2026年全国硕士研究生入学考试数学一真题

一、选择题

一、选择题:1~10 小题,每小题 5 分,共 50 分。

1.隐函数偏导数

z=z(x,y)z=z(x,y)xaz=ey+azx-az=e^{y+az} 确定,其中 a0a\ne0。求 zxz_xzyz_y 的线性组合。

参考答案(2 个标签)
隐函数求导偏导数

答案:A,即 zxzy=1az_x-z_y=\dfrac1a

分别对 x,yx,y 求导,得

zx=1a(1+ey+az),zy=ey+aza(1+ey+az).z_x=\frac{1}{a(1+e^{y+az})},\qquad z_y=-\frac{e^{y+az}}{a(1+e^{y+az})}.

两式相减后指数项消去。

2.幂级数收敛域

判断

n=1(3+(1)n4)nx2n\sum_{n=1}^{\infty}\left(\frac{3+(-1)^n}{4}\right)^n x^{2n}

的收敛域。

参考答案(2 个标签)
幂级数收敛域

答案:D,(1,1)(-1,1)

u=x2u=x^2。偶数项的系数根值为 11,所以关于 uu 的收敛半径为 11x<1|x|<1 时收敛,而 x=±1x=\pm1 时偶数项不趋于零。

3.凹函数与割线斜率

判断函数在 [1,1][-1,1] 上凹时,固定右端点 11 的割线斜率

f(x)f(1)x1\frac{f(x)-f(1)}{x-1}

的单调性及其逆命题。

参考答案(2 个标签)
凹函数割线斜率

答案:C。

凹函数的割线斜率随左端点 xx 增大而增大;仅知道一组固定右端点的割线斜率单调,不能反推出函数整体凹性。

4.球面与锥面围成的三重积分

区域由 z=4x2y2z=\sqrt{4-x^2-y^2}z=x2+y2z=\sqrt{x^2+y^2} 围成,判断将 Ωf(x2+y2+z2)dV\iiint_\Omega f(x^2+y^2+z^2)\,dV 化为球坐标积分的正确形式。

参考答案(2 个标签)
三重积分球坐标

答案:C。

球面给出 ρ=2\rho=2,锥面给出 φ=π/4\varphi=\pi/4;区域对应 0ρ20\le\rho\le20φπ/40\le\varphi\le\pi/40θ2π0\le\theta\le2\pi,体积元为 ρ2sinφdρdφdθ\rho^2\sin\varphi\,d\rho\,d\varphi\,d\theta

5.置换矩阵

AA 是由单位矩阵交换两行若干次得到的置换矩阵,判断其伴随矩阵与逆矩阵的性质。

参考答案(2 个标签)
置换矩阵逆矩阵

答案:B,A1A^{-1} 仍为置换矩阵。

置换矩阵的逆矩阵等于其转置,仍然是置换矩阵;伴随矩阵还会受到行列式符号影响,不能无条件判为置换矩阵。

6.列空间包含关系

三阶矩阵 AA 的列向量组可由矩阵 BB 的列向量组线性表示,判断方程组 Ax=βAx=\betaBx=βBx=\beta 的可解性关系。

参考答案(2 个标签)
矩阵线性方程组

答案:A。

条件等价于 Col(A)Col(B)\operatorname{Col}(A)\subseteq\operatorname{Col}(B)。若 Ax=βAx=\beta 有解,则 βCol(A)\beta\in\operatorname{Col}(A),从而 βCol(B)\beta\in\operatorname{Col}(B),所以 Bx=βBx=\beta 有解。

7.二次型表示柱面

设二次型的对角系数均为 aa、交叉项系数均为 44,若方程 f(x1,x2,x3)=1f(x_1,x_2,x_3)=-1 表示柱面,判断 aa 及正交标准形。

参考答案(2 个标签)
二次型正交变换

答案:B,a=4a=-4,正交标准形为 6y126y22-6y_1^2-6y_2^2

二次型矩阵的特征值为 a+4,a2,a2a+4,a-2,a-2。柱面要求有一个零特征值,取 a=4a=-4 时特征值为 0,6,60,-6,-6,方程化为 y12+y22=1/6y_1^2+y_2^2=1/6

8.均方误差函数

XN(1,2)X\sim N(1,2)f(t)=E[(X+t)2]f(t)=E[(X+t)^2],求 f(t)f(t) 的最小值点和最小值。

参考答案(2 个标签)
正态分布数学期望

答案:C,最小值点为 t=1t=-1,最小值为 22

f(t)=Var(X)+(EX+t)2=2+(1+t)2f(t)=\operatorname{Var}(X)+(EX+t)^2=2+(1+t)^2

9.分布函数变换

已知 XX 的分布函数为 F(x)F(x)、均值为 μ\mu、方差为 σ2\sigma^2YY 的分布函数为 F(ay+b)F(ay+b),且 EY=0,DY=1EY=0,DY=1,求 a,ba,b

参考答案(2 个标签)
分布函数随机变量变换

答案:A,a=σ,b=μa=\sigma,b=\mu

由分布函数关系可知 X=aY+bX=aY+b。于是 μ=b\mu=bσ2=a2\sigma^2=a^2;按题目选项取 a>0a>0,得到 a=σa=\sigmab=μb=\mu

10.离散分布的条件概率

P(X=k)=2(k+1)+3kP(X=k)=2^{-(k+1)}+3^{-k}k=1,2,k=1,2,\ldots,比较 P(X>m+nX>m)P(X>m+n\mid X>m)P(X>n)P(X>n)

参考答案(2 个标签)
离散型随机变量条件概率

答案:D。

尾概率为

P(X>k)=2(k+1)+123k.P(X>k)=2^{-(k+1)}+\frac{1}{2\cdot3^k}.

