一、选择题(下列每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的.)1. 设α
1,α
2,α
3,β
1,β
2都是四维列向量,且|A|=|α
1,α
2,α
3,β
1|=m,|B|=|α
1,α
2,β
2,α
3|=n,则|α
3,α
2,α
1,β
1+β
2|为______.
A B C D
D
[解析] |α3,α2,α1,β1+β2|=|α3,α2,α1,β1|+|α3,α2,α1,β2|
=-|α1,α2,α3,β1|-|α1,α2,α3,β2|
=-|α1,α2,α3,β1|+|α1,α2,β2,α3|=n-m,选D.
2. 设X
1,X
2,…,X
n是来自总体X~N(0,1)的简单随机样本,则统计量

服从______
- A.Y~χ2(n-1)
- B.Y~t(n-1)
- C.Y~F(n,1)
- D.Y~F(1,n-1)
A B C D
B
[解析] 由总体X~N(0,1)知X
1~N(0,1),

且它们相互独立,所以

因此本题选B.
3. 若f(x)在(a,b)内单调有界,则f(x)在(a,b)内间断点的类型只能是______
- A.第一类间断点
- B.第二类间断点
- C.既有第一类间断点也有第二类间断点
- D.结论不确定
A B C D
A
[解析] 不妨设f(x)单调增加,且|f(x)|≤M,对任一点x
0∈(a,b),当

时,f(x)随着x增加而增加且有上界,故

存在;当

时,f(x)随着x减小而减小且有下界,故

存在,故x
0只能是第一类间断点.
5. 已知X
1,X
2,…X
n(n≥2)为来自总体N(μ,σ
2)(σ>0)的简单随机样本,

则______
A.

B.

C.

D.

A B C D
B
[解析] 解这道题,首先知道t分布的定义.
假设X服从标准正态分布N(0,1),Y服从χ
2(n)分布,则

的分布称为自由度为n的t分布,记为Z~t(n).
由于X~(μ,σ
2),则

因此

又知

则有

提示:本题中所涉及的知识点为常考点,要牢记这些常用结论.
6. 设X~P(λ),其中λ>0是未知参数,x
1,x
2,…,x
n是总体X的一组样本值,则P{X=0}的最大似然估计值为______
A.

B.

C.

D.

A B C D
D
[解析] 设X~P(λ),则

,x=0,1,2,…,从而P{X=0}=e
-λ.
先求λ的最大似然估计值的一般形式.对于样本值x
1,x
2,…,x
n,似然函数为

取自然对数

令

,解之得λ的最大似然估计值

由于函数u=e
-λ具有单值反函数λ=-lnu,由最大似然估计的不变性知P{X=0}=e
-λ的最大似然估计值为

7. 设随机变量X,Y和Z相互独立且服从同一伯努利分布B(1,p),则U=X+Y与Z______
- A.不独立且相关.
- B.不独立且不相关.
- C.独立且不相关.
- D.独立且相关.
A B C D
C
[解析] Cov(U,Z)=Cov(X+Y,Z)=Cov(X,Z)+Cov(Y,Z)=0,
故U与Z不相关.
为了讨论独立性,先求出U=X+Y的分布列.已知X和Y的分布列为
则U=X+Y=k(k=0,1,2),
P{U=0}=P{X=0,Y=0}=P{X=0}P{Y=0}=(1-p)
2,
P{U=2}=P{X=1,Y=1}=P{X=1}P{Y=1}=p
2,
P{U=1}=1-P{U=0}-P{U=2}=1-(1-p)
2-p
2=2p-2p
2,
即U=X+Y的分布列为
U
|
0
|
1
|
2
|
P
|
(1-p)2
|
2p-2p2
|
p2
|
所以
P{U=0,Z=0}=P{X=0,Y=0,Z=0}=P{X=0}P{Y=0}P{Z=0}
=(1-p)
3=P{U=0}P{Z=0},
P{U=0,Z=1}=P{X=0,Y=0,Z=1}=P{X=0)P{Y=0}P{Z=1}
=p(1-p)
2=P{U=0}P{Z=1}.
同理,可证得
P{U=1,Z=0}=2p(1-p)
2=P{U=1}P{Z=0},
P{U=1,Z=1}=2p
2(1-p)=P{U=1}P{Z=1},
P{U=2,Z=0}=p
2(1-p)=P{U=2}P{Z=0},
P{U=2,Z=1}=p
3=P{U=2}P{Z=1}.
故U=X+Y与Z相互独立.选C.
二、填空题1. 设A相似于

,则r[(2E-A)*]=______.
1
[解析] A~B,则2E-A~2E-B,

2. 设f(x)在(-∞,+∞)上可导,且其反函数存在,记为g(x).若

则当-∞<x<+∞时f(x)=______.
[解析] 未知函数含于积分之中的方程称为积分方程.现在此积分的上限为变量,求此方程的解的办法是将方程两边对x求导数化成微分方程解之.注意,积分方程的初值条件蕴含于所给式子之中,读者应自行设法挖掘之.
将所给方程两边对x求导,有
g[f(x)]f'(x)+f(x)=xe
x.因g[f(x)]≡x,所以上式成为
xf'(x)+f(x)=xe
x.
以x=0代入上式,由于f'(0)存在,所以由上式得f(0)=0.当x≠0时,上式成为

解得

由于f(x)在x=0处可导,所以连续.令x→0,得

所以

从而知C=1.于是得

3. 已知

,则y
(8)(1)=______.
4.

