2004年全国硕士研究生入学统一考试
理工数学一试
详解及评析
一、 填空题
(1)曲线 lny x= 与直线 1=+ yx 垂直的切线方程为 .
【答】 1y x= − .
【详解】
由 ( )'' 1ln 1,y x
x
= = = 得 1,x = 可见切点为 ( )1,0 ,于是所求得切线方程为,
( )0 1 1 ,y x− = ⋅ − 即 1y x= −
(2)已知 xx xeef −=′ )( ,且 ( )1 0f = ,则 ( )f x = .
【答】 2)(ln
2
1 x .
【详解】
令 te x = ,则 tx ln= ,于是有
t
ttf ln)( =′ , 即 .ln)(
x
xxf =′
积分得 Cxdx
x
xxf +== ∫ 2)(ln21ln)( . 利用初始条件 ( )1 0f = , 得 0,C =
故所求函数为 ( ) 21 (ln )
2
f x x= .
(3)设 L为正向圆周 222 =+ yx 在第一象限中的部分,则曲线积分 ∫ −L ydxxdy 2 的值为
【答】 π
2
3
.
【详解】正向圆周 222 =+ yx 在第一象限中的部分,可
示为
.
2
0:
,sin2
,cos2 πθθ
θ →
⎩⎨
⎧
=
=
y
x
于是 θθθθθ
π
dydxxdy
L
]sin2sin22cos2cos2[2 2
0
⋅+⋅=−∫ ∫
22
0
32sin .
2
d
π ππ θ θ= + =∫
(4)欧拉方程 )0(0242
2
2 >=++ xy
dx
dyx
dx
ydx 的通解为 .
【答】 2
21
x
c
x
cy += .
【详解】 令 tex = ,则
dt
dy
xdt
dye
dx
dt
dt
dy
dx
dy t 1==⋅= −
][111 2
2
22
2
22
2
dt
dy
dt
yd
xdx
dt
dt
yd
xdt
dy
xdx
yd −=⋅+−=
代入原方程,整理得
0232
2
=++ y
dt
dy
dt
yd
解此方程,得通解为 .2
212
21 x
c
x
cececy tt +=+= −−
(5)设矩阵
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
=
100
021
012
A ,矩阵 B满足 EBAABA += ** 2 ,其中 *A 为 A的伴随矩阵,E
是单位矩阵,则 =B .
【答】
9
1
.
【详解】已知等式两边同时右乘 A,得
AABAAABA += ** 2
而 3=A ,于是有
ABAB += 63 ,
即 ABEA =− )63( ,
再两边取行列式,有 363 ==− ABEA ,
而 2763 =− EA ,故所求行列式为 .
9
1=B
(6)设随机变量 X服从
为λ的指数分布,则 }{ DXXP > = .
【答】
e
1
.
【详解】 由题设,知 2
1
λ=DX ,于是
}{ DXXP > = dxeXP x∫+∞ −=>
λ
λλλ 1}
1{ = .
1
1 e
e x =− ∞+−
λ
λ
二、选择题
(7)把 +→ 0x 时的无穷小量 dttdttdtt xxx ∫∫∫ === 0 300 2 sin,tan,cos
2 γβα ,使排在后面
的是前一个的高阶无穷小,则正确的排列次序是
(A) γβα ,, . (B) βγα ,, . (C) γαβ ,, . (D) αγβ ,, .
【 】
【答】 应选(B).
【详解】
0
cos
2tanlim
cos
tan
limlim 20
0
2
0
00
2
=⋅== +++ →→→ ∫
∫
x
xx
dtt
dtt
xx
x
xx α
β ,可排除(C),(D)选项,
又
xx
x
x
dtt
dtt
xx
x
xx tan2
2
1sin
lim
tan
sin
limlim
2
3
0
0
0
3
00
2
⋅
== +++ →→→ ∫
∫
β
γ
= ∞=+→ 20lim4
1
x
x
x
,
可见,γ 是比 β 低阶无穷小量,故应选(B).
(8)设函数 ( )f x 连续,且 ,0)0( >′f 则存在 0>δ ,使得
(A) ( )f x 在(0, )δ 内单调增加. (B) ( )f x 在 )0,( δ− 内单调减少.