条件概率是 2n2^{-n}3n3^{-n} 的加权平均,权重偏向较大的 2n2^{-n},因此大于对应的等权平均 P(X>n)P(X>n)

二、填空题

二、填空题:11~16 小题,每小题 5 分,共 30 分。

11.设 v1=(0,x,z)\boldsymbol v_1=(0,x,z)v2=(y,0,1)\boldsymbol v_2=(y,0,1)F=v1×v2\boldsymbol F=\boldsymbol v_1\times\boldsymbol v_2,则

divF=.\operatorname{div}\boldsymbol F=\underline{\hspace{2em}}.
参考答案(2 个标签)
向量代数散度

答案1+z1+z

解析:先求 F=(x,yz,xy)\boldsymbol F=(x,yz,-xy),再计算 divF=xx+(yz)y+(xy)z=1+z\operatorname{div}\boldsymbol F=\dfrac{\partial x}{\partial x}+\dfrac{\partial(yz)}{\partial y}+\dfrac{\partial(-xy)}{\partial z}=1+z

12.

limx0[1xln(1+x)xsinx]=.\lim_{x\to0}\left[\frac1x-\frac{\ln(1+x)}{x\sin x}\right]=\underline{\hspace{2em}}.
参考答案(2 个标签)
极限等价无穷小

答案12\dfrac12

解析:由 ln(1+x)=xx22+O(x3)\ln(1+x)=x-\dfrac{x^2}{2}+O(x^3)sinx=x+O(x3)\sin x=x+O(x^3),得 ln(1+x)xsinx=1x12+O(x)\dfrac{\ln(1+x)}{x\sin x}=\dfrac1x-\dfrac12+O(x),所以原极限为 12\dfrac12

13.由 x=2sin2tx=2\sin^2ty=t+costy=t+\cos t 确定的曲线,在 t=π/4t=\pi/4 处有

d2ydx2t=π/4=.\left.\frac{d^2y}{dx^2}\right|_{t=\pi/4}=\underline{\hspace{2em}}.
参考答案(2 个标签)
参数方程二阶导数

答案28-\dfrac{\sqrt2}{8}

解析:使用参数方程二阶导数公式 d2ydx2=xyyx(x)3\dfrac{d^2y}{dx^2}=\dfrac{x'y''-y'x''}{(x')^3},代入 t=π/4t=\pi/4 即得 28-\dfrac{\sqrt2}{8}

14.

1+ln(1+x)x2dx=.\int_1^{+\infty}\frac{\ln(1+x)}{x^2}\,dx=\underline{\hspace{2em}}.
参考答案(2 个标签)
反常积分分部积分

答案2ln22\ln2

解析:分部积分,取 u=ln(1+x)u=\ln(1+x)dv=x2dxdv=x^{-2}dx,则 1+ln(1+x)x2dx=ln2+1+dxx(1+x)=2ln2\int_1^{+\infty}\dfrac{\ln(1+x)}{x^2}dx=\ln2+\int_1^{+\infty}\dfrac{dx}{x(1+x)}=2\ln2

15.对题设矩阵 A,BA,B,令 m(X)m(X) 表示 XX 的实特征值最大值;由 m(A)<m(B)m(A)<m(B)

a.a\in\underline{\hspace{3em}}.
参考答案(2 个标签)
矩阵特征值

答案(,0)(-\infty,0)

解析:分别求出题设矩阵 AABB 的实特征值最大值,比较 m(A)m(A)m(B)m(B) 后可得参数必须满足 a<0a<0

16.若 XP(1)X\sim P(1)YP(3)Y\sim P(3),且 XXXYX-Y 独立,则

E(XY)=.E(XY)=\underline{\hspace{2em}}.
参考答案(3 个标签)
泊松分布协方差独立性

答案44

解析:由 XXXYX-Y 独立,得 Cov(X,XY)=0\operatorname{Cov}(X,X-Y)=0,所以 Cov(X,Y)=Var(X)=1\operatorname{Cov}(X,Y)=\operatorname{Var}(X)=1。因此 E(XY)=E(X)E(Y)+Cov(X,Y)=13+1=4E(XY)=E(X)E(Y)+\operatorname{Cov}(X,Y)=1\cdot3+1=4

