2023年全国硕士研究生招生考试试题与答案(数学一)

数学

本试卷总分150分,考试时间120分钟。
注意事项:
1. 答卷前, 考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2. 回答选择题时, 选出每小题答案后, 用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在本试卷上无效。

3. 考试结束后, 将本试卷和答题卡一并交回。

4.本试卷由kmath.cn自动生成。

学校:_______________ 姓名:_____________ 班级:_______________ 学号:_______________


单选题 (共 10 题 ),每题只有一个选项正确
曲线 $y=x \ln \left(e+\frac{1}{x-1}\right)$ 的渐近线方程为
$\text{A.}$ $y=x+e$ $\text{B.}$ $y=x+\frac{1}{e}$ $\text{C.}$ $y=x$ $\text{D.}$ $y=x-\frac{1}{e}$

若微分方程 $y''+a y'+b y=0$ 的解在 $(-\infty,+\infty)$ 上有界, 则
$\text{A.}$ $a < 0, b>0$ $\text{B.}$ $a>0, b>0$ $\text{C.}$ $a=0, b>0$ $\text{D.}$ $a=0, b < 0$

设函数$y=f(x)$ 由 $\left\{\begin{array}{l}x=2 t+|t| \\ y=|t| \sin t\end{array}\right.$ 确定, 则
$\text{A.}$ $f(x)$ 连续, 但 $f^{\prime}(0)$ 不存在 $\text{B.}$ $f^{\prime}(0)$ 存在, 但 $f^{\prime}(x)$ 不连续 $\text{C.}$ $f^{\prime}(x)$ 连续, 但 $f^{\prime \prime}(0)$ 不存在 $\text{D.}$ $f^{\prime \prime}(0)$ 存在, 但 $f^{\prime \prime}(x)$ 不连续

已知 $a_n < b_n(n=1,2, \cdots)$, 若级数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 与 $\sum_{n=1}^{\infty} b_n$ 均收敛, 则 “ $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 绝对收敛”是 “ $\sum_{n=1}^{\infty} b_n$ 绝对收敛的”
$\text{A.}$ 充分必要条件 $\text{B.}$ 充分不必要条件 $\text{C.}$ 必要不充分条件 $\text{D.}$ 既不充分也不必要条件

已知 $n$ 阶矩阵 $A, B, C$ 满足 $A B C=0, E$ 为 $n$ 阶单位矩阵, 记矩阵 $\left(\begin{array}{cc}0 & A \\ B C & E\end{array}\right)$, $\left(\begin{array}{cc}A B & C \\ 0 & E\end{array}\right),\left(\begin{array}{cc}E & A B \\ A B & 0\end{array}\right)$ 的秩分别为 $\gamma_1, \gamma_2, \gamma_3$, 则
$\text{A.}$ $\gamma_1 \leq \gamma_2 \leq \gamma_3$ $\text{B.}$ $\gamma_1 \leq \gamma_3 \leq \gamma_2$ $\text{C.}$ $\gamma_3 \leq \gamma_1 \leq \gamma_2$ $\text{D.}$ $\gamma_2 \leq \gamma_1 \leq \gamma_3$

下列矩阵中不能相似于对角矩阵的是
$\text{A.}$ $\left(\begin{array}{lll}1 & 1 & a \\ 0 & 2 & 2 \\ 0 & 0 & 3\end{array}\right)$ $\text{B.}$ $\left(\begin{array}{lll}1 & 1 & a \\ 1 & 2 & 0 \\ a & 0 & 3\end{array}\right)$ $\text{C.}$ $\left(\begin{array}{lll}1 & 1 & a \\ 0 & 2 & 0 \\ 0 & 0 & 2\end{array}\right)$ $\text{D.}$ $\left(\begin{array}{lll}1 & 1 & a \\ 0 & 2 & 2 \\ 0 & 0 & 2\end{array}\right)$

已知向量 $\alpha_1=\left(\begin{array}{l}1 \\ 2 \\ 3\end{array}\right), \alpha_2=\left(\begin{array}{l}2 \\ 1 \\ 1\end{array}\right), \quad \beta_1=\left(\begin{array}{l}2 \\ 5 \\ 9\end{array}\right), \quad \beta_2=\left(\begin{array}{l}1 \\ 0 \\ 1\end{array}\right)$, 若 $\gamma$ 既可由 $\alpha_1, \alpha_2$ 线性 表示, 也可由 $\beta_1, \beta_2$ 线性表示, 则 $\gamma= $
$\text{A.}$ $k\left(\begin{array}{l}3 \\ 3 \\ 4\end{array}\right), k \in R$ $\text{B.}$ $k\left(\begin{array}{c}3 \\ 5 \\ 10\end{array}\right), k \in R$ $\text{C.}$ $k\left(\begin{array}{c}-1 \\ 1 \\ 2\end{array}\right), k \in R$ $\text{D.}$ $k\left(\begin{array}{l}1 \\ 5 \\ 8\end{array}\right), k \in R$

设随机变量 $X$ 服从参数为 1 的泊松分布, 则 $E(|X-E X|)= $
$\text{A.}$ $\frac{1}{e}$ $\text{B.}$ $\frac{1}{2}$ $\text{C.}$ $\frac{2}{e}$ $\text{D.}$ $1$