(C) 对任意的 ),0( δ∈x 有 ( ) ( )0 .f x f> (D) 对任意的 )0,( δ−∈x 有 ( ) ( )0 .f x f>
【 】
【答】 应选(C).
【详解】 由导数的定义,知
0)0()(lim)0(
0
>−=′ → x
fxff
x
根据保号性,知存在 0>δ ,当 ),0()0,( δδ ∪−∈x 时,有
0)0()( >−
x
fxf
即当 )0,( δ−∈x 时, ( ) ( )0 .f x f< ; 而当 ),0( δ∈x 时,有 ( ) ( )0 .f x f> . 故应选(C).
(9)设∑∞
=1n
na 为正项级数,下列结论中正确的是
(A) 若 nn na∞→lim =0,则级数∑
∞
=1n
na 收敛.
(B) 若存在非零常数λ,使得 λ=∞→ nn nalim ,则级数∑
∞
=1n
na 发散.
(C)若级数∑∞
=1n
na 收敛,则 0lim 2 =∞→ nn an .
(D)若级数∑∞
=1n
na 发散, 则存在非零常数λ,使得 λ=∞→ nn nalim .
【 】
【答】应选(B).
【详解】 取
nn
an ln
1= ,则 nn na∞→lim =0,但 ∑∑
∞
=
∞
=
=
11 ln
1
nn
n nn
a 发散,排除(A),(D);
又取
nn
an
1= ,则级数∑∞
=1n
na 收敛,但 ∞=∞→ nn an
2lim ,排除(C), 故应选(B).
(10)设 f(x)为连续函数, ∫ ∫= t ty dxxfdytF 1 )()( ,则 )2(F ′ 等于
(A) 2f(2). (B) f(2). (C) –f(2). (D) 0.
【 】
【答】 应选(B).
【详解】交换积分次序,得
∫ ∫= t ty dxxfdytF 1 )()( = ∫ ∫ ∫ −=t x t dxxxfdxdyxf1 1 1 )1)((])([
于是, )1)(()( −=′ ttftF ,
从而有 )2()2( fF =′ ,故应选(B).
(11)设 A是 3阶方阵,将 A的第 1列与第 2列交换得B ,再把B的第 2列加到第 3列得C , 则
满足 AQ C= 的可逆矩阵Q为
(A)
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
101
001
010
. (B)
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
100
101
010
. (C)
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
110
001
010
. (D)
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
100
001
110
【 】
【答】 应选(D).
【详解】 由题设,有
0 1 0
1 0 0 ,
0 0 1
A B
⎡ ⎤⎢ ⎥ =⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
CB =
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
100
110
001
于是,
.
100
001
110
100
110
001
100
001
010
CAA =
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
=
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
可见,应选(D).
(12)设 ,A B为满足 0AB = 的任意两个非零矩阵,则必有:
(A) A的列向量组线性相关,B的行向量组线性相关.
(B) A的列向量组线性相关,B的列向量组线性相关.
(C) A的行向量组线性相关,B的行向量组线性相关.
(D) A的行向量组线性相关,B的列向量组线性相关.
【 】
【答】 应选(A).
【详解 1】设 A为 nm× 矩阵,B为 sn× 矩阵,则由 0AB = 知,
nBrAr <+ )()(
又 ,A B为非零矩阵,必有 ( ) ( )0, 0r A r B> > .可见 ( ) ( ), ,r A n r B n< < 即 A的列向量组线性
相关,B的行向量组线性相关,故应选(A).
【详解 2】由 0AB = 知,B的每一列均为 0Ax = 的解,而B为非零矩阵,即 0Ax = 存在非
零解,可见 A的列向量组线性相关。
同理,由 0AB = 知, OAB TT = ,于是有 TB 的列向量组,从而B的行向量组线性相关,
故应选(A).
( 13)设随机变量 X 服从正态分布 ( )0,1N ,对给定的 )10( << αα ,数 αu 满足
αα => }{ uXP ,若 α=< }{ xXP ,则 x等于
(A)
2
αu . (B)
2
1 α−
u . (C)
2
1 α−u . (D) α−1u .
【 】
【答】 应选(C).
