题4分，满分16分）13．（4分）不等式的解集是　（2，4]　．【解答】解：∵x0，∴x＞0，∵不等式，两边平方得，4x﹣x2＜x2，∴2x2﹣4x＞0，解得，x＞2，x＜0（舍去），∵4x﹣x2≥0，∴0≤x≤4，∴综上得：不等式的解集为：（2，4]，故答案为（2，4]．14．（4分）在的展开式中，x3的系数是 （用数字作答）【解答】解：根据题意，对于，有T r+1＝C99﹣r•x9﹣r•（）r＝（）r•C99﹣r•x9﹣2r，令9﹣2r＝3，可得r＝3，当r＝3时，有T4x3，故答案．15．（4分）在平面几何里，有勾股定理“设△ABC的两边AB，AC互相垂直，则AB2+AC2＝BC2”，拓展到空间，类比平面几何的勾股定理，研究三棱锥的侧面面积与底面面积间的关系，可以得出正确的结论是：“设三棱锥A﹣BCD的三个侧面ABC、ACD、ADB两两互相垂直，则　S△ABC2+S△ACD2+S△ADB2＝S△BCD2　．”【解答】解：建立从平面图形到空间图形的类比，于是作出猜想：S△ABC2+S△ACD2+S△ADB2＝S△BCD2．故答案为：S△ABC2+S△ACD2+S△ADB2＝S△BCD2．16．（4分）如图，一个地区分为5个行政区域，现给地图着色，要求相邻区域不得使用同一颜色．现有4种颜色可供选择，则不同的着色方法共有　72　种．（以数字作答）【解答】解：由题意，选用3种颜色时：涂色方法C43•A33＝24种4色全用时涂色方法：C21•A44＝48种所以不同的着色方法共有72种．故答案为：72三、解答题（共6小题，满分74分）17．（12分）已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1．AB＝1，AA1＝2，点E为CC1中点，点F为BD1中点．（1）证明EF为BD1与CC1的公垂线；（2）求点D1到面BDE的距离．【解答】解：（1）取BD中点M．连接MC，FM．∵F为BD1中点，∴FM∥D1D且FM D1D．又EC CC1且EC⊥MC，∴四边形EFMC是矩形∴EF⊥CC1．又FM⊥面DBD1．∴EF⊥面DBD1．∵BD1⊂面DBD1．∴EF⊥BD1．故EF为BD1与CC1的公垂线．（Ⅱ）解：连接ED1，有V E﹣DBD1＝V D1﹣DBE．由（Ⅰ）知EF⊥面DBD1，设点D1到面BDE的距离为d．则．∵AA1＝2，AB＝1．∴，，∴．∴故点D1到平面DBE的距离为．18．（12分）已知复数z的辐角为60°，且|z﹣1|是|z|和|z﹣2|的等比中项．求|z|．【解答】解：设z＝（r cos60°+r sin60°i），则复数z的实部为．由题设|z﹣1|2＝|z|•|z﹣2|，即：（z﹣1）（1）＝|z|∴r2﹣r+1＝r，整理得r2+2r﹣1＝0．解得r1，r1（舍去）．即|z|1．19．（12分）已知数列{a n}满足a1＝1，a n＝3n﹣1+a n﹣1（n≥2）．（Ⅰ）求a2，a3；（Ⅱ）证明．【解答】解：（Ⅰ）∵a1＝1，∴a2＝3+1＝4，∴a3＝32+4＝13；（Ⅱ）证明：由已知a n﹣a n﹣1＝3n﹣1，n≥2故a n＝（a n﹣a n﹣1）+（a n﹣1﹣a n﹣2）+…+（a2﹣a1）+a1．n≥2当n＝1时，也满足上式．所以．20．（12分）已知函数f（x）＝2sin x（sin x+cos x）．（1）求函数f（x）的最小正周期和最大值；（2）在给出的直角坐标系中，画出函数y＝f（x）在区间上的图象．【解答】解：（1）f（x）＝2sin2x+2sin x cos x＝1﹣cos2x+sin2x所以函数的最小正周期为π，最大值为；（2）由（1）列表得：xy 11111故函数y＝f（x）在区间上的图象是：21．（12分）在某海滨城市附近海面有一台风，据监测，当前台风中心位于城市O（如图）的东偏南方向300km的海面P处，并以20km/h的速度向西偏北45°方向移动，台风侵袭的范围为圆形区域，当前半径为60km，并以10km/h的速度不断增大，问几小时后该城市开始受到台风的侵袭？【解答】解：如图建立坐标系：以O为原点，正东方向为x轴正向．在时刻：t（h）台风中心P（x，y）的坐标为令（x′，y′）是台风边缘线上一点，则此时台风侵袭的区域是（x′﹣x）2+（y′﹣y）2≤[r（t）]2，其中r（t）＝10t+60，若在t时，该城市受到台风的侵袭，则有（0﹣x）2+（0﹣y）2≤（10t+60）2，即，即t2﹣36t+288≤0，解得12≤t≤24．答：12小时后该城市开始受到台风侵袭．22．（14分）已知常数a＞0，在矩形ABCD中，AB＝4，BC＝4a，O为AB的中点，点E、F、G分别在BC、CD、DA上移动，且，P为GE与OF的交点（如图），问是否存在两个定点，使P到这两点的距离的和为定值？若存在，求出这两点的坐标及此定值；若不存在，请说明理由．【解答】解：根据题设条件，首先求出点P坐标满足的方程，据此再判断是否存在两定点，使得点P到定点距离的和为定值．按题意有A（﹣2，0），B（2，0），C（2，4a），D（﹣2，4a）设k（0≤k≤1），由此有E（2，4ak），F（2﹣4k，4a），G（﹣2，4a﹣4ak）．直线OF的方程为：2ax+（2k﹣1）y＝0，①直线GE的方程为：﹣a（2k﹣1）x+y﹣2a＝0．②从①，②消去参数k，得点P（x，y）坐标满足方程2a2x2+y2﹣2ay＝0，整理得．当时，点P的轨迹为圆弧，所以不存在符合题意的两点；当时，点P轨迹为椭圆的一部分，点P到该椭圆焦点的距离的和为定长；当时，点P到椭圆两个焦点的距离之和为定值；当时，点P到椭圆两个焦点的距离之和为定值2a．。

2003年普通高等学校招生全国统一考试 数 学(理工农医类)一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的. 1．已知==-∈x tg x x 2,54cos ),0,2(则π（ ）A ．247 B ．247-C ．724 D ．724- 2．圆锥曲线的准线方程是θθρ2cos sin 8=（ ）A ．2cos -=θρB ．2cos =θρC ．2sin -=θρD ．2sin =θρ3．设函数的取值范围是则若0021,1)(,.0,,0,12)(x x f x x x x f x >⎪⎩⎪⎨⎧>≤-=- （ ）A ．（－1，1）B ．（－1，+∞）C ．),0()2,(+∞⋃--∞D ．),1()1,(+∞⋃--∞4．函数)cos (sin sin 2x x x y +=的最大值为 （ ）A ．21+B ．12-C ．2D ．25．已知圆截得被当直线及直线C l y x l a x a x C .03:)0(4)2()(:22=+->=-+-的弦长为32时，则a =A ．2B ．22-C ．12-D ．12+6．已知圆锥的底面半径为R ，高为3R ，在它的所有内接圆柱中，全面积的最大值是（ ）A ．22R πB ．249R πC ．238R πD ．223r π7．已知方程0)2)(2(22=+-+-n x x m x x 的四个根组成的一个首项为41的等差数列，则=-||n m （ ）A ．1B ．43 C ．21 D ．83 8．已知双曲线中心在原点且一个焦点为与其相交于直线1),0,7(-=x y F M 、N 两点，MN 中点的横坐标为,32-则此双曲线的方程是 （ ）A ．14322=-y x B ．13422=-y x C ．12522=-y xD ．15222=-y x 9．函数=∈=-)(]23,2[,sin )(1x f x x x f 的反函数ππ（ ）A ．]1,1[,arcsin -∈-x xB ．]1,1[,arcsin -∈--x x πC ．]1,1[,arcsin -∈+-x x πD ．]1,1[,arcsin -∈-x x π210．已知长方形的四个项点A （0，0），B （2，0），C （2，1）和D （0，1），一质点从AB 的中点P 0沿与AB 夹角为θ的方向射到BC 上的点P 1后，依次反射到CD 、DA 和AB 上的点P 2、P 3和P 4（入射解等于反射角），设P 4坐标为（θtg ,2x 1),0,44则若<<x 的取值范围是（ ）A ．)1,31(B ．)32,31(C ．)21,52(D ．)32,52(11．=++++++++∞→)(lim 11413122242322nnn C C C C n C C C C（ ）A ．3B ．31C ．61 D ．612．一个四面体的所有棱长都为2，四个项点在同一球面上，则此球的表面积为 （ ）A ．3πB ．4πC ．3π3D ．6π二、填空题：本大题共4小题，每小题4分，共16分，把答案填在题中横线上. 13．92)21(xx -展开式中9x 的系数是 . 14．使1)(log 2+<-x x 成立的x 的取值范围是 .15．如图，一个地区分为5个行政区域，现给地图着色，要求相邻区 域不得使用同一颜色，现有4种颜色可供选择，则不同的着色方法共有 种.（以数字作答）16．下列五个正方体图形中，l 是正方体的一条对角线，点M 、N 、P 分别为具所在棱的中点，能得出l ⊥面MNP的图形的序号是.（写出所有符合要求的图形序号）三、解答题：本大题共6小题，共74分. 解答应写出文字的说明，证明过程或演算步骤. 17．（本小题满分12分）已知复数z 的辐角为60°，且|1|-z 是||z 和|2|-z 的等比中项. 求||z .18．(本小题满分12分) 如图，在直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中，底面是等腰直角三形，∠ACB=90°，侧棱AA 1=2，D 、E 分别是CC 1与A 1B 的中点，点E 在平面ABD 上的射影是△ABD 的重心G. （Ⅰ）求A 1B 与平面ABD 所成角的大小（结果用反三角函数值表示）； （Ⅱ）求点A 1到平面AED 的距离. 19．（本小题满分12分）已知.0>c 设P ：函数xc y =在R 上单调递减.Q ：不等式1|2|>-+c x x 的解集为R ，如果P 和Q 有且仅有一个正确，求c 的取值范围. 20．（本小题满分12分）在某海滨城市附近海面有一台风，据监测，当前台风中心位于城市O （如图）的东偏南)102arccos(=θθ方向300km 的海面P 处，并以20km/h 的速度向西偏北45°方向移动. 台风侵袭的范围为圆形区域，当前半径为60km,并以10km/h 的速度不断增大. 问几小时后该城市开始受到台风的侵袭？ 21．（本小题满分14分）已知常数,0>a 在矩形ABCD 中，AB=4，BC=4a ，O 为AB 的中点，点E 、F 、G 分别在BC 、CD 、DA 上移动，且DADGCD CF BC BE ==，P 为GE 与OF 的交点（如图），问是否存在两个定点，使P 到这两点的距离的和为定值？若存在，求出这两点的坐标及此定值；若不存在，请说明理由. 22．（本小题满分12分，附加题4分）（Ⅰ）设Z}t s,,0|2{2}{t ∈<≤+且是集合t s a s n 中所有的数从小到大排列成的数列，即.,12,10,9,6,5,3654321 ======a a a a a a将数列}{n a 各项按照上小下大，左小右大的原则写成如下的三角形数表： 35 69 10 12— — — —— — — — — （i ）写出这个三角形数表的第四行、第五行各数； （i i ）求100a .（Ⅱ）（本小题为附加题，如果解答正确，加4分，但全卷总分不超过150分）设Z}t s,r,,0|22{2}{r∈<<≤++且是集合t s r b stn 中所有的数都是从小到大排列成的数列，已知k.,1160求=k b2003年普通高等学校招生全国统一考试4数 学(理工农医类)答案一、选择题1．D 2．C 3．D 4．A 5．C 6．B 7．C 8．D 9．D 10．C 11．B 12．A 二、填空题 13．221-14．（-1，0） 15．72 16．①④⑤ 三、解答题： 17． 解：设)60sin 60cos r r z+=，则复数.2r z 的实部为2,r z z r z z ==-由题设.12||).