2013 年
第 1 题 ¶
Example
已知极限 \(\displaystyle \lim_{x\to 0}\frac{x-\arctan x}{x^k}=c\),其中 \(k,c\) 为常数,且 \(c\neq 0\),则 ?
(A) \(k=2,\,c=-\dfrac{1}{2}\).
(B) \(k=2,\,c=\dfrac{1}{2}\).
(C) \(k=3,\,c=-\dfrac{1}{3}\).
(D) \(k=3,\,c=\dfrac{1}{3}\).
等价无穷小。选 D。
第 2 题 ¶
Example
曲面 \(x^2+\cos(xy)+yz+x=0\) 在点 \((0,1,-1)\) 处的切平面方程为 ?
(A) \(x-y+z=-2\).
(B) \(x+y+z=0\).
(C) \(x-2y+z=-3\).
(D) \(x-y-z=0\).
选 A。基础题。
第 3 题 ¶
Example
设 \(\displaystyle f(x)=\left|x-\frac{1}{2}\right|,\ b_n=2\int_0^1 f(x)\sin n\pi x\,\mathrm{d}n\ (n=1,2,\cdots)\)。令 \(\displaystyle S(x)=\sum_{n=1}^{\infty}b_n\sin n\pi x\),则 \(\displaystyle S\left(-\frac{9}{4}\right)=\) ?
(A) \(\dfrac{3}{4}\).
(B) \(\dfrac{1}{4}\).
(C) \(-\dfrac{1}{4}\).
(D) \(-\dfrac{3}{4}\).
选 C。傅里叶级数真的是近几年数一的热门考点,但是很多同学都不重视。
第 4 题 ¶
Example
设 \(L_1:x^2+y^2=1,\ L_2:x^2+y^2=2,\ L_3:x^2+2y^2=2,\ L_4:2x^2+y^2=2\) 为四条逆时针方向的平面曲线。记 \(\displaystyle I_i=\oint_{L_i}\left(y+\frac{y^3}{6}\right)\mathrm{d}x+\left(2x-\frac{x^3}{3}\right)\mathrm{d}y\ (i=1,2,3,4)\),则 \(\max\{I_1,I_2,I_3,I_4\}=\) ?
(A) \(I_1\).
(B) \(I_2\).
(C) \(I_3\).
(D) \(I_4\).
选 D。定性分析当然是可以的,但是没有直接把具体数值都算出来直观,根据格林公式将四个积分都计算出来,C 和 D 选项建议使用 \(\mathrm{Jacobi}\) 换元。
第 5 题 ¶
Example
设 \(A,B,C\) 均为 \(n\) 阶矩阵,若 \(AB=C\),且 \(B\) 可逆,则 ?
(A) 矩阵 \(C\) 的行向量组与矩阵 \(A\) 的行向量组等价 .
(B) 矩阵 \(C\) 的列向量组与矩阵 \(A\) 的列向量组等价 .
(C) 矩阵 \(C\) 的行向量组与矩阵 \(B\) 的行向量组等价 .
(D) 矩阵 \(C\) 的列向量组与矩阵 \(B\) 的列向量组等价 .
经典结论,选 B。过程如图,写得很详细。
第 6 题 ¶
Example
矩阵 \(\begin{pmatrix}1 & a & 1\\a & b & a\\1 & a & 1\end{pmatrix}\) 与 \(\begin{pmatrix}2 & 0 & 0\\0 & b & 0\\0 & 0 & 0\end{pmatrix}\) 相似的充分必要条件为 ?
(A) \(a=0,\,b=2\).
(B) \(a=0,\,b\) 为任意常数 .
(C) \(a=2,\,b=0\).
(D) \(a=2,\,b\) 为任意常数 .
选 B。对于实对称矩阵,相似 \(\iff\) 特征值相同。
第 7 题 ¶
Example
设 \(X_1,X_2,X_3\) 是随机变量,且 \(X_1\sim N(0,1),\ X_2\sim N(0,2^2),\ X_3\sim N(5,3^2)\),\(p_i=P\{-2\leqslant X_i\leqslant 2\}\ (i=1,2,3)\),则 ?
(A) \(p_1>p_2>p_3\).