【详解】 由标准正态分布概率密度函数的对称性知, αα =−< }{ uXP ,于是
}{2}{}{}{}{11 xXPxXPxXPxXPxXP ≥=−≤+≥=≥=<−=−α
即有
2
1}{ α−=≥ xXP ,可见根据定义有
2
1 α−= ux ,故应选(C).
( )xϕ ( )xϕ
α α 2/)1( α−
0 αu 0
2
1 α−u x
(14)设随机变量 )1(,,, 21 >nXXX n" 独立同分布,且其方差为 .02 >σ 令 ∑
=
=
n
i
iXn
Y
1
1 ,
则
(A) Cov( .),
2
1 n
YX σ= (B) 21 ),( σ=YXCov .
(C) 21
2)( σ
n
nYXD +=+ . (D) 21 1)( σn
nYXD +=−
【 】
【答】 应选(A).
【详解】
Cov( ∑∑
==
+==
n
i
i
n
i
i XXCovn
XXCov
n
X
n
XCovYX
2
1
1
1111 ),(
1),(1)1,(),
2
1
1 1 .DX
n n
σ= =
(15)设 2ebae <<< , 证明 )(4lnln 222 abeab −>− .
【证法 1】 对函数 x2ln 在[ ],a b 上应用拉格朗日中值定理,得
.),(ln2lnln 22 baabab <<−=− ξξ
ξ
设
t
tt ln)( =ϕ ,则 2ln1)( t
tt −=′ϕ ,
当 t e> 时, ,0)( <′ tϕ 所以 )(tϕ 单调减少,从而 )()( 2eϕξϕ > ,即
22
2 2lnln
ee
e =>ξ
ξ
【证法 2】
设 x
e
xx 2
2 4ln)( −=ϕ ,则
2
4ln2)(
ex
xx −=′ϕ , 2ln12)( x
xx −=′′ϕ ,
所以当 x e> 时, ,0)( <′′ xϕ 故 )(xϕ′ 单调减少,从而当 2exe << 时,
044)()( 22
2 =−=′>′
ee
ex ϕϕ
即当 2exe << 时, )(xϕ 单调增加.
因此当 2exe << 时, )()( ab ϕϕ > ,即 a
e
ab
e
b 2
2
2
2 4ln4ln −>− ,
故 )(4lnln 2
22 ab
e
ab −>−
(16)某种飞机在机场降落时,为了减少滑行距离,在触地的瞬间,飞机尾部张开减速伞,
以增大阻力,使飞机迅速减速并停下.现有一质量为 9000kg 的飞机,着陆时的水平速度为
700km/h. 经测试,减速伞打开后,飞机所受的总阻力与飞机的速度成正比(比例系数为
).100.6 6×=k 问从着陆点算起,飞机滑行的最长距离是多少?
注 kg表示千克,km/h表示千米/小时.
【详解 1】
由题设,飞机的质量 m=9000kg,着陆时的水平速度 0 700v = km/h. 从飞机接触跑道开始记时,
设 t时刻飞机的滑行距离为 ( )x t ,速度为 ( ).v t
根据牛顿第二定律,得 kv
dt
dvm −=
又
dx
dvv
dt
dx
dx
dv
dt
dv =⋅=
由以上两式得
dv
k
mdx −= ,积分得 .)( Cv
k
mtx +−=
由于 0)0(,)0( 0 == xvv ,故得 0vk
mC = ,
从而 )).(()( 0 tvvk
mtx −=
当 0)( →tv 时, ).(05.1
100.6
7009000)( 6
0 km
k
mv
tx =×
×=→
所以,飞机滑行的最长距离是1.05( )km .
【详解 2】 根据牛顿第二定律,得 kv
dt
dvm −= ,所以 .dt
m
k
v
dv −=
两端积分得通解
t
m
k
Cev
−= ,代入初始条件 00 vv t == 解得 0vC = ,
故 .)( 0
t
m
k
evtv
−=
飞机滑行的最长距离为 ).(05.1)( 0
0
0
0
km
k
mve
k
mvdttvx
t
m
k
==−== ∞+−∞+∫
或由
t
m
k
ev
dt
dx −= 0 ,知 )1()( 00 0 −−==
−−∫ tm
k
t t
m
k
e
m
kvdtevtx ,
故最长距离为当 ∞→t 时, ).(05.1)( 0 km
m
kv
tx =→
【详解 3】 根据牛顿第二定律,得
dt
dxk
dt
xdm −=2
2
, 02
2
=+
dt
dx
m
k
dt
xd ,
其特征方程为 02 =+ λλ
m
k ,解之得
m
k−== 21 ,0 λλ ,
故 .21
t
m
k
eCCx
−+=
由 00
2
000
,0 ve
m
kC
dt
dxvx
t
t
m
k
ttt
=−=== =
−
===
得 ,021 k
mv
CC =−= 于是 ).1()( 0 tm
k
e
k
mv
tx
−−=
当 +∞→t 时, ).(05.1)( 0 km
k
mv
tx =→
所以,飞机滑行的最长距离是1.05( )km .
