2021新疆考研数学一真题及答案
一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分.每小题给出的四个选项中,只有一个选
项是符合题目要求,把所选选项前的字母填在答题卡指定位置上.)
 ex  1
(1)函数 f (x)= 
x
1, x  0
, x  0 ,在 x  0 处
(A)连续且取极大值.
(C)可导且导数为 0.
(B)连续且取极小值.
(D)可导且导数不为 0.
【答案】D.
【解析】因为lim f (x)= lim ex  1 1  f (0) ,故 f (x) 在 x  0 处连续;
x0
x
x0
ex  1
因为 lim
x0
f (x)  f (0)
x  0
=lim
x0
x
x  0
1
lim
x0
e x 1  x
x 2
1
2
1
2
 ,故 f (0)  ,正确答案为 D.
(2)设函数 f  x, y  可微,且 f (x 1, ex)  x(x 1) 2 , f (x, x2)  2x2 ln x ,则 df (1,1) 
(A) dx dy .
(B) dx  dy .
(D) dy.
(C) dy .
1
【答案】C.
【解析】 f (x 1,ex)  ex f (x 1,ex)  (x 1) 2 2x(x 1)
f (x, x2)  2xf (x, x2)  4x ln x  2x
分别将 y  0 ,  y  1 带入①②式有
x  0
x 1
2
1
2
①
②
f1(1,1)  f2(1,1)  1 , f1(1,1)  2 f2(1,1)  2
联立可得 f1(1,1)  0 , f2(1,1)  1 , df (1,1)  f1(1,1)dx  f2(1,1)dy  dy ,故正确答案为 C.
在 x  0 处的 3 次泰勒多项式为ax  bx2  cx3 ,则
sin x
(3) 设函数 f (x) 
1 x2
(A) a 1,b  0,c   7
6
(C) a  1,b  1,c   7 .
6
.
(B) a 1,b  0,c  7
6
.
(D)
a  1,b  1, c  7 .
6
【答案】A.
【解析】根据麦克劳林公式有
sin x
1 x2  x 
f (x) 
3 
x3
7 3
 o(x )  [1  x  o(x )]  x  x6
6
2
3
3
 o(x )
1
故a  1,b  0, c   7
6
,本题选 A.
(4) 设函数 f x 在区间0,1 上连续,则1 f  xdx 
(A) lim  f 
 2k 1 1
(B)
.
0
n
 2n
 2n
n k 1
 k 1 1
2n
lim  f 
.
n k 1
 2n  n
(C)
n
 2k 1 1
lim  f 
n k 1
2n
(D) lim  f 
x0 k 1
.
 2n  n
 k  2
 
 2n  n
.
1
【答案】B.
【 解 析 】 由 定 积 分 的 定 义 知 , 将 0,1 分 成 n 份 , 取 中 间 点 的 函 数 值 , 则
 2k 1 1
0 f (x)dx  lim  f  2n  n
(5) 二次型 f (x , x , x )  (x  x )2  (x  x )2  (x  x )2 的正惯性指数与负惯性指数依次为
, 即选 B.
n k 1
n
1
2
3
1
2
2
3
(A) 2,0 .
【答案】B.
【解析】 f (x , x , x )  (x  x )2  (x  x )2  (x  x )2  2x 2  2x x  2x x  2x x
(D)1, 2.
(B)1,1 .
1
2
2
3
3
1
2
1 2
2 3
1 3
1
3
(C) 2,1.
所以 A  1 2 1 ,故特征多项式为
2
1
3
0 1 1
1 1 0
|E A | 1
 1
2
1 1
1
1  (1)( 3)
令上式等于零,故特征值为1,3 , 0 ,故该二次型的正惯性指数为 1,负惯性指数为 1.故应选 B.
(6)已知  0  ,  2  ,  1  ,记, k, l  l ,
1
2
3
 1 
 
 
1
 
1
 
 
1
 
 3 
 
 
2
 
1
1
2
2
1
3
3
1 1
2 2
(C)
5 , 1 .
2
2
(D)  5 ,  1 .
2
2
(A)
若1 ,2 ,3 两两正交,则l1 ,l2 依次为
5 1
,
2 2
5 1
,
2 2
【答案】A.
【解析】利用斯密特正交化方法知
(B)
.
.
 0 
2
 [2,1]  2 ,
 
