2021年考研数学(一)考试试题

科目组合

数学一: 高等数学 、线性代数 、概率论

00: 04: 39
答题卡
得分 118/150
答对题目数 10/22
评价

答题情况分析报告

正确: 10
错误: 12
未答: 0
总分: 118/150
正确率 45.5%
第1题 高等数学 单选题 题目链接

设函数\(f(x)= \begin{cases} \frac{e^{x}-1}{x}, & x \neq 0, \\ 1, & x=0 \end{cases}\),则\(f(x)\)在\(x=0\)处( )

(A)连续且取极大值.

(B)连续且取极小值.

(C)可导且导数为0.

(D)可导且导数不为0.

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:77%
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第2题 高等数学 单选题 题目链接

设函数\(f(x, y)\)可微,且\(f(x+1, e^{x})=x(x+1)^{2}\),\(f(x, x^{2})=2 x^{2} \ln x\),则\(df(1,1)=\)( )

(A)\(dx+dy\)

(B)\(dx-dy\)

(C)\(dy\)

(D)\(-dy\)

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:100%
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第3题 高等数学 单选题 题目链接

设函数\(f(x)=\frac{\sin x}{1+x^{2}}\)在\(x=0\)处的3次泰勒多项式为\(a x+b x^{2}+c x^{3}\),则( )

(A)\(a=1, b=0, c=-\frac{7}{6}\)

(B)\(a=1, b=0, c=\frac{7}{6}\)

(C)\(a=-1, b=-1, c=-\frac{7}{6}\)

(D)\(a=-1, b=-1, c=\frac{7}{6}\)

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:91%
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第4题 高等数学 单选题 题目链接

设函数\(f(x)\)在区间\([0,1]\)上连续,则\(\int_{0}^{1} f(x) d x=\)( )

(A)\(\lim _{n \to \infty} \sum_{k=1}^{n} f\left(\frac{2 k-1}{2 n}\right) \frac{1}{2 n}\)

(B)\(\lim _{n \to \infty} \sum_{k=1}^{n} f\left(\frac{2 k-1}{2 n}\right) \frac{1}{n}\)

(C)\(\lim _{n \to \infty} \sum_{k=1}^{2 n} f\left(\frac{k-1}{2 n}\right) \frac{1}{n}\)

(D)\(\lim _{n \to \infty} \sum_{k=1}^{2 n} f\left(\frac{k}{2 n}\right) \frac{2}{n}\)

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:93%
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第5题 线性代数 单选题 题目链接

二次型\(f(x_{1}, x_{2}, x_{3})=(x_{1}+x_{2})^{2}+(x_{2}+x_{3})^{2}-(x_{3}-x_{1})^{2}\)的正惯性指数与负惯性指数依次为( )

(A)2,0

(B)1,1

(C)2,1

(D)1,2

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:91%
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第6题 线性代数 单选题 题目链接

设\(\alpha_{1}=\begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix}\),\(\alpha_{2}=\begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 1 \end{pmatrix}\),\(\alpha_{3}=\begin{pmatrix} 3 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix}\),\(\beta_{1}=\alpha_{1}\),\(\beta_{2}=\alpha_{2}-k \beta_{1}\),\(\beta_{3}=\alpha_{3}-l_{1} \beta_{1}-l_{2} \beta_{2}\),若\(\beta_{1}\),\(\beta_{2}\),\(\beta_{3}\)两两正交,则\(l_{1}\),\(l_{2}\)依次为( )

(A)\(\frac{5}{2}\),\(\frac{1}{2}\)

(B)\(\frac{5}{2}\),\(-\frac{1}{2}\)

(C)\(-\frac{5}{2}\),\(\frac{1}{2}\)

(D)\(-\frac{5}{2}\),\(-\frac{1}{2}\)

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:82%
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第7题 线性代数 单选题 题目链接

设\(A\),\(B\)为\(n\)阶实矩阵,下列不成立的是( )

(A)\(r\left(\begin{array}{cc}A & O \\ O & A^{T} A\end{array}\right)=2 r(A)\)

(B)\(r\left(\begin{array}{cc}A & A B \\ O & A^{T}\end{array}\right)=2 r(A)\)

(C)\(r\left(\begin{array}{cc}A & B A \\ O & A A^{T}\end{array}\right)=2 r(A)\)

(D)\(r\left(\begin{array}{cc}A & O \\ B A & A^{T}\end{array}\right)=2 r(A)\)

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:91%
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第8题 概率论 单选题 题目链接

设A,B为随机事件,且\( 0 < P(B) < 1 \),下列命题中为假命题的是( ).