(17)计算曲面积分
,)1(322 233 dxdyzdzdxydydzxI ∫∫
∑
−++=
其中∑是曲面 )0(1 22 ≥−−= zyxz 的上侧.
【详解】取 1∑ 为 xoy平面上被圆 122 =+ yx 所围部分的下侧,记Ω为由∑与 1∑ 围成的空间
闭区域,则
dxdyzdzdxydydzxI ∫∫
∑+∑
−++=
1
)1(322 233 .)1(322
1
233 dxdyzdzdxydydzx∫∫
∑
−++−
由高斯公式知
dxdydzzyxdxdyzdzdxydydzx ∫∫∫∫∫
Ω∑+∑
++=−++ )(6)1(322 22233
1
= rdzrzdrd
r
)(6
2
0
1
0
1
0
2
2∫ ∫ ∫ − +π θ = .2)]1()1(21[12 2322
1
0
ππ =−+−∫ drrrrr
而 ∫∫∫∫
≤+∑
=−−=−++
1
233
22
1
33)1(322
yx
dxdydxdyzdzdxydydzx π ,
故 .32 πππ −=−=I
(18)设有方程 01 =−+ nxxn ,其中 n 为正整数. 证明此方程存在惟一正实根 nx ,并证明
当 1>α 时,级数∑∞
=1n
nx
α 收敛.
【证明】记 .1)( −+= nxxxf nn 由 01)0( <−=nf , 0)1( >= nfn ,及连续函数的介值
定理知,方程 01 =−+ nxxn 存在正实数根 ).1,0(∈nx
当 0x > 时, 0)( 1 >+=′ − nnxxf nn ,可见 )(xfn 在 ),0[ +∞ 上单调增加, 故方程 01 =−+ nxxn
存在惟一正实数根 .nx
由 01 =−+ nxxn 与 0>nx 知 nn
xx
n
n
n
110 <−=< ,
故当 1>α 时, αα )1(0
n
xn << .
而正项级数∑∞
=1
1
n nα
收敛,所以当 1>α 时,级数∑∞
=1n
nx
α 收敛.
(19)设 z=z(x,y)是由 0182106 222 =+−−+− zyzyxyx 确定的函数,求 ),( yxzz = 的极
值点和极值.
【详解】因为 0182106 222 =+−−+− zyzyxyx ,
所以 02262 =∂
∂−∂
∂−−
x
zz
x
zyyx ,
0222206 =∂
∂−∂
∂−−+−
y
zz
y
zyzyx
令
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
=∂
∂
=∂
∂
0
,0
y
z
x
z
得 ⎩⎨
⎧
=−+−
=−
,0103
,03
zyx
yx ,故 ⎩⎨
⎧
=
=
.
