第 1 题
选择题
设函数 ,则 的零点个数为()。
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正确答案:B
, ,即 是 的一个零点。
又 ,从而 单调递增 。
所以 只有一个零点。
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设函数 ,则 的零点个数为()。
正确答案:B
, ,即 是 的一个零点。
又 ,从而 单调递增 。
所以 只有一个零点。
设函数 ,则 的零点个数为()。
函数 在点 处的梯度等于 ( )
正确答案:A
因为 , ,
所以 , ,
因此 。
设函数 ,则 的零点个数为()。
函数 在点 处的梯度等于 ( )
在下列微分方程中,以 ( 、 、 为任意常数)为通解的是( )
正确答案:D
由微分方程的通解中含有 、 、 可知,齐次线性方程所对应的特征方程有根 , 。
因此,特征方程为:
展开得:
故以已知函数为通解的微分方程为:
设函数 ,则 的零点个数为()。
函数 在点 处的梯度等于 ( )
在下列微分方程中,以 ( 、 、 为任意常数)为通解的是( )
设函数 在 内单调有界, 为数列,下列命题正确的是( )
正确答案:B
设函数 ,则 的零点个数为()。
函数 在点 处的梯度等于 ( )
在下列微分方程中,以 ( 、 、 为任意常数)为通解的是( )
设函数 在 内单调有界, 为数列,下列命题正确的是( )
设 为 阶非零矩阵, 为 阶单位矩阵,若 ,则( )
正确答案:C
设函数 ,则 的零点个数为()。
函数 在点 处的梯度等于 ( )
在下列微分方程中,以 ( 、 、 为任意常数)为通解的是( )
设函数 在 内单调有界, 为数列,下列命题正确的是( )
设 为 阶非零矩阵, 为 阶单位矩阵,若 ,则( )
设二次型 ( )的图形如图,则 的正特征值个数为( )

正确答案:B
图示的二次曲面为双叶双曲面,其方程为
即二次型的标准形为
因此,正惯性指数为 ,说明矩阵 的正特征值个数为 。
设函数 ,则 的零点个数为()。
函数 在点 处的梯度等于 ( )
在下列微分方程中,以 ( 、 、 为任意常数)为通解的是( )
设函数 在 内单调有界, 为数列,下列命题正确的是( )
设 为 阶非零矩阵, 为 阶单位矩阵,若 ,则( )
设二次型 ( )的图形如图,则 的正特征值个数为( )

设随机变量 、 独立同分布,且 的分布函数为 ,则 的分布函数为( )
正确答案:A
设函数 ,则 的零点个数为()。
函数 在点 处的梯度等于 ( )
在下列微分方程中,以 ( 、 、 为任意常数)为通解的是( )
设函数 在 内单调有界, 为数列,下列命题正确的是( )
设 为 阶非零矩阵, 为 阶单位矩阵,若 ,则( )
设二次型 ( )的图形如图,则 的正特征值个数为( )

设随机变量 、 独立同分布,且 的分布函数为 ,则 的分布函数为( )
设随机变量 , 且相关系数 ,则()
正确答案:D
用排除法,设
。
由
,可知
与
正相关,得
,排除 (A) 和 (C)。
由
,
,得
,
。
于是
所以
,排除 (B)。
故选择 (D)。
设函数 ,则 的零点个数为()。
正确答案:B
正确答案:B, ,即 是 的一个零点。
又 ,从而 单调递增 。
所以 只有一个零点。
函数 在点 处的梯度等于 ( )
正确答案:A
正确答案:A因为 , ,
所以 , ,
因此 。
在下列微分方程中,以 ( 、 、 为任意常数)为通解的是( )
正确答案:D
正确答案:D由微分方程的通解中含有 、 、 可知,齐次线性方程所对应的特征方程有根 , 。
因此,特征方程为:
展开得:
故以已知函数为通解的微分方程为:
设函数 在 内单调有界, 为数列,下列命题正确的是( )
正确答案:B
正确答案:B设 为 阶非零矩阵, 为 阶单位矩阵,若 ,则( )
正确答案:C
正确答案:C设二次型 ( )的图形如图,则 的正特征值个数为( )

