2008 年
第 1 题 ¶
Example
设函数 \(f(x)=\displaystyle\int_{0}^{x^2}\ln(2+t)\mathrm{d}t\),则 \(f'(x)\) 的零点个数为 ?
(A) \(0\).
(B) \(1\).
(C) \(2\).
(D) \(3\).
求导即可,选 B。
第 2 题 ¶
Example
函数 \(f(x,y)=\arctan\dfrac{x}{y}\) 在点 \((0,1)\) 处的梯度等于 ?
(A) \(\boldsymbol{i}\).
(B) \(-\boldsymbol{i}\).
(C) \(\boldsymbol{j}\).
(D) \(-\boldsymbol{j}\).
注意梯度是矢量,选 A。
第 3 题 ¶
Example
在下列微分方程中,以 \(y=C_1\mathrm{e}^x+C_2\cos 2x+C_3\sin 2x\)(\(C_1,C_2,C_3\) 为任意常数)为通解的是 ?
(A) \(y'''+y''-4y'-4y=0\).
(B) \(y'''+y''+4y'+4y=0\).
(C) \(y'''-y''-4y'+4y=0\).
(D) \(y'''-y''+4y'-4y=0\).
根据特征根反推特征方程,从而得到对应微分方程,选 D。
第 4 题 ¶
Example
设函数 \(f(x)\) 在 \((-\infty,+\infty)\) 内单调有界,\(\{x_n\}\) 为数列,下列命题正确的是 ?
(A) 若 \(\{x_n\}\) 收敛,则 \(\{f(x_n)\}\) 收敛 .
(B) 若 \(\{x_n\}\) 单调,则 \(\{f(x_n)\}\) 收敛 .
(C) 若 \(\{f(x_n)\}\) 收敛,则 \(\{x_n\}\) 收敛 .
(D) 若 \(\{f(x_n)\}\) 单调,则 \(\{x_n\}\) 收敛 .
\(f(x)\) 有界那么 \(f(x_{n})\) 也有界,所以只需要再有单调性就可以收敛了,于是选 B。其余选项反例如图:
第 5 题 ¶
Example
设 \(A\) 为 \(n\) 阶非零矩阵,\(E\) 为 \(n\) 阶单位矩阵,若 \(A^3=O\),则 ?
(A) \(E-A\) 不可逆,\(E+A\) 不可逆 .
(B) \(E-A\) 不可逆,\(E+A\) 可逆 .
(C) \(E-A\) 可逆,\(E+A\) 可逆 .
(D) \(E-A\) 可逆,\(E+A\) 不可逆 .
凑因子法,选 C。
不熟悉矩阵求逆方法的朋友可以参考往期文章,系统梳理了和矩阵逆有关的全部方法 : 矩阵秩大总结
第 6 题 ¶
Example
设 \(A\) 为 3 阶实对称矩阵,如果二次曲面方程
在正交变换下的标准方程的图形如图所示,则 \(A\) 的正特征值的个数为 ?
(A) \(0\).
(B) \(1\).
(C) \(2\).
(D) \(3\).
由图可知标准方程对应的是双叶双曲面,所以方程中会有两个负号和一个正号,选 B。
第 7 题 ¶
Example
设随机变量 \(X,Y\) 独立同分布,且 \(X\) 的分布函数为 \(F(x)\),则 \(Z=\max\{X,Y\}\) 的分布函数为 ?
(A) \(F^2(x)\).
(B) \(F(x)F(y)\).
(C) \(1-[1-F(x)]^2\).
(D) \([1-F(x)][1-F(y)]\).
结论题,选 A。
第 8 题 ¶
Example
设随机变量 \(X\sim N(0,1),Y\sim N(1,4)\),且相关系数 \(\rho_{XY}=1\),则 ?
(A) \(P\{Y=-2X-1\}=1\).
(B) \(P\{Y=2X-1\}=1\).
(C) \(P\{Y=-2X+1\}=1\).
(D) \(P\{Y=2X+1\}=1\).