 
0
 
 [3,1] [3,2],
[1,1]
1
2
3
3
1
[,]
1
1
[,] 2
2
2
故l1
 [3,1]  5 , l
[1,1]
2
 [3,2]  1
[2,2]
2
,故选 A.
2
(7) 设 A,B 为 n 阶实矩阵,下列不成立的是
2
 A O 
 A
(A) rO AT A  2r A
(C) r O AAT   2rA
BA 
 A AB
 A O 
(B) rO AT   2r A
(D) r  BA AT   2r A
 A O 
【答案】C.
【解析】(A) r O AT A  r(A)  r(A A)  2r(A). 故 A 正确.
(B) AB 的列向量可由 A 的列线性表示,故 r
 A AB
O AT 
(C) BA 的列向量不一定能由 A 的列线性表示.
(D) BA 的行向量可由 A 的行线性表示, r
 r
 r
T
 A O 
 0 AT 
 r (A)  r (AT )  2r(A).
 A BA
O AT 
 A O 
 0 AT 
 r (A)  r (AT )  2r(A).
本题选 C.
(8) 设 A , B 为随机事件,且0  P(B) 1,下列命题中不成立的是
(A) 若 P(A | B)  P(A) ,则 P(A | B)  P(A) .
(B) 若 P(A | B)  P(A) ,则 P(A | B)  P(A)
(C) 若 P(A | B)  P(A | B) ,则 P(A| B)  P(A).
(D) 若 P(A | A
B) ,则 P(A)  P(B) .
B)  P(A | A
【答案】D.
【解析】 P( A | A
B)
P(A | A
因为 P( A | A
B)  P(A(A
P( A
B)  P( A | A
P( A)
P(A(A
P( A
B)) 
B)
B))
B)
P( AB) 
P( A
B)
P( A)  P(B)  P( AB)
P(B) P( AB)
P(A) P(B) P(AB)
B) ,固有 P( A)  P(B)  P( AB) ,故正确答案为 D.
1
1 2, X 
(9)设 X ,Y ,X ,Y ,
n  X i,Y 
1 n
1
2
2
i1
n
n
, X ,Y  为来自总体 N ,;2,2; 的简 单随 机样 本, 令
1 n
n Yi, X  Y, 则
ˆ
1
2
1
2
i1 2 2
2
n
2 2
1
2
n
ˆ
(A) ˆ 是的无偏估计, Dˆ  1
 ˆ
(B) 不是的无偏估计, D 
 ˆ
(C) 是的无偏估计, D 
 ˆ
(D) 不是的无偏估计, D 
ˆ
ˆ
2 2  2
1
1 2
2
2 2  2
1
1 2
2
n
n
【答案】C.
【解析】因为 X ,Y 是二维正态分布,所以 X 与Y 也服从二维正态分布,则 X  Y 也服从二维正态
分布,即 E(ˆ)  E( X  Y )  E( X )  E(Y )  1  2 ,
3
D( ˆ)  D(X Y )  D(X )  D(Y )  cov(X ,Y )  1
1 2 ,故正确答案为 C.
, X16 是来自总体 N , 4 的简单随机样本, 考虑假设检验问题:
n
2
(10) 设 X1 , X 2
2 2  2
H0:  10, H1 :  10. x 表示标准正态分布函数,若该检验问题的拒绝域为W X 11,
其中 X   X i ,则11.5 时,该检验犯第二类错误的概率为
1 16
16
i1
(A)1 0.5
(C)1  1.5
(B)1 1
(D) 1 2
【答案】B.
【解析】所求概率为 P{X  11}
X
N (11.5, 1) ,
 
 X 11.5  1111.5
P{X  11}  P
1
2
1
2
4
 1 (1)
二、填空题(本题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分.请将答案写在答题纸指定位置
,得
d 2y
dx2
(4et  4tet  2)(2et 1)  (4tet  2t )2et
(2et 1)3
,
.
(13)欧拉方程 x2 y   xy  4y  0 满足条件 y(1) 1, y(1)  2 得解为 y 
【答案】 x2 .
【解析】令 x  et , 则 xy  dy
dt
2  4  0 , 特征根为  2, 2 , 通解为 y  C e2t  C e2t  C x2  C x2 , 将初始条件
1
y(1)  1, y(1)  2 带入得C  1,C  0 ,故满足初始条件的解为 y  x2 .
dy , 原方程化为 d 2y  4y  0 , 特征方程为
dx
, x2 y  d 2y
dx2
dx2
1
2
1
2
2
(14) 设  为 空 间 区 域 (x, y, z) x2 4y 2  4,0  z  2
1
2
表 面 的 外 侧 , 则 曲 面 积 分
 x2dydz  y2dzdx  zdxdy 
【答案】4.
.
4
故本题选 B.
上.)
(11)
【答案】
【解析】
0
4
0
dx
x2  2x  2
.
2
【答案】 .
3
【解析】由 
将t  0 带入得
dy
dx
4tet  2t
2et 1
d 2y
dx2
t 0
 2 .
3
dx
x2  2x  2
dx
0(x 1)2 1
 arctan(x1)    
4
d 2 y
dx2
0
 x  2et  t 1, x  0
y  4(t 1)et  t 2, x  0
确定,则
2
4
t 0 
.
(12)设函数 y  y(x) 由参数方程 
【解析】由高斯公式得原式= (2x  2y 1)dV  0 dz dxdy  4.
2
D
(15) 设 A  aij 为 3 阶矩阵, Aij 为代数余子式, 若 A 的每行元素之和均为 2, 且
A  3 ,
A11  A21  A31=
.
【答案】
3
2
.
1
 