(12,12:.012,421,)2)(2(||)1)(1(:|2||||1|2222-=--=-==-++-=+-∴--=---⋅=-z r r r r r r r r r z z z z z z z z 即舍去解得整理得即 18．（Ⅰ）解：连结BG ，则BG 是BE 在ABD 的射影，即∠EBG 是A 1B 与平面ABD 所成的角. 设F 为AB 中点，连结EF 、FC ，112211,,,,,,.1,1, 3.(4)3sin D E CC A B DC ABC CDEF DE G ADB G DF EFD EF FG FD FD EF FD ED EG FC CD AB A B EB EG EBG A B ABD EB ⊥∴∆∴∈=⋅==∴======∴∠==∴分别是的中点又平面为矩形连结是的重心在直角三角形中分于是与平面所成的角是（Ⅱ）解：,,,F AB EF EF ED AB ED =⋂⊥⊥又.36236232222,.,.,.,.,111111*********的距离为到平面中在的距离到平面是即平面垂足为作面且面平面平面面又面AED A AB B A A A K A AB A AED A K A AED K A K AE K A AE AB A AED AB A AED AED ED AB A ED ∴=⨯=⋅=∆⊥∴⊥=⋂⊥∴⊂⊥∴19．解：函数x c y =在R 上单调递减.10<<⇔c不等式.1|2|1|2|上恒大于在函数的解集为R c x x y R c x x -+=⇔>-+).,1[]21,0(.1,,.210,,.21121|2|.2|2|,2,2,2,22|2|+∞⋃≥≤<>⇔>⇔>-+∴-+=∴⎩⎨⎧<≥-=-+的取值范围为所以则正确且不正确如果则不正确且正确如果的解集为不等式上的最小值为在函数c c Q P c Q P c c R c x x c R c x x y c x c c x c x c x x20．解：如图建立坐标系以O 为原点，正东方向为x 轴正向.在时刻：（1）台风中心P （y x ,）的坐标为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯+⨯-=⨯-⨯=.22201027300,2220102300t y t x 此时台风侵袭的区域是,)]([)()(22t r y x ≤-+- 其中,6010)(+=t t r 若在t 时刻城市O 受到台风的侵袭，则有.)6010()0()0(222+≤-+-t y x 即22)22201027300()2220102300(t t ⨯+⨯-+⨯-⨯2412,028836,)6010(22≤≤≤+-+≤t t t t 解得即答：12小时后该城市开始受到台风的侵袭.21．根据题设条件，首先求出点P 坐标满足的方程，据此再判断是否存在的两定点，使得点P 到两点距离的和为定值.按题意有A （－2，0），B （2，0），C （2，4a ），D （－2，4a ）设)10(≤≤==k DADCCD CF BC BE 由此有E （2，4a k ），F （2－4k ，4a ），G （－2，4a －4ak ）直线OF 的方程为：0)12(2=-+y k ax ①直线GE 的方程为：02)12(=-+--a y x ka ②从①，②消去参数k ，得点P （x,y ）坐标满足方程022222=-+ay y x a整理得1)(2222=-+a a y x 当212=a 时，点P 的轨迹为圆弧，所以不存在符合题意的两点. 当212≠a时，点P 轨迹为椭圆的一部分，点P 到该椭圆焦点的距离的和为定长。

2003年高考全国卷文科数学真题及答案一、选择题（共12小题，每小题5分，满分60分）1．（5分）直线y＝2x关于x轴对称的直线方程为（ ）A．B．C．y＝﹣2x D．y＝2x2．（5分）已知x∈（，0），cos x，则tan2x等于（ ）A．B．C．D．3．（5分）抛物线y＝ax2的准线方程是y＝2，则a的值为（ ）A．B．C．8 D．﹣84．（5分）等差数列{a n}中，已知a1，a2+a5＝4，a n＝33，则n为（ ）A．48 B．49 C．50 D．515．（5分）双曲线虚轴的一个端点为M，两个焦点为F1、F2，∠F1MF2＝120°，则双曲线的离心率为（ ）A．B．C．D．6．（5分）设函数若f（x0）＞1，则x0的取值范围是（ ）A．（﹣1，1）B．（﹣1，+∞）C．（﹣∞，﹣2）∪（0，+∞）D．（﹣∞，﹣1）∪（1，+∞）7．（5分）已知f（x5）＝lgx，则f（2）＝（ ）A．lg2 B．lg32 C．D．8．（5分）函数y＝sin（x+φ）（0≤φ≤π）是R上的偶函数，则φ＝（ ）A．0 B．C．D．π9．（5分）已知点（a，2）（a＞0）到直线l：x﹣y+3＝0的距离为1，则a＝（ ）A．B．C．D．10．（5分）已知圆锥的底面半径为R，高为3R，它的内接圆柱的底面半径为，该圆柱的全面积为（ ）A．2πR2B．C．D．11．（5分）已知长方形的四个顶点A（0，0），B（2，0），C（2，1）和D（0，1），一质点从AB的中点P0沿与AB夹角为θ的方向射到BC上的点P1后，依次反射到CD、DA和AB 上的点P2、P3和P4（入射角等于反射角）若P4与P0重合，则tgθ＝（ ）A．B．C．D．112．（5分）棱长都为的四面体的四个顶点在同一球面上，则此球的表面积为（ ）A．3πB．4πC．3D．6π二、填空题（共4小题，每小题4分，满分16分）13．（4分）不等式的解集是 ．14．（4分）在的展开式中，x3的系数是 （用数字作答）15．（4分）在平面几何里，有勾股定理“设△ABC的两边AB，AC互相垂直，则AB2+AC2＝BC2”，拓展到空间，类比平面几何的勾股定理，研究三棱锥的侧面面积与底面面积间的关系，可以得出正确的结论是：“设三棱锥A﹣BCD的三个侧面ABC、ACD、ADB两两互相垂直，则 ．”16．（4分）如图，一个地区分为5个行政区域，现给地图着色，要求相邻区域不得使用同一颜色．现有4种颜色可供选择，则不同的着色方法共有 种．（以数字作答）三、解答题（共6小题，满分74分）17．（12分）已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1．AB＝1，AA1＝2，点E为CC1中点，点F为BD1中点．（1）证明EF为BD1与CC1的公垂线；（2）求点D1到面BDE的距离．18．（12分）已知复数z的辐角为60°，且|z﹣1|是|z|和|z﹣2|的等比中项．求|z|．19．（12分）已知数列{a n}满足a1＝1，a n＝3n﹣1+a n﹣1（n≥2）．（Ⅰ）求a2，a3；（Ⅱ）证明．20．（12分）已知函数f（x）＝2sin x（sin x+cos x）．（1）求函数f（x）的最小正周期和最大值；（2）在给出的直角坐标系中，画出函数y＝f（x）在区间上的图象．21．（12分）在某海滨城市附近海面有一台风，据监测，当前台风中心位于城市O（如图）的东偏南方向300km的海面P处，并以20km/h的速度向西偏北45°方向移动，台风侵袭的范围为圆形区域，当前半径为60km，并以10km/h的速度不断增大，问几小时后该城市开始受到台风的侵袭？22．（14分）已知常数a＞0，在矩形ABCD中，AB＝4，BC＝4a，O为AB的中点，点E、F、G分别在BC、CD、DA上移动，且，P为GE与OF的交点（如图），问是否存在两个定点，使P到这两点的距离的和为定值？若存在，求出这两点的坐标及此定值；若不存在，请说明理由．2003年全国统一高考数学试卷（文科）参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，每小题5分，满分60分）1．（5分）直线y＝2x关于x轴对称的直线方程为（ ）A．B．C．y＝﹣2x D．y＝2x 【解答】解：∵直线y＝f（x）关于x对称的直线方程为y＝﹣f（x），∴直线y＝2x关于x对称的直线方程为：y＝﹣2x．故选：C．2．（5分）已知x∈（，0），cos x，则tan2x等于（ ）A．B．C．D．【解答】解：∵cos x，x∈（，0），∴sin x．∴tan x．∴tan2x．故选：D．3．（5分）抛物线y＝ax2的准线方程是y＝2，则a的值为（ ）A．B．C．8 D．﹣8 【解答】解：抛物线y＝ax2的标准方程是x2y，则其准线方程为y2，所以a．故选：B．4．（5分）等差数列{a n}中，已知a1，a2+a5＝4，a n＝33，则n为（ ）A．48 B．49 C．50 D．51【解答】解：设{a n}的公差为d，∵，a2+a5＝4，∴d4d＝4，即5d＝4，解得d．∴an（n﹣1），令a n＝33，即33，解得n＝50．故选：C．5．（5分）双曲线虚轴的一个端点为M，两个焦点为F1、F2，∠F1MF2＝120°，则双曲线的离心率为（ ）A．B．C．D．【解答】解：根据双曲线对称性可知∠OMF2＝60°，∴tan∠OMF2，即c b，∴a b，∴e．故选：B．6．（5分）设函数若f（x0）＞1，则x0的取值范围是（ ）A．（﹣1，1）B．（﹣1，+∞）C．（﹣∞，﹣2）∪（0，+∞）D．（﹣∞，﹣1）∪（1，+∞）【解答】解：当x0≤0时，，则x0＜﹣1，当x0＞0时，则x0＞1，故x0的取值范围是（﹣∞，﹣1）∪（1，+∞），故选：D．7．（5分）已知f（x5）＝lgx，则f（2）＝（ ）A．lg2 B．lg32 C．D．【解答】解：令x5＝2，∴得x，∵f（x5）＝lgx，∴f（2）＝lg lg2．故选：D．8．（5分）函数y＝sin（x+φ）（0≤φ≤π）是R上的偶函数，则φ＝（ ）A．0 B．C．D．π【解答】解：当φ＝0时，y＝sin（x+φ）＝sin x为奇函数不满足题意，排除A；当φ时，y＝sin（x+φ）＝sin（x）为非奇非偶函数，排除B；当φ时，y＝sin（x+φ）＝cos x，为偶函数，满足条件．当φ＝π时，y＝sin（x+φ）＝﹣sin x，为奇函数，故选：C．9．（5分）已知点（a，2）（a＞0）到直线l：x﹣y+3＝0的距离为1，则a＝（ ）A．B．C．D．【解答】解：由点到直线的距离公式得：，∵a＞0，∴a．故选：C．10．（5分）已知圆锥的底面半径为R，高为3R，它的内接圆柱的底面半径为，该圆柱的全面积为（ ）A．2πR2B．C．D．【解答】解：设圆锥内接圆柱的高为h，则，解得，所以圆柱的全面积为：s＝2．故选：B．11．（5分）已知长方形的四个顶点A（0，0），B（2，0），C（2，1）和D（0，1），一质点从AB的中点P0沿与AB夹角为θ的方向射到BC上的点P1后，依次反射到CD、DA和AB 上的点P2、P3和P4（入射角等于反射角）若P4与P0重合，则tgθ＝（ ）A．B．C．D．1【解答】解：由于若P4与P0重合，故P2、P3也都是所在边的中点，因为ABCD是长方形，根据对称性可知P0P1的斜率是，则tgθ．故选：C．12．（5分）棱长都为的四面体的四个顶点在同一球面上，则此球的表面积为（ ）A．3πB．4πC．3D．6π【解答】解：借助立体几何的两个熟知的结论：（1）一个正方体可以内接一个正四面体；（2）若正方体的顶点都在一个球面上，则正方体的体对角线就是球的直径．则球的半径R，∴球的表面积为3π，故选：A．二、填空题（共4小题，每小题4分，满分16分）13．（4分）不等式的解集是　（2，4]　．【解答】解：∵x0，∴x＞0，∵不等式，两边平方得，4x﹣x2＜x2，∴2x2﹣4x＞0，解得，x＞2，x＜0（舍去），∵4x﹣x2≥0，∴0≤x≤4，∴综上得：不等式的解集为：（2，4]，故答案为（2，4]．14．（4分）在的展开式中，x3的系数是 （用数字作答）【解答】解：根据题意，对于，有T r+1＝C99﹣r•x9﹣r•（）r＝（）r•C99﹣r•x9﹣2r，令9﹣2r＝3，可得r＝3，当r＝3时，有T4x3，故答案．15．