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1988 年

第 1 题

Example

求幂级数 \(\displaystyle\sum _ { n = 1 } ^ { \infty } { \frac { ( x - 3 ) ^ { n } } { n \cdot 3 ^ { n } } }\) 的收敛域。

解:基础题,使用比值或者根值判别法均可。

第 2 题

Example

已知 \(f ( x ) = \mathrm{e} ^ { x ^ { 2 } } , f [ \varphi ( x ) ] = 1 - x\) , 且 \(\varphi ( x ) \geqslant 0\),求 \(\varphi ( x )\),并写出其定义域。

解:高中题。

第 3 题

Example

设 \(S\) 为曲面 \(x ^ { 2 } + y ^ { 2 } + z ^ { 2 } \ = \ 1\) 的外侧,计算曲面积分 \(I =\displaystyle\operatorname{\subset\!\!\!\!\!\!\!\iint\!\!\!\!\!\!\!\supset}\limits_{ S } x ^ { 3 } \mathrm { d } y \mathrm { d } z +y ^ { 3 } \mathrm { d } z \mathrm { d } x + z ^ { 3 } \mathrm { d } x \mathrm { d } y\).

解:\(\mathrm{Gauss}\) 公式 + 球坐标系。

第 4 题

Example

设 \(\displaystyle f(t)=\lim_{x\to\infty} t\left(1+\frac{1}{x}\right)^{2tx}\),则 \(f'(t)=\) ?

解:\(1^{\infty}\) 型极限,套路题。

第 5 题

Example

设 \(f(x)\) 是周期为 \(2\) 的周期函数,它在区间 \((-1,1]\) 上的表达式为

\[ f(x)= \begin{cases} 2, & -1 \leqslant x \leqslant 0,\\ x^3, & 0 < x < 1, \end{cases} \]

则 \(f(x)\) 的傅里叶级数在 \(x=1\) 处收敛于

解:狄利克雷收敛定理,求的是端点的情况。

第 6 题

Example

设 \(f(x)\) 是连续函数,且 \(\displaystyle \int_{0}^{x^3-1} f(t)\mathrm{d}t = x\),则 \(f(7)=\) ?

解:求导即可。

第 7 题

Example

设 4 阶矩阵 \(A=(\alpha,\gamma_2,\gamma_3,\gamma_4),\ B=(\beta,\gamma_2,\gamma_3,\gamma_4)\),其中 \(\alpha,\beta,\gamma_2,\gamma_3,\gamma_4\) 都是 4 维列向量,且 \(|A|=4,\ |B|=1\),则 \(|A+B|=\) ?

解:行列式性质。

第 8 题

Example

若函数 \(y = f(x)\) 可导,且 \(f'(x_0) = \dfrac{1}{2}\),则当 \(\Delta x \to 0\) 时,函数 \(f(x)\) 在 \(x = x_0\) 处的微分 \(\mathrm{d}y\) 是 ?

(A) 与 \(\Delta x\) 等价的无穷小

(B) 与 \(\Delta x\) 同阶的无穷小

(C) 比 \(\Delta x\) 低阶的无穷小

(D) 比 \(\Delta x\) 高阶的无穷小

解:区分 \(\mathrm{~d} y\) 和 \(\Delta y\)。

第 9 题

Example

设 \(y = f(x)\) 是微分方程 \(y'' - 2y' + 4y = 0\) 的一个解,若 \(f(x_0) > 0\) 且 \(f'(x_0) = 0\),则函数 \(f(x)\) 在 \(x = x_0\) 处 ?

(A) 取得极大值

(B) 取得极小值

(C) 某邻域内单调增加

(D) 某邻域内单调减少

解:将解代入,结合极值的定义即可。

第 10 题

Example

设空间区域 \(\Omega_1:x^2+y^2+z^2\leqslant R^2\ (z\geqslant 0);\ \Omega_2:x^2+y^2+z^2\leqslant R^2\ (x\geqslant 0,y\geqslant 0,z\geqslant 0)\),则 ?