(B) \(p_2>p_1>p_3\).
(C) \(p_3>p_1>p_2\).
(D) \(p_1>p_3>p_2\).
选 A。标准化即可。
第 8 题 ¶
Example
设随机变量 \(X \sim t(n),\,Y \sim F(1,n)\),给定 \(\alpha\,(0<\alpha<0.5)\),常数 \(c\) 满足 \(P\{X>c\}=\alpha\),则 \(P\{Y>c^2\}=\) ?
(A) \(\alpha\).
(B) \(1-\alpha\).
(C) \(2\alpha\).
(D) \(1-2\alpha\).
选 C,考察 2003 年数一第 12 题讲过的结论,注意结合 \(T\) 分布的对称性。
第 9 题 ¶
Example
设函数 \(y=f(x)\) 由方程 \(y-x=\mathrm{e}^{x(1-y)}\) 确定,则 \(\displaystyle \lim_{n\to\infty}n\left[f\left(\frac{1}{n}\right)-1\right]=\) ?
首先意识到待求式子是 \(f'(0)\),然后对隐函数求导即可。
第 10 题 ¶
Example
已知 \(y_1=\mathrm{e}^{3x}-x\mathrm{e}^{2x},\,y_2=\mathrm{e}^{x}-x\mathrm{e}^{2x},\,y_3=-x\mathrm{e}^{2x}\) 是某二阶常系数非齐次线性微分方程的 3 个解,则该方程的通解为 \(y=\) ?
考察二阶线性非齐次微分方程解的结构,注意到三个解中不变的部分是 \(-x\mathrm{e}^{ 2x }\),所以这个就是特解,而变化的部分就是齐次解。因此答案为 \(y=C_{1}\mathrm{e}^{ 3x }+C_{2}\mathrm{e}^{ x }-x\mathrm{e}^{ 2x }\).
第 11 题 ¶
Example
设
(\(t\) 为参数 ),则 \(\displaystyle \left.\frac{\mathrm{d}^2y}{\mathrm{d}x^2}\right|_{t=\frac{\pi}{4}}=\) ?
参数方程求导。
第 12 题 ¶
Example
\(\displaystyle \int_{1}^{+\infty}\frac{\ln x}{(1+x)^2}\mathrm{d}x=\) ?
分部积分。
第 13 题 ¶
Example
设 \(A=(a_{ij})\) 是 3 阶非零矩阵,\(|A|\) 为 \(A\) 的行列式,\(A_{ij}\) 为 \(a_{ij}\) 的代数余子式 . 若 \(a_{ij}+A_{ij}=0\,(i,j=1,2,3)\),则 \(|A|=\) ?
首先根据题意得到 \(A^{T}=-A^{*}\),从而得到 \(r(A)=r(A^{*})\),根据 2011 年数一第 6 题介绍的伴随矩阵秩的性质可以得到 \(r(A)=r(A^{*})=3\),即满秩。再对等式 \(A^{T}=-A^{*}\) 两边同时取行列式得到 \(|A|=-1\) 或 \(|A|=0\),根据满秩得到只能是 \(-1\)。当然还可以根据行列式的定义得到行列式的值一定是小于 \(0\) 的。
第 14 题 ¶
Example
设随机变量 \(Y\) 服从参数为 \(1\) 的指数分布,\(a\) 为常数且大于零,则 \(P\{Y\leqslant a+1\mid Y>a\}=\) ?
考察指数分布的无记忆性。
第 15 题 ¶
Example
计算 \(\displaystyle \int_{0}^{1}\frac{f(x)}{\sqrt{x}}\mathrm{d}x\),其中 \(\displaystyle f(x)=\int_{1}^{x}\frac{\ln(t+1)}{t}\mathrm{d}t\).
分部积分。
第 16 题 ¶
Example
设数列 \(\{a_n\}\) 满足条件:\(a_0=3,\,a_1=1,\,a_{n-2}-n(n-1)a_n=0\ (n\geqslant 2)\),\(S(x)\) 是幂级数 \(\displaystyle \sum_{n=0}^{\infty}a_n x^n\) 的和函数 .