（4分）在平面几何里，有勾股定理“设△ABC的两边AB，AC互相垂直，则AB2+AC2＝BC2”，拓展到空间，类比平面几何的勾股定理，研究三棱锥的侧面面积与底面面积间的关系，可以得出正确的结论是：“设三棱锥A﹣BCD的三个侧面ABC、ACD、ADB两两互相垂直，则　S△ABC2+S△ACD2+S△ADB2＝S△BCD2　．”【解答】解：建立从平面图形到空间图形的类比，于是作出猜想：S△ABC2+S△ACD2+S△ADB2＝S△BCD2．故答案为：S△ABC2+S△ACD2+S△ADB2＝S△BCD2．16．（4分）如图，一个地区分为5个行政区域，现给地图着色，要求相邻区域不得使用同一颜色．现有4种颜色可供选择，则不同的着色方法共有　72　种．（以数字作答）【解答】解：由题意，选用3种颜色时：涂色方法C43•A33＝24种4色全用时涂色方法：C21•A44＝48种所以不同的着色方法共有72种．故答案为：72三、解答题（共6小题，满分74分）17．（12分）已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1．AB＝1，AA1＝2，点E为CC1中点，点F为BD1中点．（1）证明EF为BD1与CC1的公垂线；（2）求点D1到面BDE的距离．【解答】解：（1）取BD中点M．连接MC，FM．∵F为BD1中点，∴FM∥D1D且FM D1D．又EC CC1且EC⊥MC，∴四边形EFMC是矩形∴EF⊥CC1．又FM⊥面DBD1．∴EF⊥面DBD1．∵BD1⊂面DBD1．∴EF⊥BD1．故EF为BD1与CC1的公垂线．（Ⅱ）解：连接ED1，有V E﹣DBD1＝V D1﹣DBE．由（Ⅰ）知EF⊥面DBD1，设点D1到面BDE的距离为d．则．∵AA1＝2，AB＝1．∴，，∴．∴故点D1到平面DBE的距离为．18．（12分）已知复数z的辐角为60°，且|z﹣1|是|z|和|z﹣2|的等比中项．求|z|．【解答】解：设z＝（r cos60°+r sin60°i），则复数z的实部为．由题设|z﹣1|2＝|z|•|z﹣2|，即：（z﹣1）（1）＝|z|∴r2﹣r+1＝r，整理得r2+2r﹣1＝0．解得r1，r1（舍去）．即|z|1．19．（12分）已知数列{a n}满足a1＝1，a n＝3n﹣1+a n﹣1（n≥2）．（Ⅰ）求a2，a3；（Ⅱ）证明．【解答】解：（Ⅰ）∵a1＝1，∴a2＝3+1＝4，∴a3＝32+4＝13；（Ⅱ）证明：由已知a n﹣a n﹣1＝3n﹣1，n≥2故a n＝（a n﹣a n﹣1）+（a n﹣1﹣a n﹣2）+…+（a2﹣a1）+a1．n≥2当n＝1时，也满足上式．所以．20．（12分）已知函数f（x）＝2sin x（sin x+cos x）．（1）求函数f（x）的最小正周期和最大值；（2）在给出的直角坐标系中，画出函数y＝f（x）在区间上的图象．【解答】解：（1）f（x）＝2sin2x+2sin x cos x＝1﹣cos2x+sin2x所以函数的最小正周期为π，最大值为；（2）由（1）列表得：xy 11111故函数y＝f（x）在区间上的图象是：21．（12分）在某海滨城市附近海面有一台风，据监测，当前台风中心位于城市O（如图）的东偏南方向300km的海面P处，并以20km/h的速度向西偏北45°方向移动，台风侵袭的范围为圆形区域，当前半径为60km，并以10km/h的速度不断增大，问几小时后该城市开始受到台风的侵袭？【解答】解：如图建立坐标系：以O为原点，正东方向为x轴正向．在时刻：t（h）台风中心P（x，y）的坐标为令（x′，y′）是台风边缘线上一点，则此时台风侵袭的区域是（x′﹣x）2+（y′﹣y）2≤[r（t）]2，其中r（t）＝10t+60，若在t时，该城市受到台风的侵袭，则有（0﹣x）2+（0﹣y）2≤（10t+60）2，即，即t2﹣36t+288≤0，解得12≤t≤24．答：12小时后该城市开始受到台风侵袭．22．（14分）已知常数a＞0，在矩形ABCD中，AB＝4，BC＝4a，O为AB的中点，点E、F、G分别在BC、CD、DA上移动，且，P为GE与OF的交点（如图），问是否存在两个定点，使P到这两点的距离的和为定值？若存在，求出这两点的坐标及此定值；若不存在，请说明理由．【解答】解：根据题设条件，首先求出点P坐标满足的方程，据此再判断是否存在两定点，使得点P到定点距离的和为定值．按题意有A（﹣2，0），B（2，0），C（2，4a），D（﹣2，4a）设k（0≤k≤1），由此有E（2，4ak），F（2﹣4k，4a），G（﹣2，4a﹣4ak）．直线OF的方程为：2ax+（2k﹣1）y＝0，①直线GE的方程为：﹣a（2k﹣1）x+y﹣2a＝0．②从①，②消去参数k，得点P（x，y）坐标满足方程2a2x2+y2﹣2ay＝0，整理得．当时，点P的轨迹为圆弧，所以不存在符合题意的两点；当时，点P轨迹为椭圆的一部分，点P到该椭圆焦点的距离的和为定长；当时，点P到椭圆两个焦点的距离之和为定值；当时，点P到椭圆两个焦点的距离之和为定值2a．。

2003年普通高等学校招生全国统一考试（全国卷）数 学（理工农医类）注意事项：1. 答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上．2. 每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，不能答在试题卷上．3. 考试结束，监考人将本试卷和答题卡一并收回． 参考公式：三角函数的积化和差公式： 正棱台、圆台的侧面积公式)]sin()[sin(21cos sin βαβαβα-++=⋅ l c c S )(21+'=台侧 其中c '、c 分别表示)]sin()[sin(21sin cos βαβαβα--+=⋅ 上、下底面周长，l 表示斜高或母线长.)]cos()[cos(21cos cos βαβαβα-++=⋅ 球体的体积公式：334R V π=球 ，其中R)]cos()[cos(21sin sin βαβαβα--+-=⋅ 表示球的半径.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分第Ⅰ卷（选择题共60分）一.选择题：本大题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的 1．已知2(π-∈x ，0），54cos =x ，则2tg x = （ ） （A ）247 （B ）247- （C ）724 （D ）724-2．圆锥曲线θθρ2cos sin 8=的准线方程是 （ ） （A ）2cos -=θρ （B ）2cos =θρ （C ）2sin =θρ （D ）2sin -=θρ 3．设函数⎪⎩⎪⎨⎧-=-2112)(xx f x 00>≤x x ，若1)(0>x f ，则0x 的取值范围是 （ ） （A ）（1-，1） （B ）（1-，∞+）（C ）（∞-，2-）⋃（0，∞+） （D ）（∞-，1-）⋃（1，∞+） 4．函数)cos (sin sin 2x x x y +=的最大值为 （ ）（A ）21+ （B ）12- （C ）2 （D ）25．已知圆C ：4)2()(22=-+-y a x （0>a ）及直线l ：03=+-y x ，当直线l 被C 截得的弦长为32时，则a （ ） （A ）2 （B ）22- （C ）12- （D ）12+6．已知圆锥的底面半径为R ，高为3R ，在它的所有内接圆柱中，全面积的最大值是（ ）（A ）22R π （B ）249R π （C ）238R π （D ）223R π7．已知方程0)2)(2(22=+-+-n x x m x x 的四个根组成一个首项为41的的等差数列，则=-||n m （ ）（A ）1 （B ）43 （C ）21 （D ）838．已知双曲线中心在原点且一个焦点为F （7，0），直线1-=x y 与其相交于M 、N 两点，MN 中点的横坐标为32-，则此双曲线的方程是 （ ） （A ）14322=-y x （B ）13422=-y x （C ）12522=-y x （D ）15222=-y x 9．函数x x f sin )(=，]23,2[ππ∈x 的反函数=-)(1x f （ ）（A ）x arcsin - 1[-∈x ，1] （B ）x arcsin --π 1[-∈x ，1] （C ）x arcsin +π 1[-∈x ，1] （D ）x arcsin -π 1[-∈x ，1]10．已知长方形的四个顶点A （0，0），B （2，0），C （2，1）和D （0，1），一质点从AB 的中点0P 沿与AB 的夹角θ的方向射到BC 上的点1P 后，依次反射到CD 、DA 和AB 上的点2P 、3P 和4P （入射角等于反射角），设4P 的坐标为（4x ，0），若214<<x ，则tg θ的取值范围是 （ ） （A ）（31，1） （B ）（31，32） （C ）（52，21） （D ）（52，32）11．=++++++++∞→)(lim 11413122242322nnn C C C C n C C C C （ ）（A ）3 （B ）31 （C ）61（D ）6 12．一个四面体的所有棱长都为2，四个顶点在同一球面上，则些球的表面积为（ ） （A ）π3 （B ）π4 （C ）π33 （D ）π62003年普通高等学校招生全国统一考试（全国卷）数 学（理工农医类）第Ⅱ卷（非选择题共90分）二.填空题：本大题共4小题，每小题4分，共16分把答案填在题中横线上13．92)21(xx -的展开式中9x 系数是14．使1)(log 2+<-x x 成立的x 的取值范围是15．如图，一个地区分为5个行政区域，现给地图着色，要求相邻地区不得使用同一颜色，现有4种颜色可供选择，则不同的着色方法共有种（以数字作答）16．下列5个正方体图形中，l 是正方体的一条对角线，点M 、N 、P 分别为其所在棱的中点，能得出⊥l 面MNP 的图形的序号是 （写出所有符合要求的图形序号）① ② ③ ④ ⑤三、解答题：本大题共6小题，共74分，解答应写出文字说明，证明过程或或演算步骤 17．（本小题满分12分） 已知复数z 的辐角为︒60，且|1|-z 是||z 和|2|-z 的等比中项，求||z18．（本小题满分12分）如图，在直三棱柱111C B A ABC -中，底面是等腰直角三角形，︒=∠90ACB ，侧棱21=AA ，D 、E 分别是1CC 与B A 1的中点，点E 在平面ABD 上的射影是△ABD 的重心G（I ）求B A 1与平面ABD 所成角的大小（结果用反三角函数值表示）（II ）求点1A 到平面AED 的距离 19．（本小题满分12分） 已知0>c ，设P ：函数xc y =在R 上单调递减 Q ：不等式1|2|>-+c x x 的解集为R 如果P 和Q 有且仅有一个正确，求c 的取值范围 20．（本小题满分12分）在某海滨城市附近海面有一台风，据监测，当前台风中心位于城市O （如图）的东偏南102arccos(=θθ）方向300km 的海面P 处，并以20km/h 的速度向西偏北︒45方向移动，台风侵袭的范围为圆形区域，当前半径为60km ，并以10km/h 的速度不断增大，问几小时后该城市开始受到台风的侵袭？ 21．（本小题满分14分）已知常数0>a ，在矩形ABCD 中，4=AB ，a BC 4=，O 为AB 的中点，点E 、F 、G 分别在BC 、CD 、DA 上移动，且BE CF DG BC CD DA==，P 为GE 与OF 的交点（如图），问是否存在两个定点，使P 到这两点的距离的和为定值？若存在，求出这两点的坐标及此定值；若不存在，请说明理由 22．（本小题满分12分，附加题4 分）（I ）设}{n a 是集合|22{ts + t s <≤0中所有的数从小到大排列成的数列，即31=a ，52=a ，63=a ，94=a ，105=a ，126=a ，…将数列}{n a 各项按照上小下大，左小右大的原则写成如下的三角形数表：35 69 10 12 — — — —…………D E KBC 1A 1B 1AFCG 东O⑴写出这个三角形数表的第四行、第五行各数；⑵求100a（II ）（本小题为附加题，如果解答正确，加4 分，但全卷总分不超过150分）设}{n b 是集合t s r t s r <<≤++0|222{，且},,Z t s r ∈中所有的数从小到大排列成的数列，已知1160=k b ，求k .2003年普通高等学校招生全国统一考试(全国卷)数学（理工农医类）答案一、选择题：本题考查基本知识和基本运算. 