,3
yz
yx
将上式代入 0182106 222 =+−−+− zyzyxyx ,可得
⎪⎩
⎪⎨
⎧
=
=
=
3
,3
,9
z
y
x
或
⎪⎩
⎪⎨
⎧
−=
−=
−=
.3
,3
,9
z
y
x
由 02)(222 2
2
2
2
2
=∂
∂−∂
∂−∂
∂−
x
zz
x
z
x
zy , ,022226
22
=∂∂
∂−∂
∂⋅∂
∂−∂∂
∂−∂
∂−−
yx
zz
x
z
y
z
yx
zy
x
z
02)(222220 2
2
2
2
2
=∂
∂−∂
∂−∂
∂−∂
∂−∂
∂−
y
zz
y
z
y
zy
y
z
y
z
所以
6
1
)3,3,9(2
2
=∂
∂=
x
zA ,
2
1
)3,3,9(
2
−=∂∂
∂=
yx
zB ,
3
5
)3,3,9(2
2
=∂
∂=
y
zC ,
故 2 1 0,
36
AC B− = > 又 1 0,
6
A = < 从而点 ( )9,3 是 ( ),z x y 的极小值,极小值为
( )9, 3 3.z − − = −
类似地,由
6
1
)3,3,9(2
2
−=∂
∂= −−−x
zA ,
2
1
)3,3,9(
2
=∂∂
∂= −−−yx
zB ,
3
5
)3,3,9(2
2
−=∂
∂= −−−y
zC ,
可知 0
36
12 >=− BAC ,又 0
6
1 <−=A ,从而点(-9, -3)是 ( ),z x y 的极大值点,极大值为
( )9, 3 3.z − − = −
(20)设有齐次线性方程组
)2(
,0)(
,02)2(2
,0)1(
21
21
21
≥
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
=++++
=++++
=++++
n
xannxnx
xxax
xxxa
n
n
n
"
""""""
"
"
试问 a取何值时,该方程组有非零解,并求出其通解.
【详解 1】对方程组的系数矩阵 A作初等行变换,有
.
00
002
1111
2222
1111
B
ana
aa
a
annnn
a
a
A =
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
−
−
+
→
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
+
+
+
=
"
"""""
"
"
"
"""""
"
"
当 0a = 时, ( ) 1 ,r A n= < 故方程组有非零解,
其同解方程组为 ,021 =+++ nxxx "
由此得基础解系为:
,)0,,0,1,1(1
T"−=η ,)0,,1,0,1(2 T"−=η ,)1,,0,0,1(, 1 Tn "" −=−η
于是方程组的通解为 ,1111 −−++= nnkkx ηη " 其中 11 ,, −nkk " 为任意常数.
当 0≠a 时,对矩阵 B作初等行变换,有
.
100
0012
000
2
)1(
100
0012
1111
⎥⎥
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
++
→
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
−
−
+
→
"
"""""
"
"
"
"""""
"
"
n
nna
n
a
B
可知
2
)1( +−= nna 时, nnAr <−= 1)( ,故方程组也有非零解,
其同解方程组为
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
=+−
=+−
=+−
,0
,03
,02
1
31
21
nxnx
xx
xx
"""
由此得基础解系为 Tn),,2,1( "=η ,
于是方程组的通解为 ηkx = ,其中 k为任意常数.
【详解 2】 方程组的系数行列式为
1)
2
)1((
2222
1111
−++=
+
+
+
= nanna
annnn
a
a
A
"
"""""
"
"
当 0=A ,即 a=0或
2
)1( +−= nna 时,方程组有非零解.
当 0α = 时,对系数矩阵 A作初等行变换,有
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
→
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
=
00000
0000
1111
2222
1111
"""""
"
"
"
"""""
"
"
nnnn
A
故方程组的同解方程组为 ,021 =+++ nxxx "
由此得基础解系为 ,)0,,0,1,1(1 T"−=η ,)0,,1,0,1(2 T"−=η ,)1,,0,0,1(, 1 Tn "" −=−η
于是方程组的通解为:
,1111 −−++= nnkkx ηη " 其中 11 ,, −nkk " 为任意常数.
当
2
)1( +−= nna 时,对系数矩阵 A作初等行变换,有
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
−
−
+
→
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
+
+
+
=
ana
aa
a
annnn
a
a
A
"
"""""
"
"
"
"""""
"
"
00
002
1111
2222
1111
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
−
−→
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
−
−
+
→
100
0012
0000
100
0012
1111
"
"""""
"
"
"
"""""
"
"
nn
a
故方程组的同解方程组为
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
=+−
=+−
=+−
,0
,03
,02
1
31
21
nxnx
xx
xx
"""
由此得基础解系为 Tn),,2,1( "=η ,
于是方程组的通解为 ηkx = ,其中 k为任意常数.
(21)设矩阵 1 2 31 4 3
1 5
A
α
−⎡ ⎤⎢ ⎥= − −⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
的特征方程有一个二重根,求α 的值,并讨论 A是否可相似对
角化.
