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
设 z=z(x,y) 由 x−az=ey+az 确定,其中 a=0。求 zx 与 zy 的线性组合。
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隐函数求导偏导数
答案:A,即 zx−zy=a1。
分别对 x,y 求导,得
zx=a(1+ey+az)1,zy=−a(1+ey+az)ey+az.两式相减后指数项消去。
2.幂级数收敛域
判断
n=1∑∞(43+(−1)n)nx2n
的收敛域。
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幂级数收敛域
答案:D,(−1,1)。
令 u=x2。偶数项的系数根值为 1,所以关于 u 的收敛半径为 1;∣x∣<1 时收敛,而 x=±1 时偶数项不趋于零。
3.凹函数与割线斜率
判断函数在 [−1,1] 上凹时,固定右端点 1 的割线斜率
x−1f(x)−f(1)
的单调性及其逆命题。
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凹函数割线斜率
答案:C。
凹函数的割线斜率随左端点 x 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=4−x2−y2 与 z=x2+y2 围成,判断将 ∭Ωf(x2+y2+z2)dV 化为球坐标积分的正确形式。
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三重积分球坐标
答案:C。
球面给出 ρ=2,锥面给出 φ=π/4;区域对应 0≤ρ≤2、0≤φ≤π/4、0≤θ≤2π,体积元为 ρ2sinφdρdφdθ。
5.置换矩阵
设 A 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。
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置换矩阵逆矩阵
答案:B,A−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 A 的列向量组可由矩阵 B 的列向量组线性表示,判断方程组 Ax=β 与 Bx=β 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)。若 Ax=β 有解,则 β∈Col(A),从而 β∈Col(B),所以 Bx=β 有解。
7.二次型表示柱面
设二次型的对角系数均为 a、交叉项系数均为 4,若方程 f(x1,x2,x3)=−1 表示柱面,判断 a 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=−4,正交标准形为 −6y12−6y22。
二次型矩阵的特征值为 a+4,a−2,a−2。柱面要求有一个零特征值,取 a=−4 时特征值为 0,−6,−6,方程化为 y12+y22=1/6。
8.均方误差函数
设 X∼N(1,2),f(t)=E[(X+t)2],求 f(t) 的最小值点和最小值。
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正态分布数学期望
答案:C,最小值点为 t=−1,最小值为 2。
f(t)=Var(X)+(EX+t)2=2+(1+t)2。
9.分布函数变换
已知 X 的分布函数为 F(x)、均值为 μ、方差为 σ2,Y 的分布函数为 F(ay+b),且 EY=0,DY=1,求 a,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=μ。
由分布函数关系可知 X=aY+b。于是 μ=b、σ2=a2;按题目选项取 a>0,得到 a=σ、b=μ。
10.离散分布的条件概率
设 P(X=k)=2−(k+1)+3−k,k=1,2,…,比较 P(X>m+n∣X>m) 与 P(X>n)。
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离散型随机变量条件概率
答案:D。
尾概率为
P(X>k)=2−(k+1)+2⋅3k1.条件概率是 2−n 与 3−n 的加权平均,权重偏向较大的 2−n,因此大于对应的等权平均 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)、v2=(y,0,1),F=v1×v2,则
divF=.
参考答案(2 个标签)
向量代数散度
答案:1+z。
解析:先求 F=(x,yz,−xy),再计算
divF=∂x∂x+∂y∂(yz)+∂z∂(−xy)=1+z。
12.
x→0lim[x1−xsinxln(1+x)]=.
参考答案(2 个标签)
极限等价无穷小
答案:21。
解析:由 ln(1+x)=x−2x2+O(x3)、sinx=x+O(x3),得
xsinxln(1+x)=x1−21+O(x),所以原极限为 21。
13.由 x=2sin2t、y=t+cost 确定的曲线,在 t=π/4 处有
dx2d2yt=π/4=.
参考答案(2 个标签)
参数方程二阶导数
答案:−82。
解析:使用参数方程二阶导数公式
dx2d2y=(x′)3x′y′′−y′x′′,代入 t=π/4 即得 −82。
14.