每小题5分，满分60分.1．D 2．C 3．D 4．A 5．C 6．B 7．C 8．D 9．D 10．C 11．B 12．A 二、填空题：本题考查基本知识和基本运算.每小题4分,满分16分. 13．221-14．（-1，0） 15．72 16．①④⑤ 三、解答题：本大题共6小题，共74分.解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤. 17． 解：设)60sin 60cosr r z +=，则复数.2r z 的实部为2,r z z r z z ==-由题设 18．（Ⅰ）解：连结BG ，则BG 是BE 在ABD 的射影，即∠EBG 是A 1B 与平面ABD 所成的角. 设F 为AB 中点，连结EF 、FC ， （Ⅱ）解：,,,F AB EF EF ED AB ED =⋂⊥⊥又 19．解：函数xc y =在R 上单调递减.10<<⇔c不等式.1|2|1|2|上恒大于在函数的解集为R c x x y R c x x -+=⇔>-+ （以上方法在新疆考区无一人使用，大都是用解不等式的方法，个别使用的图象法）20．解：如图建立坐标系以O 为原点，正东方向为x 轴正向.在时刻：（1）台风中心P （y x ,）的坐标为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯+⨯-=⨯-⨯=.22201027300,2220102300t y t x 此时台风侵袭的区域是,)]([)()(22t r y y x x ≤-+-其中,6010)(+=t t r 若在t 时刻城市O 受到台风的侵袭，则有.)6010()0()0(222+≤-+-t y x 即22)22201027300()2220102300(t t ⨯+⨯-+⨯-⨯答：12小时后该城市开始受到台风的侵袭.21．根据题设条件，首先求出点P 坐标满足的方程，据此再判断是否存在的两定点，使得点P 到两点距离的和为定值. 按题意有A （－2，0），B （2，0），C （2，4a ），D （－2，4a ）设(01)BE CF DG k k BC CD DA===≤≤ 由此有E （2，4a k ），F （2－4k ，4a ），G （－2，4a －4ak ） 直线OF 的方程为：0)12(2=-+y k ax ① 直线GE 的方程为：02)12(=-+--a y x k a ②从①，②消去参数k ，得点P （x,y ）坐标满足方程022222=-+ay y x a整理得1)(21222=-+a a y x 当212=a 时，点P 的轨迹为圆弧，所以不存在符合题意的两点. 当212≠a 时，点P 轨迹为椭圆的一部分，点P 到该椭圆焦点的距离的和为定长 当212<a 时，点P 到椭圆两个焦点（),21(),,2122a a a a ---的距离之和为定值2当212>a 时，点P 到椭圆两个焦点（0，)21,0(),2122-+--a a a a 的距离之和为定值2a .22．（本小题满分12分，附加题4分） （Ⅰ）解：用(t,s)表示22ts+，下表的规律为3（(0,1)=0122+）5(0,2) 6(1,2)9(0,3) 10(1,3) 12(2,3) — — — —…………（i ）第四行17(0,4) 18(1,4) 20(2,4) 24(3,4)第五行 33(0,5) 34(1,5) 36(2,5) 40(3,5) 48(4,5)（i i ）解法一：因为100＝（1+2+3+4+……+13）+9，所以100a =(8,14)＝81422+＝16640解法二：设0022100t s a +=，只须确定正整数.,00t s数列}{n a 中小于02t的项构成的子集为 },0|2{20t t t s s <<≤+ 其元素个数为.1002)1(,2)1(000020<--=t t t t C t 依题意满足等式的最大整数0t 为14，所以取.140=t因为100－.1664022,8s ,181410000214=+=∴=+=a s C 由此解得（Ⅱ）解：,22211603710++==k b令}0|22{2B ,(}1160|{r t s r C B c M t s <<≤++=<∈=其中因}.22222|{}222|{}2|{37107107101010++<<+∈⋃+<<∈⋃<∈=c B c c B c c B c M 现在求M 的元素个数：},100|222{}2|{10<<<≤++=<∈t s r c B c t s r其元素个数为310C ： }.70|222{}222|{1071010<<≤++=+<<∈s r c B c r s某元素个数为}30|222{}22222|{:710371071027<≤++=++<<+∈r c B c C r某元素个数为.1451:2327310710=+++=C C C k C另法：规定222r t s++=（r,t,s ），10731160222k b ==++＝（3,7,10）则0121222b =++＝ （0,1,2） 22C依次为 （0,1,3） （0,2,3） （1,2,3） 23C （0,1,4） （0,2,4）（1,2,4）（0,3,4） （1,3,4）（2,3,4） 24C…………（0,1,9） （0,2,9）………… （ 6,8,9 ）（7,8,9） 29C（0,1,10）（0,2,10）.........（0,7,10）（ 1,7,10）（2,7,10）（3,7,10） (2)7C +4。

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，共 24 分，请将答案写在答题纸指定位置上 .1 若x 0,(1) 设 f ( x)x cos ,其导函数在 x0 处连续，则.0, x若x 0,的取值范围是(2) 已知曲线 yx 3 3a 2 x b 与 x 轴相切，则 b 2 可以通过 a 表示为 b 2.(3) 设 a0 ， f (x)g( x)a,若 0 x 1,0,其他， 而 D 表示全平面，则If ( x) g( y x)dxdy =.D(4) 设 n 维向量( a,0, ,0, a) T ,a0 ； E 为 n 阶单位矩阵，矩阵 AET ，B E1T，其中 A 的逆矩阵为 B ，则 a .a(5) 设随机变量 X 和 Y 的相关系数为 0.9, 若Z X0.4 ，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， X 1, X 2 , , X n 为来自总体 X 的简单随机样本，则当 n时， Y n1 n X i2 依概率收敛于 .n i 1二、选择题：本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分，下列每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，把所选项前的字母填在题后的括号内 .(1) 设 f ( x) 为不恒等于零的奇函数，且f (0) 存在，则函数 g( x)f ( x) ()x(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 x0 .(2) 设可微函数 f ( x, y) 在点 (x 0 , y 0 ) 取得极小值，则下列结论正确的是( )(A) f (x 0 , y) 在 y y 0 处的导数等于零 . (B) f (x 0 , y) 在 y y 0 处的导数大于零 .(C)f ( x 0 , y) 在 y y 0 处的导数小于零 .(D)f (x 0 , y) 在 yy 0 处的导数不存在 .(3) 设 p na na n ， q na na n， n 1,2,，则下列命题正确的是()(A) 若a n 条件收敛，则p n 与q n 都收敛 .n 1n 1n 1(B) 若a n 绝对收敛，则p n 与q n 都收敛 .n 1n 1n 1a b (C) 若a n 条件收敛，则p n 与q n 敛散性都不定 .n 1n 1n 1(D) 若a n 绝对收敛，则p n 与q n 敛散性都不定 .n 1n 1n 1a b b(4) 设三阶矩阵 Ab ab ，若 A 的伴随矩阵的秩为1，则必有 ()b b a(A)a b 或 a 2b0 . (B) a b 或 a 2b 0 . (C) a b 且 a 2b0 .(D)a b 且 a 2b 0 .(5) 设1 ,2 , , s 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k 1, k 2 , , k s ，都有 k 11k2 2k s s 0 ，则1 ,2 , , s 线性无关 .(B) 若1, 2,,s 线性相关，则对于任意一组不全为零的数k 1 , k 2 , , k s ，都有k1 1k2 2k s s 0.(C) 1 ,2 ,,s 线性无关的充分必要条件是此向量组的秩为s.(D)1 ,2 ,, s 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： A 1 ={ 掷第一次出现正面} ， A 2 ={ 掷第二次出现正面 } ， A 3 ={ 正、反面各出现一次 } ， A 4 ={ 正面出现两次 } ，则事件 ( )(A)A 1, A 2 , A 3 相互独立 . (B) A 2 , A 3 , A 4 相互独立 .(C)A 1 , A 2 , A 3 两两独立 .(D) A 2 , A 3 , A 4 两两独立 .三 、(本题满分 8 分)设 f ( x)1 1 1 , x [ 1 ,1) ，试补充定义 f (1)使得 f ( x) 在 [ 1,1] 上连xsin x(1 x) 22 续.四 、 (本题满分 8 分 )设 f (u, v) 具有二阶连续偏导数， 且满足2 f2 f1，又g( x, y) f [ xy,1(x 2 y 2 )] ,u 2v 222g2g求x 2y 2 .五 、 (本题满分 8 分 )计算二重积分Ie ( x 2 y 2 ) sin( x 2y 2 )dxdy.D其中积分区域 D{( x, y) x 2y 2}.六、 (本题满分 9 分 )求幂级数 1( 1) n x 2n ( x 1) 的和函数 f (x) 及其极值 .n 12n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：f ( x) g( x) ，g ( x) f ( x) ，且 f (0)0 , f ( x)g (x)2e x .(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(0,3) ，使 f ( ) 0.九、 (本题满分 13 分 )已知齐次线性方程组(a1 a1 x1 a1 x1a1 x1b)x1( a2a2 x2a2 x2a2 x2a3 x3a n x n0,b) x2a3 x3a n x n0,(a3b) x3a n x n0,a3 x3(a n b) x n0,n其中a i 0. 试讨论a1, a2,,a n和b满足何种关系时，i 1(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f (x1,x2,x3)XT222222(b0) ，AX ax1x2x3bx1x3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1, 若x [1,8],f ( x)3x23其他 ;0,F(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X ~120.3，0.7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 年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题解析一、填空题(1) 【答案】2【分析】无穷小量乘以有界函数的极限仍是无穷小量.【详解】是参变量， x 是函数f(x) 的自变量f ( x) f (0)x cos1lim x 1 cos1f(0)lim lim x0 ，x 0x0x0x x 0x要使该式成立，必须lim x10 ，即 1 .x 0当 x(,0)(0,) 时，f( x)x1 cos1x 2 sin1x x要使 f ( x)0 在x0 处连续，由函数连续的定义应有lim f( x)lim x1 cos 1x 2 sin1f (x) 0x0x 0x x由该式得出 2 .所以f( x) 在x0处右连续的充要条件是 2 ．(2)【答案】 4a 6【详解】设曲线与x 轴相切的切点为( x0,0) ，则yx x00 .而 y 3x23a 2，有 3x023a2又在此点 y 坐标为0(切点在x轴上)，于是有x033a2 x0 b 0，故b x033a2 x0x0 ( x023a2 ) ，所以22(322)224446.b x0x0aa a a(3)【答案】 a2【详解】本题积分区域为全平面，但只有当0 x 1,0 y x 1 时，被积函数才不为零，则二重积分只需在积分区域与被积函数不为零的区域的公共部分商积分即可，因此实际上只需在满足此不等式的区域内积分即可．If ( x) g( y=2dxdy= a21x 1212 dx dy a[( x 1) x]dx ax)dxdy a0x0 D0x 10y x 1(4) 【答案】 -1【详解】这里T为 n 阶矩阵，而T2a 2 为数，直接通过 AB E 进行计算并注意利用乘法的结合律即可．由题设，有AB (ET)(E 1T)=ET1 T1 TTaaaET1 T1 (T )T =ET1 T2aTaaaE( 1 2a 1 )TE ，1a1, a于是有1 2a0 ，即 2a 2a 1 0 ，解得 a1. 已知 a0 ，故 a1 ．a2(5) 【答案】 0.9.【详解】利用方差和相关系数的性质D ( X a) DX ， Cov( X ,Ya) Cov( X ,Y ) ，又因为 Z 仅是 X 减去一个常数，故方差不会变， Z 与 Y 的协方差也不会变，因此相关系数也不会变．Cov(Y, Z ) Cov (Y, X 0.4)E[(Y (X 0.4)] E(Y ) E( X0.4)E(XY) 0.4E(Y) E(Y) E( X )0.4E(Y)E(XY)E(Y )E( X ) Cov ( X ,Y ) ，且 D ZD X . 又 Cov (Y, Z ) Cov ( X , Y) ，所以Cov(Y, Z )Cov(X ,Y) XY0.9.D YD ZD XD Y(6) 【答案】1．2【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X 1 , X 2 , , X n ，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：1np1n).X iEX i (nn i 1n i 1【详解】本题中X 12, X 22 , , X n 2 满足大数定律的条件，且EX i 2 DX i(EX i ) 2 = 1(1)21 ，422因此根据大数定律有1 n 2依概率收敛于1 n2 1Y nX i EX i.n i 1n i 12二、选择题(1) 【答案】 (D)【详解】 方法 1：直接法：由f (x) 为奇函数知， f (0) 0 ；又由 g( x)f ( x) ，知g (x) 在xx 0 处没定义，显然 x 0 为 g( x) 的间断点，为了讨论函数g( x) 的连续性，求函数g(x) 在 x0 的极限．lim g ( x) lim f ( x) lim f (x) f (0) 导数的定义f (0)存在，x 0 x 0x x 0x故 x 0 为可去间断点．方法 2：间接法：取f ( x)x ，此时 g( x) =x1, x 0,可排除 (A) (B) (C)三项．x 0, x0,(2) 【答案】 ( A)【详解】 由函数 f ( x, y) 在点 ( x 0 , y 0 ) 处可微， 知函数 f ( x, y) 在点 ( x 0 , y 0 ) 处的两个偏导数都存在，又由二元函数极值的必要条件即得 f (x, y) 在点 (x 0 , y 0 ) 处的两个偏导数都等于零． 从而有df ( x 0 , y) fdyy y 0y( x, y ) ( x 0 , y 0 )选项 ( A) 正确．(3) 【答案】 ( B)【详解】由 p na n an， qna n an，知 0 pa ， 0q a n2nnn2若a n 绝对收敛，则 a n 收敛 . 再由比较判别法，p n 与q n 都收敛，后者n 1n 1n 1n 1与 q n 仅差一个系数，故q n 也收敛，选 (B) ．n 1n 1(4) 【答案】 (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】 方法 1：根据 A 与其伴随矩阵A 秩之间的关系n r Anr A *1 r A n 1 0 r An 1知秩 ( A )=2，它的秩小于它的列数或者行数，故有a b b 1 b b1 b b A b a b(a 2b) 1 a b(a 2b) 0 a b0 b b a1 b aa b( a 2b)( a b)2 0有 a 2b0 或 a b ．当 a b 时，b b bAb b b b b b2 1 1 b b b3 1 10 0 00 0 0显然秩 A1 2 ， 故必有 a b 且 a 2b0 ． 应选 (C)．n r An 方法 2：根据 A 与其伴随矩阵A 秩之间的关系， rA *1 r A n 1 ，0 r An 1知 r A *1 ， r A2 . 对 A 作初等行变换a b b 2 1 13 1 1Ab a bb b aa b b b a a b 0 b aa b当 a b 时，从矩阵中可以看到A 的秩为 1，与秩 A2 ，不合题意 (排除 (A) 、 (B))故 ab ，这时ab bAb a a b 02 b a 3b aa bba 2b bb11 01b a0a b12 00110113故 a 2b0 ，且 ab 时，秩 ( A )=2 ，故应选．(5) 【答案】 (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k 1, k 2 , , k s ，都有 k 11k 22k s s 0 ，则1 ,2 ,,s 必线性无关 .因 为 若1, 2,, s 线 性 相 关 ， 则 存 在 一 组 不 全 为 零 的 数 k 1, k 2 , , k s ， 使 得k 11k 22ks s0 ，矛盾． 可见 (A) 成立．(B):若 1, 2, , s 线 性 相 关 ， 则 存 在 一 组 ( 而 不 是 对 任 意 一 组 不 全 为 零 的 ) 数k 1 , k 2 , ,k s ，都有 k 11k2 2k ss0. (B) 不成立．(C)1 ,2 ,, s 线性无关，则此向量组的秩为s ；反过来，若向量组1 ,2 ,, s 的秩为 s ，则1 ,2 ,, s 线性无关，因此 (C)成立．(D)1 ,2 ,, s 线性无关，则其任一部分组线性无关， 则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k 1 , k 2 , , k s ，使得 k 1 1k2 2k ss0成立，则 1,2 ,, s 线性相关．其逆否命题为：若对于任意一组不全为零的数k 1 , k 2 , , k s ，都有 k 11k 22ks s0 ，则 1 , 2 , , s 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) 【答案】 C【分析】 (1) A, B 两事件相互独立的充要条件：P AB P A P B(2) A, B,C 三事件相互独立的充要条件：(i) A, B, C 两两相互独立；(ii) P ABCP AP BP C【详解】 方法 1：因为1 ，P A 21 A 31 1 P A 1， P ，P A 4，且2224P A 1A 21 ，P A 1 A 31 11 ，P A 1 A2 A 30 ，4，P A 2 A 3，P A 2 A 4444可见有P A 1A 2 P A 1 P A 2 ，P A 1A 3 P A 1 P A 3 ，P A 2A 3PA 2PA 3，PA1A2A3PA1PA2PA3，PA2A4PA2PA4．故 A1 , A2 , A3两两独立但不相互独立； A2 , A3 , A4不两两独立更不相互独立，应选(C) ．方法 2：由三事件相互独立的定义可知：相互独立必两两独立；反之，两两独立不一定相互独立．可见 (A) 不正确，因为如果正确，则(C)也正确，但正确答案不能有两个；同理，(B)也不正确 . 因此只要检查 (C) 和 (D)P A2 A3A4P0 PA2P A3111 P A4442故(D) 错，应选 (C)．三【详解】为使函数 f ( x) 在1,1]上连续，只需求出函数 f (x) 在 x1的左极限 lim f( ) ，[x1x2然后定义 f (1) 为此极限值即可．lim f ( x)lim[11x 1]x 1x1x sin(1x)1lim[11]1lim(1 x) sin xsin x(1(1x)sin xx1x)x 1令 u 1 x ，则当 x 1 时， u0，所以lim f ( x)1lim u sin(1u)u sin(1u)x 1u01lim u sin(1u)1lim u sin(1u)u (sin cos u cos sin u)u sin u u 0u01lim u sin(1u)1limcos(1u)等2u2洛22u u0u01lim 2 sin(1u)10=1洛22=u0定义 f (1)1，从而有 lim f ( x)1f (1)， f(x) 在 x1处连续．又 f ( x) 在[1,1) x12上连续，所以 f ( x) 在 [ 1,1] 上连续．2四【详解】由复合函数z f [( x, y), ( x, y)] 的求导法则，得g f( xy)f 1( x2y2 )f f 2y xx u x v x u vg f( xy)f 1 ( x2y2 )f f 2xy u y v x u y .v从而2 g y 2 f y 2 f x f x 2 f y 2 f xx2u2u v v u v v2y2 2 f2xy 2 f x2 2 f fu2u v v2v2 g x 2 f x 2 f y f y 2 f x 2 f yy2u2u v v u v v2x2 2 f2xy 2 f y2 2 f fu2u v v2v2 g 2 g2y22f( x2y2)2 f( x2y2)(2 f 2 f)=x2y2.所以x 2y2( x)2v2u2v2u五【详解】从被积函数与积分区域可以看出，应利用极坐标进行计算．作极坐标变换：设x r cos, y r sin，有I e ( x2y2) sin( x2y2 )dxdy e e ( x2 y2 ) sin( x2y2 ) dxdyD De2e r 2sin r2rdr e2e r2d2d sin0000记 A e t sin tdt ，则A e t sin tdt e t d cost e t cost000e1 e t d sin te1 e t sin t00因此A 1(1 e) ， I e(1 e )2(1 e ).22t r 2r 2 dr 2 e e t sin tdt.e t costdte t sin tdt = e 1 A.六【分析】 (1) 和函数一般经过适当的变换后，考虑对其逐项求积分后求和，再求导即可得和函数；或者先通过逐项求导后求和，再积分即可得和函数．