正确答案:B
正确答案:B图示的二次曲面为双叶双曲面,其方程为
即二次型的标准形为
因此,正惯性指数为 ,说明矩阵 的正特征值个数为 。
设随机变量 、 独立同分布,且 的分布函数为 ,则 的分布函数为( )
正确答案:A
正确答案:A设随机变量 , 且相关系数 ,则()
正确答案:D
正确答案:D用排除法,设
。
由
,可知
与
正相关,得
,排除 (A) 和 (C)。
由
,
,得
,
。
于是
所以
,排除 (B)。
故选择 (D)。
(填空题)微分方程 满足条件 的解是
【答案】
【解析】 由
分离变量积分得
,
所以
。
又
,
所以
。
(填空题)曲线 在点 处的切线方程为
【答案】
【解析】 设
,则
将
代入得
故切线方程为
即
(填空题)已知幂级数 在 处收敛,在 处发散,则幂级数 的收敛域为()
【答案】
【解析】
幂级数
的收敛区间以
为中心。
由于该级数在
处收敛,在
处发散,因此其收敛半径为
,收敛域为
。
即当
时级数收敛,亦即
的收敛半径为
,收敛域为
。
对于
,其收敛半径仍为
。
由
可得
,
因此幂级数
的收敛域为
。
(填空题)设曲面 是 的上侧,则
【答案】 4π
【解析】 给定曲面 (其中 )的下侧,记 与 所围成的空间区域为 。
则原式可表示为:
利用高斯公式,第一项化为:
第二项由于 取下侧,其法向量与 轴反向,故:
因此原式等于:
由于 关于 轴对称且被积函数 为奇函数,故:
剩余部分为:
利用对称性:
转换为极坐标:
最终结果为:
(填空题)设 为 阶矩阵, , 为线性无关的 维列向量, , ,则 的非零特征值为()
【答案】 1
【解析】 由 ,记 , ,则 与 相似。
由 ,得 的特征值为 和 ,故 的非零特征值为 。
(填空题)设随机变量 服从参数为 的泊松分布,则 ______
【答案】
【解析】 由 , 服从参数为 1 的泊松分布,故 。
所以 ,则 。
(本题满分 9 分)
求极限
【答案】
【解析】 方法一:
方法二:
(本题满分 9 分)
计算曲线积分 ,其中 是曲线 上从点 到点 的一段。
【答案】
【解析】 方法一:(直接取 为参数,将对坐标的曲线积分化成定积分计算)
方法二:(添加 轴上的直线段,用格林公式化成二重积分计算)
取 为 轴上从点 到点 的一段, 是由 与 围成的区域。
方法三:(将其拆成 ,前者与路径无关,选择沿 轴上的直线段积分,后者化成定积分计算)
对于 ,因为 ,故曲线积分与路径无关,取 到 的直线段积分。
所以,原式 。
(本题满分 11 分)
已知曲线 ,求曲线 距离 面最远的点和最近的点。
【答案】 最远点为 ,最近点为 。
【解析】
点 到 面的距离为 ,故求 上距离 面的最远点和最近点的坐标,等价于求函数 在条件 与 下的最大值点和最小值点。
令
则有
由 (1) 和 (2) 得
,代入 (4) 和 (5) 得
解得
(本题满分 10 分)
设 是连续函数,
(1) 利用定义证明函数 可导,且 ;
(2) 当 是以 为周期的周期函数时,证明函数 也是以 为周期的周期函数。
【答案】 见解析
【解析】
(1) 对任意的
,由于
是连续函数,所以
由于 ,可知函数 在 处可导,且 。
(2) 方法一:要证明
以
为周期,即要证明对任意的
,都有
。
令
,则
又因为
所以 ,即 。
方法二:由于
是以
为周期的连续函数,所以对任意的
,有
即 是以 为周期的周期函数。
(本题满分 分)
将 展开为余弦级数,并求级数 的和。
【答案】
【解析】
由于
所以
令
,有
又
,所以
(本题满分 10 分)
设 为 3 维列向量,矩阵 ,其中 分别是 的转置。证明:
(Ⅰ) ;
(Ⅱ)若 线性相关,则秩 。
【答案】 见解析
【解析】
(I) 我们有
。
(II) 由于
、
线性相关,不妨设
。于是
。
(本题满分 12 分)
设 元线性方程组 ,其中
(Ⅰ) 证明行列式 ;
(Ⅱ) 当 为何值时,该方程组有唯一解,并求 ;
(Ⅲ) 当 为何值时,该方程组有无穷多解,并求通解。
【答案】
(Ⅰ)见解析
(Ⅱ)当
时,方程组有唯一解,且
(Ⅲ)当
时,方程组有无穷多解,且通解为
,其中
为任意常数。
【解析】
(Ⅰ)证明
记
下面用数学归纳法证明 。
当 时, ,结论成立。
当
时,
结论成立。
假设结论对小于
的情况成立,将
按第一行展开,得
第二个行列式等于
因此
代入归纳假设
得
故
(Ⅱ)解
当
时,方程组系数行列式
,故方程组有唯一解。
由 Cramer 法则,将
的第一列换成
,得行列式
按第一列展开,等于
已知
因此
(Ⅲ)解
当
时,方程组化为
系数矩阵的秩与增广矩阵的秩均为
,方程组有无穷多解,通解为
其中 为任意常数。
(本题满分 11 分)
设随机变量 与 相互独立, 的概率分布为 , 的概率密度为
记 。
(Ⅰ) 求 ;
(Ⅱ) 求 的概率密度 。
【答案】
(Ⅰ)
(Ⅱ)
【解析】
(1)
(2)
所以
(本题满分 11 分)
设 是总体 的简单随机样本,记
, , 。
(Ⅰ)证明 是 的无偏估计量;
(Ⅱ)当 , 时,求 。
【答案】
(Ⅰ)见解析
(Ⅱ)
【解析】
(1) 因为
,所以
,从而
,
。
于是有:
因此 是 的无偏估计量。
(2) 方法一:由 ,当 , 时, , 。
计算可得:
于是:
即 。
方法二:当 , 时,有:
进一步计算:
所以: