2010年考研数学一真题及答案
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2010年考研数学一真题一、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,只有一个选项是符合题目要求的。
)(1)极限limx→∞[x2(x−a)(x+b)]x=(A)1 (B)e (C)e a−b(D)e b−a 【考点】C。
【解析】【方法一】这是一个“1∞”型极限lim x→∞[x2(x−a)(x+b)]x=limx→∞{[1+(a−b)x+ab(x−a)(x+b)](x−a)(x+b)(a−b)x+ab}(a−b)x+ab(x−a)(x+b)x=e a−b【方法二】原式=limx→∞e xlnx2(x−a)(x+b)而limx→∞ xln x2(x−a)(x+b)=limx→∞xln(1+(a−b)x+ab(x−a)(x+b))=limx→∞x∙(a−b)x+ab(x−a)(x+b)(等价无穷小代换) =a−b则limx→∞[x2(x−a)(x+b)]x=e a−b【方法三】对于“1∞”型极限可利用基本结论:若limα(x)=0, limβ(x)=0,且limα(x)β(x)=A 则li m(1+α(x))β(x)=e A,求极限由于limx→∞α(x)β(x)=limx→∞x2−(x−a)(x+b)(x−a)(x+b)∙x=limx→∞(a−b)x2+abx(x−a)(x+b)=a−b则limx→∞[x2(x−a)(x+b)]x=e a−b【方法四】lim x→∞[x2(x−a)(x+b)]x=limx→∞[(x−a)(x+b)x2]−x=limx→∞(1−ax)−x∙limx→∞(1+bx)−x=e a∙e−b=e a−b综上所述,本题正确答案是C。
【考点】高等数学—函数、极限、连续—无穷小量的性质及无穷小量的比较,极限的四则运算,两个重要极限(2)设函数z=z(x,y)由方程F(yx ,zx)=0确定,其中F为可微函数,且f′′2≠0,则xðzðx +yðzðy=。
(A)x(B)z (C)−x(D)−z 【答案】B。
【解析】因为ðzðx =−F x′F z′=−F1′(−yx2)+F2′(−zx2)F2′∙1x=F1′∙yx+F2′∙zxF2′,ðz ðy =−F y′F z′=−F1′∙1xF2′∙1x=−F1′F2′所以xðzðx +yðzðy=F1′∙y+F2′zF2′−yF1′F2′=F2′zF2′=z综上所述,本题正确答案是(B)。
【考点】高等数学—多元函数微分学—多元函数的偏导数和全微分(3)设m,n 为正整数,则反常积分∫√ln 2(1−x)m√xn 0的收敛性 (A)仅与m 的取值有关 (B)仅与n 的取值有关 (C)与m,n 的取值都有关 (D)与m,n 的取值都无关 【答案】D 。
【解析】本题主要考察反常积分的敛散性,题中的被积函数分别在x →0+和x →1−时无界∫√ln 2(1−x)m√xn 10dx =∫√ln 2(1−x)m√xn 12+∫√ln 2(1−x)m√xn12在反常积分∫√ln 2(1−x)m√xn 12中,被积函数只在x →0+时无界。
由于√ln 2(1−x)m√xn≥0,lim x→0+√ln 2(1−x)m√x n 1√xn =0 已知反常积分∫√xn120收敛,则∫√ln 2(1−x)m√xn 12也收敛。
在反常积分∫√ln 2(1−x)m√xn12dx 中,被积函数只在x →1−时无界,由于√ln 2(1−x)m√xn≥0limx→1−√ln 2(1−x)m√x n 1√1−x=lim x→1−ln 2m (1−x)(1−x)12=0 (洛必达法则)且反常积分∫√1−x12收敛,所以∫√ln 2(1−x)m√xn 112收敛综上所述,无论m,n 取任何正整数,反常积分∫√ln 2(1−x)m√xn 10dx 收敛。
综上所述,本题正确答案是D 。
【考点】高等数学—一元函数积分学—反常积分(4)lim n→∞∑ n i=1∑ n (n+i)(n 2+j 2)nj=1=(A)∫dx 10∫1(1+x)(1+y 2)xdy (B) ∫dx 10∫1(1+x)(1+y)xdy(C)∫dx 10∫1(1+x)(1+y)10dy(D)∫dx 10∫1(1+x)(1+y 2)10dy 【答案】D 。
【解析】 因为lim n→∞∑ n i=1∑n (n+i)(n 2+j 2)nj=1=lim n→∞∑ n i=1∑ n n(1+i n )n 2(1+(jn)2)nj=1 =lim n→∞∑ n i=1∑1(1+i n )(1+(jn)2)nj=1∙1n 2=∫dx 10∫1(1+x)(1+y 2)10dy综上所述,本题正确答案是C 。
【考点】高等数学—多元函数积分学—二重积分与三重积分的概念、性质、计算和应用(5)设A 为m ×n 矩阵,B 为n ×m 矩阵,E 为m 阶单位矩阵,若 AB =E ,则(A)秩r (A )=m,秩r (B )=m (B)秩r (A )=m,秩r (B )=n (C)秩r (A )=n,秩r (B )=m (D)秩r (A )=n,秩r (B )=n 【答案】A 。
【解析】因为AB =E 为m 阶单位矩阵,知r (AB )=m 又因 r (AB )≤min (r (A ),r(B)),故m ≤r (A ),m ≤r(B)另一方面,A 为m ×n 矩阵,B 为n ×m 矩阵,又有r (A )≤m,r(B)≤m可得秩r (A )=m,秩r (B )=m 综上所述,本题正确答案是A 。
【考点】线性代数—矩阵—矩阵的秩(6)设A 为4阶实对称矩阵,且A 2+A =0,若A 的秩为3,则A 相似于(A)[1 1 1 0] (B) [11−1 0](C)[1 −1 −1 0] (D)[−1 −1−1 0]【答案】D 。
【解析】由Aα=λα,α≠0知A n α=λn α,那么对于A 2+A =0推出来(λ2+λ)α=0⇒λ2+λ=0所以A 的特征值只能是0、−1再由A 是实对称矩阵必有A~Λ,而Λ是A 的特征值,那么由r (A )=3,可知D 正确综上所述,本题正确答案是D 。
【考点】线性代数—特征值与特征向量—实对称矩阵的特征值、特征向量及其相似对角矩阵(7)设随机变量X 的分布函数F (x )={0, x <0,12, 0≤x <1,1−e −x , x >1. ,则P {X =1}=(A)0 (B)12(C)12−e −1 (D) 1−e −1【答案】C 。
【解析】P {X =1}=F (1)−F (1−0)=1−e −1−12=12−e −1 综上所述,本题正确答案是C 。
【考点】概率论与数理统计—随机变量及其分布—随机变量分布函数的概念及其性质(8)设f 1(x)为标准正太分布的概率密度,f 2(x)为[−1,3]上均匀分布得概率密度,若f (x )={af 1(x ), x ≤0,bf 2(x ), x >0,(a >0,b >0)为概率密度,则a,b 应满足(A)2a +3b =4 (B)3a +2b =4 (C)a +b =1 (D)a +b =2 【答案】A 。
【解析】根据密度函数的性质1=∫f(x)dx +∞−∞=∫af 1(x )dx 0−∞+∫bf 2(x )dx+∞=a ∫f 1(x )dx 0−∞+b ∫f 2(x )dx +∞f 1(x )为标准正态分布的概率密度,其对称中心在x =0处,故∫f 1(x )dx 0−∞=12f 2(x )为[−1,3]上均匀分布的概率密度函数,即f 2(x )={14, −1≤x ≤30,其他∫f 2(x )dx +∞=∫14dx =343所以1=a ∙12+b ∙34,可得2a +3b =4 综上所述,本题正确答案是A 。
【考点】概率论与数理统计—随机变量及其分布—连续型随机变量的概率密度,常见随机变量的分布二、填空题(9~14小题,每小题4分,共24分。
) (9)设{x =e −t ,y =∫ln (1+u 2)du t 0,则d 2ydx 2|t=0= 。
【答案】0。
【解析】 【方法一】dy dx =y′(t)x′(t)=ln (1+t 2)−e −t=−e t ln (1+t 2) d 2y dx 2=d dt [−e t l n (1+t 2)]∙1x ′(t )=e 2t [2t 1+t2+ln (1+t 2)]则d 2ydx 2|t=0=1∙[0+0]=0,【方法二】由参数方程求导公式知,d 2y dx 2|t=0=y ′′(0)x ′(0)−x′′(0)y′(0)[x′(0)]3x ′(t )=−e −t ,x ′′(t )=e −t ,x ′(0)=−1,x ′′(0)=1 y ′(t )=l n (1+t 2),y′′(t )=2t 1+t 2,y ′(0)=0,y ′′(0)=0代入上式可得 d 2ydx 2|t=0=0。
【方法三】由x =e −t 得,t =−lnx ,则y =∫ln (1+u 2)du −lnxdy dx =−1x ln (1+ln 2x) d 2y dx 2=1x 2[l n (1+ln 2x )−2lnx 1+ln 2x] 当t =0时x =1,则d 2y dx 2|t=0=0综上所述,本题正确答案是0。
【考点】高等数学—一元函数微分学—基本初等函数的导数,复合函数、反函数、隐函数以及参数方程所确定的函数的微分法(10)∫√xcos √xdx =π20 。
【答案】−4π。
【解析】令√x =t ,则x =t 2,dx =2tdt∫√xcos √xdx =π2∫2t 2costdt =π02∫t 2dsint =π=2t 2sint |0π−4∫tsintdt π0 =4tcost |0π−4∫costdt π0=−4π 综上所述,本题正确答案是−4π。
【考点】高等数学—一元函数积分学—基本积分公式,不定积分和定积分的换元积分法与分部积分法(11)已知曲线L 的方程为y =1−|x |,x ∈[−1,1],起点是(−1,0),终点是(1,0),则曲线积分∫xydx +x 2dy =L。
【答案】0。
【解析】如图所示L =L 1+L 2,其中L 1:y =1+x,(−1≤x <0),L 2:y =1−x,(0≤x <1)所以 ∫xydx +x 2dy = L ∫xydx +x 2dy L 1+∫xydx +x 2dyL2=∫[x (1+x )+x 2]0−1dx +∫[x (1+x )−x 2]10dx =∫[2x 2+x]0−1dx +∫[x −2x 2]1dx =0 综上所述,本题正确答案是0。