2024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: 37: 19
答题卡
得分 137/150
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: 137/150
正确率 45.5%
第1题 高等数学 单选题 题目链接

 已知函数\(f(x)=\int_{0}^{x}e^{\cos t}dt\),\(g(x)=\int_{0}^{\sin x}e^{t^{2}}dt\),则( )

A. \(f(x)\)是奇函数,\(g(x)\)是偶函数

B. \(f(x)\)是偶函数,\(g(x)\)是奇函数

C. \(f(x)\)与\(g(x)\)均为奇函数

D. \(f(x)\)与\(g(x)\)均为周期函数

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:79%
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第2题 高等数学 单选题 题目链接

已知\(P = P(x,y,z)\),\(Q = Q(x,y,z)\)均连续,\(\sum\)为\(z = \sqrt{1 - x^{2}-y^{2}}\),\(x\leq0\),\(y\geq0\)的上侧,则\(\iint_{\sum}P\mathrm{d}y\mathrm{d}z + Q\mathrm{d}x\mathrm{d}z=\)

A. \(\iint_{\sum}(\frac{x}{z}P+\frac{y}{z}Q)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\)

B. \(\iint_{\sum}(-\frac{x}{z}P+\frac{y}{z}Q)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\)

C. \(\iint_{\sum}(\frac{x}{z}P - \frac{y}{z}Q)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\)

D. \(\iint_{\sum}(-\frac{x}{z}P-\frac{y}{z}Q)\mathrm{d}x\mathrm{d}y\) 

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:38%
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第3题 高等数学 单选题 题目链接

已知幂级数$\sum_{n = 0}^{\infty}a_{n}x^{n}$的和函数为$\ln(2 + x)$,则$\sum_{n = 0}^{\infty}na_{2n}=$( )

A. $-\frac{1}{6}$    B. $-\frac{1}{3}$    C. $\frac{1}{6}$    D. $\frac{1}{3}$ 

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:35%
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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$(-1,1)$上有定义,且$\lim\limits_{x \to 0}f(x)=0$,则(  )

A. 当$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{x}=m$时,$f^{\prime}(0)=m$

B. 当$f^{\prime}(0)=m$时,$\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)}{x}=m$

C. 当$\lim\limits_{x \to 0}f^{\prime}(x)=m$时,$f^{\prime}(0)=m$

D. 当$f^{\prime}(0)=m$时,$\lim\limits_{x \to 0}f^{\prime}(x)=m$

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:61%
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第5题 线性代数 单选题 题目链接

在空间直角坐标系\(O - xyz\)中,三张平面
\(\pi_{i}:a_{i}x + b_{i}y + c_{i}z = d_{i}(i = 1,2,3)\)的位置关系如图所示,
记\(\alpha_{i}=(a_{i},b_{i},c_{i})\),\(\beta_{i}=(a_{i},b_{i},c_{i},d_{i})\),若\(r\begin{pmatrix}\alpha_{1}\\\alpha_{2}\\\alpha_{3}\end{pmatrix}=m\),\(r\begin{pmatrix}\beta_{1}\\\beta_{2}\\\beta_{3}\end{pmatrix}=n\),则(  )

A. \(m = 1\),\(n = 2\)    B. \(m = n = 2\)
C. \(m = 2\),\(n = 3\)    D. \(m = n = 3\) 

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:65%
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第6题 线性代数 单选题 题目链接

设向量\(\alpha_{1}=\begin{pmatrix}a\\1\\ -1\\1\end{pmatrix}\),\(\alpha_{2}=\begin{pmatrix}1\\1\\b\\a\end{pmatrix}\),\(\alpha_{3}=\begin{pmatrix}1\\a\\ -1\\1\end{pmatrix}\),若\(\alpha_{1},\alpha_{2},\alpha_{3}\)线性相关,且其中任意两个向量均线性无关,则( )

A. \(a = 1,b\neq - 1\)    B. \(a = 1,b = - 1\)

C. \(a\neq - 2,b = 2\)    D. \(a = - 2,b = 2\)

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:63%
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第7题 线性代数 单选题 题目链接