 
1
 
1
 
 
1
 
【解析】 A1  2 1 , A , 2, 1 , 则 A* 的特征值为
, 对应的特征向量为
A
1
 
 
1
 
 A11 A21
 1 , A* 而 A*   A
A
 12
 A
22
A
 13
23
1
 
1
 
A
A31 
 A11  A21  A31 
1A
A  , A* 1   A  A  A  
1 ,即
32   
 12
32 
 A  A
A 
A 
1
33 
33 
 
13
22
23
1
 
1
 
A11  A21  A31 
3
2
.
(16) 甲乙两个盒子中各装有 2 个红球和 2 个白球,先从甲盒中任取一球,观察颜色后放入乙盒中,
再从乙盒中任取一球.令 X , Y 分别表示从甲盒和乙盒中取到的红球个数,则 X 与 Y 的相关系
数
.
1
【答案】 .
5
【解答】联合分布率(X,Y)
cov(X,Y ) 
1
20
5
,DX  1 , DY  1 , 即  1 .
5
5
XY
4
4
(0,1)
1
(1,0)
1
(0,0)
 3
 10
(1,1)
3  , X
10 
 0
1 
 1 1  Y
 
2 
 2
 0
1 
 1 1 
 
 2
2 
三、解答题(本题共 6 小题,共 70 分.请将解答写在答题纸指定位置上,解答应写
出文字说明、证明过程或演算步骤.)
(17)(本题满分 10 分)
x et2dt
0
ex 1
1
求极限lim
x0 
1
 .
sin x 
1
【答案】 .
2
 1 xet 2dt
【解析】解: lim
0
ex 1
x0 
(ex 1) sin x
又因为 x et2dt   x (1 t 2  o(t 2))dt  x  1 x 3  o(x 3) ,故
1 
sin x 
sin x 1 xet 2dt
 lim
x0
0
0
0
(x  1 x3  o(x3 ))(1 x  1 x3  o(x3 ))  x  1 x2  o(x2 )
3
3!
2
原式=lim
x0
=lim 2
x0
1 x2  o(x2)
3!
x2
x2
 1
2
.
5
(18)(本题满分 12 分)
1
nx
设un (x)  e
【答案】 S(x)  1 e x
x
n(n 1)
 e x  
 e
e 1
  
, x 1
n1
(n 1,2,
) ,求级数un(x) 的收敛域及和函数.
n1
(1 x) ln(1 x)
x, x
(0,1)
.
【解析】
S (x)  u (x)  e nx  n(n 1) x n1 , 收敛域(0,1], S (x)  e
S (x)   1
xn1  x ln(1  x)  [ ln(1  x)  x]
n1 
 nx
n1
1
1
n
n1
n1
x
n1 n(n 1)
 xn1
 
n1 n
 (1 x)ln(1 x)  x,
x  (0,1)
 
