📝 2020年考研数学三

共 23 题
一、选择题 每题 4分
第1题

设 $\displaystyle\lim _{x \rightarrow a} \displaystyle\frac{f(x)-a}{x-a}=b$ ,则 $\displaystyle\lim _{x \rightarrow a} \displaystyle\frac{\sin f(x)-\sin a}{x-a}=$( )。 (A)$b \sin a$ (B)$b \cos a$ (C)$b \sin f(a)$ (D)$b \cos f(a)$

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第2题

函数 $f(x)=\displaystyle\frac{\mathrm{e}^{\displaystyle\frac{1}{x-1}} \ln |1+x|}{\left(\mathrm{e}^{x}-1\right)(x-2)}$ 的第二类间断点的个数为( )。 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

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第3题

设奇函数 $f(x)$ 在 $(-\infty,+\infty)$ 上具有连续导数,则( )。 (A) $\displaystyle\int_{0}^{x}\left[\cos f(t)+f^{\prime}(t)\right] \mathrm{d} t$ 是奇函数 (B) $\displaystyle\int_{0}^{x}\left[\cos f(t)+f^{\prime}(t)\right] \mathrm{d} t$ 是偶函数 (C) $\displaystyle\int_{0}^{x}\left[\cos f^{\prime}(t)+f(t)\right] \mathrm{d} t$ 是奇函数 (D) $\displaystyle\int_{0}^{x}\left[\cos f^{\prime}(t)+f(t)\right] \mathrm{d} t$ 是偶函数

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第4题

设幂级数 $\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} n a_{n}(x-2)^{n}$ 的收敛区间为 $(-2,6)$ ,则 $\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}(x+1)^{2 n}$ 的收敛区间为() (A)$(-2,6)$ (B)$(-3,1)$ (C)$(-5,3)$ (D)$(-17,15)$

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第5题

设4阶矩阵 $\boldsymbol{A}=\left(a_{i j}\right)$ 不可逆,$a_{12}$ 的代数余子式 $A_{12} \neq 0, \boldsymbol{\alpha}_{1}, \boldsymbol{\alpha}_{2}, \boldsymbol{\alpha}_{3}, \boldsymbol{\alpha}_{4}$ 为矩阵 $\boldsymbol{A}$ 的列向量组, $\boldsymbol{A}^{*}$ 为 $\boldsymbol{A}$ 的伴随矩阵,则方程组 $\boldsymbol{A}^{*} \boldsymbol{X}=\mathbf{0}$ 的通解为( )。 (A) $\boldsymbol{X}=k_{1} \boldsymbol{\alpha}_{1}+k_{2} \boldsymbol{\alpha}_{2}+k_{3} \boldsymbol{\alpha}_{3}$ ,其中 $k_{1}, k_{2}, k_{3}$ 为任意常数 (B) $\boldsymbol{X}=k_{1} \boldsymbol{\alpha}_{1}+k_{2} \boldsymbol{\alpha}_{2}+k_{3} \boldsymbol{\alpha}_{4}$ ,其中 $k_{1}, k_{2}, k_{3}$ 为任意常数 (C) $\boldsymbol{X}=k_{1} \boldsymbol{\alpha}_{1}+k_{2} \boldsymbol{\alpha}_{3}+k_{3} \boldsymbol{\alpha}_{4}$ ,其中 $k_{1}, k_{2}, k_{3}$ 为任意常数 (D) $\boldsymbol{X}=k_{1} \boldsymbol{\alpha}_{2}+k_{2} \boldsymbol{\alpha}_{3}+k_{3} \boldsymbol{\alpha}_{4}$ ,其中 $k_{1}, k_{2}, k_{3}$ 为任意常数