设\(A\)是秩为\(2\)的\(3\)阶矩阵,\(\alpha\)是满足\(A\alpha = 0\)的非零向量,若对满足\(\beta^{T}\alpha = 0\)的\(3\)维列向量\(\beta\),均有\(A\beta=\beta\),则( )

A. \(A^{3}\)的迹为\(2\)    B. \(A^{3}\)的迹为\(5\)

C. \(A^{2}\)的迹为\(8\)    D. \(A^{2}\)的迹为\(9\)

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:76%
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第8题 概率论 单选题 题目链接

设随机变量$X$,$Y$相互独立,且$X$服从正态分布$N(0,2)$,$Y$服从正态分布$N(-2,2)$,若$P\{2X + Y < a\} = P\{X > Y\}$,则$a = ($  )

A. $-2 - \sqrt{10}$      B. $-2 + \sqrt{10}$ 

C. $-2 - \sqrt{6}$      D. $-2 + \sqrt{6}$ 

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:42%
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第9题 概率论 单选题 题目链接

设随机变量$X$的概率密度为$f(x)=\begin{cases}2(1 - x),&0 < x < 1\\0,&\text{其它}\end{cases}$,在$X = x(0 < x < 1)$的条件下,随机变量$Y$服从区间$(x,1)$上的均匀分布,则$\mathrm{Cov}(X,Y)=$(  )

A. $-\frac{1}{36}$     B. $-\frac{1}{72}$     C. $\frac{1}{72}$     D. $\frac{1}{36}$

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:47%
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第10题 概率论 单选题 题目链接

设随机变量$X,Y$相互独立,且均服从参数为$\lambda$的指数分布,令$Z = |X - Y|$,则下列随机变量与$Z$同分布的是( )

A. $X + Y$    B. $\frac{X + Y}{2}$    C. $2X$    D. $X$

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:47%
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第11题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)若\(\lim_{x \to 0}\frac{(1 + ax^{2})^{\sin x}-1}{x^{3}} = 6\),则\(a=\)______

你的答案:

6


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答为“6”,与标准答案“6”完全一致。题目为填空题,仅要求填写最终结果,且规则明确“正确则给5分,错误则给0分”。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$f(u,v)$具有2阶连续偏导数,且$df|_{(1,1)} = 3du + 4dv$,令$y = f(\cos x,1 + x^{2})$,则$\frac{d^{2}y}{dx^{2}}|_{x = 0}=$______

你的答案:

5


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案为“5”,与标准答案完全一致。

本题考察复合函数二阶导数的计算,关键步骤包括:利用一阶全微分条件确定偏导数 \( f_u(1,1)=3, f_v(1,1)=4 \);计算一阶导数 \( \frac{dy}{dx} = f_u \cdot (-\sin x) + f_v \cdot (2x) \);计算二阶导数 \( \frac{d^2y}{dx^2} = [f_{uu} \cdot (-\sin x) + f_{uv} \cdot (2x)] \cdot (-\sin x) + f_u \cdot (-\cos x) + [f_{vu} \cdot (-\sin x) + f_{vv} \cdot (2x)] \cdot (2x) + f_v \cdot 2 \);最后代入 \( x=0 \)(此时 \( \cos x=1, 1+x^2=1 \)),并利用已知偏导数值,得到结果为 \( -f_u(1,1) \cdot 1 + 2f_v(1,1) = -3 + 8 = 5 \)。学生答案正确,应得满分。

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)已知函数$f(x)=x + 1$,若$f(x)=\frac{a_{0}}{2}+\sum_{n = 1}^{\infty}a_{n}\cos nx$,$x\in[0,\pi]$,则$\lim_{n\rightarrow\infty}n^{2}\sin a_{2n - 1}=$ __________ 

你的答案:

-1/π


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案为“-1/π”,这与标准答案“-1/π”在数学上完全等价。题目要求计算极限 \(\lim_{n\rightarrow\infty}n^{2}\sin a_{2n - 1}\),其中 \(a_n\) 是函数 \(f(x)=x+1\) 在区间 \([0, \pi]\) 上展开为余弦级数的傅里叶系数。正确的求解过程需要先计算傅里叶系数 \(a_n\),然后代入极限表达式进行计算。最终结果确实为 \(-\frac{1}{\pi}\)。学生答案正确无误,因此得满分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)微分方程$y'=\frac{1}{(x + y)^2}$满足条件$y(1)=0$的解为______

