2010年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题及答案

2010年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题参考答案一、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，只有一个选项符合题目要求，请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上. （1） 若011lim 1x x a e x x →⎡⎤⎛⎫--=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦，则a 等于 （ ）（A ） 0. （B ） 1. （C ） 2. （D ） 3.【答案】C【考点】极限的四则运算 【难易度】★★★ 【详解】 解析：()()()000011111lim lim 11lim 1lim x x x x x xx x x x e axe a e e ax e axe x x x x x x →→→→⎛⎫⎛⎫-⎛⎫--=--=-+=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭001lim lim 11x x x x e axe a x x→→-=+=-+= 所以2a =.（2） 设12,y y 是一阶线性非齐次微分方程()()y p x y q x '+=的两个特解，若常数,u λ使 12y uy λ+是该方程的解，12y uy λ-是该方程对应的齐次方程的解，则 （ ）（A ） 11,22u λ==. （B ） 11,22u λ=-=-. （C ） 21,33u λ==. （D ） 22,33u λ==.【答案】A【考点】线性微分方程解的性质 【难易度】★★ 【详解】解析：因12y y λμ-是()0y p x y '+=的解；故()()()12120y y p x y y λμλμ'-+-= 所以()()()()11220y p x y y p x y λμ''+-+= 而由已知()()1122(),()y p x y q x y p x y q x ''+=+= 所以()()0q x λμ-=又12y y λμ+是非齐次()()y p x y q x '+=的解；故()()()()1212y y p x y y q x λμλμ'+++= 所以()()()q x q x λμ+=所以01λμλμ-=⎧⇒⎨+=⎩12λμ==.（3） 设函数()(),f x g x 具有二阶导数，且()0g x ''<，()0g x a =是()g x 的极值，则()()f g x 在0x 取极大值的一个充分条件是 （ ）（A ）()0f a '<. （B ） ()0f a '>. （C ）()0f a ''<. （D ）()0f a ''>. 【答案】B【考点】函数的极值 【难易度】★★★【详解】本题涉及到的主要知识点：二阶可导函数()F x 在点0x x =处取得极大值的一个充分条件是'()0F x =且"()0F x <. 在本题中，[]{}[]()()()f g x f g x g x '''=⋅[]{}[]{}[][][]2()()()()()()()f g x f g x g x f g x g x f g x g x '''''''''''=⋅=⋅+⋅ 由于0()g x a =是()g x 的极值，所以0()0g x '=. 所以[]{}[]()0000()()()()f g x f g x g x f a g x ''''''''=⋅=⋅由于0()0g x ''<，要使[]{}()0f g x ''<，必须有()'0f a >（4） 设()()()1010ln ,,x f x x g x x h x e ===，则当x 充分大时有 （ ） （A ） ()()()g x h x f x <<. （B ） ()()()h x g x f x <<. （C ） ()()()f x g x h x <<. （D ） ()()()g x f x h x <<. 【答案】C【考点】极限的四则运算 【难易度】★★【详解】本题涉及到的主要知识点：极限的四则运算、等价无穷小、洛必达法则的运用. 设lim (),lim ()x ax af x Ag x B →→==，则()lim,(0)()x af x AB g x B→=≠.在本题中，因为1010()1lim lim lim ()10xxx x x h x e e g x x →+∞→+∞→+∞===+∞所以，当x 充分大时，()()h x g x >又因为91091ln ()ln ln limlim lim 1010lim ()1x x x x x f x xx x g x xx→+∞→+∞→+∞→+∞⋅===81ln ln 1109lim1092lim10!lim 01x x x x x x x x→+∞→+∞→+∞⋅=⋅==⋅==所以当x 充分大时，()()f x g x < 所以当x 充分大，()()()f x g x h x <<. （5） 设向量组12:,,r I ααα可由向量组12:,,s II βββ线性表示，下列命题正确的是（ ）（A ） 若向量组I 线性无关，则r s ≤. （B ） 若向量组I 线性相关，则r s >. （C ） 若向量组II 线性无关，则r s ≤. （D ） 若向量组II 线性相关，则r s >. 【答案】A【考点】向量组的线性相关与线性无关 【难易度】★★ 【详解】解析：由于向量组I 能由向量组II 线性表示，所以()()r I r II ≤，即11(,,)(,,)r s r r s ααββ≤≤若向量组I 线性无关，则1(,,)r r r αα=，所以11(,,)(,,)r s r r r s ααββ=≤≤，即r s ≤，选A.（6） 设A 为4阶实对称矩阵，且20A A +=，若A 的秩为3，则A 相似于 （ ）（A ） 1110⎛⎫⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭. （B ） 1110⎛⎫⎪⎪ ⎪- ⎪⎝⎭.（C ） 1110⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪- ⎪⎝⎭. （D ） 1110-⎛⎫⎪- ⎪ ⎪- ⎪⎝⎭. 【答案】D【考点】实对称矩阵的特征值，实对称矩阵的特性 【难易度】★★★ 【详解】解析：设λ为A 的特征值，由于20A A +=，所以20λλ+=，即(1)0λλ+=，这样A 的特征值为-1或0.