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1999 年真题

20 题

填空题

本题共5小题,每小题3分,满分15分

1

设函数 , ), 则 ______.

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【答案】

【解析】
函数 ,则

取自然对数,得

代入极限式:

时, ,因此极限为

2

,其中 是由 确定的隐函数, 则 ______.

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【答案】 1

【解析】
给定函数 ,其中 由方程 确定。需要求 ,即 的偏导数在点 处的值。

首先,求 的偏导数。由于 的函数,应用乘积法则和链式法则:

在点 处,代入 , , :

接下来,求 在点 处的值。由隐函数方程 ,利用隐函数求导公式:

计算偏导数:

在点 处:

所以,

代入回 :

因此, .

3

同试卷 3 第 3 题

4

已知 ,其中 ,则 ______.

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【答案】

【解析】 已知矩阵方程 ,可改写为 ,即 ,其中 是单位矩阵。

给定


计算 :由于 是分块矩阵,其逆矩阵为

因此,

验证:计算 ,结果等于 ,符合原方程。

5

服从参数为 的泊松分布,且已知 ,则 ______.

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【答案】 1

【解析】
已知 服从参数为 的泊松分布,且
展开 ,则

对于泊松分布,有 ,且
代入得:

设其等于 1:


解得 ,所以
验证:当 时, ,则 ,符合条件。
因此,

选择题

本题共5小题,每小题3分,满分15分

6

同试卷 1 第 6 题

7

同试卷 3 第 7 题

8

同试卷 3 第 8 题

9

设随机变量 的方差存在且不等于 ,则

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正确答案:C

正确答案:C

【解析】根据方差的性质,对于随机变量 ,有


因此, 当且仅当 。而 正是 不相关的定义。故 不相关的充要条件。
选项 A、B、D 均不正确,因为不相关并不一定意味着独立,独立是更强的条件。

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10

服从指数分布,则 的分布函数

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正确答案:D

正确答案:D

【解析】
设随机变量 服从参数为 的指数分布,其分布函数为


考虑 的分布函数

  • 时,
  • 时,
  • 时,

处, ,且左极限为 ,故连续。
处, ,左极限为 ,故存在跳跃间断点。
其余点处 连续,因此分布函数恰有一个间断点。

选项分析:
A 错误,因为分布函数不连续;
B 错误,因为只有一个间断点;
C 错误,因为并非阶梯函数(仅在 处跳跃,其余部分连续);
D 正确。

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解答题

11

同试卷 3 第 11 题

12

同试卷 3 第 12 题

13

同试卷 3 第 13 题

14

的原函数,且当 时, , 已知 ,试求

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【答案】

【解析】 已知 的原函数,即 ,且当 时,有

同时给定

,则 ,代入得

注意到左边为 ,因此

积分两边:

计算积分:

因为

所以

,即 ,代入得

因此

求导得

应用乘积法则:

化简括号内:

所以

验证:计算

符合给定条件。因此所求函数为

15

已知 连续, ,求 的值.

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【答案】 1

【解析】 已知积分方程 ,且 连续。
,则当 时, ;当 时, ,且
代入原积分得:

因此,有:

将积分写为:

,则上式化为:

对两边关于 求导:
左边求导为:

右边求导为:

因此,


所求积分为:

故答案为 1。

16

证明:当 时,有

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【答案】 见解析

【解析】
,则当 时,有 。原不等式化为

考虑函数 ,其中 。求导得

,则

单调递减。又

所以对任意 ,有 ,因此 ,即 时单调递减。

时,

由于 单调递减,当 时,有


所以

代回 ,得

因此,当 时,原不等式成立。

17

设矩阵 ,问:当 为何值时,存在可逆矩阵 ,使得 为对角矩阵?并求出 和相应的对角矩阵.

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【答案】
时,存在可逆矩阵 ,使得 为对角矩阵。
可逆矩阵 ,相应的对角矩阵为

【解析】
矩阵 的特征多项式为 ,即 ,解得特征值为 (单根)和 (二重根)。

要使 可对角化,需要特征值 的几何重数等于其代数重数 ,即

计算

时,

其秩为 ,零空间维数为 ,满足可对角化条件。

时,求解特征向量:

  • 对于 ,解 ,得特征向量

  • 对于 ,解 ,得特征向量

令可逆矩阵 由这些特征向量组成:

对角矩阵 由特征值构成:

验证 可逆:

18

已知线性方程组

(1) 当 , , 满足何种关系时,方程组仅有零解?

(2) 当 , , 满足何种关系时,方程组有无穷多组解,并用基础解系表示全部解.

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【答案】
(1) 当 互不相等时,方程组仅有零解。

(2) 当 至少有两个相等时,方程组有无穷多解:

  • ,基础解系为 ,全部解为 为任意常数)
  • ,基础解系为 ,全部解为 为任意常数)
  • ,基础解系为 ,全部解为 为任意常数)
  • ,基础解系为 ,全部解为 为任意常数)

(注:基础解系不唯一,但不同基础解系之间存在线性关系)

【解析】
线性方程组解的分析

这是一个齐次线性方程组,系数矩阵为范德蒙德矩阵:

(1) 仅有零解的条件

齐次线性方程组仅有零解的条件是系数矩阵满秩,即

范德蒙德矩阵的行列式为:

时,矩阵满秩,方程组仅有零解。

所以,当 互不相等时,方程组仅有零解。

(2) 有无穷多解的条件及基础解系

时,矩阵不满秩,方程组有无穷多解。即当 至少有两个相等时,方程组有无穷多解。

具体分析如下:

情况1:

方程组变为:

解得: ,所以通解为:

基础解系:

情况2:

方程组变为:

解得: ,所以通解为:

基础解系:

情况3:

方程组变为:

解得: ,所以通解为:

基础解系:

情况4:

方程组变为:

所有方程等价于 ,所以通解为:

基础解系:

19

设二维随机变量 在矩形 上服从均匀分布, 试求边长为 的矩形面积 的概率密度

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【答案】

【解析】
二维随机变量 的概率密度为

的分布函数,则当 时, ;当 时,

现设 ,曲线 与矩形 的上边交于点 ,于是

因此

20

已知随机变量 的概率分布为

(1) 求 的联合分布;

(2) 问 是否独立?为什么?

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【答案】
(1) 的联合分布为:

(2) 不独立。

【解析】
(1) 已知 ,即 的概率为 0,因此

根据边缘分布:

因此联合分布如上表。

(2) 对于独立性,检查



故不独立。