[解析]

5. 已知α=[a,1,1]
T是矩阵

的逆矩阵的特征向量,那么a=______.
-1
[解析] α是矩阵A
-1属于特征值λ
0,的特征向量,由定义A
-1α=λ
0α,于是α=λ
0Aα,即

即

解得

6. 幂级数

在收敛区间(-a,a)内的和函数S(x)为______.
三、解答题(共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)设a1=2,
1. 证

存在,并求此极限;
[解]

又

∴{a
n}↓,且以1为下界.
∴

存在,

2. 证明级数

收敛.
[解] 由第一小题得

,而对级数

∴

收敛,由正项级数的比较审敛法,级数

收敛.
3. 设齐次线性方程组

的基础解系为ξ,令
α
1=(a
11,a
12,…,a
1n)
T,α
2=(a
21,a
22,…,a
2n)
T,…,α
n-1=(a
n-1,1,a
n-1,2,…,a
n-1,n)
T.
证明α
1,α
2,…,α
n-1,ξ线性无关.
证:由于齐次线性方程组的基础解系中只含有一个向量,可知其系数矩阵的秩为n-1.α
1,α
2,…,α
n-1是该方程组系数矩阵的行向量的转置,可知α
1,α
2,…,α
n-1的秩也为n-1,故α
1,α
2,…,α
n-1线性无关.
令ξ=(b
1,b
2,…,b
n)
T,由于ξ是齐次线性方程组的解,由此可知

这些等式也可写为ξ
Tα
i=0(i=1,…,n-1),也即ξ和α
1,α
2,…,α
n-1均正交.
下面再证明α
1,α
2,…,α
n-1,ξ线性无关.
假设k
1α
1+k
2α
2+…+k
n-1α
n-1+k
nξ=0,等式两边同时左乘ξ
T可得k
nξ
Tξ=0,根据向量内积的性质,由ξ不为零向量可知ξ
Tξ>0,故k
n=0.
将k
n=0代回k
1α
1+k
2α
2+…+k
n-1α
n-1+k
nξ=0,可得k
1α
1+k
2α
2+…+k
n-1α
n-1=0,由α
1,α
2,…,α
n-1线性无关可知k
1=k
2=…=k
n-1=0.因此α
1,α
2,…,α
n-1,ξ线性无关.
[考点] 线性相关性的证明.
[解析] 根据齐次线性方程组解的结构证明.
本题是线性相关性和齐次线性方程组的综合题,请大家注意的是近年来的命题越来越注重综合性!同时通过本题,大家要掌握如下结论:列向量ξ是Ax=0的解的充分必要条件是考与A的行向量的转置均正交.
4. 设抛物线y=ax
2+bx+c过原点,当0≤x≤1时,y≥0.又已知该抛物线与x轴及直线x=1所围的面积为

,试确定常数a,b,c,使此图形绕x轴旋转一周而成的旋转体的体积V最小.
解:因为抛物线过原点,所以c=0,又由题设可知

则旋转体体积为

令

则

解得

此时

因为

所以当

时体积V最小.
5. 计算

,其中D={(x,y)|0≤x≤2,0≤y≤2}.
解:如图所示,记D
1={(x,y)|xy≥1},D
2={(x,y)|xy≤1},则

其中
[考点] 二重积分的计算.
[解析] 本题可先分割积分区域,再利用直角坐标来计算两个不同区域上的二重积分.
本题的关键在于要能够分割积分区域.
6. 设f(x)在[0,1]上可导,f'(x)>0,0≤t≤1,记S
1(t)为y=f(x),y=f(t),x=0所围区域的面积,S
2(t)为y=f(x),y=f(t),x=1所围区域的面积,证明:存在唯一的ξ∈(0,1),使得
S
1(ξ)=kS
2(ξ),k>0.
证:依题设,如图所示,有

令

其中k>0,则由f'(x)>0知,f(x)在[0,1]上单调增加,故

由零点定理知,存在一点ξ∈(0,1),使得F(ξ)=0,即S
1(ξ)=kS
2(ξ),k>0.
下面证明ξ是唯一的.因为
F'(t)=f(t)+tf'(t)-f(t)+k(1-t)f'(t)
=tf'(t)+k(1-t)f'(t)>0,
故F(t)严格单调增加,从而ξ是唯一的.
[考点] 用定积分求面积及函数零点的个数.
[解析] 根据定积分的几何意义确定函数,通过单调性确定零点的个数.
7. 设随机变量x,y相互独立,其密度函数分别为

求随机变量Z=X+Y的密度函数.
解:由卷积公式知

由于被积函数仅在0≤x≤1,x≤z时不为零,故
当z<0时,f
z(z)=0;
当0≤z<1时,

当z≥1时,

,从而有