由于A 为实对称矩阵，故A 可相似对角化，即AΛ，()()3r A r =Λ=，因此，1110-⎛⎫ ⎪- ⎪Λ= ⎪- ⎪⎝⎭，即1110A -⎛⎫ ⎪- ⎪Λ= ⎪- ⎪⎝⎭. （7） 设随机变量X 的分布函数0,01(),0121,1xx F x x e x - <⎧⎪⎪= ≤<⎨⎪⎪- ≥⎩，则{}1P x == （ ）（A ） .0 （B ）12. （C ） 112e --. （D ） 11e --. 【答案】C【考点】随机变量的分布函数的性质 【难易度】★★ 【详解】解析：{}{}{}()()1111111110122P X P X P X F F e e --==≤-<=--=--=-.选C. （8） 设1()f x 为标准正态分布的概率密度，2()f x 为[]1,3-上均匀分布的概率密度，若12()0()(0,0)()af x x f x a b bf x x ≤⎧=>>⎨>⎩为概率密度，则,a b 应满足 （ ）（A ） 234a b +=. （B ）324a b +=. （C ）1a b +=. （D ）2a b +=. 【答案】A【考点】均匀分布、标准正态分布、连续型随机变量的概率密度的性质 【难易度】★★★ 【详解】解析：由题意知 ()221x f x -=，()21,1340,x f x ⎧ -≤≤⎪=⎨⎪ ⎩其它利用概率密度的性质()()()()03121001312424a a f x dx af x dx bf x dx f x dxb dx b +∞+∞+∞-∞-∞-∞==+=+=+⎰⎰⎰⎰⎰所以234a b +=.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） 设可导函数()y y x =由方程220sin x yxt e dt x t dt +-=⎰⎰确定，则x dydx== .【答案】-1【考点】积分上限的函数及其导数 【难易度】★★ 【详解】 解析：220sin x yxt e dt x t dt +-=⎰⎰，令0x =，得0y =等式两端对x 求导，得 2()220(1)s i n s i nx x y dy e t dt x x dx-++=+⎰ 将0x =，0y =代入上式，得10dydx+= 所以1x dydx ==-. （10）设位于曲线)y e x =≤<+∞下方，x 轴上方的无界区域为G ，则G绕x 轴旋转一周所得空间区域的体积是 .【答案】24π【考点】定积分的换元法；旋转体的体积 【难易度】★★★ 【详解】 解析：()221ln eedxV y dx x x ππ+∞+∞==+⎰⎰ ()22ln arctan ln 1ln 244eed x x x ππππππ+∞+∞⎛⎫==⋅=-=⎡⎤ ⎪⎣⎦+⎝⎭⎰. （11） 设某商品的收益函数为()R p ，收益弹性为31p +，其中p 为价格，且(1)1R =，则()R p = .【答案】()3113p pe-【考点】导数的经济意义 【难易度】★★★ 【详解】解析：由收益弹性的定义，得31dR pp dp R⋅=+ 21dR p dp R p ⎛⎫∴=+ ⎪⎝⎭两端积分，得 21ln ln 3R p p C =++ 又()11R =，所以13C =-11ln ln 33R p p ∴=+-即()3113p R pe -=（12） 若曲线321y x ax bx =+++有拐点(1,0)-，则b = . 【答案】3【考点】函数图形的拐点 【难易度】★★ 【详解】解析：321y x ax bx =+++232y x ax b '=++62y x a ''=+因曲线有拐点(1,0)-，所以，当1x =-时，0y ''=13ax ⇒=-=-3a ⇒= 曲线过点()1,0-，代入曲线方程，得3b =.（13） 设A ，B 为3阶矩阵，且3A =，2B =，12A B -+=，则1A B -+= .【答案】3【考点】行列式的计算 【难易度】★★ 【详解】解析：由于1111()()A A B BE AB B B A ----+=+=+，所以11111()A B A A B B A A B B -----+=+=+因为2B =，所以1112BB--==，因此 11113232A B A A B B ---+=+=⨯⨯=.（14） 设1,,n X X 是来自总体2(,)N μσ(0)σ>的简单随机样本，记统计量211n i i T X n ==∑，则ET = .【答案】22σμ+【考点】单个正态总体的抽样分布 【难易度】★★ 【详解】解析：()()22222211111()()n n i i i i E T E X E X nE X D X E X n n nσμ==⎛⎫⎛⎫====+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑.三、解答题：15－23小题，共94分.请将解答写在答．题纸．．指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.（15） （本题满分10 分）求极限11ln lim (1)xxx x →+∞-【考点】等价无穷小；洛必达法则 【难易度】★★ 【详解】解析：11ln 1ln 111ln lim ln ln lim 1lim x x x x x xxxxx x x ee→+∞⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭→+∞→+∞⎛⎫-== ⎪⎝⎭1111ln 1ln lim1lim 11x xx x x x x xx x x x xe e→+∞→+∞⎛⎫- ⎪⋅- ⎪⎝⎭-⎛⎫ ⎪- ⎪⎝⎭==1ln 1ln lim1ln lim11ln x x x x xxx e x x xee→+∞→+∞--⎛⎫ ⎪-⋅ ⎪⎝⎭==（x →+∞时，1ln 0x x→1ln 11ln x x e x x⇒-） 1.e -=（16） （本题满分10分） 计算二重积分3()Dxy dxdy +⎰⎰，其中D 由曲线x =0x =及0x =围成.【考点】二重积分的性质、利用直角坐标计算二重积分 【难易度】★★★ 【详解】 解析：设12D D D =，其中(){1,0D x y y x =≤≤≤≤ (){2,10,D x y y x =-≤≤≤≤()()3322333DDx y dxdy x x y xy y dxdy +=+++⎰⎰⎰⎰因为区域D 关于x 轴对称，被积函数233x y y +是y 的奇函数，所以()2330Dx y y dxdy +=⎰⎰()()())113323232032323D D D x y dxdy x xy dxdy x xy dxdy dy xxy dx ⎡⎤+=+=+=+⎢⎥⎣⎦⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰1422013242x x y ⎛=+ ⎝⎰1420912244y y dy ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭⎰1415=（17） （本题满分10 分）求函数2u xy yz =+在约束条件22210x y z ++=下的最大值和最小值. 