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第6题

设 $\boldsymbol{A}$ 为 3 阶矩阵, $\boldsymbol{\alpha}_{1}, \boldsymbol{\alpha}_{2}$ 为 $\boldsymbol{A}$ 的属于特征值 1 的线性无关的特征向量, $\boldsymbol{\alpha}_{3}$ 为 $\boldsymbol{A}$ 的属于特征值 -1 的特征向量,则满足 $\boldsymbol{P}^{-1} \boldsymbol{A P}=\left(\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0 \\ 0 & -1 & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{array}\right)$ 的可逆矩阵 $\boldsymbol{P}$ 为( )。 (A)$\left(\boldsymbol{\alpha}_{1}+\boldsymbol{\alpha}_{3}, \boldsymbol{\alpha}_{2},-\boldsymbol{\alpha}_{3}\right)$ (B)$\left(\boldsymbol{\alpha}_{1}+\boldsymbol{\alpha}_{2}, \boldsymbol{\alpha}_{2},-\boldsymbol{\alpha}_{3}\right)$ (C)$\left(\boldsymbol{\alpha}_{1}+\boldsymbol{\alpha}_{3},-\boldsymbol{\alpha}_{3}, \boldsymbol{\alpha}_{2}\right)$ (D)$\left(\boldsymbol{\alpha}_{1}+\boldsymbol{\alpha}_{2},-\boldsymbol{\alpha}_{3}, \boldsymbol{\alpha}_{2}\right)$

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第7题

设 $A, B, C$ 为三个随机事件,且
$$ P(A)=P(B)=P(C)=\frac{1}{4}, P(A B)=0, P(A C)=P(B C)=\frac{1}{12}, $$
则 $A, B, C$ 中恰有一个事件发生的概率为()。 (A)$\displaystyle\frac{3}{4}$ (B)$\displaystyle\frac{2}{3}$ (C)$\displaystyle\frac{1}{2}$ (D)$\displaystyle\frac{5}{12}$

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第8题

设随机变量 $(X, Y)$ 服从二维正态分布 $N\left(0,0 ; 1,4 ;-\displaystyle\frac{1}{2}\right)$ ,则下列随机变量中服从标准正态分布且与 $X$ 相互独立的是( ). (A)$\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{5}(X+Y)$ (B)$\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{5}(X-Y)$ (C)$\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{3}(X+Y)$ (D)$\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{3}(X-$

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二、填空题 每题 4分
第9题

设 $z=\arctan [x y+\sin (x+y)]$ ,则 $\left.\mathrm{d} z\right|_{(0, \pi)}=$ $\_\_\_\_$ .

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第10题

曲线 $x+y+\mathrm{e}^{2 x y}=0$ 在点 $(0,-1)$ 处的切线方程为 $\_\_\_\_$ .

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第11题

设某厂家生产某产品的产量为 $Q$ ,成本 $C(Q)=100+13 Q$ ,该产品的单价为 $p$ ,需求量 $Q(p)=\displaystyle\frac{800}{p+3}-2$ ,则该厂家获得最大利润时的产量为 $\_\_\_\_$ .

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第12题

设平面区域 $D=\left\{(x, y) \left\lvert\, \displaystyle\frac{x}{2} \leqslant y \leqslant \displaystyle\frac{1}{1+x^{2}}\right., 0 \leqslant x \leqslant 1\right\}$ ,则 $D$ 绕 $y$ 轴旋转所成的旋转体的体积为 $\_\_\_\_$ .

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第13题

行列式 $\left|\begin{array}{cccc}a & 0 & -1 & 1 \\ 0 & a & 1 & -1 \\ -1 & 1 & a & 0 \\ 1 & -1 & 0 & a\end{array}\right|=$ $\_\_\_\_$ .

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第14题

设随机变量 $X$ 的概率分布为 $P\{X=k\}=\displaystyle\frac{1}{2^{k}}(k=1,2,3, \cdots), Y$ 表示 $X$ 被 3 除的余数,则 $E(Y)=$ $\_\_\_\$

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三、解答题
第15题

已知 $a, b$ 为常数,若 $\left(1+\displaystyle\frac{1}{n}\right)^{n}-\mathrm{e}$ 与 $\displaystyle\frac{b}{n^{a}}$ 在 $n \rightarrow \infty$ 时是等价无穷小,求 $a, b$ .

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第16题

(本题满分 10 分) 求函数 $f(x, y)=x^{3}+8 y^{3}-x y$ 的极值.