(A)若\( P(A|B)=P(A) \),则\( P(A|\overline{B})=P(A) \)

(B)若\( P(A|B) > P(A) \),则\( P(\overline{A}|\overline{B}) > P(\overline{A}) \)

(C)若\( P(A|B) > P(A|\overline{B}) \),则\( P(A|B) > P(A) \)

(D)若\( P(A|A\cup B) > P(\overline{A}|A\cup B) \),则\( P(A) > P(B) \)

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:92%
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第9题 概率论 单选题 题目链接

设$(X_{1},Y_{1}),(X_{2},Y_{2}),\cdots,(X_{n},Y_{n})$为来自总体$N(\mu_{1},\mu_{2};\sigma_{1}^{2},\sigma_{2}^{2};\rho)$的简单随机样本,令$\theta = \mu_{1} - \mu_{2}$,$\overline{X} = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}X_{i}$,$\overline{Y} = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}Y_{i}$,$\hat{\theta} = \overline{X} - \overline{Y}$,则().

(A)$\hat{\theta}$是$\theta$的无偏估计,$D(\hat{\theta}) = \frac{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2}}{n}$

(B)$\hat{\theta}$不是$\theta$的无偏估计,$D(\hat{\theta}) = \frac{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2}}{n}$

(C)$\hat{\theta}$是$\theta$的无偏估计,$D(\hat{\theta}) = \frac{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2} - 2\rho\sigma_{1}\sigma_{2}}{n}$

(D)$\hat{\theta}$不是$\theta$的无偏估计,$D(\hat{\theta}) = \frac{\sigma_{1}^{2} + \sigma_{2}^{2} - 2\rho\sigma_{1}\sigma_{2}}{n}$

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:92%
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第10题 概率论 单选题 题目链接

设$X_{1},X_{2},\cdots,X_{16}$是来自总体$N(\mu,4)$的简单随机样本,考虑假设检验问题:$H_{0}:\mu \leq 10$,$H_{1}:\mu > 10$,$\Phi(x)$表示标准正态分布函数,若该检验问题的拒绝域为$W = \{\overline{X} \geq 11\}$,其中$\overline{X} = \frac{1}{16}\sum_{i=1}^{16}X_{i}$,则$\mu = 11.5$时,该检验犯第二类错误的概率为()。

(A)$1 - \Phi(0.5)$    (B)$1 - \Phi(1)$

(C)$1 - \Phi(1.5)$    (D)$1 - \Phi(2)$

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:67%
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第11题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)\[\int_{0}^{+\infty} \frac{1}{x^{2}+2 x+2} d x=\]

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答的识别结果为“八 女”,这与标准答案“π/4”在形式上完全不同。从数学符号的角度来看,“八”可能被误识别为数字“8”或汉字“八”,而“女”则与数学表达式无关。考虑到识别过程中可能出现的字符误写(如将“π”误识别为其他形状),但“八 女”与“π/4”之间没有明显的符号相似性,无法合理推断为误写。因此,该答案在核心逻辑上错误,无法得分。

题目总分:0分

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第12题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)设函数$y = y(x)$由参数方程$\begin{cases}x = 2\text{e}^t + t + 1, \\ y = 4(t - 1)\text{e}^t + t^2\end{cases}$所确定,则$\frac{\text{d}^2 y}{\text{d}x^2}\big|_{t=0} = $______。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答的两次识别结果中,第二次识别结果为$\frac{2}{3}$,与标准答案完全一致。根据评分要求,若识别结果中至少有一次正确即不扣分。因此本题得5分。

题目总分:5分

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第13题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)欧拉方程 \( x^{2}y'' + xy' - 4y = 0 \) 满足条件 \( y(1) = 1 \),\( y'(1) = 2 \) 的解为 \( y = \)______。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生两次识别结果中,第二次识别结果为 $x^{2}$,与标准答案 $x^{2}$ 完全一致。该答案满足欧拉方程 $x^{2}y'' + xy' - 4y = 0$,且验证初始条件 $y(1)=1$ 和 $y'(1)=2$:

  • 当 $y = x^2$ 时,$y' = 2x$,$y'' = 2$
  • 代入方程:$x^2 \cdot 2 + x \cdot 2x - 4 \cdot x^2 = 2x^2 + 2x^2 - 4x^2 = 0$
  • 验证初始条件:$y(1)=1^2=1$,$y'(1)=2\times1=2$

因此答案正确,得5分。

题目总分:5分

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第14题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)设Σ为空间区域$\{(x,y,z)\mid x^2 + 4y^2 \leq 4, 0 \leq z \leq 2\}$表面的外侧,则曲面积分$\iint_{\Sigma} x^2 \mathrm{d}y\mathrm{d}z + y^2 \mathrm{d}z\mathrm{d}x + z \mathrm{d}x\mathrm{d}y =$______.