【考点】拉格朗日乘数法；多元函数的最大值、最小值【难易度】★★★ 【详解】解析：令()()222,,,210F x y z xy yz x y z λλ=++++-22220220220100x yzF y x F x z y F y z F x y z λλλλ'=+=⎧⎪'=++=⎪∴⎨'=+=⎪⎪'=++-=⎩解得1,21,2x y z x y z ⎧===⎪⎨=-==-⎪⎩()()21,2M M ∴=--=()()1,2M M =--=-.（18） （本题满分10 分）（I ） 比较()1ln ln 1n t t dt +⎡⎤⎣⎦⎰与10ln nt t dt ⎰()1,2,n =的大小，说明理由；（II ） 记()1ln ln 1nn u t t dt =+⎡⎤⎣⎦⎰()1,2,n =，求极限lim n n u →∞. 【考点】夹逼准则、定积分的基本性质【难易度】★★★★ 【详解】解析：当0t →时，[]ln ln(1)0,ln 0nnt t t t +→→，所以()1ln ln 1nt t dt +⎡⎤⎣⎦⎰与1ln n t t dt ⎰均为定积分，故（I ）当01t <<时0ln(1)t t <+<，故[]ln(1)nn t t +<，所以[]ln ln(1)ln nnt t t t +<[]11ln ln(1)ln nn t t dt t t dt ∴+<⎰⎰()1,2,n =（II ）()1111001ln ln ln 1nnn t t dt t t dt td t n +=-⋅=-+⎰⎰⎰ ()211n =+ 故由()1210ln 1n n u t t dt n <<=+⎰，根据夹逼定理得()210lim lim01n n n u n →∞→∞≤≤=+故lim 0n n u →∞=.（19）（本题满分10 分）设函数()f x 在[]0,3上连续，在()0,3内存在二阶导数，且22(0)()(2)(3)f f x dx f f ==+⎰，（I ） 证明：存在(0,2)η∈使()(0);f f η= （II ） 证明存在(0,3)ξ∈，使()0f ξ''= 【考点】罗尔定理、介值定理、定积分中值定理【难易度】★★★ 【详解】 证明：（I ）22(0)()f f x dx =⎰，又()f x 在[]0,2上连续∴由积分中值定理得，至少有一点(0,2)η∈，使得()()()2020f x dx f η=⋅-⎰()()202f f η∴=，∴存在()0,2η∈使得()()0f f η=.（II ）()()()2320f f f +=，即()()()2302f f f += 又()f x 在[]2,3上连续，由介值定理知，至少存在一点[]12,3η∈使得[]()10f f η= ()f x 在[]0,2上连续，在()0,2上可导，且()()02f f =∴由罗尔定理知，()10,2ξ∃∈，有()10f ξ'=又()f x 在[]12,η上连续，在()12,η上可导，且()()()120f f f η==∴由罗尔定理知，()212,ξη∃∈，有()20f ξ'=又()f x 在[]12,ξξ上二阶可导，且()()120f f ξξ''==∴由罗尔定理，至少有一点12(,)(0,3)ξξξ∈⊂，使得()0f ξ''=.（20） （本题满分11分）设110111a A b λλλ ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪= - 0= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪1 1 ⎝⎭⎝⎭，已知线性方程组Ax b =存在2个不同的解（I ） 求λ,a ;（II ） 求方程组Ax b =的通解.【考点】非齐次线性方程组有解的充分必要条件，非齐次线性方程组的通解 【难易度】★★★ 【详解】解析：方法一：（I ）已知Ax b =有2个不同的解()(,)3r A r A b ∴=<，对增广矩阵进行初等行变换，得2211111(,)0101010111111111111010101010110011a A b a a a λλλλλλλλλλλλλλλ⎛⎫⎛⎫⎪⎪=-→- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→-→- ⎪ ⎪⎪ ⎪-----+⎝⎭⎝⎭当1λ=时，11111111(,)000100010000000A b a ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→→ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭此时，()1(,)2r A r A b =≠=，Ax b =无解，所以1λ≠.当1λ=-，1111(,)02010002A b a -⎛⎫ ⎪→- ⎪ ⎪+⎝⎭由于()(,)3r A r A b =<，所以2a =-.因此，1λ=-，2a =-. 方法二：（I ）已知Ax b =有2个不同的解()(,)3r A r A b ∴=<∴0A =，即21110(1)(1)011A λλλλλ=-=-+=，知1λ=或-1. 当1λ=时，()1(,)2r A r A b =≠=，此时，Ax b =无解，1λ∴=-.代入由()(,)r A r A b ∴=得2a =-.（II ）310111112111111(,)020101001022000000000000A b ⎛⎫- ⎪-⎛⎫-⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪→-→-→- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ⎪ ⎪⎝⎭ 原方程组等价为1323212x x x ⎧-=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩，即132333212x x x x x ⎧=+⎪⎪⎪=-⎨⎪=⎪⎪⎩，123332110210x x x x ⎛⎫⎪⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∴=+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ⎪ ⎪⎝⎭.Ax b ∴=的通解为31(1,0,1)(,,0)22T T x k =+- ，k 为任意常数.（21） （本题满分11 分）设0141340A a a -⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭，正交矩阵Q 使得TQ AQ 为对角矩阵，若Q 的第1列为T，求a，Q.【考点】实对称矩阵的特征值、特征向量及其相似对角矩阵【难易度】★★★【详解】解析：由于0141340A aa-⎛⎫⎪=- ⎪⎪⎝⎭，存在正交矩阵Q，使得TQ AQ为对角阵，且Q的第一列为T，故A对应于1λ的特征向量为12,1)Tξ=，故1Aλ=，即10141113224011aaλ-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪-=⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，由此可得11,2aλ=-=.故014131410A-⎛⎫⎪=--⎪⎪-⎝⎭，由14131041E Aλλλλ--=-=-，可得14144141311312314140400441(4)(4)(2)(5)023λλλλλλλλλλλλλλλλ-----=-=----++-=+=+--=-故A的特征值为1232,4,5λλλ==-=，且对应于12λ=的特征向量为12,1)Tξ=.由2()0E A xλ-=，即1234141710414xxx--⎛⎫⎛⎫⎪⎪-=⎪⎪⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭4141711011710270010414000000---⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪-→-→⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭可得对应于24λ=-的特征向量为2(1,0,1)T ξ=-.由3()0E A x λ-=，即1235141210415x x x -⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭514121121101121099011011415099000000--⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪→→→ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭可得对应于35λ=的特征向量为3(1,1,1)T ξ=-.由于A 为实对称矩阵，123,,ξξξ为对应于不同特征值的特征向量，所以123,,ξξξ相互正交，只需单位化：312123123,1,0,1),1,1)T T T ξξξηηηξξξ====-==-， 取()123,,0Q ηηη⎫⎪⎪==⎪⎪⎭，则245TQ AQ ⎛⎫⎪=Λ=- ⎪ ⎪⎝⎭. （22） （本题满分11 分）设二维随机变量(,)X Y 的概率密度为2222(,)x xy y f x y Ae -+-=，x -∞<<+∞，y -∞<<+∞，求常数A 及条件概率密度|(|)Y X f y x【考点】连续型随机变量的概率密度的性质，二维连续型随机变量的边缘密度，二维连续型随机变量的条件密度 【难易度】★★★ 【详解】解析：()()222222,y x x xy y x f x y AeAe e---+--==()2222221111y x x A e eπ---⨯⨯⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎥⎥⎥⎥⎦⎦ 利用概率密度的性质得到()()2222111,[]y x x f x y dxdy A ee dy dx π---⨯⨯+∞+∞+∞+∞-∞-∞-∞-∞==⎰⎰⎰⎰因为，()222221)1y x t e dy y x te dt --⨯+∞+∞--∞-∞-==⎰；同理，22111x e dx -⨯+∞-∞=⎰，所以()()222222111,[]y x x f x y dxdy A ee dy dx A ππ---⨯⨯+∞+∞+∞+∞-∞-∞-∞-∞===⎰⎰⎰⎰（利用正态分布的概率密度为1，即()221x dx μσ--+∞-∞=⎰），得到1A π-=即()()22222211,y x x f x y e e---⨯⨯⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎥⎥⎥⎥⎦⎦ X 的边缘概率密度为()()()222221,y x xx X f x f x y dy e dy --⨯+∞+∞---∞-∞===⎰⎰条件概率密度()()()222,,,x xy y Y X X f x y f y x x y f x -+-==-∞<<+∞-∞<<+∞（23） （本题满分11分）箱内有6个球，其中红、白、黑球的个数分别为1、2、3个，现从箱中随机的取出2个球，记X 为取出的红球个数，Y 为取出的白球个数. （I ） 求随机变量(,)X Y 的概率分布； （II ） 求cov(,)X Y 【考点】二维离散型随机变量的概率分布、协方差的计算公式【难易度】★★ 【详解】解析：（I ）X 的所有可能取值为0,1，Y 的所有可能取值为0,1,2{}2326310,0155C P X Y C =====（取到的两个球都是黑球）{}112326620,1155C C P X Y C =====（取到的一个是白球，一个是黑球）{}222610,215C P X Y C ====（取到的两个球都是黑球）{}111326311,0155C C P X Y C =====（取到的一个是红球，一个是黑球）{}11122621,115C C P X Y C ====（取到的一个是红球，一个是白球）{}261,20P X Y C ==== (),X Y 的联合分布律为（II ）()()()(),Cov X Y E XY E X E Y =-()21101333E X =⨯+⨯=，()2812012515153E Y =⨯+⨯+⨯=()22111515E XY =⨯⨯=，∴()()()()2124,153345Cov X Y E XY E X E Y =-=-⨯=-。