设 $X_1, X_2, \cdots, X_n$ 为来自总体 $N\left(\mu_1, \sigma^2\right)$ 的简单随机样本, $Y_1, Y_2, \cdots, Y_m$ 为来自总体 $N\left(\mu_2, 2 \sigma^2\right)$ 的简单随机样本, 且两样本相互独立, 记 $\bar{X}=\frac{1}{n} \sum_{i=1}^n X_i$, $\bar{Y}=\frac{1}{m} \sum_{i=1}^m Y_i, \quad S_1^2=\frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^n\left(X_i-\bar{X}\right)^2, \quad S_2{ }^2=\frac{1}{m-1} \sum_{i=1}^m\left(Y_i-\bar{Y}\right)^2$, 则
$\text{A.}$ $\frac{S_1^2}{S_2^2} \sim F(n, m)$ $\text{B.}$ $\frac{S_1^2}{S_2^2} \sim F(n-1, m-1)$ $\text{C.}$ $\frac{2 S_1^2}{S_2^2} \sim F(n, m)$ $\text{D.}$ $\frac{2 S_1^2}{S_2^2} \sim F(n-1, m-1)$

设 $X_1, X_2$ 为来自总体 $N\left(\mu, \sigma^2\right)$ 的简单随机样本, 其中 $\sigma(\sigma>0)$ 是末知参 数. 若 $\hat{\sigma}=a\left|X_1-X_2\right|$ 为 $\sigma$ 的无偏估计, 则 $a=(\quad)$
$\text{A.}$ $\frac{\sqrt{\pi}}{2}$ $\text{B.}$ $\frac{\sqrt{2 \pi}}{2}$ $\text{C.}$ $\sqrt{\pi}$ $\text{D.}$ $\sqrt{2 \pi}$

填空题 (共 6 题 ),请把答案直接填写在答题纸上
当 $x \rightarrow 0$ 时,函数 $f(x)=a x+b x^2+\ln (1+x)$ 与 $g(x)=e^{x^2}-\cos x$ 是等价无穷小, 则 $a b=$


曲面 $z=x+2 y+\ln \left(1+x^2+y^2\right)$ 在点 $(0,0,0)$ 处的切平面方程为


设 $f(x)$ 为周期为 2 的周期函数, 且 $f(x)=1-x, x \in[0,1]$, 若 $f(x)=\frac{a_0}{2}+\sum_{n=1}^{\infty} a_n \cos n \pi x$, 则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_{2 n}=$


设连续函数 $f(x)$ 满足 $f(x+2)-f(x)=x, \int_0^2 f(x) d x=0$, 则 $\int_1^3 f(x) d x=$


已知向量 $\alpha_1=\left(\begin{array}{l}1 \\ 0 \\ 1 \\ 1\end{array}\right), \alpha_2=\left(\begin{array}{l}-1 \\ -1 \\ 0 \\ 1\end{array}\right), \alpha_3=\left(\begin{array}{l}0 \\ 1 \\ -1 \\ 1\end{array}\right), \beta=\left(\begin{array}{l}1 \\ 1 \\ 1 \\ -1\end{array}\right), \gamma=k_1 \alpha_1+k_2 \alpha_2+k_3 \alpha_3$,
若 $\gamma^T \alpha_i=\beta^T \alpha_i(i=1,2,3)$, 则 $k_1^2+k_2^2+k_3^2=$


设随机变量 $X$ 与 $Y$ 相互独立, 且 $X \sim B\left(1, \frac{1}{3}\right), Y \sim B\left(2, \frac{1}{2}\right)$ 则 $P\{X=Y\}=$


解答题 (共 6 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
设曲线 $y=y(x)(x>0)$ 经过点 $(1,2)$, 该曲线上任一点 $P(x, y)$ 到 $y$ 轴的距 离等于该点处的切线在 $y$ 轴上的截距.
(I) 求 $y(x)$;
(II) 求函数 $f(x)=\int_1^x y(t) d t$ 在 $(0,+\infty)$ 上的最大值.



求函数 $f(x, y)=\left(y-x^2\right)\left(y-x^3\right)$ 的极值.



设空间有界区域 $\Omega$ 中, 柱面 $x^2+y^2=1$ 与平面 $z=0$ 和 $x+z=1$ 围成, $\Sigma$ 为 $\Omega$ 边界的外侧, 计算曲面积分
$$
I=\oint_{\Sigma} 2 x z d y d z+x z \cos y d z d y+3 y z \sin x d x d y .
$$



设函数 $f(x)$ 在 $[-a, a]$ 上具有二阶连续导数, 证明:
(I) 若 $f(0)=0$, 则存在 $\xi \in(-a, a)$, 使得 $f^{\prime \prime}(\xi)=\frac{1}{a^2}[f(a)+f(-a)]$;
(II) 若 $f(x)$ 在 $(-a, a)$ 内取得极值, 则存在 $\eta \in(-a, a)$ 使得
$$
\left|f^{\prime \prime}(\eta)\right| \geq \frac{1}{2 a^2}|f(a)-f(-a)| .
$$



已知二次型 $f\left(x_1, x_2, x_3\right)=x_1^2+2 x_2^2+2 x_3^2+2 x_1 x_2-2 x_1 x_3$,
$$
g\left(y_1, y_2, y_3\right)=y_1^2+y_2{ }^2+y_3^2+2 y_2 y_3
$$
(I) 求可逆变换 $x=P y$, 将 $f\left(x_1, x_2, x_3\right)$ 化为 $g\left(y_1, y_2, y_3\right)$ ;
(II) 是否存在正交变换 $x=Q y$, 将 $f\left(x_1, x_2, x_3\right)$ 化为 $g\left(y_1, y_2, y_3\right)$.



设二维随机变量 $(X, Y)$ 的概率密度为
$$
f(x, y)= \begin{cases}\frac{2}{\pi}\left(x^2+y^2\right), x^2+y^2 \leq 1 \\ 0 & \text {, 其它 }\end{cases}
$$
(I) 求 $X$ 与 $Y$ 的方差;
(II) 求 $X$ 与 $Y$ 是否相互独立;
(IIi) 求 $Z=X^2+Y^2$ 的概率密度.