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: 08: 49
答题卡
得分 89/150
答对题目数 7/22
评价

答题情况分析报告

正确: 7
错误: 15
未答: 0
总分: 89/150
正确率 31.8%
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: 未作答 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: 未作答 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:

π/4


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案为 \(\frac{\pi}{4}\),与标准答案完全一致。虽然学生没有展示解题过程,但根据填空题的评分规则,只要最终答案正确即可得满分。本题的积分计算需要用到凑微分和反正切函数的积分公式:

\[\int \frac{1}{x^2+a^2} dx = \frac{1}{a} \arctan\frac{x}{a} + C\]

具体解法为:

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

令 \(t = x+1\),则:

\[\int_{1}^{+\infty} \frac{1}{t^2+1} dt = \left[\arctan t\right]_{1}^{+\infty} = \frac{\pi}{2} - \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{4}\]

学生答案正确,因此得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:

2/3


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生答案"2/3"与标准答案$\frac{2}{3}$完全一致。虽然学生没有展示计算过程,但填空题只要求最终结果,且答案正确。根据评分规则,正确则给5分,错误则给0分,本题禁止给步骤分。因此该题得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: 未作答
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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)

该题是填空题,标准答案为 \(4\pi\)。学生作答 \(2\pi\),数值与标准答案不符。根据题目要求,填空题必须完全正确才能得分,错误则给0分。因此本题得分为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:

3/2


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生答案:3/2,即 \(\frac{3}{2}\),与标准答案一致。

理由:题目要求计算 \(A_{11}+A_{21}+A_{31}\),已知矩阵每行元素之和为2,即 \(A \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ 2 \\ 2 \end{pmatrix}\),说明 \(\begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}\) 是 \(A\) 的属于特征值2的特征向量。而 \(A_{11}+A_{21}+A_{31}\) 是 \(A\) 的伴随矩阵 \(A^*\) 的第一列元素之和,即 \(A^*\) 乘以 \(\begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix}\) 再求和,但更直接地,利用代数余子式与伴随矩阵的关系,有 \(A^* = |A| A^{-1} = 3 A^{-1}\)。由 \(A \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = 2 \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}\),得 \(A^{-1} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = \frac{1}{2} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}\)。而 \(A_{11}+A_{21}+A_{31}\) 是 \(A^*\) 的第一行元素?不对,注意下标:\(A_{11}, A_{21}, A_{31}\) 是伴随矩阵 \(A^*\) 的 \((1,1), (2,1), (3,1)\) 元素,即 \(A^*\) 的第一列。所以 \(A_{11}+A_{21}+A_{31} = (A^* \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix})_1\)(第一个分量)。计算 \(A^* \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = 3 A^{-1} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = 3 \cdot \frac{1}{2} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = \frac{3}{2} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}\),所以第一个分量是 \(\frac{3}{2}\)。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: 未作答
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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与标准答案中的方法二基本一致:首先将原式拆分为三部分,然后分别计算极限。具体步骤包括:

  • 正确拆分原式为 \(\frac{1}{e^x-1} + \frac{\int_0^x e^{t^2}dt}{e^x-1} - \frac{1}{\sin x}\)。
  • 正确计算 \(\lim_{x \to 0} \frac{\int_0^x e^{t^2}dt}{e^x-1} = 1\)(使用洛必达法则)。
  • 将剩余部分合并为 \(\lim_{x \to 0} \frac{\sin x - (e^x - 1)}{x^2} + 1\),并继续使用洛必达法则计算。
  • 最终得到结果 \(-\frac{1}{2}\)。

然而,学生在最后一步计算中出现错误:最终结果应为 \(1 + (-\frac{1}{2}) = \frac{1}{2}\),但学生直接写成了 \(-\frac{1}{2}\),忽略了前面拆分出的部分极限值1。这是一个逻辑错误,导致最终答案错误。

根据评分要求,逻辑错误需要扣分。由于最终答案错误,但大部分步骤正确,扣分幅度应适中。本题满分10分,扣分后得分为8分。

题目总分:8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:


评分及理由

(1)收敛域得分及理由(满分6分)

学生答案中给出了收敛域为(0,1],这与标准答案一致。虽然学生没有展示完整的推导过程,但给出了正确的结果。根据评分要求,思路正确不扣分,因此这部分得满分。

得分:6分

(2)和函数得分及理由(满分6分)

学生答案中只写出了和函数计算的部分表达式:\(\sum_{n = 1}^{\infty}\frac{x^{n + 1}}{n(n + 1)}=\int_{0}^{x}(\sum_{n = 1}^{\infty}\frac{x^{n}}{n})\),这个表达式存在以下问题:

  1. 积分表达式不完整,缺少积分变量和积分上下限的明确表示
  2. 没有计算指数函数部分的和函数
  3. 没有给出最终的和函数表达式
  4. 给出的部分表达式在数学上也不完全正确