2010年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题一、选择题(1~8小题,每小题4分,共32分.下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上.)1 1 x ,则a等于( )(1)若limx0 x x a e1(A)0. (B) 1. (C) 2. (D) 3.(2)设y1, y2 是一阶非齐次微分方程y p x y q x的两个特解,若常数，使y1 y2 是该方程的解,y1 y2 是该方程对应的齐次方程的解,则( )1(A),(B) .(C) ,. (D) .【答案解析】见真题理论验证强化指导部分数二试题一(2).(3)设函数f x , g x具有二阶导数,且g x 0 ,若g x0a 是g x 的极值,则f g x 在x0 取极大值的一个充分条件是( )(A) f a 0. (B) f a 0 . (C) f a 0 . (D)f a 0 .x(4) 设 f xln 10 x g x , x h x ,e 10 ,则当 x 充分大时有( ) (A) g xh xf x. (B) hxg xf x.(C) fx g xh x.(D) g x f x h x .(5) 设向量组 I :1, 2,r 可由向量组II :1,2,s 线性表示,下列命题正确的是( )(A) 若向量组I 线性无关,则rs .(B) 若向量组I 线性相关,则r s . (C) 若向量组II 线性无关,则r s . (D) 若向量组II 线性相关,则r s .(6) 设 A 为4阶实对称矩阵,且 A 2A O ,若 A 的秩为3,则 A 相似于 ()1 1(A)1 .(B)1 .1 11 1(C) 1.(D)1.110, x 01(A) 0.(B).(C)e1.(D) 1e1.为1,3上均匀分布(8) 设 f 1(x ) 为标准正态分布的概率密度, f 2 (x ) 的概率密度,若af x 1( )x 0 f x( )( a 0, b 0)bf 2( )x x 0为概率密度,则a ,b 应满足 ( )(A) 2a3b 4. (B) 3a2b 4. (C) a b 1.(D) ab 2.二、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.)x yt 2 x2 确定,则dy. (9) 设可导函数 yy x ( )由方程e dtx sin t dt dxx 01 (10)设位于曲线 y( e x ) 下方, x 轴上方的无界区域为G ,则G 绕 x轴旋转一周所得空间区域的体积是.(11) 设某商品的收益函数为R (p ),收益弹性为1p 3 ,其中 p 为价格,且R (1) 1 ,则R (p ) =.(7) 设随机变量 X 的分布函数 F x ( ) 2 1e x ,( )0 x 1 ,则 PX1=x1(12) 若曲线 y x 3 ax 2 bx 1有拐点(1,0) ,则b.(13) 设 A ,B 为3阶矩阵,且 A 3, B 2 , A1B 2 ,则A B1.n212(14)设X X 1, 2, ,X n是来自总体N (,) (0) 的简单随机样本,统计量TXi ,n i 1则ET .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 lim (xx 11)ln 1x .(16) (本题满分10分)计算二重积分(x y dxdy )由曲线 x 1y 2 与直线 x2y 0 及Dx 2y 0围成.(17) (本题满分10分) 求函数uxy2yz 在约束条件x 2y 2z 210 下的最大值和最小值.(18)(本题满分10分)(I ) 比较1ln tln 1tndt与1t nln t dt n 1,2,的大小,说明理由．1n( II ) 记u nln t ln 1t dt n 1,2,,求极限nli m u n ．(19) (本题满分10分)设 函 数 f (x ) 在0,3上 连 续 , 在0,3内 存 在 二 阶 导 数 , 且22f (0)f x dx ( ) f (2) f (3),( I ) 证明存在(0,2) ,使 f ()f (0); ; ( II ) 证明存在(0,3) ,使 f()0 ．(20)(本题满分11分)11 a设A1 ， b11已知线性方程组Ax b 存在2个不同的解． ( I ) 求,a ;( II ) 求方程组Ax b 的通解. (21)(本题满分11 分) 1 (1,2,1)T,求a ,Q ．(22) (本题满分11分) 设二维随机变量(X Y , ) 的概率密度为2f x y ( , )Ae 2x 2xy y2,x,y ,求常数 A 及条件概率密度 f Y X |(y x | ) ．(23)(本题满分11分) 箱中装有6个球,其中红、白、黑球的个数分别为1,2,3 个,现从箱中随机取出2个球, 记 X 为取出的红球个数,Y 为取出的白球个数.( I ) 求随机变量 (X Y ,) 的概率分布；0 设A 141 43a ,正交矩阵 Q 使得 Q T AQ 为对角矩阵,若 Q 的第 1 列为 a( II ) 求Cov X Y( , ) .2010年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题参考答案一、选择题(1)【答案】 (C). 【解析】limx1 1 a exlim x1 1e x1axlimx11e xaxe xlim x1e x axe xx x xx x x1e x axe x lim lim 1 a 1x 0 x x 0 x所以a 2.(2) 【答案】 (A)．【解析】因y 1 y 2 是 y P x y 0 的解,故y 1 y 2 P xy 1y 20,所以y 1P x y1y 2p x y ( ) 20 ,而由已知 y 1P x y1q x, y 2P x y2q x,所以q x0,①又由于一阶次微分方程 ypx yq x是非齐的,由此可知 qx0 ,所以0．由于y 1y 2 是非齐次微分方程 yPx yq x的解,所以y 1 y 2 P x y 1 y 2q x,整理得y 1P x y1y 2P x y2q x ,即q xq x,由q x 0 可知1,②由①②求解得,故应选(A)．(3)【答案】 (B).【解析】f g x ( ) f g x ( )g x ( ) ,f g x( ) fg x ( )g x ( ) fg x ( )g x ( )2fg x ( )g x( )由于g (x 0 ) a 是g (x ) 的极值,所以g x ( 0)0 .所以f g x ( 0 )f gx ( 0 )g x( 0 )fa gx ( 0 )由于g x ( 0 ) 0,要使f g x( )0,必须有f a ( ) 0 ,故答案为B.