n1 n  1
2
e x
1 e x , x (0,1]
S2 (1)  lim S2 (x)  1
 
x1
 e x
S(x)  1 ex
, x 1
 e
e 1
(1 x) ln(1 x)
x, x
(0,1)
(19)(本题满分 12 分)
已知曲线C : 
x2  2 y2  z  6
4x  2 y  z  30
,求C 上的点到 xoy 坐标面距离的最大值.
【答案】66
【解析】设拉格朗日函数 L  x, y, z,,  z 2  x 2  2 y 2  z  6  (4x  2 y  z  30)
L  2x 4u  0
x
Ly  4 y 2u  0
L 2z   u  0
z
x2  2 y2  z  6
4x  2y  z  30
解得驻点: (4,1,12),(8, 2, 66)
C 上的点(8, 2, 66) 到 xoy 面距离最大为 66.
(20)(本题满分 12 分)
设 D  R2 是有界单连通闭区域, I(D) 
(4  x 2  y 2 )dxdy 取得最大值的积分区域记为 D .
1
D
x2  4 y2
,其中D1 是 D1 的正向边界.
(xex2 4 y2  y)dx  (4 yex2 4 y2  x)dy
(1) 求 I(D1) 的值.
(2) 计算 D1
【答案】 .
【解析】(1)由二重积分的几何意义知: I (D)  (4  x 2  y 2)d,当且仅当4  x2  y2 在 D 上
大于 0 时, I(D) 达到最大,故 D:x2  y2  4 且 I(D )=
0
(2)补 D2 : x  4y  r ( r 很小),取 D 的方向为顺时针方向,
(xe x2 4 y2  y)dx  (4ye x2 4 y2  x)dy
d(4  r )rdr  8.
0
2
D
2
2
2
1
1
2
2
2
=
D1
x2  4 y2
6
(xex2 4 y2  y)dx  (4 yex2 4 y2  x)dy
(xex2 4 y2  y)dx  (4 yex2 4 y2  x)dy
x2  4 y2
1 er 2
r 2
 D2
ydx  xdy 1
r 
2
D2
D2
x2  4 y2
2d .
D2
xdx  4ydy 
D1D2
  1 er 2
r 2
(21)(本题满分 12 分)
1
 a
已知 A   1
a
 1 1
1
1 .
a 
(1) 求正交矩阵 P ,使得 PT AP 为对角矩阵;
(2) 求正定矩阵C ,使得C 2  (a  3)E  A.
【答案】(1) P 
 1
3
 1
3
  1
3
1
2
1
2
0
1 
6 
1 
6
2 
6
 5
 3
;(2)C   1
 1
1
1  .
3 
5 
3 
1 
5
3
1
3
【解析】
(1)由 E A 
a
1
1  a
1
1
得1  a  2,2 3  a 1
1
1
 a
 (a 1)2(a  2)  0
1 1  1 0 1
2
1r
 
2  0 0 0
 
0 1 1  的特征向量为  1  ,
1
 1 
1
当1  a  2 时
 2
((a  2)E  A)  1
 1
当2 3  a 1 所
 1 1
((a 1)E  A) 1 1
 1
1
1
 1
1  1 1 1
0  的特征向量为  1 ,  1  ,
1 r
0 0
 
0 
1 0 0
 2 
 
 1
 1 
2
6
1
1
 1
 0 
2
3
a 1
 a 2
,则 PT AP    
 ,
a 1
 1
3
1
3
  1
3
1 ,
1
2 ,
2
   
令 P  
3  
   
3 
6
2 
6
1
(2) PTC 2P  PT (a  3)E  A)P  ((a  3)E    
2
0
4
4
7
1
T CP  
2
,
2
 PT CPPTCP 
1
故C  P 
2
4
 1
  P
4
 5
 3
 PT  1
2
 1
1  
1
1  .
3 
5
3 
5
3
1
3
Y , 令 Z  Y
X
.
(1) 求 X 的概率密度;
(2) 求 Z 的概率密度.
(3) 求 E  X 
 Y 
.
(22)(本题满分 12 分)
在区间(0, 2) 上随机取一点,将该区间分成两段,较短的一段长度记为 X ,较长的一段长度记为
1, 0  x  1
【答案】(1) X
f (x)   0,其他 ;(2)
2
fZ (z)  (FZ (z))  (z 1)2
, z 1
.(3) 1 2 ln 2 .
0, 其他
【解析】(1)由题知: X
1, 0  x  1
;
0, 其他
f (x)  
2  X
(2) 由Y  2  X ,即 Z 
,先求 Z 的分布函数:
F (z)  PZ  z  P 2  X  z   P  2 1  z 
 X
Z
X
 X
当 z  1 时, FZ(z)  0 ;
当 z  1 时,
 2
FZ (z)  P 
1  z 1 P X 
2 
2
 X
2
2
fZ (z)  (FZ(z))  (z 1)
0, 其他
(3) E  X   E  X   1 x
0 2  x
2 X
Y
 1  z11dx 1
z 1
0
2
z 1
;
, z 1
;
 1dx  1 2 ln 2 .
8