2009 年
第 1 题 ¶
Example
当 \(x \to 0\) 时 , \(f(x) = x - \sin ax\) 与 \(g(x) = x^2 \ln(1 - bx)\) 是等价无穷小量 , 则 ?
(A) \(a = 1,\, b = -\dfrac{1}{6}\).
(B) \(a = 1,\, b = \dfrac{1}{6}\).
(C) \(a = -1,\, b = -\dfrac{1}{6}\).
(D) \(a = -1,\, b = \dfrac{1}{6}\).
基础等价无穷小,选 A。
第 2 题 ¶
Example
如图 , 正方形 \(\{(x,y)\mid |x|\leqslant 1,\,|y|\leqslant 1\}\) 被其对角线划分为四个区域 \(D_k\ (k=1,2,3,4)\), \(I_k=\displaystyle\iint_{D_k} y\cos x\,\mathrm{d}x\mathrm{d}y\), 则 \(\max\limits_{1\leqslant k\leqslant 4}\{I_k\} =\) ?
(A) \(I_1\).
(B) \(I_2\).
(C) \(I_3\).
(D) \(I_4\).
选 A,首先根据被积函数对称性以及 \(D_{2}\) 和 \(D_{4}\) 都关于 \(x\) 轴对称得到 \(I_{2}=I_{4}=0\);然后判断 \(I_{1}\) 和 \(I_{3}\) 的正负即可。
第 3 题 ¶
Example
设函数 \(y = f(x)\) 在区间 \([-1,3]\) 上的图形如右图所示 , 则函数
的图形为 ?
给的图像就是待求图像的导数,注意抓住 \(F(0)=0\);\(2\leqslant x< 3\) 时 \(F(x)>0\) 这几个细节快速排除。
第 4 题 ¶
Example
设有两个数列 \(\{a_n\},\{b_n\}\), 若 \(\lim\limits_{n\to\infty} a_n = 0\), 则 ?
(A) 当 \(\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} b_n\) 收敛时 , \(\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} a_n b_n\) 收敛 .
(B) 当 \(\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} b_n\) 发散时 , \(\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} a_n b_n\) 发散 .
(C) 当 \(\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} |b_n|\) 收敛时 , \(\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} a_n^2 b_n^2\) 收敛 .
(D) 当 \(\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} |b_n|\) 发散时 , \(\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} a_n^2 b_n^2\) 发散 .
选 C,根据收敛数列的有界性,结合级数收敛的定义使用比较审敛法即可。其余选项反例见下图。
第 5 题 ¶
Example
设 \(\alpha_1,\alpha_2,\alpha_3\) 是 \(3\) 维向量空间 \(\mathbb{R}^3\) 的一组基 , 则由基 \(\alpha_1,\dfrac{1}{2}\alpha_2,\dfrac{1}{3}\alpha_3\) 到基 \(\alpha_1+\alpha_2,\alpha_2+\alpha_3,\alpha_3+\alpha_1\) 的过渡矩阵为 ?
(A) \(\begin{pmatrix} 1 & 0 & 1\\ 2 & 2 & 0\\ 0 & 3 & 3 \end{pmatrix}\).
(B) \(\begin{pmatrix} 1 & 2 & 0\\ 0 & 2 & 3\\ 1 & 0 & 3 \end{pmatrix}\).
(C) \(\begin{pmatrix} \dfrac{1}{2} & \dfrac{1}{4} & -\dfrac{1}{6}\\[4pt] -\dfrac{1}{2} & \dfrac{1}{4} & \dfrac{1}{6}\\[4pt] \dfrac{1}{2} & -\dfrac{1}{4} & \dfrac{1}{6} \end{pmatrix}\).
(D) \(\begin{pmatrix} \dfrac{1}{2} & -\dfrac{1}{2} & \dfrac{1}{2}\\[4pt] \dfrac{1}{4} & \dfrac{1}{4} & -\dfrac{1}{4}\\[4pt] -\dfrac{1}{6} & \dfrac{1}{6} & \dfrac{1}{6} \end{pmatrix}\).
答案选 A。考察过渡矩阵的传递。
第 6 题 ¶
Example
设 \(A,B\) 均为 \(2\) 阶矩阵 , \(A^*,B^*\) 分别为 \(A,B\) 的伴随矩阵 , 若 \(|A|=2,\,|B|=3\), 则分块矩阵 \(\begin{pmatrix} O & A\\ B & O \end{pmatrix}\) 的伴随矩阵为 ?
(A) \(\begin{pmatrix} O & 3B^*\\ 2A^* & O \end{pmatrix}\).
(B) \(\begin{pmatrix} O & 2B^*\\ 3A^* & O \end{pmatrix}\).
(C) \(\begin{pmatrix} O & 3A^*\\ 2B^* & O \end{pmatrix}\).
