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

03: 39: 21
答题卡
得分 91/150
答对题目数 6/22
评价

答题情况分析报告

正确: 6
错误: 16
未答: 0
总分: 91/150
正确率 27.3%
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: A 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: D 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: B 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: 未作答 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)

学生两次识别结果均为 \(\frac{\pi}{4}\),与标准答案完全一致。根据评分规则,答案正确得满分。虽然题目要求禁止给步骤分,但本题为填空题,仅需判断最终结果,无需考虑步骤。同时,答案中无逻辑错误,且不存在需要扣分的识别错误(如1和7混淆等)。因此,本题得5分。

题目总分:5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)

学生两次识别结果均为 \(\frac{10}{27}\),而标准答案为 \(\frac{2}{3}\)。计算过程需要先求一阶导数 \(\frac{dy}{dx} = \frac{dy/dt}{dx/dt}\),再求二阶导数 \(\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d}{dt}\left(\frac{dy}{dx}\right) / \frac{dx}{dt}\),最后代入 \(t=0\)。学生答案与标准答案不一致,表明计算过程中存在逻辑错误或计算错误。根据评分规则,答案错误得0分。

题目总分:0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)

学生两次识别结果均为 $y = x^{2}$,与标准答案 $x^{2}$ 完全一致。该解满足欧拉方程 $x^{2}y'' + xy' - 4y = 0$,且验证初始条件:当 $x=1$ 时,$y(1)=1^2=1$,$y'=2x$,$y'(1)=2\times1=2$,完全符合题目要求。根据评分规则,答案正确得满分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)

学生两次识别结果均为"-3π",而标准答案为"4π"。从数值上看,学生答案的符号和数值都与标准答案不符。考虑到这是一个曲面积分计算题,需要应用高斯公式将曲面积分转化为三重积分。计算区域是一个椭圆柱体,使用高斯公式后应计算三重积分∭(2x+2y+1)dV。由于积分区域关于x和y轴对称,而2x和2y是奇函数,它们在三重积分中的贡献为零,只剩下∭1dV,即区域的体积。椭圆柱体底面积为π×2×1=2π,高度为2,体积为4π。学生得到-3π,无论是符号还是数值都不正确,表明计算过程中存在根本性的逻辑错误,因此得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)

学生两次识别结果均为 \(\frac{3}{2}\),与标准答案一致。虽然第二次识别结果包含多余文字“答案为”,但根据规则,答案中包含多余的信息错误是识别问题,不扣分。因此本题得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)

学生两次识别结果均为 \(\frac{1}{5}\),与标准答案一致。该题要求计算相关系数,学生答案正确,因此得5分。

题目总分:5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)

学生第一次识别结果展示了正确的解题思路:将原式拆分为三个极限之和,这与标准答案方法二的思路一致。第一步拆分正确,第二步将后两项合并为同一分式也正确,第三步计算第一个极限为1正确,但最后一步直接写出结果1/2而没有展示计算过程。虽然结果正确,但中间关键步骤(计算第二个极限)缺失,属于过程不完整。考虑到主要思路和最终结果都正确,扣1分。

得分:9分

(2)得分及理由(满分10分)

学生第二次识别结果包含两个部分:第一部分直接给出答案1/2,第二部分是完全不同的题目解答。第二部分明显是另一道题的计算过程,与本题无关。第一部分虽然答案正确,但没有任何解题过程,按照考试评分标准,仅有答案没有过程通常不能给满分。

得分:2分

题目总分:9分(取两次识别中的最高分)

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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.

你的答案: 未作答
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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)

学生使用拉格朗日乘数法求解距离最大值,思路正确。但在构造拉格朗日函数时存在两处错误:

  • 目标函数应为距离的平方(或绝对值)形式,但学生直接使用z,这会导致导数计算错误
  • 约束条件中识别有误:第一次识别为"x²+2y²-z-6",第二次识别为"x²+2y²-8-6"

尽管存在这些错误,学生最终得到了正确的候选点(4,1,12)和(-8,-2,66),并正确判断最大距离为66。

考虑到:

  • 核心解题思路正确
  • 约束条件的识别错误可能是OCR问题
  • 最终答案正确
  • 但目标函数构造错误是实质性逻辑错误

扣分:目标函数构造错误扣3分,约束条件识别问题不扣分(判定为OCR误写)