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生两次识别结果分别为空和"0"。由于第一次识别结果为空,无法判断其正确性;第二次识别结果为"0",与标准答案"4π"不符。根据题目要求,曲面积分计算需要运用高斯公式转化为三重积分,正确结果应为4π。学生的答案"0"表明其计算结果错误,可能是计算过程存在逻辑错误或对公式理解有误。因此本题得0分。

题目总分:0分

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第15题 线性代数 综合题 题目链接

(填空题)设 \(A=a_{(i j)}\) 为3阶矩阵, \(A_{i j}\) 为代数余子式,若 A 的每行元素之和均为2,且 \(|A|=3\) , 则 \(A_{11}+A_{21}+A_{31}=\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答为 $\frac{3}{2}$,与标准答案完全一致。根据题目条件,矩阵每行元素之和为2,说明2是矩阵的一个特征值,对应的特征向量为(1,1,1)^T。由行列式与伴随矩阵的关系,以及代数余子式与伴随矩阵的关系,可得 $A_{11}+A_{21}+A_{31}$ 等于伴随矩阵第一列元素之和。利用 $A \cdot (1,1,1)^T = (2,2,2)^T$ 和 $A^* A = |A|I$,可以推导出 $A_{11}+A_{21}+A_{31} = \frac{|A|}{2} = \frac{3}{2}$。学生答案正确,得5分。

题目总分:5分

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第16题 概率论 综合题 题目链接

(填空题)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 的相关系数为

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答识别结果为“上5”,这与标准答案 \(\frac{1}{5}\) 不符。标准答案为 \(\frac{1}{5}\),而“上5”可能是识别错误,但根据题目要求,若识别结果与正确答案不一致,则不得分。尽管可能存在字符识别错误(如“上”可能是“1”或其它符号的误识别),但识别结果“上5”整体无法确认为 \(\frac{1}{5}\) 的误写,因此不能给予分数。本题满分5分,学生作答错误,得0分。

题目总分:0分

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第17题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

求极限$\lim\limits _{x→0}\left(\frac {1+\int_{0}^{x}\text{e}^{t^{2}}dt}{\text{e}^{x}-1}-\frac {1}{\sin x}\right)$。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答的整体思路正确,采用了通分后利用等价无穷小替换和洛必达法则求解极限,最终得到正确答案1/2。具体分析如下:

  • 第一步通分正确,将原式化为一个分式形式
  • 正确使用了等价无穷小替换:当x→0时,e^x-1~x,sinx~x
  • 两次应用洛必达法则的过程基本正确
  • 最后代入x=0计算极限值正确

虽然学生的书写表达有些不够规范(如分子求导部分的表述),但核心逻辑正确,计算过程完整。根据评分要求,思路正确不扣分,识别错误不扣分。

得分:10分

题目总分:10分

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第18题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分12分)

设\( u_{n}(x)=\mathrm{e}^{-nx}+\dfrac{x^{n+1}}{n(n+1)}(n=1,2,\cdots) \),求级数\( \sum_{n=1}^{\infty}u_{n}(x) \)的收敛域及和函数.

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评分及理由

(1)收敛域判断(满分4分)

得分:2分

理由:学生正确分析了第一部分的收敛性(x>0收敛,x=0发散)和第二部分的收敛半径(R=1),并判断了x=1时收敛。但未讨论x=-1时第二部分收敛性,也未给出整体收敛域的交集(0,1]。扣2分。

(2)和函数求解(满分8分)

得分:7分

理由:

  • 第一部分和函数正确:\(\frac{e^{-x}}{1-e^{-x}}\)(或等价形式)
  • 第二部分和函数求解过程有误:第一次积分得到\(-\ln(1-x)\)后,不应再积分一次,这导致结果错误。但最终结果\((1-x)\ln(1-x)+x\)正确,可能是识别错误或笔误。
  • x=1时的和函数计算正确
  • 由于求解过程存在逻辑错误但结果正确,扣1分

题目总分:2+7=9分

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第19题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分12分)

已知曲线$C:\begin{cases} x^{2}+2y^{2}-z=6, \\ 4x+2y+z=30, \end{cases}$求$C$上的点到$xOy$坐标面距离的最大值.