(D) \(\begin{pmatrix} O & 2A^*\\ 3B^* & O \end{pmatrix}\).
看似考察伴随,实则考察分块矩阵求逆。注意最后使用 \(A^{*}=|A|A^{-1}\) 化简即可,选 B。
第 7 题 ¶
Example
设随机变量 \(X\) 的分布函数为 \(F(x) = 0.3\Phi(x) + 0.7\Phi\left(\dfrac{x-1}{2}\right)\), 其中 \(\Phi(x)\) 为标准正态分布的分布函数 , 则 \(E(X) = (\quad)\)
(A) \(0\).
(B) \(0.3\).
(C) \(0.7\).
(D) \(1\).
对分布函数求导得到概率密度函数,注意利用标准正态分布函数的概率密度函数是偶函数这一个性质在积分的时候充分利用对称性!最后选 C。
第 8 题 ¶
Example
设随机变量 \(X\) 与 \(Y\) 相互独立 , 且 \(X\) 服从标准正态分布 \(N(0,1)\), \(Y\) 的概率分布为
记 \(F_Z(z)\) 为随机变量 \(Z=XY\) 的分布函数 , 则函数 \(F_Z(z)\) 的间断点个数为 ?
(A) \(0\).
(B) \(1\).
(C) \(2\).
(D) \(3\).
选 B。一个连续,一个离散,和 2008 年的数一真题一模一样的套路,直接按离散拆开即可,从而得到分布函数的表达式,再根据 \(z\) 的范围求出具体表达式,发现有一个间段点。
第 9 题 ¶
Example
设函数 \(f(u,v)\) 具有二阶连续偏导数 , \(z=f(x,xy)\), 则 \(\dfrac{\partial^2 z}{\partial x\partial y}=\) ?
简单计算题。
第 10 题 ¶
Example
若二阶常系数线性齐次微分方程 \(y''+ay'+by=0\) 的通解为 \(y=(C_1+C_2 x)e^x\), 则非齐次方程 \(y''+ay'+by=x\) 满足条件 \(y(0)=2,y'(0)=0\) 的解为 \(y=\) ?
基础题。
第 11 题 ¶
Example
已知曲线 \(L:y=x^2\ (0\leqslant x\leqslant \sqrt{2})\), 则 \(\displaystyle\int_L x\,\mathrm{d}s=\underline{\qquad\qquad}\).
按定义做即可。
第 12 题 ¶
Example
设 \(\Omega=\{(x,y,z)\mid x^2+y^2+z^2\leqslant 1\}\), 则 \(\displaystyle\iiint_\Omega z^2\,\mathrm{d}x\mathrm{d}y\mathrm{d}z=\) ?
轮换对称性基础应用。
对轮换对称性掌握不熟练的朋友可以参考往期文章:轮换对称性。
第 13 题 ¶
Example
若 \(3\) 维列向量 \(\alpha,\beta\) 满足 \(\alpha^\mathrm{T}\beta=2\), 其中 \(\alpha^\mathrm{T}\) 为 \(\alpha\) 的转置 , 则矩阵 \(\beta\alpha^\mathrm{T}\) 的非零特征值为 ?
秩一矩阵性质,秒了。
对秩一矩阵的 8 大性质不熟练的朋友可以参考往期文章,详细介绍并证明了所有结论:秩一矩阵的 8 大性质
第 14 题 ¶
Example
设 \(X_1,X_2,\dots,X_m\) 为来自二项分布总体 \(B(n,p)\) 的简单随机样本 , \(\overline{X}\) 和 \(S^2\) 分别为样本均值和样本方差 , 若 \(\overline{X}+kS^2\) 为 \(np^2\) 的无偏估计量 , 则 \(k=\) ?
根据无偏估计的定义即可。
第 15 题 ¶
Example
求二元函数 \(f(x,y)=x^2(2+y^2)+y\ln y\) 的极值 .
简单计算题,利用极致的充分条件即可。
第 16 题 ¶
Example
设 \(a_n\) 为曲线 \(y=x^n\) 与 \(y=x^{n+1}\ (n=1,2,\dots)\) 所围成区域的面积 , 记 \(S_1=\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty}a_n,\ S_2=\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty}a_{2n-1}\), 求 \(S_1\) 与 \(S_2\) 的值 .
首先根据定积分的几何意义表示并求出 \(a_{n}\),从而得到 \(S_{1}\) 和 \(S_{2}\) 的表达式;\(S_{1}\) 直接裂项相消求解即可;\(S_{2}\) 利用泰勒级数即可秒掉。
第 17 题 ¶
Example
椭球面 \(S_1\) 是椭圆 \(\dfrac{x^2}{4}+\dfrac{y^2}{3}=1\) 绕 \(x\) 轴旋转而成 , 圆锥面 \(S_2\) 是由过点 \((4,0)\) 且与椭圆 \(\dfrac{x^2}{4}+\dfrac{y^2}{3}=1\) 相切的直线绕 \(x\) 轴旋转而成 .