本题可直接采用后者．(2)等比级数求和公式x n 1 x x2x n1( 1 x 1)n 01x【详解】先对和函数 f (x)1( 1)n x2n求导n 12nf ( x)( 1)n x2 n 1x( 1)n x2 n 2x( 1)n x2nn 1n 1n0x( x2 ) n x1xn 01x2 1 x2对上式两边从0 到x积分x(t )dt x t dt f ( x) f (0)1ln(1 x2 )f0 1t 202由 f (0) 1，得f ( x) 11ln(1 x2 )( x 1).2为了求极值，对 f ( x) 求一阶导数，12x xf ( x)1 x2 1 x22令 f (x)0 ，求得唯一驻点 x0．由于1x2，f(0)10f ( x)x2 )(12由极值的第二充分条件，得 f ( x) 在 x0 处取得极大值，且极大值为 f (0) 1．七【分析】题目要求 F ( x) 所满足的微分方程，而微分方程中含有其导函数，自然想到对 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即可．【详解】 (1) 方法1：由F ( x) f (x)g (x) ，有F (x) f (x) g( x) f ( x) g (x) =g2( x) f 2 ( x)[ f ( x) g(x)]2 2 f ( x) g( x) = (2e x) 22F ( x)可见 F ( x) 所满足的一阶微分方程为F (x)2F ( x)4e2x .相应的初始条件为 F (0) f (0) g(0) 0 ．方法 2：由F (x) f ( x) g (x)，有F ( x) f ( x)g( x) f (x)g ( x) =[ f ( x)]2[g ( x)] 2[ f ( x)g ( x)] 2 2 f ( x)g ( x)又由f ()() 2x. 有f ( x)xf (x)g( x)g (x) f (x)g ( x)2e ，，，于是x g x eF ( x)4e2 x 2 f (x) g( x)4e2 x2F ( x)可见 F ( x) 所满足的一阶微分方程为F (x)2F ( x)4e2x .相应的初始条件为 F (0) f (0) g(0)0(2)题 (1) 得到F ( x)所满足的一阶微分方程，求 F (x) 的表达式只需解一阶微分方程．又一阶线性非齐次微分方程dyP( x) y Q( x) 的通解为dxy e P ( x ) dxQ( x)eP ( x) dxCdx2dx2x2dx 2 x4 x 2 x 2 x所以()e [ 4e dx C]= e [ 4e dx C ]=e Ce .F x e将 F(0)0 代入上式，得 01C, C 1 .所以 F ( x)e2 x e 2 x.八【分析】题目要证存在(0,3) ，使得其一阶导数为零，自然想到用罗尔定理. 而罗尔定理要求函数在某闭区间连续，且端点处函数值相等．题目中已知 f (3) 1 ，只需要再证明存在一点 c[0,3) ，使得 f (c) 1 f (3) ，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f (0)f (1) f ( 2)1．问题转化为1介于 f (x) 的最3值之间，最终用介值定理可以达到目的．【详解】方法 1：因为f ( x)在[0，3]上连续，所以 f ( x) 在[0，2]上连续，则在[0，2]上必有最大值 M 和最小值m(连续函数的最大值最小值定理)，于是m f (0)M ， m f (1)M ， m f (2) M ．三式相加3m f (0) f (1) f (2) 3M .从而f ( 0 ) f( 1 )f( 2 )m31 M .由介值定理知，至少存在一点c[0,2] ，使f (c)f (0) f (1) f (2)1.3因为 f ( c) f (3) 1 ，且f (x)在[c,3]上连续，在(c,3)内可导，由罗尔定理知，必存在(c,3) (0,3) ，使 f ( )0.方法2：由于f (0) f (1) f (2) 3，如果 f (0), f (1), f (2) 中至少有一个等于1，例如f (2) 1 ，则在区间[ 2, 3]上对 f ( x) 使用罗尔定理知，存在(0, 2)(0, 3)使f ( ) 0. 如果 f (0), f (1), f (2) 中没有一个等于1，那么它们不可能全大于1，也不可能全小于1．即至少有一个大于1，至少有一个小于1，由连续函数的介值定理知，在区间 (0, 2) 内至少存在一点使f () 1．在区间 [ ,3] 对 f ( x) 用罗尔定理知，存在( ,3) (0,3) ，使 f ( )0. 证毕．九【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：所有行对应元素相加后相等．可先将所有行对应元素相加，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a1 b a2a3a na1a2 b a3a nA a1a2a3 b a na1a2a3a n bnb a i a2a3a ni 1nb a i a2b a3a ni 1nb a i a2a3b a ni1nb a i a2a3a n bi11a2a3a n1a2b a3a nn(b a i ) 1a2a3 b a ni11a2a3a n b1a2a3a nn 0b00n0 = b n 1 (b(b a i ) 0 0b a i ).i1i1000bn(1)当 A0 ，即b0且 b a i0 时，秩A n ，方程组仅有零解．i1(2)当 b0时，A0，原方程组的同解方程组为a1 x1a2 x2a n x n0.n0 可知，a i(i由a i1,2,, n) 不全为零．不妨设 a10 ，得原方程组的一个基础解系i1a2,1,0,,0)T，(a3,0,1,,0)T，, na n,0,0,,1)T.1(2a1(a1a1n时， A0.这时 b0 ，原方程组的系数矩阵可化为(3)当 b a ii 1na1a i a2a3a ni1na1a2a i a3a ni1A na1a2a3a i a ni 1na1a2a3a n a ii 1a1na i a2a3a ni 1n na i a i00将第 1行的(1)倍i1i 1n n加到其余各行a i0a i0i1i 1n na i00a ii1i1n从第 2行到第 n行a1i 1a i a2a3a n同乘以1倍1100n1010a ii110010000将第 i行的 ( a )倍1100i加到第 1行，.i 2,3,, n10001001由此得原方程组的同解方程组为x2x1， x3x1，, x n x1．原方程组的一个基础解系为(1,1, ,1)T .十【分析】特征值之和等于 A 的主对角线上元素之和，特征值之积等于 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．a0b【详解】 (1)二次型f的矩阵为A020. 设 A 的特征值为i (i 1,2,3) ，由题设得b02123a11a22a33 a 2 ( 2) 1，a0b123| A |0204a 2b212.b02解得 a 1,b2．(2)求矩阵 A 的特征值，令102E A020(2)2(3) 0，202得矩阵 A 的特征值122, 3 3.对于基础解系10 2 122, 解齐次线性方程组 (2EA) x 0 ，系数矩阵为 00 ，得 2 041 (2,0,1)T ，2(0,1,0)T .4 02对于 33 ，解齐次线性方程组 ( 3E A)x 0 ，系数矩阵为 0 5 0 ，得2 01基础解系3(1,0, 2)T .由于 1,2 ,3 已是正交向量组，为了得到规范正交向量组，只需将1, 2, 3 单位化，由此得1( 2 ,0, 1 )T ， 2 (0,1,0)T ， 3 ( 1 ,0,2 )T .5 55 5令矩阵2155Q1230 1 0 ，1 0255则 Q 为正交矩阵．在正交变换 XQY 下，有2 0 0 Q T AQ0 2 0 ，0 03且二次型的标准形为f2 y 12 2 y 223y 32 .【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abE A0 2 0(2)[ 2(a 2) (2ab 2 )].b2设 A 的特征值为1 , 2,3，则12,2 31232 (a 2) 1， 1 2 3a 2,2 3(2a b 2 ). 由题设得 2(2a b 2 )12.解得 a 1,b2 ．第一步求参数见 《数学复习指南》 P361 重要公式与结论 4，完全类似例题见 《文登数学全真模拟试卷》数学三 P47 第九题．十一【分析】先求出分布函数 F ( x) 的具体形式，从而可确定 YF(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 (0F(X)1) ，再对 y 分段讨论．【详解】易见，当 x1时， F (x) 0; 当 x 8时， F ( x) 1．对于 x [1,8] ，有x1 3 x 1.F ( x)dt133 t 2设 G ( y) 是随机变量 YF (x) 的分布函数． 显然，当 y0 时， G ( y) =0；当 y 1时，G ( y) =1 ． 对于 y [ 0,1) ，有G ( y) P{ Yy} P{F(X) y}P{3 X 1y}P{ X ( y 1)3} F [( y 1)3 ] y.于是， YF ( x) 的分布函数为0,若 y 0,G ( y)y, 若 0y1,1,若 y 1.十二 【分析】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．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．求概率密度 g(u) ，一般应先求分布函数G (u) P{ U u}P{ X Y u} ，在计算概率的时候，应充分利用X 只有可能取值 X 1和 X2．全概率公式：如果事件A 1, , A n 构成一个完备事件组，即它们是两两互不相容，其和为(总体的样本空间 ) ；并且0,1,2, , .则对任一事件B 有nP B P( A i )P(B | A i )．i 1【详解】设 F ( y) 是 Y 的分布函数，由全概率公式，得U X Y 的分布函数G (u) P{ X Y u}P{X 1}P{X Y 0.3P{ X Y u X 0.3P{Y u 1 X u X 1}P{ X2}P{ X Y u X 2} 1}0.7P{X Y u X2}1}0.7P{Y u 2 X2} ．由于 X 和 Y 相互独立，所以P{Y u 1} P{ Y u1X 1}， P{Y u 2}P{ Y u 2 X2}所以G (u)0.3P{ Y u1}0.7 P{ Y u 2}0.3F (u1)0.7 F (u2).由此，因为连续型随机变量密度函数是分布函数在对应区间上的微分得到，得U 的概率密度g (u)G (u)0.3F(u1) 0.7F (u2) 0.3 f (u 1)0.7 f (u2).。