(4)【答案】 (C).x【解析】因为 lim ( ) lim e 10 lim 10x 1 ,所以,当 x 充分大时,h x ( )g x ( ) .xg x ( )xxx1091又因为 limf x ( ) lim ln 10 xlim 10 ln x x 10 lim ln 9xxg x ( ) xxx1 xx81ln x10 9lim x 10 92 lim l x 10! lim 10 .x1xxxx 所以当 x 充分大时, f x ( ) g x ( ) ,故当 x 充分大, f x ( ) g x ( )h x ( ) .(5) 【答案】 (A)．【解析】由于向量组 I 能由向量组 II 线性表示,所以r (I) r (II) ,即r (1, ,r) r (1, , s ) s 若向量组 I 线性无关,则 r (1, ,r) r ,所以 rr (1, ,r )r (1, ,s )s ,即r s ,选(A).(6) 【答案】 (D). 【解析】设为 A 的特征值,由于 A 2A O ,所以20 ,即 (1)0 ,这样 A 的特 征 值 只 能 为 -1 或 0. 由 于 A 为 实 对 称 矩 阵 , 故 A 可 相 似 对 角 化 , 即11A,r A ()r ()3,因此,1,即 A1.11(7) 【答案】 (C).【解析】离散型随机变量的分布函数是跳跃的阶梯形分段函数,连续型随机变量的分布函数是连续函数.观察本题中F (x ) 的形式,得到随机变量 X 既不是离散型随机变量,也不是连续型随机变量,所以求随机变量在一点处的概率,只能利用分布函数的定义.根据分布函数的定义,函数在某一点的概率可以写成两个区间内概率的差,即P X 1P X1P X 1 F1 F11 e1e1,故本题选(C).(8) 【答案】 (A).x 21 ,1x 3【解析】根据题意知, f 1x(x),f 2x2 140,其它利用概率密度的性质:f x dx1,故a31 a 3f x dx af 1x dxbf 2 x dx2f 1x dxb4 dx24 b1所以整理得到2a 3b 4,故本题应选(A).二、填空题 (9)【答案】1.x y2x2【解析】e t dtxsin t dt ,令x 0,得 y 0,等式两端对 x 求导：e(x y )2(1dydx ) 0xsin t dt 2x sin x 2 ．dydy将x0, y 0代入上式,得10 .所以1.dxxdx x 02(10)【答案】4【解析】根据绕 x 轴旋转公式, 有2dxVey dxe1ln 2 xe1d ln ln 2x xarctan lnxe2442 .1 33P1.(11)【答案】 pedR p 3dR 1212【解析】由弹性的定义,得1 p ,所以pdp ,即 ln Rln p pC , dp R R p313又R11,所以 C1 .故ln Rln p 1 p 1 ,因此 R p e 3p1.3 33(12)【答案】b3.【解析】函数为 yx 3ax 2bx 1 ,它的一阶导数为 y 3x 2 2ax b ; 二阶导数为ay6x 2a,又因为1,0是拐点,所以 yx10 ,得3过点1,0,所以将x1,y 0 代入曲线方程,得b 3.(13) 【答案】3. A A (1B B )【解析】由于1( E AB B )1B1A ,所以1 1 11B B )A AB B因为 B2 ,所以 B1 B B1321 3 .2(14)【答案】22.1 ( B AA A111 2B,因此1 A BAA【解析】 E T EnXi2 1EnXi21nEX2E X222.n i1n i 1n 三、解答题11ln x1 lnx x 1ln x x1ln e x11lnxlimlim(15)【解析】 lim x x 1lim e ln xe xln xexln xxx其中 ln x xln x x1ln x x ln x xln( e 1) (e 1) e 1ln x e 1ln x ln x1 lim lim limlim e x ( 1)1.xln xx 1xx ln x x x故原式e1.(16)【解析】积分区域 DD 1 D 2 ,1 x y ,0 y1,2y x1y 2D 2x y , 1y 0,2y x1y 2xy3dxdyx 33x y 2 3xy 2y 3 dxdyDD因 为 区 域 D 关 于 x 轴 对 称 , 被 积 函 数 3x 2 y y 3 是 y 的 奇 函 数 ,所以3x 2y y dxdy30．Dx y dxdy3x 3 3xy dxdy 22x 3 3xy dxdy 221DDD 12xln xx211 x 43 x y 22dy2019 4 y 42y 2 1 4 dy 1415 .42(17)【解析】令 F x y z,, ,xy 2yz x 2 y 2 z 2 10,用拉格朗日乘数法得F xy 2x 0,F yx 2z2y0,F z2y 2z 0, F x 2y 2z 2100,又因为该问题必存在最值,并且不可能在其它点处,所以u m ax5 ,u m in5 5 ．(18) 【解析】 (I)当0x 1时0 ln(1x )x,故ln(1t )nt n ,所以ln tln(1t )nln t t n ,则01ln t ln(1t )ndt1ln t t dt n n 1,2, .(II)1 ln t t dt n1ln t t dtnn 111ln td tn1n112 ,故由1n1求解 得六个点：152,1, B A1 , , 21CD0,, E F由于在点A 与B 点处,u ；在点C与 D 处, u；在点E 与F 处, 0u ． 1 2 y y0 u n 0 ln n1 2 ,1根据夹逼定理得0 lim u n lim0 ,所以lim u n 0 .n n n1n2(19)【解析】(I) 因为2 f (0) 0 f x dx( ) ,又因为f x 在0,2上连续,所以由积分中值定理得,至少有一点0,2,使得20 f x dx f 20即2 f 0 2 f ,所以存在0,2,使得f f0 .f 2 f 3(Ⅱ)因为f 2 f 3 2 f 0 ,即 f 0 ,又因为f x 在2,3上连2续,由介值定理知,至少存在一点 1 2,3使得f 1 f 0 .因为f x 在0,2上连续,在0,2上可导,且f 0 f 2 ,所以由罗尔中值定数学(三)试题 第15页 (共4页)微信公众号：考研研学姐答疑资讯QQ 群：451613025理知,Ｃ存在10,2,有f10. 又因为 f x 在2,1上连续,在2,1上可导,且f 2 ff1 ,所以由罗尔中值定理知,存在22,1,有 f20 . 