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第17题

设函数 $y=f(x)$ 满足 $y^{\prime \prime}+2 y^{\prime}+5 y=0$ ,且 $f(0)=1, f^{\prime}(0)=-1$ . (I)求 $f(x)$ 的表达式; (II)设 $a_{n}=\displaystyle\int_{n \pi}^{+\infty} f(x) \mathrm{d} x$ ,求 $\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}$ 。

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第18题

设 $D=\left\{(x, y) \mid x^{2}+y^{2} \leqslant 1, y \geqslant 0\right\}$ ,连续函数 $f(x, y)$ 满足 $f(x, y)=y \sqrt{1-x^{2}}+ x \displaystyle\iint_{D} f(x, y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,求 $\displaystyle\iint_{D} x f(x, y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .

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第19题

设函数 $f(x)$ 在区间 $[0,2]$ 上具有连续导数,$f(0)=f(2)=0, M=\max _{x \in[0,2]}\{|f(x)|\}$ ,证明: ( I )存在 $\xi \in(0,2)$ ,使得 $\left|f^{\prime}(\xi)\right| \geqslant M$ ; (II)若对任意的 $x \in(0,2),\left|f^{\prime}(x)\right| \leqslant M$ ,则 $M=0$ .

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第20题

设二次型 $f\left(x_{1}, x_{2}\right)=x_{1}^{2}-4 x_{1} x_{2}+4 x_{2}^{2}$ 经正交变换 $\binom{x_{1}}{x_{2}}=\boldsymbol{Q}\binom{y_{1}}{y_{2}}$ 化为二次型 $g\left(y_{1}, y_{2}\right)=a y_{1}^{2}+4 y_{1} y_{2}+b y_{2}^{2}$ ,其中 $a \geqslant b$ . (I)求 $a, b$ 的值; (II)求正交矩阵 $Q$ .

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第21题

设 $\boldsymbol{A}$ 为 2 阶矩阵, $\boldsymbol{P}=(\boldsymbol{\alpha}, \boldsymbol{A} \boldsymbol{\alpha})$ ,其中 $\boldsymbol{\alpha}$ 是非零向量且不是 $\boldsymbol{A}$ 的特征向量. (I)证明: $\boldsymbol{P}$ 为可逆矩阵; (II)若 $\boldsymbol{A}^{2} \boldsymbol{\alpha}+\boldsymbol{A} \boldsymbol{\alpha}-6 \boldsymbol{\alpha}=\mathbf{0}$ ,求 $\boldsymbol{P}^{-1} \boldsymbol{A} \boldsymbol{P}$ ,并判断 $\boldsymbol{A}$ 是否相似于对角矩阵.

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第22题

设二维随机变量 $(X, Y)$ 在区域 $D=\left\{(x, y) \mid 0\lt y\lt\sqrt{1-x^{2}}\right\}$ 上服从均匀分布,令 $$ Z_{1}=\left\{\begin{array}{ll} 1, & X-Y\gt 0, \\ 0, & X-Y \leqslant 0, \end{array} \quad Z_{2}= \begin{cases}1, & X+Y\gt 0 \\ 0, & X+Y \leqslant 0\end{cases}\right. $$
(I)求二维随机变量 $\left(Z_{1}, Z_{2}\right)$ 的概率分布; (II)求 $Z_{1}$ 与 $Z_{2}$ 的相关系数。

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第23题

设某元件的使用寿命 $T$ 的分布函数为 $$ F(t)= \begin{cases}1-\mathrm{e}^{-\left(\frac{t}{\theta}\right)^{m}}, & t \geqslant 0, \\ 0, & \text { 其他, }\end{cases} $$
其中 $\theta, m$ 为参数且大于零。 (I)求概率 $P\{T\gt t\}$ 与 $P\{T\gt s+t \mid T\gt s\}$ ,其中 $s\gt 0, t\gt 0$ ; (II)任取 $n$ 个这种元件做寿命试验,测得它们的寿命分别为 $t_{1}, t_{2}, \cdots, t_{n}$ ,若 $m$ 已知,求 $\theta$的最大似然估计值 $\hat{\theta}$ .

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