2003年全国硕士研究生入学统一考试数学一试题一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分.)(1))1ln(12)(cos lim x x x +→= .(2)曲面22y x z+=与平面042=-+z y x 平行的切平面的方程是.(3)设)(cos 02ππ≤≤-=∑∞=x nx ax n n,则2a =.(4)从2R 的基⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=11,0121αα到基⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21,1121ββ的过渡矩阵为 .(5)设二维随机变量(,)X Y 的概率密度为，y x x y x f 其他,10,0,6),(≤≤≤⎩⎨⎧= 则=≤+}1{Y X P.(6)已知一批零件的长度X (单位:cm )服从正态分布)1,(μN ,从中随机地抽取16个零件,得到长度的平均值为40(cm ),则μ的置信度为0.95的置信区间是.(注:标准正态分布函数值(1.96)0.975,(1.645)0.95.ΦΦ==)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)设函数()f x 在),(+∞-∞内连续,其导函数的图形如图所示,则()f x 有(A ) 一个极小值点和两个极大值点. (B ) 两个极小值点和一个极大值点. (C ) 两个极小值点和两个极大值点. (D ) 三个极小值点和一个极大值点.(2)设}{},{},{n n n c b a 均为非负数列,且0lim =∞→n n a ,1lim =∞→n n b ,∞=∞→n n c lim ,则必有(A ) n n b a <对任意n 成立.(B ) n n c b <对任意n 成立.(C ) 极限n n n c a ∞→lim 不存在.(D ) 极限n n n c b ∞→lim 不存在.(3)已知函数(,)f x y 在点(0,0)的某个邻域内连续,且22200(,)lim1()x y f x y xyx y →→-=+,则 (A ) 点(0,0)不是(,)f x y 的极值点. (B ) 点(0,0)是(,)f x y 的极大值点. (C ) 点(0,0)是(,)f x y 的极小值点.(D ) 根据所给条件无法判断点(0,0)是否为(,)f x y 的极值点.(4)设向量组I:r ααα,,,21 可由向量组II:s βββ,,,21 线性表示,则 (A ) 当s r <时,向量组II 必线性相关.(B ) 当s r>时,向量组II 必线性相关.(C ) 当s r <时,向量组I 必线性相关.(D ) 当s r >时,向量组I 必线性相关.(5)设有齐次线性方程组0Ax =和0Bx =,其中,A B 均为n m ⨯矩阵,现有4个命题: ①若0Ax =的解均是0Bx =的解,则秩(A )≥秩(B ); ②若秩(A )≥秩(B ),则0Ax =的解均是0Bx =的解; ③若0Ax =与0Bx =同解,则秩(A )=秩(B ); ④若秩(A )=秩(B ),则0Ax =与0Bx =同解. 以上命题中正确的是(A ) ①②.(B ) ①③.(C ) ②④.(D ) ③④.(6)设随机变量21),1)((~X Y n n t X =>,则 (A ) )(~2n Yχ.(B ) )1(~2-n Yχ.(C ) )1,(~n F Y .(D ) ),1(~n F Y .过坐标原点作曲线ln y x =的切线,该切线与曲线ln y x =及x 轴围成平面图形D . (1)求D 的面积A ;(2)求D 绕直线x e =旋转一周所得旋转体的体积V .四、(本题满分12分)将函数x xx f 2121arctan )(+-=展开成x 的幂级数,并求级数∑∞=+-012)1(n n n 的和.五、(本题满分10分) 已知平面区域}0,0),{(ππ≤≤≤≤=y x y x D ,L 为D 的正向边界.试证:(1)dx ye dy xe dx ye dy xe xLy x Ly sin sin sin sin -=-⎰⎰--; (2).22sin sin π≥--⎰dx ye dy xex Ly六、(本题满分10分)某建筑工程打地基时,需用汽锤将桩打进土层.汽锤每次击打,都将克服土层对桩的阻力而作功.设土层对桩的阻力的大小与桩被打进地下的深度成正比(比例系数为,0k k >).汽锤第一次击打将桩打进地下a (m ).根据设计方案,要求汽锤每次击打桩时所作的功与前一次击打时所作的功之比为常数(01)r r <<.问(1)汽锤击打桩3次后,可将桩打进地下多深? (2)若击打次数不限,汽锤至多能将桩打进地下多深? (注:m 表示长度单位米.)七、(本题满分12分)设函数()y y x =在),(+∞-∞内具有二阶导数,且)(,0y x x y =≠'是()y y x =的反函数.(1)试将()x x y =所满足的微分方程0))(sin (322=++dy dx x y dyx d 变换为()y y x =满足的微分方程;(2)求变换后的微分方程满足初始条件23)0(,0)0(='=y y 的解.设函数()f x 连续且恒大于零,222()22()()()()t D t f xy z dVF t f x y d σΩ++=+⎰⎰⎰⎰⎰,22()2()()()D t tt f x y d G t f x dxσ-+=⎰⎰⎰,其中}),,{()(2222t z y x z y x t ≤++=Ω,}.),{()(222t y x y x t D ≤+=(1)讨论()F t 在区间),0(+∞内的单调性. (2)证明当0t >时,).(2)(t G t F π>九、(本题满分10分)设矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=322232223A ,⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100101010P ,P A P B *1-=,求2B E +的特征值与特征向量,其中*A 为A 的伴随矩阵,E 为3阶单位矩阵.十、(本题满分8分)已知平面上三条不同直线的方程分别为:1l 032=++c by ax ,:2l 032=++a cy bx , :3l 032=++b ay cx .试证这三条直线交于一点的充分必要条件为.0=++c b a十一、(本题满分10分)已知甲、乙两箱中装有同种产品,其中甲箱中装有3件合格品和3件次品,乙箱中仅装有3件合格品.从甲箱中任取3件产品放入乙箱后,求:(1)乙箱中次品件数X 的数学期望; (2)从乙箱中任取一件产品是次品的概率.十二、(本题满分8分)设总体X 的概率密度为⎩⎨⎧≤>=--,,,0,2)()(2θθθx x e x f x其中0>θ是未知参数.从总体X 中抽取简单随机样本n X X X ,,,21 ,记12ˆmin(,,,X X θ=L )n X .(1)求总体X 的分布函数()F x ; (2)求统计量θˆ的分布函数)(ˆx F θ;(3)如果用θˆ作为θ的估计量,讨论它是否具有无偏性.2003年考研数学一试题答案与解析一、填空题(1)【分析】 属1∞型. 原式=1cos 1cos 1ln(1)lim[1(cos 1)].x x x x x -⋅-+→+-利用等价无穷小因子替换易求得2121lim)1ln(1)1(cos lim 22020-=-=+⋅-→→x xx x x x , 故原式=12.e -(2)【分析】 曲面在任意点(,,)P x y z 处的法向量{2,2,1}x y =-n ,n 与平面042=-+z y x 的法向量{2,4,1}=-0n 平行,λλ⇔=0n n 为某常数,即22,24,1.x y λλλ==-=- 从而1, 2.x y ==,又点P 在曲面上22(1,2)()5z x y P ⇒=+=⇒点处的{2,4,1}=-n .因此所求切面方程是0)5()2(4)1(2=---+-z y x ,即245x y z +-=.(3)【分析】 这是求傅氏系数的问题. 已知)()(2ππ≤≤-=x x x f 是以2π为周期的偶函数,按傅氏系数计算公式得2220002211cos 2sin 22sin 22a x xdx x d x x xdx ππππππ===-⎰⎰⎰=00111cos 2cos 2cos 2 1.xd x x x xdx ππππππ=-=⎰⎰(4)【分析】 设由基12,αα到基12,ββ的过渡矩阵为C ,则1212(,)(,)C ββαα=,即11212(,)(,).C ααββ-=那么,由111110231023011201120112⎡⎤⎡⎤⎡⎤→→⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 可知应填:23.12⎡⎤⎢⎥--⎣⎦当然也可先求出11111,0101-⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦再作矩阵乘法而得到过渡矩阵.(5)【分析】 =≤+}1{Y X P 1(,)x y f x y dxdy +≤⎰⎰11206xxdx xdy -=⎰⎰12016(12).4x x dx =-=⎰(6)【分析】 这是一个正态总体方差已知求期望值μ的置信区间问题,该类型置信区间公式为(,),I x x =+其中λ由{}0.95P U λ<=确定(~(0,1))U N 即 1.96λ=.将40,1,16, 1.96x n σλ====代入上面估计公式,得到μ的置信度为0.95的置信区间是(39.51,40.49).二、选择题(1)【分析】 由图,()f x 有三个驻点和一个不可导点0.x ='()f x 在三个驻点处,一个由正变负,两个由负变正,因而这三个驻点中一个是极大值点,两个是极小值点;而点0x =(()f x 的连续点)的左侧'()0f x >,0x =的右侧'()0f x <,0x =是()f x 由增变减的交界点,因而是极大值点.应选(C ).(2)【分析】 (A ),(B )显然不对,因为由数列极限的不等式性质只能得出数列“当n 充分大时”的情况,不可能得出“对任意n 成立”的性质.(C )也明显不对,因为“无穷小⋅无穷大”是未定型,极限可能存在也可能不存在. 故应选(D ).(3)【分析】 由条件000lim[(,)]0lim (,)(0,0)0.x x y y f x y xy f x y f →→→→⇒-=⇒==由极限与无穷小的关系⇒222(,)1(1)()f x y xyo x y -=++ (0).ρ=→⇒2222222(,)()(())()(0).f x y xy x y o x y xy o ρρ=++++=+→ 当y x =时,2(,)(0,0)[1(1)]0f x y f x o -=+>(0ρδ<<时), 当y x =-时,2(,)(0,0)[1(1)]0f x y f x o -=-+<(0ρδ<<时),其中δ是充分小的正数,因此,(0,0)不是(,)f x y 的极值点.应选(A ).(4)【分析】 根据定理“若12,,,s αααL可由12,,,t βββL 线性表出,且s t >,则12,,,s αααL 必线性相关”,即若多数向量可以由少数向量线性表出,则这多数向量必线性相关,故应选(D ).(5)【分析】 显然命题④错误,因此排除(C ),(D ).对于(A )与(B )其中必有一个正确,因此命题①必正确,那么②与③哪一个命题正确呢?由命题①,“若0Ax =的解均是0Bx =的解,则秩(A )≥秩(B )”正确,知“若0Bx =的解均是0Ax =的解,则秩(A )≥秩(B )”正确,可见“若0Ax =与0Bx =同解,则秩(A )=秩(B )”正确.即命题③正确,所以应当选(B ).(6)【分析】 根据t 分布的性质,2~(1,)X F n ,再根据F 分布的性质21~(,1),F n X因此21~(,1)Y F n X=.故应选择(C ).三、【解】(1)曲线ln y x =在点0000(,)(ln )x y y x =处的切线方程为0001();y y x x x -=- 由切线过原点(0,0),得000,y x e ==,所以该切线方程为x y e=.从而,图形的D 面积为(如图)1() 1.2y eA e ey dy =-=-⎰ (2)切线y x e x =、轴与直线x e =所围三角形绕x e =旋转所得圆锥体的体积为211,3V e π=而曲线ln y x x =、轴与直线x e =所围曲边三角形绕x e =的旋转体体积为1222011()(2),22y V e e dy e e ππ=-=-+-⎰或者221112()ln (2).22e V e x xdx e e ππ=-=-+-⎰因此所求旋转体的体积为 212(5123).6V V V e e π=-=-+四、【分析与求解】 (1)因为'()f x 简单,先求'()f x 的展开式,然后逐项积分得()f x 的展开式.