1993 年考研数学三真题及答案
一、填空题(本题共 5 小题,每小题 3 分,满分 15 分,把答案填在题中横线上.)
(1)
lim
x
23
x
5
x
5
3
sin
2
x
.
(2) 已知
y
f
3
3
x
x
2 ,
2
f
x
arctan
x
2
,
则
dy
dx
0x
.
(3) 级数
n
0
n
(ln 3)
n
2
的和为
.
(4) 设 4 阶方阵 A 的秩为 2 ,则其伴随矩阵 *A 的秩为
(5) 设总体 X 的方差为 1,根据来自 X 的容量为 100 的简单随机样本,测得样本均值为 5,则
.
X 的数学期望的置信度近似等于 0.95 的置信区间为
.
二、选择题(本题共 5 小题,每小题 3 分,满分 15 分.在每小题给出的四个选项中,只有一项
是符合题目要求的,把所选项前的字母填在题后的括号内.)
(1) 设
f x
x
sin
1
2
x
,
0,
x
0,
x
0,
则
f x 在点 0
x 处
(A) 极限不存在
(C) 连续但不可导
(B) 极限存在但不连续
(D) 可导
(2) 设
f x 为连续函数,且
F x
x
ln
1
x
f
t dt
,
则
F x 等于
(A)
(C)
1
x
1
x
f
ln
x
f
ln
x
1
2
x
1
2
x
f
f
1
x
1
x
(B)
1
x
f
ln
x
f
1
x
(D)
f
ln
x
f
1
x
(3) n 阶方阵 A 具有 n 个不同的特征值是 A 与对角阵相似的
(A) 充分必要条件
(C) 必要而非充分条件
(B) 充分而非必要条件
(D) 既非充分也非必要条件
(4) 假设事件 A 和 B 满足 (
P B A ,则
) 1
(A) A 是必然事件
(B)
) 0
(
P B A .
(
)
(
)
(
)
(
)
(C) A B
(5) 设随机变量 X 的密度函数为 ( )x ,且 (
意实数 a ,有
(D) A B
( )
x
.
x
)
( )F x 是 X 的分布函数,则对任
(A)
F a
(
(C)
F a
(
a
0
) 1
( )
F a
)
x dx
( )
.
(B)
F a
(
)
(D)
F a
(
)
(
)
x dx
( )
a
1
2
2 ( ) 1
F a
0
三、(本题满分 5 分)
f x, y
设
z
是由方程
z
x
y
z y x
xe
所确定的二元函数,求 dz .
0
四、(本题满分 7 分)
已知
lim
x
x
x a
x a
a
4
2
x e
2
x
dx
,求常数 a 的值.
五、(本题满分 9 分)
设某产品的成本函数为
C aq
2
bq c
需求函数为
,
q
为需求量(即产量), p 为单价, ,
a b c d e 都是正的常数,且 d
,
,
,
其中 C 为成本, q
p
),
d
1 (
e
b ,求:
(1) 利润最大时的产量及最大利润;
(2) 需求对价格的弹性;
(3) 需求对价格弹性的绝对值为 1 时的产量.
六、(本题满分 8 分)
假设:(1) 函数
y
( )(0
f x
满足条件 (0) 0
和 0
x
)
f
( )
f x
e
1x
;
(2) 平行于 y 轴的动直线 MN 与曲线
y
( )
f x
和
y
e
1x
分别相交于点 1P 和 2P ;
(3) 曲线
y
( )
f x
,直线 MN 与 x 轴所围封闭图形的面积 S 恒等于线段 1 2PP 的长度.
求函数
y
( )
f x
的表达式.
七、(本题满分 6 分)
假设函数 ( )
f x 在[0,1] 上连续,在 (0,1) 内二阶可导,过点 (0,
A
f
(0))
与 (1,
B
f
(1))
的直
线与曲线
y
( )
f x
相交于点 ( ,
C c f c ,其中 0
( ))
1c .
证明:在(0,1) 内至少存在一点,使 ( ) 0
.
f
八、(本题满分 10 分)
k 为何值时,线性方程组
x
x
2
1
kx
x
2
1
x
x
2
1
kx
3
x
3
2
x
3
4,
2
k
4
,
有惟一解,无解,有无穷多组解?在有解情况下,求出其全部解.
九、(本题满分 9 分)
设二次型
f
2
x
1
x
2
2
2
x
3
2
x x
1 2
2
x x
2 3
2
x x
1 3
,
x x x
1
3
,
2
)T
和
Y
(
经正交变换 X PY 化成
f
y
2
2
2
32
y
,其中
X
(
向量, P 是 3 阶正交矩阵.试求常数 ,.
十、(本题满分 8 分)
设随机变量 X 和Y 同分布, X 的概率密度为
( )
f x
23
x
8
0,
, 0
x
2,
.