(1) 求 \(S_1\) 及 \(S_2\) 的方程 ;
(2) 求 \(S_1\) 与 \(S_2\) 之间的立体的体积 .
第一问,根据高中知识求出切线即可,如果忘记了就按照偏导数的几何意义推导即可,送分题。
第二问,可以将立体的体积看作一个圆锥减去椭圆体的一部分,圆锥很好求;而椭圆体的一部分的体积按照定积分的几何意义求解即可。
第 18 题 ¶
Example
(1) 证明拉格朗日中值定理 : 若函数 \(f(x)\) 在 \([a,b]\) 上连续 , 在 \((a,b)\) 内可导 , 则存在 \(\xi\in(a,b)\), 使得 \(f(b)-f(a)=f'(\xi)(b-a)\).
(2) 证明 : 若函数 \(f(x)\) 在 \(x=0\) 处连续 , 在 \((0,\delta)\ (\delta>0)\) 内可导 , 且 \(\displaystyle\lim_{x\to 0^+}f'(x)=A\), 则 \(f'_+(0)\) 存在 , 且 \(f'_+(0)=A\).
第一问,按照课本的构造方法构造辅助函数也可以,我这里就直接按照我之前讲过的 K 值法解决了。
常数 K 值法的系统教学在这里:速通常数 K 值法
第二问,导数定义,结合第一问证明的拉格朗日中值定理即可。
第 19 题 ¶
Example
计算曲面积分
其中 \(\Sigma\) 是曲面 \(2x^2+2y^2+z^2=4\) 的外侧 .
好题!数一首次考察高斯公式中的挖洞法!
事实上,这也是第 23 届江苏省高数竞赛的第五道大题的出处。
这种题,不用算都知道一定有 \(\displaystyle \frac{ \partial P }{ \partial x }+\frac{ \partial Q }{ \partial y }+\frac{ \partial R }{ \partial z }=0\),然后挖洞即可。
第 20 题 ¶
Example
设
(1) 求满足 \(A\xi_2=\xi_1,\ A^2\xi_3=\xi_1\) 的所有向量 \(\xi_2,\xi_3\);
(2) 对 (1) 中的任意向量 \(\xi_2,\xi_3\), 证明 \(\xi_1,\xi_2,\xi_3\) 线性无关 .
第一问,观察发现 \(A\) 的第三列就是 \(\xi_{1}\),所以得到特解 \((0,0,1)^{T}\);并且注意到 \(A\xi_{1}=0\)(这个注意很重要
第二问,根据第一问得到的 \(A\xi_{1}=0,A\xi_{2}=\xi_{1},A^{2}\xi_{3}=\xi_{1}\),根据线性相关的定义不断左乘相应的矩阵(\(A\) 或者 \(A^{2}\))递推得到所有系数只能都是 0 即可,本小问是往年考过的经典模型。
第 21 题 ¶
Example
设二次型 \(f(x_1,x_2,x_3)=a x_1^2+a x_2^2+(a-1)x_3^2+2x_1x_3-2x_2x_3\).
(1) 求二次型 \(f\) 的矩阵的所有特征值 ;
(2) 若二次型 \(f\) 的规范形为 \(y_1^2+y_2^2\), 求 \(a\) 的值 .
第一问,常规求解特征多项式即可。在计算过程中可以把 \(\lambda-a\) 换个元,会更清晰一些。
第二问,数一首次考察规范型!根据题意得到矩阵行列式为 0,从而得到 \(a\) 的所有可能取值,依次验证即可。
第 22 题 ¶
Example
袋中有 \(1\) 个红球、\(2\) 个黑球与 \(3\) 个白球 . 有放回地从袋中取两次 , 每次取一个球 . 以 \(X,Y,Z\) 分别表示两次取球所取得的红球、黑球与白球的个数 .
(1) 求 \(P\{X=1\mid Z=0\}\);
(2) 求二维随机变量 \((X,Y)\) 的概率分布 .
第一问,条件概率。
第二问,慢慢求即可。
第 23 题 ¶
Example
设总体 \(X\) 的概率密度为
其中参数 \(\lambda(\lambda>0)\) 未知 , \(X_1,X_2,\dots,X_n\) 是来自总体 \(X\) 的简单随机样本 .
(1) 求参数 \(\lambda\) 的矩估计量 ;
(2) 求参数 \(\lambda\) 的最大似然估计量 .
基础题,注意第一问的反常积分用 \(\Gamma\) 函数计算会快很多,其他的都很常规。
以上就是对于 2009 年数一真题的全部解答,除了第 19 题对于当年的考生比较创新,其他题目都很常规;除此之外,第 21 题为数一首次考察规范型。
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