(A) \(\displaystyle \iiint_{\Omega_1} x\,\mathrm{d}v = 4\iiint_{\Omega_2} x\,\mathrm{d}v\)

(B) \(\displaystyle \iiint_{\Omega_1} y\,\mathrm{d}v = 4\iiint_{\Omega_2} y\,\mathrm{d}v\)

(C) \(\displaystyle \iiint_{\Omega_1} z\,\mathrm{d}v = 4\iiint_{\Omega_2} z\,\mathrm{d}v\)

(D) \(\displaystyle \iiint_{\Omega_1} xyz\,\mathrm{d}v = 4\iiint_{\Omega_2} xyz\,\mathrm{d}v\)

解:首先根据 \(\Omega_{1}\) 关于 \(xOz\) 面对称排除 B、D 选项;再根据 \(\Omega_{1}\) 关于 \(yOz\) 面对称排除 A 选项。

第 11 题

Example

若级数 \(\displaystyle \sum_{n=0}^{\infty} a_n(x-1)^n\) 在 \(x=-1\) 处收敛,则该级数在 \(x=2\) 处 ?

(A) 条件收敛

(B) 绝对收敛

(C) 发散

(D) 收敛性不确定

解:通过 Abel 定理得出收敛半径 \(R\geqslant 2\),当然也可以换元理解。

第 12 题

Example

\(n\) 维向量组 \(\boldsymbol{\alpha}_1,\boldsymbol{\alpha}_2,\cdots,\boldsymbol{\alpha}_s\ (3\leqslant s\leqslant n)\) 线性无关的充分必要条件是 ?

(A) 有一组不全为零的数 \(k_1,k_2,\cdots,k_s\),使得 \(k_1\boldsymbol{\alpha}_1+k_2\boldsymbol{\alpha}_2+\cdots+k_s\boldsymbol{\alpha}_s\ne \boldsymbol{0}\)

(B) \(\boldsymbol{\alpha}_1,\boldsymbol{\alpha}_2,\cdots,\boldsymbol{\alpha}_s\) 中任意两个向量都线性无关

(C) \(\boldsymbol{\alpha}_1,\boldsymbol{\alpha}_2,\cdots,\boldsymbol{\alpha}_s\) 中存在一个向量,它不可由其余向量线性表示

(D) \(\boldsymbol{\alpha}_1,\boldsymbol{\alpha}_2,\cdots,\boldsymbol{\alpha}_s\) 中任意一个向量都不可由其余向量线性表示

解:D 选项说的就是线性无关的定义。

当然也可以从另一个角度理解:线性相关可以推出存在至少一个向量可由其余向量表出,那么其逆否命题就是 D 选项。

这里补充另一个结论:

Tip

\(\boldsymbol{\alpha}_1,\boldsymbol{\alpha}_2,\cdots,\boldsymbol{\alpha}_s\) 线性无关 \(\iff\) \(\beta=k_{1}\boldsymbol{\alpha}_1+k_{2}\boldsymbol{\alpha}_2+\cdots+k_{s}\boldsymbol{\alpha}_s\) 表示唯一。

这个结论在之后的真题中考察过。

第 13 题

Example

设 \(\displaystyle u = yf\left(\frac{x}{y}\right) + xg\left(\frac{y}{x}\right)\),其中 \(f,g\) 具有二阶连续导数,求 \(\displaystyle x\frac{\partial^2 u}{\partial x^2} + y\frac{\partial^2 u}{\partial x\partial y}\).

解:简单计算题。

第 14 题

Example

设函数 \(y=y(x)\) 满足微分方程 \(y''-3y'+2y=2\mathrm{e}^x\),且其图形在点 \((0,1)\) 处的切线与曲线 \(y=x^2-x+1\) 在该点的切线重合,求函数 \(y=y(x)\).

解:首先解微分方程,然后通过曲线过点 \((0,1)\) 和切线斜率得到两个等式,从而解出常数 \(C_{1},C_{2}\)。

第 15 题

Example

设位于点 \((0,1)\) 的质点 \(A\) 对质点 \(M\) 的引力大小为 \(\dfrac{k}{r^2}\)(\(k>0\) 为常数,\(r\) 为质点 \(A\) 与质点 \(M\) 之间的距离),质点 \(M\) 沿曲线 \(y=\sqrt{2x-x^2}\) 从点 \(B(2,0)\) 运动到点 \(O(0,0)\),求此运动过程中质点 \(A\) 对质点 \(M\) 的引力所做的功。

解:物理应用,首先列出功的表达式,是一个第二类曲线积分,容易验证其与路径无关。当然这本来就是引力的性质,因为引力属于保守力。故任选路径进行计算,我这里选择路径 \(\overline{BO}\) 进行积分。过程如下:

第 16 题

Example

已知 \(AP=PB\),其中

\[ B=\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & -1 \end{pmatrix},\quad P=\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0\\ 2 & -1 & 0\\ 2 & 1 & 1 \end{pmatrix}, \]

求 \(A\) 及 \(A^5\).