又因为 fx在1,2上二阶可导,且f1f20 ,所以由罗尔中值定理,至少有一点 Ax b 0,3,使得f0 .(20) 【解析】因为方程组有两个不同的解,所以可以判断方程组增广矩阵的秩小于3,进而可以通过秩的关系求解方程组中未知参数,有以下两种方法.方法1：(I)已知Ax b 有2个不同的解,故r A ( ) r A ( ) 3 ,对增广矩阵进行初等行变换,得11 a 1 1 1A1 0 101 01 1 1 11 1a1 111 1 10 10 1 01010112a0 012a 11 1 1 11 111当1时,A0 00 10 01,此时,r A ( ) r A ( ),故Ax b 无解(舍00 0 a00 001 1 1 1微信公众号：考研研学姐答疑资讯QQ 群：451613025当1时, A 0 2 0 1 ,由于r A ( )0 0 0 a 2方法2：已知Axb 有2个不同的解,故r A ()r A () 3 ,因此 A 0,即11A0 10(1) (21)0 ,11知1或-1.当1时,r A () 1 r A () 2 ,此时,Ax b 无解,因此1.由r A () r A ( ) ,得a2.( II ) 对增广矩阵做初等行变换31121 11211 12A0 201 0 2 010 1 0121 1110 0000 0 003x x3x 1 1232微信公众号：考研研学姐答疑资讯QQ群：451613025x 21x 3 231 21因此Ax b的通解为x k 0 ,其中k为任意常数.10 10 1 4(21)【解析】由于A 1 3 a4 a 01 1微信公众号：考研研学姐答疑资讯QQ 群：45161302513 可知原方程组等价为2 ,写成向量的形式,即x 2x 0 1 .列为(1,2,1)T ,故 A 对应于1 的特征向量为1(1,2,1)T .12,即根据特征值和特征向量的定义,有A116141 3 a 41 1a2 12 ,由此可得a 1,12 .故A10 1 141 31 41.微信公众号：考研研学姐答疑资讯QQ 群：45161302514 由EA1 3 1 (4)( 2)(5) 0 ,41可得 A 的特征值为12,24, 35 . 4 由 (2E A x ) 0,即14特征向量为2(1,0,1)T .17 1 4x 11x 20 ,可解得对应于 24 的线性无关的4x 35 由 (3E A x )0 ,即 143(1,1,1)T .1 2 1 4x 11x 2 0 ,可解得对应于35 的特征向量为5 x 3由于 A 为实对称矩阵,1,2,3 为对应于不同特征值的特征向量,所以1,2,3相互正交,只需单位化：111(1,2,1) ,T2( 1,0,1) ,T3(1,1,1)T ,123163取,则Q T AQQ 1,2,351112微信公众号：考研研学姐答疑资讯QQ 群：451613025(22) 【解析】当给出二维正态随机变量的的概率密度 fx , y 后,要求条件概率密度f x y ( ,)f Y X | (y x | ) ,可以根据条件概率公式 f Y X | (y x | )来进行计算.本题中还有待定参 f X ( )x数, A 要根据概率密度的性质求解,具体方法如下.2 22 2 22x f x y dy, A e2x 2xy ydy A e(y x ) xdyf XAexe(y x )dyx 2A e ,x .根据概率密度性质有1f X x dx A ex2dxA,即 A1,1x 2故 f Xx e ,x. 当x时,有条件概率密度f x y ,Ae x 22xy y21x 2 2 21(x y )2 f YXy xf XxAex 2ee ,x ,y.(23)【解析】(I) X 的所有可能取值为 0,1 ,Y 的所有可能取值为 0,1,2 ．C 323 1,其中X 0,Y 0 表示取到的两个球都是黑球；P X0,Y2C 615 5P X 0,Y 1C C 21231 6 2,其中 X 0,Y 1表示取到的一个是白球,一个是C6 15 5黑球；C22 1 ,其中X 0,Y 2 表示取到的两个球都是白球；P X0,Y 22 C6 15P X 1,YC C112313 1,其中X 1,Y 0 表示取到的一个是红球,一个是C6 15 5黑球；P X 1,Y 1C C112212,其中X 1,Y 1表示取到的一个是红球,一个是白球；C6 15 0P X1,Y20 , C6因此二维离散型随机变量X ,Y 的概率分布为2 2 2 1 1E XY 1 1 ,E X0 1 ,I(I),C o v EXYXY EXEY,33 3E Y 012Cov X Y, E XYE X E Y.。

2010年全国硕士研究生入学统一考试数学三试题一、选择题：第1 小題■毎小题4分，共32分.下列每题给出的四个选项中「只有一个选顼帚合试題要求.(1)若Mmfy-Cy-aie1] a 等于(A) 0. (B}L (G) 2.(0)3.(2)设儿*丹垦一阶线性非齐次微分方程『“心乃左贰的的两牛特解*若當妣A, H Ay t w3是谀方程的解丄” - *乃是谈专程对应的齐次方程的弊，则I2 I 2 2(C) A=y tM = p (D)"彳」二寺(3)设陕数/<x)tg(x)具有二阶导数，且-若呂(期帀。

是的扱值*则爪肌巧)在些取极大值的一于充分条件是(A)/\a)<0-<8)/7^)>0+(C)/u(^)<0, {D)r(O)>0.(4)设/(JT)N ln°x T A(*)=詐.则当 * 充分大时冇(A)旅“幺")彳对・(B) A(x)<g(^)V(z).(C)f(x)<g(x)<h(x).(D) ggg(m(5)设向屋组I価1 ”叫$可由向品组II :flj t fl3 . 线性衣示.下列瞬题正确的足(A)若向註组E线性无艾侧 y氣(B)若向JB组1錢性相关' (C)若冉量组U线性无关，则FW外(D)若向SffiHtt性相关，则 *W设A为4阶实对称矩阵，且A2+4=a若A的楼为3MA相似于(€}(D)-1-1血 一办.J ------------- *(10) 设位于曲线y=—=(e^x<+«)下方/轴上方的无yx(l+ln x)界区域为G,则C 绕*轴旋转一周所得空间区域的体积为 _________ •(11) 设某商品的收益两数为R5,收益弹性为1+P’，其中P 为价格，且/?(】)"，则 R(p)= ____ •(12) 若曲线 y=x 3+ax 2+fcx +l 有拐点(-1,0),则几 ___________ . (13) 设 4』为 3 阶矩阵，且 |A|=3, |B|=2, |4-+B|=2,则 |A+B 11= ______ .(14) 设人，X”…，A ；是来自总体Ng,/)(QO )的简单随机样本.