其他
,
y y y
1
,
2
)T
3
是三维列
(1) 已知事件
A
X a
和
B
Y
(2) 求
1
X
2
的数学期望.
十一、(本题满分 8 分)
独立,且
a
P A B
3
.
4
求常数 a.
假设一大型设备在任何长为 t 的时间内发生故障的次数 N t 服从参数为 t 的泊松分
布.
(1) 求相继两次故障之间时间间隔T 的概率分布;
(2) 求在设备已经无故障工作 8 小时的情形下,再无故障运行 8 小时的概率Q .
答案
一、填空题(本题共 5 小题,每小题 3 分,满分 15 分.)
(1)【答案】
(2)【答案】
(3)【答案】
6
5
3
4
2
2 ln 3
(4)【答案】 0
(5)【答案】 (4.804,5.196)
二、选择题(本题共 5 小题,每小题 3 分,满分 15 分.)
(1)【答案】(C)
(2)【答案】(A)
(3)【答案】(B)
(4)【答案】(D)
(5)【答案】(B)
三、(本题满分 5 分)
方法一:利用一阶微分形式的不变性,将方程两端微分,得
整理后得
1
dz dy dx
z y x
xe
dz
z y x
e
1
dx
xe
z y x
z y x
xe
e
z y x
0
.
dz dy dx
1
dx
xe
z y x
dy.
由此,得
dz
1
z y x
z y x
e
z y x
xe
1
xe
dx dy
.
方法二:应先求出函数对 ,x y 的偏导数,将
z
y
x
两边分别对 ,x y 求偏导,
0
z
z
x
y
1
1
z y x
e
xe
xe
z y x
z
y
z y x
z
x
0
1
z y x
xe
1
,
0
,
解之得
z
x
1
1
x
yz .
1
z y x
1
e
z y x
xe
故
dz
z dx
x
z dy
y
1
1
x
四、(本题满分 7 分)
z y x
1
e
z y x
xe
,
dx dy
.
lim
x
2a
x a
令
所以
而
t
,则当 x 时,
0
t ,
x a
2
a
lim 1
x
2
a
x a
lim 1
t
0
1
t
t
e
,
x a
2
a
2
ax
x a
lim
x
2
ax
x a
e
2
a
e
.
lim 1
x
2
a
x a
a
2
a
4
2
x e
2
x
dx
x
x a
x a
x
lim 1
x
2
a
x a
lim 1
x
2
a
x a
x a
2
a
2
ax
x a
,
2
x de
2
x
2
2
x e
2
lim 2
b
2
b
2
b e
2
2
a e
2
a
2
x
xe
dx
a
4
xde
2
x
2
2
a e
2
a
2
xe
2
x
a
2
e
2
x
dx
2
2
a e
2
a
lim 2
b
be
2
b
2
2
a e
2
a
2
ae
2
a
e
2
a
,
2
a
lim
b
e
2
b
2
a
e
a
x
a
2
2
ae
a
由 2
e
a
2
2
a e
2
a
2
ae
2
a
e
2
a
,
得 2
a
五、(本题满分 9 分)
(1) 利润函数为
a ,所以 0
a 或 1a
.
0
L
pq C
(
)
d eq q
(
aq
2
bq c
)
(
)
d b q
(
)
e a q
2
,
c
对 q 求导,并令
dL
dq
,得
0
dL
dq
(
d b
) 2(
)
e a q
,得
0
q
d b
2(
e a
)
.
因为
2
d L
2
dq
2(
e a
) 0,
所以,当
q
d b
2(
e a
)
润的最大值点,所以
L
max
(
)
d b
4(
e a
2
)
c
.
时为利润函数的极大值点,根据题意也是利
,故需求对价格的弹性为
1
e
p
q
q
eq d
eq
.
(2) 因为
(
q p
)
1
e
(
d
p
)
,所以
(
q p
)
(3) 由
1, 得
q
d
2
e
.
六、(本题满分 8 分)
由题设可得示意图如右.设 1
P x f x P x e ,则
( )),
( ,
( ,
1)
x
2
S
PP
1 2
,
即
x
0
f
( )
t dt
x
e
1
( )
f x
.
两端求导,得 ( )
f x
x
e
f x
( )
,即 ( )
f x
( )
f x
x
e
.
由一阶线性非齐次微分方程求解公式,得
( )
f x
e
( )
p x dx
( )
q x e
( )
p x dx
dx C
)
(
x
e e
(
1
2
dx
e
(
dx
dx C
)
x
x
)
e e dx C e
x
Ce
x
由初始条件 (0) 0
,得
f
C .因此,所求函数为
( )
f x
(
x
e
x
e
)
.
x
.