三、解答题

三、解答题:17~22 小题,共 70 分。

17.二元函数极值

f(x,y)=(2x2y2)exf(x,y)=(2x^2-y^2)e^x 的极值。

参考答案(2 个标签)
二元函数极值二阶导数判别法

fx=ex(2x2+4xy2)f_x=e^x(2x^2+4x-y^2)fy=2yexf_y=-2ye^x 得驻点 (0,0)(0,0)(2,0)(-2,0)(0,0)(0,0) 处 Hessian 判别式小于零,不是极值点;(2,0)(-2,0) 处判别式大于零且 fxx<0f_{xx}<0,故为极大值点,极大值为 f(2,0)=8e2f(-2,0)=8e^{-2}

18.全微分条件与微分方程

ff(0,+)(0,+\infty) 上三阶连续可导,且

dF=f(xy)x2ydx+f(xy)xy2dydF=\frac{f(xy)}{x^2y}\,dx+\frac{f''(xy)}{xy^2}\,dy

为全微分,证明 f(u)/uf(u)/u=Cf''(u)/u-f(u)/u=C;再由 f(1)=1,f(1)=1,f(1)=0f(1)=1,f'(1)=-1,f''(1)=0ff

参考答案(2 个标签)
全微分常微分方程

u=xyu=xy,全微分条件给出

f(u)uf(u)u2f(u)u+f(u)u2=0.\frac{f'''(u)}u-\frac{f''(u)}{u^2}-\frac{f'(u)}u+\frac{f(u)}{u^2}=0.

因此 ddu(f(u)uf(u)u)=0\dfrac{d}{du}\left(\dfrac{f''(u)}u-\dfrac{f(u)}u\right)=0,即 f(u)/uf(u)/u=Cf''(u)/u-f(u)/u=C。代入初值可得 C=1C=-1,即 f(u)f(u)=uf''(u)-f(u)=-u,解得

f(u)=eu1+e1u+u.f(u)=-e^{u-1}+e^{1-u}+u.

19.椭圆弧上的曲线积分

沿逆时针方向取椭圆 x2+3y2=1x^2+3y^2=1A=(1/2,1/2)A=(-1/2,-1/2)B=(1/2,1/2)B=(1/2,1/2) 的弧段,计算题设曲线积分。

参考答案(2 个标签)
曲线积分格林公式

用直线 y=xy=x 上从 BBAA 的线段补成闭曲线,对闭区域应用格林公式。椭圆面积为 π/3\pi/\sqrt3,闭曲线部分积分为 π/3\pi/3,补上线段积分为 1/41/4,故原积分为

I=π314.I=\frac\pi3-\frac14.

20.积分与罗尔定理

设可导函数 ff 严格递增,且 11f(x)dx=0\int_{-1}^1f(x)\,dx=0,令 a=01f(x)dxa=\int_0^1f(x)\,dx。证明 a>0a>0;再对题设函数 FF 证明存在 ξ(1,1)\xi\in(-1,1) 使 F(ξ)=0F''(\xi)=0

参考答案(2 个标签)
积分不等式罗尔定理

严格递增意味着 10f(x)dx<01f(x)dx\int_{-1}^0f(x)\,dx<\int_0^1f(x)\,dx,结合总积分为零得 a>0a>0。由题设构造的 FF 满足 F(1)=F(1)=0F(-1)=F(1)=0,且 F(0)=0F'(0)=0;两次应用罗尔定理,即可得到某个 ξ(1,1)\xi\in(-1,1) 使 F(ξ)=0F''(\xi)=0

21.向量组与矩阵幂

给定四个四维向量,令 AA 以它们为列、GG 以前两个向量为列。证明前两个向量是极大无关组,求 HH 使 A=GHA=GH,并计算 A10A^{10}

参考答案(3 个标签)
向量组矩阵方程矩阵幂

对四个向量作初等行变换可得秩为 22,且前两列线性无关,所以它们构成极大无关组。解 GH=AGH=A

H=(10110111),A10=(189901111910101788).H=\begin{pmatrix}1&0&1&1\\0&1&-1&-1\end{pmatrix},\qquad A^{10}=\begin{pmatrix}1&8&9&9\\0&1&1&1\\-1&9&10&10\\-1&7&8&8\end{pmatrix}.

22.指数分布的次序统计量与最大似然估计

nn 个元件寿命独立且服从均值为 θ\theta 的指数分布,试验在出现第 kk 个失效时停止。求 k=1k=1 时首个失效时间的密度、无偏估计及方差;再求一般 kk 个失效时间观测下 θ\theta 的最大似然估计。

参考答案(3 个标签)
指数分布次序统计量最大似然估计

k=1k=1 时,首个失效时间 TT 服从参数为 n/θn/\theta 的指数分布:

fT(t)=nθent/θ,t>0.f_T(t)=\frac n\theta e^{-nt/\theta},\quad t>0.

因此 θ^=nT\widehat\theta=nT 是无偏估计,且 D(θ^)=θ2D(\widehat\theta)=\theta^2。一般 kk 个失效时间为 t1tkt_1\le\cdots\le t_k 时,最大似然估计为

θ^=i=1kti+(nk)tkk.\widehat\theta=\frac{\displaystyle\sum_{i=1}^k t_i+(n-k)t_k}{k}.

更多课程

推荐课程