【详解】 A 的特征多项式为
1 2 3 2 ( 2) 0
1 4 3 1 4 3
1 5 1 5
E A
λ λ λ
λ λ λ
α λ α λ
− − − − −
− = − = −
− − − − − −
2
1 1 0
( 2) 1 4 3 ( 2)( 8 18 3 ).
1 5
aλ λ λ λ λ
α λ
−
= − − = − − + +
− − −
当 2=λ 是特征方程的二重根,则有 ,03181622 =++− a 解得 2.α = −
当 2α = − 时, A的特征值为 2,2,6, 矩阵2E A− =
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
−−
−
−
321
321
321 的秩为 1,
故 2=λ 对应的线性无关的特征向量有两个,从而 A可相似对角化。
若 2=λ 不是特征方程的二重根,则 2 8 18 3λ λ α− + + 为完全平方,从而18 3 16,α+ = 解得
2 .
3
α = −
当 2
3
α = − 时, A的特征值为 2,4,4,矩阵4E A− =
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
−−
−
1
3
21
301
323 秩为 2,故 4=λ 对应
的线性无关的特征向量只有一个,从而 A不可相似对角化.
(22) 设 ,A B为随机事件,且 ( ) ( ) ( )1 1 1, | , | ,
4 3 2
P A P B A P A B= = = ,
令
;
,
,0
,1
不发生
发生
A
A
X
⎩⎨
⎧=
.
,
,0
,1
不发生
发生
B
B
Y
⎩⎨
⎧=
求: (I)二维随机变量(X,Y)的概率分布;
(II)X和 Y的相关系数 .XYρ
【详解】( I) 由于
12
1)()()( == ABPAPABP , ,
6
1
)(
)()( ==
BAP
ABPBP
所以,
12
1)(}1,1{ ==== ABPYXP ,
6
1)()()(}0,1{ =−==== ABPAPBAPYXP
,
12
1)()()(}1,0{ =−==== ABPBPBAPYXP
)(1)(}0,0{ BAPBAPYXP +−====
21 ( ) ( ) ( )
3
P A P B P AB= − − + =
(或
3
2
12
1
6
1
12
11}0,0{ =−−−=== YXP ),
故 ( ),X Y 的概率分布为
X Y 0 1
0
2
3
1
12
1
1
6
1
12
(II) ,X Y 的概率分布分别为
Y 0 1
P 6
5
6
1
则
6
1,
4
1 == EYEX ,
16
3=DX ,DY=
36
5 , E(XY)=
12
1 ,
故
24
1)(),( =⋅−= EYEXXYEYXCov ,
从而 .
15
15),( =⋅= DYDX
YXCov
XYρ
(23)设总体 X的分布函数为
,1
,1
,0
,11),( ≤
>
⎪⎩
⎪⎨
⎧ −=
x
x
xxF ββ
其中未知参数 nXXX ,,,,1 21 ">β 为来自总体 X的简单随机
,求:
(I) β 的矩估计量;
(II) β 的最大似然估计量.
【详解】 X的概率密度为
.1
,1
,0
,),( 1 ≤
>
⎪⎩
⎪⎨
⎧
= +
x
x
xxf β
β
β
(I) 由于
1
);(
1 1 −=⋅== ∫∫
+∞
+
+∞
∞− β
βββ β dxxxdxxxfEX ,
X 0 1
P 4
3
4
1
令 X=− 1β
β ,解得
1−= X
Xβ ,所以参数 β 的矩估计量为:
.
1
ˆ
−= X
Xβ
(II)似然函数为
⎪⎩
⎪⎨
⎧ =>== +
=
∏
其他,0
),,,2,1(1,
)();()( 121
1
nix
xxxxfL in
n
n
i
i
"" β
β
ββ
当 ),,2,1(1 nixi "=> 时, 0)( >βL ,取对数得
∑
=
+−=
n
i
ixnL
1
ln)1(ln)(ln βββ
两边对 β 求导,得 ∑
=
−=
n
i
ix
n
d
Ld
1
ln)(ln ββ
β
令 0)(ln =β
β
d
Ld ,可得
∑
=
= n
i
ix
n
1
ln
β ,
故β 的最大似然估计量为 .
ln
ˆ
1
∑
=
= n
i
iX
nβ