你的答案:

y-arctan(x+y)+π/4=0


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是隐函数形式:\( y - \arctan(x+y) + \frac{\pi}{4} = 0 \)。

标准答案是显函数形式:\( x = \tan(y+\frac{\pi}{4}) - y \)。

现在进行等价性验证:
从学生答案 \( y - \arctan(x+y) + \frac{\pi}{4} = 0 \) 出发,移项得 \( \arctan(x+y) = y + \frac{\pi}{4} \)。
两边取正切函数,得到 \( x+y = \tan(y + \frac{\pi}{4}) \)。
再次移项,得到 \( x = \tan(y + \frac{\pi}{4}) - y \)。
这与标准答案完全等价。

同时,将初始条件 \( y(1)=0 \) 代入学生答案:\( 0 - \arctan(1+0) + \frac{\pi}{4} = -\frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{4} = 0 \),满足条件。

因此,学生的答案在数学上与标准答案等价,且满足初始条件。根据打分要求第3条“思路正确不扣分”,即使表达形式不同,只要正确就不应扣分。该答案没有逻辑错误,且是微分方程的正确解。

得分:5分。

题目总分:5分

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第15题 线性代数 综合题 题目链接

(填空题)设实矩阵\(A = \begin{pmatrix}a + 1&a\\a&a\end{pmatrix}\),若对任意实向量\(\alpha=\begin{pmatrix}x_1\\x_2\end{pmatrix}\),\(\beta=\begin{pmatrix}y_1\\y_2\end{pmatrix}\),\((\alpha^{T}A\beta)^{2}\leq\alpha^{T}A\alpha\cdot\beta^{T}A\beta\)都成立,则\(a\)的取值范围是______

你的答案:

a>=0


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答为“a>=0”。这与标准答案“\([0, +\infty)\)”在数学含义上完全一致,都表示 \(a\) 的取值范围是大于或等于0的所有实数。因此,答案正确。

本题为填空题,根据规则,正确则给满分5分,错误则给0分,禁止给步骤分。学生答案正确,故得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)设随机试验每次成功的概率为\(P\),现进行 3 次独立重复试验,在至少成功 1 次的条件下,3 次试验全部成功的概率为\(\frac{4}{13}\),则\(P=\)______

你的答案:

2/3


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答为“2/3”,与标准答案 \(\frac{2}{3}\) 一致。题目要求计算随机试验每次成功的概率 \(P\),学生直接给出了正确的数值结果。根据打分要求,答案正确应给予满分。虽然学生未展示解题步骤,但本题为填空题,且规则明确“正确则给5分,错误则给0分”,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)
已知平面区域\(D =\{(x,y)|\sqrt{1 - y^{2}}\leq x\leq1, - 1\leq y\leq1\}\),计算\(\iint_{D}\frac{x}{\sqrt{x^{2}+y^{2}}}dxdy\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答给出了两种识别结果,但内容实质相同,均展示了完整的解题过程。解题思路与标准答案完全一致:首先利用积分区域的对称性和被积函数关于y的偶函数性质,将二重积分化为两倍的上半区域积分;然后化为累次积分,先对x积分得到 \(2\int_{0}^{1}(\sqrt{1+y^2}-1)dy\);接着通过三角换元 \(y = \tan u\) 将积分转化为 \(2\int_{0}^{\pi/4} \sec^3 u \, du - 2\);最后通过分部积分法计算出 \(\int \sec^3 u \, du\) 的值,并代入得到最终结果 \(\sqrt{2} + \ln(1+\sqrt{2}) - 2\)。

整个推导过程逻辑清晰,步骤完整,计算正确,与标准答案结果一致。根据打分要求,思路正确且无逻辑错误,应给予满分。

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)
已知函数$f(x,y)=x^{3}+y^{3}-(x + y)^{2}+3$,设$T$是曲面$z = f(x,y)$在点$(1,1,1)$处的切平面,$D$为$T$与坐标平面所围成的有界区域在$xOy$平面上的投影。
(1) 求$T$的方程
(2) 求$f(x,y)$在$D$上的最大值和最小值