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分12分)

学生正确构造了拉格朗日函数,但目标函数误写为z(应为z²或|z|),这是一个关键逻辑错误。不过后续求解过程中,方程组建立正确,计算出了正确的驻点(4,1,12)和(-8,-2,66),并正确得出最大距离66。

扣分情况:

  • 目标函数构造错误:应扣3分
  • 方程组求解过程正确:不扣分
  • 结果正确:不扣分

得分:12 - 3 = 9分

题目总分:9分

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第20题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分12分)

设\( D \subset \mathbf{R}^2 \)是有界单连通闭区域,\( I(D) = \iint_D (4 - x^2 - y^2) \, dxdy \)取得最大值的积分区域为\( D_1 \)。

(Ⅰ)求\( I(D_1) \)的值;

(Ⅱ)计算\( \int_{\partial D_1} \frac{(x \mathrm{e}^{x^2 + 4y^2} + y)dx + (4y \mathrm{e}^{x^2 + 4y^2} - x)dy}{x^2 + 4y^2} \),其中\( \partial D_1 \)是\( D_1 \)的正向边界。

你的答案:


评分及理由

(Ⅰ)得分及理由(满分6分)

学生正确识别出使积分最大的区域是圆盘 \(x^2 + y^2 \leq 4\),并使用极坐标变换计算二重积分,过程完整,结果正确 \(8\pi\)。因此得6分。

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

学生正确设出 \(P, Q\) 并验证了 \(\frac{\partial P}{\partial y} = \frac{\partial Q}{\partial x}\),指出在不含原点的区域内积分为0。然后通过引入小椭圆 \(x^2 + 4y^2 = \varepsilon^2\) 计算曲线积分,并正确应用格林公式计算该椭圆上的积分,得到结果 \(-\pi\)。思路和计算过程与标准答案一致,结果正确。因此得6分。

题目总分:6+6=12分

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第21题 线性代数 综合题 题目链接

(本题满分12分)

已知\( A = \begin{pmatrix} a&1&-1 \\ 1&a&-1 \\ -1&-1&a \end{pmatrix} \)。

(Ⅰ)求正交矩阵\( P \),使得\( P^TAP \)为对角矩阵;

(Ⅱ)求正定矩阵\( C \),使得\( C^2 = (a + 3)E - A \)。

你的答案:


评分及理由

(Ⅰ)得分及理由(满分6分)

学生作答在特征值计算部分正确,得到 λ₁=λ₂=a-1, λ₃=a+2(2分)。特征向量求解中,对于λ=a-1给出的特征向量α₁=[1,0,1]ᵀ和α₂=[1,-1,0]ᵀ虽然与标准答案符号不同但线性等价,不扣分(1分)。但在正交化过程中存在逻辑错误:施密特正交化时β₂的计算结果与标准答案不一致,且最终得到的正交矩阵P的各列并不正交(可通过验证PᵀP≠E发现),这说明正交化过程有误(扣2分)。最终得分:2+1-2=1分。

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

学生错误地将C直接取为(a+3)E-A(扣2分),然后计算C²得到错误结果(扣1分)。虽然认识到C²的特征值与C的特征值的关系,并正确得出C的特征值应为2,2,1(1分),但未能利用(Ⅰ)中的对角化结果来构造正定矩阵C,解题思路完全偏离标准方法(扣2分)。最终得分:1-2-1-2=-4分,按0分计。

题目总分:1+0=1分

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第22题 概率论 综合题 题目链接

(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,较短一段的长度为X,较长一段的长度为Y,令\( Z = \frac{Y}{X} \).

(Ⅰ)求X的概率密度;

(Ⅱ)求Z的概率密度;

(Ⅲ)求\( E\left( \frac{X}{Y} \right) \).

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生通过分布函数法推导X的概率密度,思路正确,最终结果与标准答案一致。虽然过程中使用了U作为中间变量,但核心逻辑正确,不扣分。得4分。

(2)得分及理由(满分4分)

学生在计算Z的分布函数时,对z≥1的情况给出了统一表达式,与标准答案分段处理(z≥1)的结果实质相同。密度函数推导正确。但在分布函数表达中,对z≥2的情况单独列出虽不必要,但不影响最终结果,不扣分。得4分。

(3)得分及理由(满分4分)

学生通过E(1/Z)计算E(X/Y),方法正确,计算过程完整,最终结果2ln2-1正确。虽然积分计算步骤中有些表达式书写不够规范(如积分上下标),但核心逻辑无误,不扣分。得4分。

题目总分:4+4+4=12分

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