完全正线性相关,所以 \(a>0\),然后分别取期望和方差即可求出表达式,选 D。
第 9 题 ¶
Example
微分方程 \(xy'+y=0\) 满足条件 \(y(1)=1\) 的解是 \(y=\) ?
分离变量。
第 10 题 ¶
Example
曲线 \(\sin(xy)+\ln(y-x)=x\) 在点 \((0,1)\) 处的切线方程是 ?
隐函数求导。
第 11 题 ¶
Example
已知幂级数 \(\displaystyle\sum_{n=0}^{\infty}a_n(x+2)^n\) 在 \(x=0\) 处收敛 , 在 \(x=-4\) 处发散 , 则幂级数 \(\displaystyle\sum_{n=0}^{\infty}a_n(x-3)^n\) 的收敛域为 ?
Abel 引理,求出原级数的收敛域后平移一下即可。
第 12 题 ¶
Example
设曲面 \(\Sigma\) 是 \(z=\sqrt{4-x^2-y^2}\) 的上侧 , 则 \(\displaystyle\iint_{\Sigma}xy\,\mathrm{d}y\mathrm{d}z+x\,\mathrm{d}z\mathrm{d}x+x^2\,\mathrm{d}x\mathrm{d}y=\) ?
补面后用高斯公式。
第 13 题 ¶
Example
设 \(A\) 为 \(2\) 阶矩阵 , \(\alpha_1,\alpha_2\) 为线性无关的 \(2\) 维列向量 , \(A\alpha_1=0,\,A\alpha_2=2\alpha_1+\alpha_2\), 则 \(A\) 的非零特征值为 ?
用过渡矩阵表示后得到相似关系,所以只用求出对角阵的特征值即可。
第 14 题 ¶
Example
设随机变量 \(X\) 服从参数为 \(1\) 的泊松分布 , 则 \(P\{X=E(X^2)\}=\) ?
考察泊松分布的定义。
第 15 题 ¶
Example
求极限 \(\displaystyle\lim_{x\to 0}\frac{[\sin x-\sin(\sin x)]\sin x}{x^4}.\)
泰勒秒了。
第 16 题 ¶
Example
计算曲线积分 \(\displaystyle\int_L \sin2x\,\mathrm{d}x+2(x^2-1)y\,\mathrm{d}y\), 其中 \(L\) 是曲线 \(y=\sin x\) 上从点 \((0,0)\) 到点 \((\pi,0)\) 的一段 .
补线后使用格林公式。注意题目的曲线方向是负向!在计算定积分的时候使用之前讲过的如下结论可以大幅化简:
第 17 题 ¶
Example
已知曲线 \(C\):
求曲线 \(C\) 上距离 \(xOy\) 面最远的点和最近的点 .
没必要拉格朗日乘数法,直接柯西不等式。
第 18 题 ¶
Example
设 \(f(x)\) 是连续函数 ,
(1) 利用定义证明函数 \(\displaystyle F(x)=\int_{0}^{x}f(t)\mathrm{d}t\) 可导 , 且 \(F'(x)=f(x)\);
(2) 当 \(f(x)\) 是以 \(2\) 为周期的周期函数时 , 证明 \(\displaystyle G(x)=2\int_{0}^{x}f(t)\mathrm{d}t-x\int_{0}^{2}f(t)\mathrm{d}t\) 也是以 \(2\) 为周期的周期函数 .
第一问,使用导数定义结合积分中值定理。
第二问,要证明 \(G(x)\) 是以 2 为周期的周期函数,只需要证明对任意的 \(x\) 恒有 \(G(x+2)-G(x)=0\) 即可。在实际证明过程中,只需要利用 \(f(x)\) 的周期性统一区间长度即可。
第 19 题 ¶
Example
将函数 \(f(x)=1-x^2\;(0\leqslant x\leqslant \pi)\) 展开成余弦级数 , 并求 \(\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^{n-1}}{n^2}\) 的和 .