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 \(x^2 + y^2 \leq 4\),并正确计算了积分值 \(8\pi\)。计算过程清晰,使用极坐标转换正确。因此得满分6分。

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

学生在第二部分存在以下问题:

  1. 偏导数计算出现错误:在计算 \(\frac{\partial Q}{\partial x}\) 和 \(\frac{\partial P}{\partial y}\) 时,表达式复杂且与标准答案不符,存在计算错误。
  2. 虽然学生正确判断了偏导数相等(从而得出被积函数在区域内除原点外保守),但未明确说明在原点处有奇点,也未引入辅助曲线 \(L_0\) 来应用格林公式。
  3. 学生直接令 \(x^2 + 4y^2 = \varepsilon^2\) 并计算曲线积分,但未说明该曲线与 \(D_1\) 边界的关系,且计算过程中面积计算有误(椭圆面积应为 \(\pi \cdot \varepsilon \cdot \frac{\varepsilon}{2} = \frac{\pi \varepsilon^2}{2}\),但学生写为 \(\pi \times \frac{\varepsilon}{2} \times \varepsilon\),结果正确但表述不严谨)。
  4. 最终结果正确(\(-\pi\)),但推导过程存在逻辑跳跃和计算错误。

由于存在明显的偏导数计算错误和逻辑不严谨,扣3分。得3分。

题目总分:6+3=9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)

第1次识别:

  • 特征多项式计算有误,行列式展开错误,但特征值结果正确(λ₁= a-1, λ₂= a-1, λ₃= a+2),扣1分。
  • 特征向量:λ=a-1时,ξ₁=(-1,1,0)ᵀ正确,ξ₂=(1,0,1)ᵀ正确;但λ=a+2时,ξ₃=(4,1,-1)ᵀ错误(应为(-1,-1,1)ᵀ),扣1分。
  • 正交化过程:η₂计算正确,但单位化后的P矩阵符号和顺序有误(如第三列应为(-1/√3, -1/√3, 1/√3)),且未验证PᵀAP是否为对角矩阵,扣1分。
  • 得分:6 - 1 - 1 - 1 = 3分。

第2次识别:

  • 特征多项式计算有误(行列式元素错误),但特征值结果正确,扣1分。
  • 特征向量:λ=a-1时,ξ₁=(-1,1,0)ᵀ和ξ₂=(1,0,1)ᵀ正确;λ=a+2时,ξ₃=(1,1,-1)ᵀ错误(应为(-1,-1,1)ᵀ),扣1分。
  • 正交化过程:β₂计算正确,单位化后的P矩阵第三列符号错误(应为(-1/√3, -1/√3, 1/√3)),扣1分。
  • 得分:6 - 1 - 1 - 1 = 3分。

综合两次识别,最高得分为3分。

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

第1次识别:

  • 正确写出Pᵀ[(a+3)E-A]P = diag(4,4,1),并设D=diag(2,2,1),思路正确。
  • 但最终C矩阵计算错误(给出具体数值矩阵,但未正确推导),且未完成C的表达式,扣2分。
  • 得分:6 - 2 = 4分。

第2次识别:

  • 正确写出Pᵀ[(a+3)E-A]P = diag(4,4,1),并设C=diag(2,2,1),但未通过正交变换得到C=Pdiag(2,2,1)Pᵀ,仅给出对角矩阵,逻辑不完整,扣3分。
  • 得分:6 - 3 = 3分。

综合两次识别,最高得分为4分。

题目总分:3+4=7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)

学生正确推导了X的概率密度函数,思路与标准答案一致,最终结果正确。虽然过程中有积分变量误写(如dx写成dv),但不影响核心逻辑。得4分。

(2)得分及理由(满分4分)

学生正确建立了Z与X的关系,但在分布函数分段讨论时出现逻辑错误:将z的分界点错误地设为-1和1(应为z≥1)。这导致中间段定义域错误,但最终概率密度函数结果正确。由于存在明显的逻辑分段错误,扣1分。得3分。

(3)得分及理由(满分4分)

学生未作答第三问,根据题目要求需计算E(X/Y)。该部分完全缺失,得0分。

题目总分:4+3+0=7分

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