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分6分)

学生正确计算了偏导数,并利用点法式得到了切平面方程 \(x+y+z=3\)。思路与标准答案一致,计算无误。得6分。

(2)得分及理由(满分6分)

学生正确确定了投影区域 \(D\),并在内部求得了驻点 \((\frac{4}{3},\frac{4}{3})\),函数值为 \(\frac{17}{27}\)。对三条边界及端点进行了完整的讨论:在边界 \(y=0\) 上求得驻点 \(x=\frac{2}{3}\),函数值 \(\frac{77}{27}\);在边界 \(x=0\) 上同理;在边界 \(x+y=3\) 上求得驻点 \(x=\frac{3}{2}\),函数值 \(\frac{3}{4}\);并计算了所有端点值 \(f(0,0)=3\),\(f(3,0)=f(0,3)=21\)。最后通过比较得出最大值21,最小值 \(\frac{17}{27}\)。整个过程逻辑清晰,计算正确,与标准答案一致。得6分。

题目总分:6+6=12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)
设函数\(f(x)\)具有 2 阶导数,且\(f^{\prime}(0)=f^{\prime}(1)\),\(\vert f^{\prime\prime}(x)\vert\leq1\),证明:
(1) 当\(x\in(0,1)\)时,\(\vert f(x)-f(0)(1 - x)-f(1)x\vert\leq\frac{x(1 - x)}{2}\) 
\((2)\) \(\left|\int_{0}^{1}f(x)dx - \frac{f(0) + f(1)}{2}\right| \leq \frac{1}{12}\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分6分)

学生给出了与标准答案不同的解法(泰勒公式法),思路正确,推导严谨。首先写出在0和1处的一阶泰勒展开(带拉格朗日余项),然后通过线性组合消去一阶导项(利用条件 \(f'(0)=f'(1)\)),得到表达式(3)。接着取绝对值并利用三角不等式和条件 \(|f''(x)| \le 1\) 进行放缩,最终得到所需不等式。整个过程逻辑清晰,无错误。因此给满分6分。

(2)得分及理由(满分6分)

学生没有给出第(2)问的解答。根据题目要求,只对提供的作答部分进行评分。由于学生作答中完全没有涉及第(2)问,因此本题得0分。

题目总分:6+0=6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)
已知有向曲线 L 的球面\(x^{2}+y^{2}+z^{2}=2x\)与平面\(2x - z - 1 = 0\)的交线,从 z 轴正向往 z 轴负向看去为逆时针方向,计算曲线积分
\(\int_{L}(6xyz - yz^{2})dx + 2x^{2}zdy + xyzdz\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分12分)

学生作答使用了斯托克斯公式(或两类曲面积分之间的联系)将曲线积分转化为曲面积分,思路正确。具体步骤如下:

  1. 正确识别曲线L是球面与平面的交线,并利用斯托克斯公式将曲线积分转化为对以L为边界的曲面的曲面积分。在标准答案中,曲面取为平面Σ: z = 2x - 1,学生也采用了同一曲面。
  2. 学生作答中给出的被积表达式为∬Σ (-x)dydz + 3ydzdx + (-z)dxdy,这与标准答案经过旋度计算后的结果∬Σ (xz - 2x²)dydz + (6xy - 3yz)dzdx + (z² - 2xz)dxdy不一致。这是一个关键的逻辑错误。学生可能错误计算了原向量场的旋度,或者是在识别/转录过程中出现了错误。根据打分要求,逻辑错误需要扣分。
  3. 然而,学生后续的计算过程(从法向量、方向余弦转化到计算投影区域面积)在其自身设定的被积函数下是逻辑自洽且正确的。最终计算出的面积结果与标准答案的数值结果相同(4√5π/25),但这是一种巧合,因为其被积函数已经错误。
  4. 由于核心步骤(计算旋度)出现错误,导致整个解答的起点不正确。尽管后续面积计算正确,但这是基于一个错误的被积函数得出的,因此不能视为整体正确。
  5. 扣分:本题主要考查斯托克斯公式的应用。学生思路方向正确(使用斯托克斯公式),但在最关键的计算旋度环节出现错误,属于严重逻辑错误。考虑到后续计算过程完整且面积计算正确,给予部分分数。
  6. 得分:满分12分,扣除主要逻辑错误分。给予6分。

