1992 年考研数学一真题及答案
一、填空题(本题共 5 个小题,每小题 3 分,满分 15 分,把答案填在题中横线上.)
(1) 设函数
由方程
确定,则
____________.
(2) 函数
在点
处的梯度
____________.
(3) 设
____________.
(4) 微分方程
则其以 为周期的傅里叶级数在点
处收敛于
的通解为 ____________.
(5) 设
,其中
则矩阵 的秩
____________.
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) 当
(A) 等于 2
时,函数
的极限
(B) 等于 0
(C) 为
(
(D) 不存在但不为
)
(2) 级数
(常数
)
(
)
(A) 发散
(B) 条件收敛
(C) 绝对收敛 (D) 收敛性与 有关
(3) 在曲线
的所有切线中,与平面
平行的切线 (
)
(A) 只有 1 条 (B) 只有 2 条
(C) 至少有 3 条 (D) 不存在
(4) 设
(A) 0
,则使
存在的最高阶数 为
(
)
(B) 1
(C) 2
(D) 3
(5) 要使
都是线性方程组
的解,只要系数矩阵 为 (
)
(A)
(C)
(B)
(D)
三、(本题共 3 小题,每小题 5 分,满分 15 分.)
.
(1) 求
(2) 设
(3) 设
,其中 具有二阶连续偏导数,求
.
求
.
四、(本题满分 6 分.)
求微分方程
的通解.
五、(本题满分 8 分)
计 算 曲 面 积 分
的上侧.
六、(本题满分 7 分)
, 其 中 为 上 半 球 面
设
,
,证明对任何
,有
.
七、(本题满分 8 分)
在变力
的作用下,质点由原点沿直线运动到椭球面
上第一卦限的点
,问当
取何值时,力 所做的功 最大?
并求出 的最大值.
八、(本题满分 7 分)
设向量组
线性相关,向量组
线性无关,问:
(1) 能否由
线性表出?证明你的结论.
(2) 能否由
线性表出?证明你的结论.
九、(本题满分 7 分)
设 3 阶矩阵 的特征值为
,对应的特征向量依次为
,又向量
,
(1) 将 用
线性表出.
(2) 求
( 为自然数).
十、填空题(本题满分 6 分,每小题 3 分.)
(1) 已知
,
,
,则事件 、 、
全不发生的概率为___________.
(2) 设随机变量 服从参数为 1 的指数分布,则数学期望
___________.
十一、(本题满分 6 分)
设随机变量 与 独立, 服从正态分布
, 服从
上的均匀分布,试求
的概率分布密度(计算结果用标准正态分布函数
表示,其中
).
答案
一、填空题(本题共 5 个小题,每小题 3 分,满分 15 分.)
(1)【答案】
【解析】函数
是一个隐函数,即它是由一个方程确定,写不出具体的解析式.
方程两边对 求导,将 看做 的函数,得
.解出 ,即
【相关知识点】1.复合函数求导法则:
.
如果
可导,且其导数为
在点 可导,而
或
.
2.两函数乘积的求导公式:
在点
可导,则复合函数
在点
.
(2)【答案】
【解析】对函数 求各个分量的偏导数,有
;
;
.
由函数的梯度(向量)的定义,有
,
.
在点
可导,则复合函数
在点
所以
【相关知识点】复合函数求导法则:
如果
可导,且其导数为
在点 可导,而
或
.
(3)【答案】
【解析】
是
区间的端点,由收敛性定理—狄利克雷充分条件知,该傅氏级数在
处收敛于
【相关知识点】收敛性定理—狄利克雷充分条件:
.
函数
在区间
上满足:(i) 连续,或只有有限个第一类间断点;(ⅱ) 只有有限个极值
点.则
在
上的傅里叶级数收敛,而且
(4)【答案】
为任意常数
【解析】这是标准形式的一阶线性非齐次方程,由于
,方程两边同乘
,
得
故通解为
(5)【答案】1
.
为任意常数.
【解析】因为矩阵 中任何两行都成比例(第 行与第 行的比为 ),所以 中的二阶子式
全为 0,又因
,知道
, 中有一阶子式非零.故
.
【相关知识点】矩阵秩的定义:如果矩阵中存在 阶子式不为零,而所有的
阶子式全为
零时,则此矩阵的秩为 .
二、选择题(本题共 5 个小题,每小题 3 分,满分 15 分.)
(1)【答案】(D)
【解析】对于函数在给定点 的极限是否存在需要判定左极限
和右极限
是
否存在且相等,若相等,则函数在点 的极限是存在的.
,
,
,故当
时函数没有极限,也不是 .故应选(D).
(2)【答案】(C)
【解析】对原级数的通项取绝对值后,再利用等价无穷小
,
,
又因为 级数:
当
时收敛;当
时发散.
所以有
收敛.
收敛.所以原级数绝对收敛.应选(C).
注:对于正项级数
,确定无穷小 关于 的阶(即与 级数作比较)是判断它的敛散性
的一个常用方法.该题用的就是这个方法.
(3)【答案】B
【解析】先求出切线的方向向量,再利用方向向量与平面的法向量的数量积为 0 得切点对应
的 值.
求曲线上的点,使该点处的切向量 与平面
让切线与平面平行.
的法向量
垂直,即可以
曲线在任意点处的切向量
,
,即
,解得
.(对应于曲线上的点均不在给定的平面上)
因此,只有两条这种切线,应选(B).
(4)【答案】(C)
【解析】因 处处任意阶可导,只需考查
所以,写成分段函数的形式,有
对分段函数在对应区间上求微分,
,它是分段函数,
是连接点.
再考查
在连接点
处的导数是否存在,需要根据左导数和右导数的定义进行讨论.
,
,
即
同理可得
对于
有
所以
在
(5)【答案】(A)
,即
.
不可导,
不存在,应选(C).
【 解 析 】 , 向 量 对 应 的 分 量 不 成 比 例,所 以 , 是
两 个 线 性 无 关 的 解, 故
.由
知
.
再看(A)选项秩为 1;(B)和(C)选项秩为 2;而(D)选项秩为 3.故本题选(A).
【相关知识点】对齐次线性方程组
,有定理如下:
对矩阵 按列分块,有
,则
的向量形式为
那么,
有非零解
线性相关
三、(本题共 3 小题,每小题 5 分,满分 15 分.)
(1)【解析】由等价无穷小有
时,
,
原式=
,
上式为“ ”型的极限未定式,又分子分母在点 处导数都存在,所以连续应用两次洛必达法
则,有
原式
.
(2)【解析】这是带抽象函数记号的复合函数的二阶混合偏导数,重要的是要分清函数是如何
复合的.
由于混合偏导数在连续条件下与求导次序无关,所以本题可以先求 ,再求
.
由复合函数求导法则得
,
.
【相关知识点】多元复合函数求导法则:如果函数
都在点
具
有对 及对 的偏导数,函数
在对应点
具有连续偏导数,则复合函数
在点
的两个偏导数存在,且有
;
.
(3)【解析】分段函数的积分应根据积分可加性分段分别求积分.另外,被积函数的中间变量非
积分变量,若先作变量代换,往往会简化计算.