套公式题,不必多言。
第 20 题 ¶
Example
设 \(\alpha,\beta\) 为 \(3\) 维列向量 , 矩阵 \(A=\alpha\alpha^\mathrm{T}+\beta\beta^\mathrm{T}\), 其中 \(\alpha^\mathrm{T},\beta^\mathrm{T}\) 分别是 \(\alpha,\beta\) 的转置 . 证明 :
(1) 秩 \(r(A)\leqslant 2\);
(2) 若 \(\alpha,\beta\) 线性相关 , 则秩 \(r(A)<2\).
第一问,代入题目表达式稍做放缩即可。
第二问,根据两个向量线性相关得到表达式,代入化简即可。
第 21 题 ¶
Example
设 \(n\) 元线性方程组 \(Ax=b\), 其中
(1) 证明行列式 \(|A|=(n+1)a^n\);
(2) 当 \(a\) 为何值时 , 该方程组有唯一解 , 并求 \(x_1\);
(3) 当 \(a\) 为何值时 , 该方程组有无穷多解 , 并求通解 .
第一问是一个经典的结论,三对角行列式,展开行列式按照二阶线性递推求解数列通项即可。结论即证明如下:
事实上,如果做不出来这个第一问,直接用第一问的结论做后面的两问就好了,这个题的第一问不管放在哪一年对非数来说都不算简单题。
第二问,只让求 \(x_{1}\),并且行列式这么丑,很难不想到 \(\mathrm{Cramer}\) 法则。
第三问,直接化行阶梯比较复杂,也没必要。我们发现常数列就是系数矩阵的第二列,因此立马得到一个特解为 \((0,1,0,\dots,0)^{T}\),而齐次通解是很显然的。
第 22 题 ¶
Example
设随机变量 \(X\) 与 \(Y\) 相互独立 , \(X\) 的概率分布为 \(P\{X=i\}=\dfrac{1}{3}\ (i=-1,0,1)\), \(Y\) 的概率密度为
记 \(Z=X+Y\).
(1) 求 \(P\left\{Z\leqslant \dfrac{1}{2}\,\big|\, X=0\right\}\);
(2) 求 \(Z\) 的概率密度 \(f_Z(z)\).
第一问,直接套条件概率公式即可。
第二问,数一首次考察这种一个离散,一个连续的结合问题。这类题的套路都是根据离散变量使用求概率公式。
第 23 题 ¶
Example
设 \(X_1,X_2,\dots,X_n\) 是总体 \(N(\mu,\sigma^2)\) 的简单随机样本 , 记
(1) 证明 \(T\) 是 \(\mu^2\) 的无偏估计量 ;
(2) 当 \(\mu=0,\sigma=1\) 时 , 求 \(D(T)\).
第一问,证明 \(\mathbb{E}(T)=\mu^{2}\) 即可。
第二问,我们需要熟悉以下这些常用结论,证明都很简单,都进行到真题阶段了,相信你不可能连这都不知道:
于是第二问直接按照差的方差展开计算即可。
结论补证
这里补充一下 \(D(S^{2})=\dfrac{2\sigma^{4}}{n-1}\) 的证明过程:
因为正态总体中:
根据卡方分布的方差我们得到:\(\displaystyle D\left( \frac{(n-1)S^{2}}{\sigma^{2}} \right) = 2(n-1)\),即 \(\displaystyle \frac{(n-1)^{2}}{\sigma^{4}}D(S^{2}) = 2(n-1)\),结论得证。
以上就是对于 2008 年数一真题的全部解答,非常好的一套真题,选择题部分:第 5 题考察凑因子法;第 6 题考察二次曲面方程和特征值的结合;第 7 题考察经典结论;填空题比较常规;大题部分:第 15 题是一道很好的极限题;第 17 题多想少算,利用柯西不等式可以节省很多计算量,这一点我们在之后的真题中会进一步看到;第 18 题考察导数定义以及周期性的证明,综合性 get;第 21 题考察三对角矩阵,考场上想不到递推的方法用归纳法也是一种办法,当然最优解还是放弃第一问,直接用第一问的结论做后两问;第 22 题为数一首次考察离散和连续变量综合;23 题纯结论题。整套试卷综合性拉满,必做!
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