因此,和函数部分基本没有得分点。

得分:0分

题目总分:6+0=6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)

学生使用拉格朗日乘数法求解距离最大值问题,思路正确。在第一次识别中,拉格朗日函数变量定义不完整(缺少x,y,z),但第二次识别中已修正为完整形式。方程组建立正确,通过消元得到x=4y的关系,并正确求出两个候选点(4,1,12)和(-8,-2,66),最终得出最大距离66。

主要问题:在第一次识别中,拉格朗日函数定义不完整,但第二次识别已修正;另外,学生将拉格朗日乘数记为φ而非标准答案中的μ,这只是符号差异,不影响实质。

扣分:由于第一次识别中存在函数定义不完整的逻辑错误,扣1分。

得分:11分

题目总分:11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)

第1次识别结果:正确识别出最大值区域为圆盘 \(x^2 + y^2 \leq 4\),并正确计算二重积分得到 \(8\pi\)。计算过程完整,结果正确。得6分。

第2次识别结果:同样正确识别区域并计算积分,过程完整,结果正确。得6分。

综合两次识别,该部分作答正确,得6分。

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

第1次识别结果:存在多处逻辑错误:
1. 在计算偏导数时,指数部分误写为 \(x^4 + 4y^2\)(应为 \(x^2 + 4y^2\)),导致后续推导错误。
2. 在计算 \(\frac{\partial P}{\partial y} - \frac{\partial Q}{\partial x}\) 时,虽然声称结果为0,但基于错误的指数表达式,实际计算不可信。
3. 在应用格林公式时,表达式 \(\frac{2}{\varepsilon^2} \iint_{D_2} -2 \,d\sigma\) 逻辑混乱,符号和系数均有错误。
4. 最终结果 \(\pi\) 与正确答案 \(-\pi\) 符号相反。
由于存在多处实质性错误,扣4分,得2分。

第2次识别结果:
1. 正确识别了指数部分为 \(x^2 + 4y^2\)。
2. 正确计算了 \(\frac{\partial P}{\partial y} - \frac{\partial Q}{\partial x} = 0\),并得出路径无关的结论。
3. 正确构造了小椭圆曲线 \(x^2 + 4y^2 = \xi^2\) 并利用路径无关性将积分转化为沿该椭圆的积分。
4. 在应用格林公式计算沿椭圆的积分时,表达式 \(-\iint_{D_2} \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y}\) 应为 \(\iint_{D_2} \left( \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y} \right)\),且后续计算 \(\frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y}\) 时,学生写为 \(-2\),但根据标准答案,正确值应为 \(-2/(x^2+4y^2)\) 在椭圆上积分时的特殊处理,学生此处推导不严谨,但最终通过面积计算得到了正确结果 \(\pi\),然而正确答案应为 \(-\pi\),符号错误。
由于主要思路正确,但在关键步骤符号处理上出现错误,扣2分,得4分。

综合两次识别,取较高得分4分。

题目总分:6+4=10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)

该部分学生正确求出了特征值:λ₁=λ₂=a-1,λ₃=a+2(得1分)。特征向量求解基本正确,但存在以下问题:

  1. 当λ=a-1时,给出的特征向量ξ₁=(1,0,1)ᵀ和ξ₂=(0,1,1)ᵀ确实是特征向量,但未进行正交化处理(扣1分)
  2. 当λ=a+2时,特征向量ξ₃=(1,1,-1)ᵀ正确(得1分)
  3. 构造的矩阵P不是正交矩阵,因为列向量组不正交且未单位化(扣2分)
  4. 虽然写出了PᵀAP为对角矩阵的形式,但由于P不是正交矩阵,此结论不成立(扣1分)

得分:1+1-1-2-1 = -2分,但最低为0分,故得0分

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

该部分学生仅写出了C²的矩阵形式,但:

  1. 没有给出具体的正定矩阵C的求解过程(扣3分)
  2. 没有完成题目要求的"求正定矩阵C"的任务(扣3分)
  3. 给出的C²矩阵形式正确,但这不是最终答案(得1分)

得分:1-3-3 = -5分,但最低为0分,故得0分

题目总分:0+0=0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)

学生正确指出X服从(0,1)上的均匀分布,并给出了正确的概率密度函数。虽然第一次识别结果中密度函数表达式不够完整,但第二次识别给出了完整正确的表达式。根据评分要求,识别误差不扣分。得4分。

(2)得分及理由(满分4分)

学生只给出了Y的分布,但题目要求的是Z的概率密度。学生完全没有回答Z的概率密度计算,这是严重的逻辑错误。根据评分要求,逻辑错误需要扣分。得0分。

(3)得分及理由(满分4分)

学生完全没有回答第三问,没有计算E(X/Y)。根据评分要求,未作答不得分。得0分。

题目总分:4+0+0=4分

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