1
e
2
1
2
七、(本题满分 6 分)
因 为 ( )
f x 分 别 在 [0, ]c 和 [ ,1]c 上 满 足 拉 格 朗 日 中 值 定 理 的 条 件 , 故 存 在
1
(0, ),
c
2
( ,1)
c
,使得
( )
f c
c
(0)
f
0
(0)
f
f
(
)
1
( )
f c
c
(
f
2
f
0
)
f
(1)
f
(
)
2
( )
f c
c
,
f
(1)
1
(0).
由于点C 在弦 AB 上,故有
从而
f
(
1
)
f
(1)
( )
f c
1
c
(1)
f
1 0
f
,
(0)
f
(1)
f
(0),
这表明 ( )
f x 在区间 1
[
] 上满足罗尔定理的条件,于是存在
,
2
2
(
,
1
)
(0,1)
,使得
f
( ) 0
.
八、(本题满分 10 分)
对方程组的增广矩阵作初等行变换,
第一行和第三行互换,再第一行分别乘以 1 、
1 加到第二行和第三行上,再第二行和
第三行互换,再第二行乘以
1
k
2
加到第三行上,有
A
1
1
1
1
k
1
k
1 2
4
2
k
4
1
1
1
1 2
1
k
1
k
4
2
k
4
1
0
0
1
0
0
1
1
k
2
2
3
2
k
k
4
2
8
4
1
0
0
1
2
1
k
k
2
3
2
4
8
2
4
k
1
2
0
k
k
2
2
)(4
2
k
)
(1
4
8
(
k k
4)
.
(1)当
k 且 4
k 时, (
)
r A
1
r A
(
) 3
,方程组有唯一解,即
x
1
2
k
k
2
k
1
,
x
2
2
k
4
k
2
k
1
,
x
3
k
2
k
1
.
(2)当
k 时,
1
(
r A
) 3, (
)
r A
方程组无解.
2
(3)当 4
k 时,有
A
1
0
0
1 2
2
2
0
0
4
8
0
1 0 3
0 1 1
0 0 0
0
4
0
.
因为 (
)
r A
)
r A
(
,方程组有无穷多解.
2 3
取 3x 为自由变量,得方程组的特解为
(0,4,0)T
.
又导出组的基础解系为 ( 3, 1,1)T
,所以方程组的通解为 k
,其中 k 为任意常数.
九、(本题满分 9 分)
经正交变换二次型 f 的矩阵分别为
A
1
1
1
1
1
,
B
0
1
2
.
由于 P 是正交矩阵,有 1P AP B
,即知矩阵 A 的特征值是 0,1,2.那么有
2
2
2
A
2
0.
E A
0,
0.
十、(本题满分 8 分)
(1)依题意,因为随机变量 X 和Y 同分布,则
P X a
P A
P Y
a
P B
,
又事件
A
X a
B
和
Y
a
独立,故
P AB
P A P B
.
估计广义加法公式:
P A B
P A
P B
解以 (
)P A 为未知量的方程
P A
2
意).
再依题设条件可知
P A P B
3
4
P A
2
0
.
得
(
P A ,(因
)
(
P A 不合题
2
P A
2
P A
1
2
3
.
4
)
3
2
1
2
(
)
P A
{
}
P X a
a
( )
f x dx
再解以 a 为未知量的方程:
8
a
3
,得
4
a
3 4
.
(2) 直接根据公式可求得随机变量函数的数学期望:
2
a
3
8
2
x dx
1
8
(8
a
3
)
.
E
1
X
2
1
2
x
f x dx
2
0
1 3
2
8
x
2
x dx
2
0
3
dx
8
3
8
x
2
0
3
4
.
十一、(本题满分 8 分)
本题的关键在于理解随机变量 N t 的意义,事件
N t
{
k 表示设备在任何长为 t 的时间
}
内发生 k 次故障,其概率为
{
P N t
k
}
k
)
(
t
t
!
k
e
(
k
0,1,2 )
.
由于T 表示相继两次故障之间时间间隔,故当 0
t 时,
F t
P T t
0;
当 0
t 时,
事件
T t 与
T t 是互逆事件,并且
T t 表示在长为t 的时间内没有发生故障,它等
0
N t .
价于事件
(1)易见T 是只取非负值的连续型随机变量.
当 0
t 时,
F t
P T t
0;
当 0
t 时,事件
T t 与
N t 等价.于是有
0
F t
P T t
1
P T t
1
P N t
0
1
e
t
.
因此
F t
1
0,
te
,
0
t
t
.
计算得知T 服从参数为的指数分布.
(2)由于指数分布具有“无记忆性”,因此
Q P T
16 |
T
8
P T
8
1
P T
8
1
F
(8) 1 (1
e
8
)
e
8
.