(1) 证明 \(S''(x)-S(x)=0\);
(2) 求 \(S(x)\) 的表达式 .
第一问,这类证明题属于验证类题目,没有难度。
第二问,解第一问得到的微分方程即可。
下面这篇文章介绍了更多使用这种方法求解幂级数和函数的题目:幂级数还能这样求和 ???
第 17 题 ¶
Example
求函数 \(\displaystyle f(x,y)=\left(y+\frac{x^3}{3}\right)e^{x+y}\) 的极值 .
基础题,注意计算细节即可。
第 18 题 ¶
Example
设奇函数 \(f(x)\) 在 \([-1,1]\) 上具有二阶导数,且 \(f(1)=1\). 证明 :
(1) 存在 \(\xi\in(0,1)\),使得 \(f'(\xi)=1\);
(2) 存在 \(\eta\in(-1,1)\),使得 \(f''(\eta)+f'(\eta)=1\).
第一问直接罗尔定理即可。
第二问,有两种思考角度,第一种是根据待证式解微分方程得到辅助函数,过程如下:
第二种思考角度是直接对待证式积分得到辅助函数。
第 19 题 ¶
Example
设直线 \(L\) 过 \(A(1,0,0),B(0,1,1)\) 两点,将 \(L\) 绕 \(z\) 轴旋转一周得到曲面 \(\Sigma\),\(\Sigma\) 与平面 \(z=0,z=2\) 所围成的立体为 \(\Omega\).
(1) 求曲面 \(\Sigma\) 的方程 ;
(2) 求 \(\Omega\) 的形心坐标 .
第一问和 1994 年数一第 17 题一模一样,不再赘述。
第二问,套公式,三重积分的计算使用截面法。
第 20 题 ¶
Example
设 \(A=\begin{pmatrix}1 & a\\1 & 0\end{pmatrix},\ B=\begin{pmatrix}0 & 1\\1 & b\end{pmatrix}\). 当 \(a,b\) 为何值时,存在矩阵 \(C\) 使得 \(AC-CA=B\),并求所有矩阵 \(C\).
对题设等式两边取迹,直接得到 \(b=0\);后续将 \(C\) 的四个元素直接设出来列方程求解即可。
第 21 题 ¶
Example
设二次型 \(f(x_1,x_2,x_3)=2(a_1x_1+a_2x_2+a_3x_3)^2+(b_1x_1+b_2x_2+b_3x_3)^2\),记
(1) 证明二次型 \(f\) 对应的矩阵为 \(2\alpha\alpha^\mathrm{T}+\beta\beta^\mathrm{T}\);
(2) 若 \(\alpha,\beta\) 正交且均为单位向量,证明 \(f\) 在正交变换下的标准形为 \(2y_1^2+y_2^2\).
第一问,验证类题目。
第二问,根据正交这个条件得到 \(A\) 的两个特征值和对应的特征向量。再根据 \(A\) 不满秩得到存在 \(0\) 特征值,从而得到标准型。
第 22 题 ¶
Example
设随机变量 \(X\) 的概率密度为
令随机变量
(1) 求 \(Y\) 的分布函数 ;
(2) 求概率 \(P\{X\leqslant Y\}\).
第一问,画出 \(Y\) 的图像可以清晰得到分类区间。
第二问,观察 \(Y\) 的表达式,发现 \(X\leqslant Y\) \(\iff\) \(X<2\),从而得到答案。
第 23 题 ¶
Example
设总体 \(X\) 的概率密度为
其中 \(\theta\) 为未知参数且大于零 . \(X_1,X_2,\cdots,X_n\) 为来自总体 \(X\) 的简单随机样本 .
(1) 求 \(\theta\) 的矩估计量 ;
(2) 求 \(\theta\) 的最大似然估计量 .
两问都很基础。
以上就是对于 2013 年数一真题的全部解答,综合性较强的一套真题。第 4 题如果选择定量分析计算量其实是不小的;第 5 题考察经典结论,需熟练掌握结论和证明;第 13 题是非常好的一道题目,综合考察了很多考点;第 14 题首次考察指数分布的无记忆性,值得重视;第 19 题第一问直接考察 94 年原题,可见真题的重要性。
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