解:化简得 \(A\) 与 \(B\) 相似,因此 \(A^{5}=PB^{5}P^{-1}\),结合 \(B^{5}=B\) 可知 \(A^{5}=A\),因此只需要求出 \(A\) 即可。问题转换为矩阵求逆。

矩阵求逆方法大全如下,所有方法一网打尽:逆矩阵方法大全

第 17 题

Example

已知矩阵

\[ A=\begin{pmatrix} 2 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1\\ 0 & 1 & x \end{pmatrix},\quad B=\begin{pmatrix} 2 & 0 & 0\\ 0 & y & 0\\ 0 & 0 & -1 \end{pmatrix} \]

相似 .

(1) 求 \(x,y\);

(2) 求一个满足 \(P^{-1}AP=B\) 的可逆矩阵 \(P\).

解:相似矩阵具有相同的特征多项式,因此有相同的特征值(计重数),则题目给出的两个矩阵的行列式和迹分别相等,从而解出 \(x,y\)。

对于第二问,考察相似对角化,根据矩阵 \(B\) 可以得出矩阵 \(A\) 的特征值,分别计算特征向量按列拼起来就是我们要求的矩阵 \(P\)。

第 18 题

Example

设函数 \(f(x)\) 在区间 \([a,b]\) 上连续,且在 \((a,b)\) 内有 \(f'(x) > 0\)。证明:在 \((a,b)\) 内存在唯一的 \(\xi\),使曲线 \(y = f(x)\) 与两直线 \(y = f(\xi),\ x = a\) 所围成的平面图形的面积 \(S_1\) 是曲线 \(y = f(x)\) 与两直线 \(y = f(\xi),\ x = b\) 所围成平面图形面积 \(S_2\) 的 \(3\) 倍。

解:首先根据面积关系构造辅助函数,然后分别说明存在性和唯一性即可。存在性通过零点定理即可说明;而唯一性考虑对辅助函数求导,分析单调性即可。

第 19 题

Example

设三次独立重复试验中,事件 \(A\) 出现的概率相等,若已知 \(A\) 至少出现一次的概率为 \(\dfrac{19}{27}\),则事件 \(A\) 在一次试验中出现的概率为 ?

解:二项分布,正难则反。

第 20 题

Example

在区间 \((0,1)\) 中随机地取两个数,则事件“两数之和小于 \(\dfrac{6}{5}\)”的概率为 ?

解:二维几何概型,画图求面积即可。

第 21 题

Example

设随机变量 \(X\) 服从均值为 \(10\),均方差为 \(0.02\) 的正态分布,已知 \(\Phi(x) = \dfrac{1}{\sqrt{2\pi}}\displaystyle\int_{-\infty}^{x}\mathrm{e}^{-\frac{u^2}{2}}\mathrm{d}u,\ \Phi(2.5) = 0.9938\),则 \(X\) 落在区间 \((9.95,10.05)\) 内的概率为 ?

解:注意“均方差”就是“标准差”,化为标准正态分布即可,简单题。

第 22 题

Example

设随机变量 \(X\) 的概率密度函数为 \(f_X(x) = \dfrac{1}{\pi(1+x^2)}\),求随机变量 \(Y = 1-\sqrt[3]{X}\) 的概率密度函数 \(f_Y(y)\).

解:由于题目最后要求的是概率密度函数,所以中间过程保留变限积分即可,最后再求导。千万不要直接把结果求出来再求导。

以上就是对于 1988 年数一真题的全部解答,总体来看难度比较低,适合用来检验自己基础知识掌握的怎么样。计算量比 1987 年数一略大一些。

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