因2220112211()()'2(1)4,(,),121214221()12n n nn x f x x x x x x x∞=--'==-=--∈--++++∑ 又(0)4f π=,两边积分得221000(1)411()2(1)42,(,).442122n n x n n nn n n f x t dt x x n ππ∞∞+==-=--=-∈-+∑∑⎰因为()f x 在21=x 连续,21102(1)41(1)21221n n nn x n n xn n ∞∞+===--=++∑∑收敛,所以210(1)411()2,(,].42122n n n n f x x x n π∞+=-=-∈-+∑(2)令21=x ,得21001(1)41(1)()2.24212421n n n n n n f n n ππ∞∞+==--=-⋅=-++∑∑又0)21(=f ,因此0(1).214n n n π∞=-=+∑五、【分析与证明】用格林公式把第二类曲线积分转化为二重积分.(1)由格林公式,有左边曲线积分=sin sin sin sin [()()](),y x y x DDxe ye dxdy e e dxdy x y --∂∂--=+∂∂⎰⎰⎰⎰ 右边曲线积分=sin sin ().y x De e dxdy -+⎰⎰ 因为区域D 关于y x =对称⇒⎰⎰-+Dx y dxdy e e )(sin sin =⎰⎰+-Dxy dxdy e e )(sin sin (x 与y 互换). 因此dx ye dy xe dx ye dy xex Ly x Lysin sin sin sin -=---.①(2)由(1)的结论,有sin sin sin sin sin sin ()()y x y x y yLDDxe dy ye dx e e dxdy e e dxdy ----=+=+⎰⎰⎰⎰⎰Ñ2222.DDdxdy π≥==⎰⎰⎰⎰六、【分析】 设第n 次打击后,桩被打进地下n x ,第n 次打击时,气锤所作的功为),3,2,1( =n W n . 由题设,已知当桩被打进地下的深度为x 时,土层对桩的阻力的大小为kx ,1n n W rW -=要求的是(n x n 3)=及lim .n n x →+∞【解】 通过求1nii W =∑直接求出nx .按功的计算公式:12211011,22x W kxdx kx ka ===⎰2312123,,,.nn x x x n x x x W kxdx W kxdx W kxdx -===⎰⎰⎰L相加得 21201.2nx n n W W W kxdx kx +++==⎰L又 21121n n n n W rW r W r W ---====L ,代入上式得21221111(1),.22n n r r r W kx W ka -++++==L 于是().n x a m ==因此3().x m ==lim ).n n x m →+∞=七、【证明】 (1)实质上是求反函数的一、二阶导数的问题.由反函数求导公式知y dy dx '=1,2211()'()'()'''y y x d x dx dx dy dy y y dy===⋅33''().y dxy y dy ''=-=-' 代入原微分方程,便得常系数的二阶线性微分方程.sin x y y =-''(*)(2)特征方程210r -=的两个根为1,21;r =±由于非齐次项()sin f x x =sin x e x αβ=,0,α=1β=,i i αβ±=±不是特征根,则设(*)的特解*cos sin y a x b x =+,代入(*)求得,10,2a b ==-,故x y sin 21*-=,于是(*)的通解为121()sin .2x x y x C e C e x -=+- 又由初始条件得1,121-==C C ,所求初值问题的解为.sin 21x e e y x x --=-八、【分析与证明】(1)分别作球坐标变换:sin cos ,sin sin ,cos x y z ρϕθϕθρϕ===与极坐标变换:cos ,sin .x r y r θθ==将()F t 中的分子与分母表成定积分,于是222220222()sin 2()().()()ttttd d f drf drF t d f r rdrf r rdrπππθϕρρϕρρθ==⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰下面求'()F t ,由它的符号讨论()F t 的单调性.由变限积分求导法得2222222022()()()()()2(())tttt f t f r rdr t f t f r r drF t f r rdr -'=⎰⎰⎰220220()()()20,[()]tttf t f r r t r drf r rdr -=>⎰⎰(0,)t ∈+∞.因此()F t 在),0(+∞单调增加.(2)如同题(1),先将()G t 表成定积分:22200022()()().2()()ttttd f r rdrf r rdrG t f r rdrf r drπθπ==⎰⎰⎰⎰⎰要证0t >时,2()(),F t G t π>即证2220022()(),()()t t ttf r r dr f r rdr f r rdrf r dr>⎰⎰⎰⎰即证222220()()[()]0.ttt f r dr f r r dr f r rdr ->⎰⎰⎰(*)我们将利用单调性证明这个不等式. 令222220()()()[()],tttt f r dr f r r dr f r rdr Φ=-⎰⎰⎰⇒2222222200'()()()()()2[()]()tttt f t f r r dr f t tf r dr f r rdr f t t Φ=+-⋅⎰⎰⎰2220()()()0t f t f r t r dr =->⎰,(0,)t ∈+∞又()t Φ在0t =处连续⇒()t Φ在[0,)+∞单调增加0t ⇒>时,()(0)0.t ΦΦ>=因此0t >时,).(2)(t G t F π>九、【解】由于322777232232223011E A λλλλλλλλλλ-------=---=--------2111(7)(1)232(1)(7),011λλλλλ=-----=---故A 的特征值为.7,1321===λλλ因为7,i A λ==∏若,A αλα=则.AA ααλ*=所以,A *的特征值为:7,7,1.由于1B P A P -*=,即A *与B 相似,故B 的特征值为7,7,1.从而2B E +的特征值为9,9,3.因为11111()()(),AB P P A P P P A P ααααλ--*--*-===按定义可知矩阵B 属于特征值Aλ的特征向量是1Pα-.因此2B E +属于特征值2+λA的特征向量是1Pα-.由于,⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=-1000011101P ,而当1λ=时,由222111()0,222000,222000E A x ---⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-=---→⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦得到属于1λ=的线性无关的特征向量为111,0α-⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦210.1α-⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 当7λ=时,由422121(7)0,242011,224000E A x ---⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-=--→-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦ 得到属于7λ=的特征向量为311.1α⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦那么1111,0P α-⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦1211,1P α--⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦1301.1P α-⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦故2B E +属于特征值9λ=的全部特征向量为121111,01k k -⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦12,k k 是不全为零的任意常数. 而2B E +属于特征值3λ=的全部特征向量为301,1k ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦,其中3k 为非零的任意常数.十、【解】必要性:若三条直线交于一点,则线性方程组23,23,23ax by c bx cy a cx ay b +=-⎧⎪+=-⎨⎪+=-⎩(*)有唯一解,故()()2r A r A ==.于是0.A =由于23111236()23a bc A b c a a b c b c a c a b c a b--=-=++---2226()()a b c ab c ab ac bc =++++---2223()[()()()],a b c a b b c c a =++-+-+-(* *)由321,,l l l 是三条不同直线,知a b c ==不成立,那么0)()()(222≠-+-+-a c c b b a .故必有.0=++c b a充分性:若0,a b c ++=由(**)知0=A ,故秩() 3.r A <由22222132()2[()]2[()]0,224a b ac b a a b b a b b b c =-=-++=-++≠(否则0a b c ===.)知秩() 2.r A =于是()() 2.r A r A ==因此,方程组(*)有唯一解,即三条直线321,,l l l 交于一点.十一、【解】 (1)易见,X 服从超几何分布,其分布参数为123,3n N N ===,根据超几何分布的期望公式,可直接得到1123.2N EX nN N ==+(2)设A 表示事件“从乙箱中任意取出的一件产品是次品”,由于{0},{1},{2}X X X ===和{3}X =构成完备事件组,因此根据全概率公式,有3300(){}{}{}6k k kP A P X k P A X k P X k =======⋅∑∑3011131{}.66624k kP X k EX =====⋅=∑十二、【解】 (1)2(),1,()().0,x xx e F x f t dt x θθθ---∞≥⎧-==⎨<⎩⎰(2)}),,,{min(}ˆ{)(21ˆx X X X P x P x F n≤=≤=θθ 12121{min(,,,)}1{,,,}n n P X X X x P X x X x X x =->=->>>L L 121{}{}{}n P X x P X x P X x =->>>L1[1()]nF x =--=2(),1,.0,n x x e x θθθ--≥⎧-⎨<⎩(3)ˆθ的概率密度为 2()ˆˆ,2,()'().0,n x x ne f x F x x θθθθθ-->⎧==⎨≤⎩因为2()ˆ1ˆ()2,2n x E xf x dx nxe dx nθθθθθθ+∞+∞---∞===+≠⎰⎰ 所以ˆθ作为θ的矩估计量不具有无偏性.。