记统计量卩=* Q X ：,则ET= _________ .三.解答题：第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)求极限lim (吕-1)丸(16)(本题满分10分)计算二重积分川(，+ y)3<hdy ，其中D 由曲线x = 与应线丄(7)设随机变量X 的分布断数F") =0 fx<0,y, OG<1.则(C) y-e-*. (D) 1-e-*・(8)设£(久)为标准正态分布的概率密度,«(*)为［・1,3］上均匀 分布的槪率密度•若(A) 0.(B) v-/(x) =X ),为槪率密度•则a,6应満足(A) 2a+3/> = 4.(C) a+b = 1. rCO f(a>0,6>0)x>Q(B) 3x2b = 4. (D) 0 4-6 = 2.二・填空题：第9-14小题■每小題4分•共24分.(9)设可导函数y = y(x)由方程Jo=| xsin x 2dr 确定，则(17)(本題满分10分)求函数”罗+2*在约束条件= 10下的最大值和最小值.(18)(本题满分10分)(I )比较 Jjln r|(ln (1 + J ］”df 与［门 1“|也(n = 1,2,…) 的大小，说明理由；(11 )记 u. =|j In t|［ In (1 + «) J*dt(n = 1.2, — )，求极限 Hmu.. (19)(本題满分10分)设函数/U)在［0,3］上连续，在(0,3)内存在二阶导数•且2/(0)==/(2) +/(3).(I )证明存在 *(0,2),(D)证明存在^e(0f 3)>使厂(£)“•(20)(本题满分11分)■ b= 1 •已知线性方程组Ax^b 存在2个不 丄同的解.(I )求入0(U)求方程组Ax^b 的通解.(21)(本题满分11分)r0 -1 4\设A= -1 3 a ，正交矩阵0使得Q T AQ 为对角矩阵•若Q 的、4 a 0,第1列为当(1,2,1)丁,求d,Q ・(22) (本題満分11分〉设二维随机变的槪率密度为 /(%』)= Aef —',-ao <xV 《oo ,-oc <y< + oo , 求常数A 及条件概率密度/nx(ylx)・(23) (本题满分11分)箱中装有6个球,其中红、白、照球的个数分别为1,2,3个.现从箱 中胡机地取出2个球，记X 为取岀的红球个数，丫为取出的白球个数.(I )求随机变mX.Y)的概率分布丨 (u )求 c°v (x,y ).? 1设心0 A-1J 12010年考研真题数三试卷详解一选择题⑴峻黒G（1F）3］也牛匕肿+因此a・2,选C（2）根据己知有zij'4-》］P（x） = £（.x），2〉："+ji\p（x） =g（x） «于是将Z3\ + AV：和zxj - jUy2分别代入方程左边得(冷+ ”比)"+ XX)(x>'i + W:)=(久 +劝(乂)(砂-"比)"+ P(--V)(ZVI -“y J = (z-jLi)q(x)Am：为方程解= /+“=!., /.y l-J uy1为其次方程解=>A-t u = Q>解得（3）根据己知得gg = 0, g"（^）＜0o因此［他（0）］匚二广二0,故要想忑为f（g（Q）的极大值点, 只需［/@（功］［十v 0即可。

2010年考研数学三真题 一.选择题1.若1])1(1[lim =--→xox e a xx 则a =A0 B1 C2 D32.设21,y y 是一阶线性非齐次微分方程)()(x q y x p y =+'的两个特解，若常数μλ,使21y y μλ+是该方程的解，21y y μλ-是该方程对应的齐次方程的解，则A 21,21==μλ B 21,21-=-=μλ C 31,32==μλ D 32,32==μλ3.设函数f(x),g(x)具有二阶导数，且.0)(<''x g 若a x g =)(0是g(x)的极值，则f(g(x))在0x 取极大值的一个充分条件是A 0)(<'a fB 0)(>'a fC 0)(<''a fD 0)(>''a f 4设1010)(,)(,ln )(x e x h x x g x x f ===则当x 充分大时有 Ag(x)<h(x)<f(x) Bh(x)<g(x)<f(x) Cf(x)<g(x)<h(x) Dg(x)<f(x)<h(x)5设向量组线性表示，，，：，可由向量组s I βββααα⋯⋯21r 21II ,,:，下列命题正确的是： A 若向量组I 线性无关，则s r ≤ B 若向量组I 线性相关，则r>s C 若向量组II 线性无关，则s r ≤ D 若向量组II 线性相关，则r>s 6.设A 为4阶实对称矩阵，且02=+A A ，若A 的秩为3，则A 相似于A ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛0111B ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0111C ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--0111D ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---0111 7.设随机变量X 的分布函数⎪⎩⎪⎨⎧≥-<≤<=-1,110,21,0)(x e x x x F x，则P （X=1)=A0 B 21 C 121--e D 11--e8.设)(1x f 为标准正态分布概率密度，)(2x f 为[-1,3]上均匀分布的概率密度，若⎩⎨⎧<>≥≤=)0,0(0),(0),()(21b a x x bf x x af x f 为概率密度，则a,b 满足：A2a+3b=4 B3a+2b=4 Ca+b=1 Da+b=2 二.填空题9.设可导函数y=y(x),由方程⎰⎰=+-xyx t dt t x dt e 020sin 2确定，则____________0==x dxdy10.设位于曲线)()ln 1(12+∞<≤+=x e x x y 下方，x 轴上方的无界区域为G ，则G 绕x轴旋转一周所得空间区域的体积为____________11.设某商品的收益函数R(p),收益弹性为31p +，其中p 为价格，且R(1)=1,则R(p)=________________12.若曲线123+++=bx ax x y 有拐点(-1,0),则b=_____________13.设A ，B 为3阶矩阵，且2,2,31=+==-B A B A ，则_________1=+-B A14.设___________ET ,1T )0)(,(N ,,122321==>⋯∑=则计量的简单随机样本。