∫1+∞x2ln(1+x)dx=.
参考答案(2 个标签)
反常积分分部积分
答案:2ln2。
解析:分部积分,取 u=ln(1+x)、dv=x−2dx,则
∫1+∞x2ln(1+x)dx=ln2+∫1+∞x(1+x)dx=2ln2。
15.对题设矩阵 A,B,令 m(X) 表示 X 的实特征值最大值;由 m(A)<m(B) 得
a∈.
参考答案(2 个标签)
矩阵特征值
答案:(−∞,0)。
解析:分别求出题设矩阵 A、B 的实特征值最大值,比较 m(A) 与 m(B) 后可得参数必须满足 a<0。
16.若 X∼P(1)、Y∼P(3),且 X 与 X−Y 独立,则
E(XY)=.
参考答案(3 个标签)
泊松分布协方差独立性
答案:4。
解析:由 X 与 X−Y 独立,得 Cov(X,X−Y)=0,所以 Cov(X,Y)=Var(X)=1。因此
E(XY)=E(X)E(Y)+Cov(X,Y)=1⋅3+1=4。
三、解答题
三、解答题:17~22 小题,共 70 分。
17.二元函数极值
求 f(x,y)=(2x2−y2)ex 的极值。
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二元函数极值二阶导数判别法
由 fx=ex(2x2+4x−y2)、fy=−2yex 得驻点 (0,0)、(−2,0)。(0,0) 处 Hessian 判别式小于零,不是极值点;(−2,0) 处判别式大于零且 fxx<0,故为极大值点,极大值为 f(−2,0)=8e−2。
18.全微分条件与微分方程
若 f 在 (0,+∞) 上三阶连续可导,且
dF=x2yf(xy)dx+xy2f′′(xy)dy
为全微分,证明 f′′(u)/u−f(u)/u=C;再由 f(1)=1,f′(1)=−1,f′′(1)=0 求 f。
参考答案(2 个标签)
全微分常微分方程
令 u=xy,全微分条件给出
uf′′′(u)−u2f′′(u)−uf′(u)+u2f(u)=0.因此 dud(uf′′(u)−uf(u))=0,即 f′′(u)/u−f(u)/u=C。代入初值可得 C=−1,即 f′′(u)−f(u)=−u,解得
f(u)=−eu−1+e1−u+u.
19.椭圆弧上的曲线积分
沿逆时针方向取椭圆 x2+3y2=1 从 A=(−1/2,−1/2) 到 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=x 上从 B 到 A 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,闭曲线部分积分为 π/3,补上线段积分为 1/4,故原积分为
I=3π−41.
20.积分与罗尔定理
设可导函数 f 严格递增,且 ∫−11f(x)dx=0,令 a=∫01f(x)dx。证明 a>0;再对题设函数 F 证明存在 ξ∈(−1,1) 使 F′′(ξ)=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,结合总积分为零得 a>0。由题设构造的 F 满足 F(−1)=F(1)=0,且 F′(0)=0;两次应用罗尔定理,即可得到某个 ξ∈(−1,1) 使 F′′(ξ)=0。
21.向量组与矩阵幂
给定四个四维向量,令 A 以它们为列、G 以前两个向量为列。证明前两个向量是极大无关组,求 H 使 A=GH,并计算 A10。
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 2,且前两列线性无关,所以它们构成极大无关组。解 GH=A 得
H=(10011−11−1),A10=10−1−181979110891108.
22.指数分布的次序统计量与最大似然估计
设 n 个元件寿命独立且服从均值为 θ 的指数分布,试验在出现第 k 个失效时停止。求 k=1 时首个失效时间的密度、无偏估计及方差;再求一般 k 个失效时间观测下 θ 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
当 k=1 时,首个失效时间 T 服从参数为 n/θ 的指数分布:
fT(t)=θne−nt/θ,t>0.因此 θ=nT 是无偏估计,且 D(θ)=θ2。一般 k 个失效时间为 t1≤⋯≤tk 时,最大似然估计为
θ=ki=1∑kti+(n−k)tk.