题目总分:6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)
已知数列\(\{ x_{n}\}\),\(\{ y_{n}\}\),\(\{ z_{n}\}\)满足\(x_{0}=-1\),\(y_{0}=0\),\(z_{0}=2\),且
\(\begin{cases}x_{n}=-2x_{n - 1}+2z_{n - 1}\\y_{n}=-2y_{n - 1}-2z_{n - 1}\\z_{n}=-6x_{n - 1}-3y_{n - 1}+3z_{n - 1}\end{cases}\),记\(\alpha_{n}=\begin{pmatrix}x_{n}\\y_{n}\\z_{n}\end{pmatrix}\),写出满足\(\alpha_{n}=A\alpha_{n - 1}\)的矩阵\(A\),并求\(A^{n}\)及\(x_{n}\),\(y_{n}\),\(z_{n}\)。

你的答案:


评分及理由

(1)写出矩阵A(满分2分)

学生答案中未明确写出矩阵A,但根据其后续计算可知其使用了正确的矩阵。由于题目要求“写出满足α_n=Aα_{n-1}的矩阵A”,学生未单独列出,应扣1分。得1分。

(2)求A^n(满分6分)

学生采用了与标准答案相同的对角化方法,思路正确。但在第二次识别结果中,给出的矩阵P、P^{-1}和Λ均与标准答案不同(例如Λ中出现了0,1,(-2)^n,但标准答案为0,1,(-2)^n,学生给出的Λ中(-2)^n的位置与标准答案不同,且P矩阵也不同)。然而,学生最终计算出的A^n矩阵与标准答案完全一致(经化简后形式相同)。这表明学生可能使用了另一组特征向量进行对角化,虽然过程矩阵不同,但最终结果正确。根据“思路正确不扣分”的原则,且最终A^n结果正确,不扣分。得6分。

(3)求x_n, y_n, z_n(满分4分)

学生将计算出的A^n与初始向量α_0正确相乘,得到了x_n, y_n, z_n的表达式。结果与标准答案完全一致(标准答案为x_n=8+(-2)^n,学生为(-2)^n+8,等价;y_n和z_n也一致)。计算正确。得4分。

题目总分:1+6+4=11分

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第22题 概率论 综合题 题目链接

(本题满分12分)
设总体$X$服从$[0, \theta]$上的均匀分布,其中$\theta\in(0, +\infty)$为未知参数,$X_1, X_2, \cdots, X_n$是来自总体$X$的简单随机样本,记$X(n)=\max\{X_1, X_2, \cdots, X_n\}$,$T_c = cX(n)$。
(1)求$c$,使得$T_c$是$\theta$的无偏估计; 
(2)记\(h(c) = E(T_{c}-\theta)^{2}\),求\(c\)使得\(h(c)\)最小。 

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分6分)

学生正确推导了最大次序统计量 \(X_{(n)}\)(记作 \(Y\))的分布函数和概率密度函数,并计算了 \(E(T_c) = cE(Y) = \frac{cn}{n+1}\theta\)。通过令 \(E(T_c)=\theta\) 解出 \(c = \frac{n+1}{n}\)。推导过程完整,逻辑清晰,与标准答案一致。因此得满分6分。

(2)得分及理由(满分6分)

学生正确展开 \(h(c) = E[(T_c-\theta)^2]\) 为 \(c^2E(Y^2) - 2c\theta E(Y) + \theta^2\),并计算出 \(E(Y^2) = \frac{n}{n+2}\theta^2\)。代入后得到 \(h(c)\) 的表达式,通过求导并令导数为零,解得 \(c = \frac{n+2}{n+1}\),并通过二阶导数验证其为最小值点。整个过程与标准答案完全一致。因此得满分6分。

题目总分:6+6=12分

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