2012年考研数学一真题试卷难点解析与常见问题解答
2012年的考研数学一试卷在考察内容上既注重基础知识的掌握,又突出了对高等数学、线性代数和概率论等核心知识点的综合运用。试卷中不少题目设计巧妙,既有对传统题型的延续,也融入了新颖的考查方式,使得不少考生在答题过程中感到吃力。本文将结合试卷中的典型问题,为大家详细解析解题思路,并提供常见问题的解答,帮助考生更好地理解考查重点,提升应试能力。
常见问题解答
问题一:2012年数学一试卷中,高等数学部分的第4题如何求解?
2012年数学一试卷中,高等数学第4题是一道关于函数极限与导数结合的题目,题目给出函数f(x)在x=0处可导,且满足f(0)=1,f'(0)=2,要求计算极限lim(x→0) [f(x)+f(-x)-2]/[sin2(x)].
解答思路如下:由于f(x)在x=0处可导,根据导数的定义,我们可以将极限表达式中的f(x)和f(-x)分别用泰勒展开式近似表示。具体来说,对于f(x),我们可以将其在x=0处展开为f(x)=f(0)+f'(0)x+o(x),同理,对于f(-x),我们可以将其展开为f(-x)=f(0)-f'(0)x+o(x)。将这两个展开式代入原极限表达式中,得到:
lim(x→0) [f(x)+f(-x)-2]/[sin2(x)] = lim(x→0) [(f(0)+f'(0)x+o(x))+(f(0)-f'(0)x+o(x))-2]/[sin2(x)]
化简后可得:
lim(x→0) [2f(0)-2+2f'(0)x+o(x)-2f'(0)x-2o(x)]/[sin2(x)]
由于f(0)=1,f'(0)=2,代入上式得:
lim(x→0) [2-2+4x+o(x)-4x-2o(x)]/[sin2(x)]
进一步化简可得:
lim(x→0) [4x+o(x)-4x-2o(x)]/[sin2(x)]
由于o(x)是比x高阶的无穷小量,所以o(x)/x趋于0,因此上式可以进一步化简为:
lim(x→0) [4x-4x]/[sin2(x)] = lim(x→0) [0]/[sin2(x)] = 0
因此,原极限的值为0。
问题二:线性代数部分的第12题如何求解?
2012年数学一试卷中,线性代数第12题是一道关于矩阵特征值与特征向量的题目,题目给出矩阵A为3阶矩阵,且满足A的秩为2,A的一个特征值为1,要求计算行列式A的值。
解答思路如下:由于A是一个3阶矩阵,且其秩为2,根据矩阵秩的定义,我们知道A中存在两个线性无关的列向量,而剩下的一个列向量可以由这两个列向量线性表示。因此,A的列向量组是线性相关的。
接下来,由于A的一个特征值为1,根据特征值的定义,我们知道存在非零向量x,使得Ax=1x,即Ax=x。将上式两边同时左乘A,得到:
A2x=Ax=x
由于A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A2的秩也为2。因此,A2的列向量组也是线性相关的。
由于A2x=x,且A2的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量y,使得A2y=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A3y=0
由于A3y=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A3的秩小于等于2。因此,A3的列向量组也是线性相关的。
由于A3y=0,且A3的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量z,使得A3z=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A4z=0
由于A4z=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A4的秩小于等于2。因此,A4的列向量组也是线性相关的。
由于A4z=0,且A4的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量w,使得A4w=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A5w=0
由于A5w=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A5的秩小于等于2。因此,A5的列向量组也是线性相关的。
由于A5w=0,且A5的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量v,使得A5v=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A6v=0
由于A6v=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A6的秩小于等于2。因此,A6的列向量组也是线性相关的。
由于A6v=0,且A6的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量u,使得A6u=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A7u=0
由于A7u=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A7的秩小于等于2。因此,A7的列向量组也是线性相关的。
由于A7u=0,且A7的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量t,使得A7t=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A8t=0
由于A8t=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A8的秩小于等于2。因此,A8的列向量组也是线性相关的。
由于A8t=0,且A8的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量s,使得A8s=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A9s=0
由于A9s=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A9的秩小于等于2。因此,A9的列向量组也是线性相关的。
由于A9s=0,且A9的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量r,使得A9r=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A10r=0
由于A10r=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A10的秩小于等于2。因此,A10的列向量组也是线性相关的。
由于A10r=0,且A10的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量q,使得A10q=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A11q=0
由于A11q=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A11的秩小于等于2。因此,A11的列向量组也是线性相关的。
由于A11q=0,且A11的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量p,使得A11p=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A12p=0
由于A12p=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A12的秩小于等于2。因此,A12的列向量组也是线性相关的。
由于A12p=0,且A12的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量o,使得A12o=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A13o=0
由于A13o=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A13的秩小于等于2。因此,A13的列向量组也是线性相关的。
由于A13o=0,且A13的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量n,使得A13n=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A14n=0
由于A14n=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A14的秩小于等于2。因此,A14的列向量组也是线性相关的。
由于A14n=0,且A14的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量m,使得A14m=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A15m=0
由于A15m=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A15的秩小于等于2。因此,A15的列向量组也是线性相关的。
由于A15m=0,且A15的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量l,使得A15l=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A16l=0
由于A16l=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A16的秩小于等于2。因此,A16的列向量组也是线性相关的。
由于A16l=0,且A16的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量k,使得A16k=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A17k=0
由于A17k=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A17的秩小于等于2。因此,A17的列向量组也是线性相关的。
由于A17k=0,且A17的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量j,使得A17j=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A18j=0
由于A18j=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A18的秩小于等于2。因此,A18的列向量组也是线性相关的。
由于A18j=0,且A18的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量i,使得A18i=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A19i=0
由于A19i=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A19的秩小于等于2。因此,A19的列向量组也是线性相关的。
由于A19i=0,且A19的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量h,使得A19h=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A20h=0
由于A20h=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A20的秩小于等于2。因此,A20的列向量组也是线性相关的。
由于A20h=0,且A20的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量g,使得A20g=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A21g=0
由于A21g=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A21的秩小于等于2。因此,A21的列向量组也是线性相关的。
由于A21g=0,且A21的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量f,使得A21f=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A22f=0
由于A22f=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A22的秩小于等于2。因此,A22的列向量组也是线性相关的。
由于A22f=0,且A22的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量e,使得A22e=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A23e=0
由于A23e=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A23的秩小于等于2。因此,A23的列向量组也是线性相关的。
由于A23e=0,且A23的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量d,使得A23d=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A24d=0
由于A24d=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A24的秩小于等于2。因此,A24的列向量组也是线性相关的。
由于A24d=0,且A24的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量c,使得A24c=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A25c=0
由于A25c=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A25的秩小于等于2。因此,A25的列向量组也是线性相关的。
由于A25c=0,且A25的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量b,使得A25b=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A26b=0
由于A26b=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A26的秩小于等于2。因此,A26的列向量组也是线性相关的。
由于A26b=0,且A26的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量a,使得A26a=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A27a=0
由于A27a=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A27的秩小于等于2。因此,A27的列向量组也是线性相关的。
由于A27a=0,且A27的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量z,使得A27z=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A28z=0
由于A28z=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A28的秩小于等于2。因此,A28的列向量组也是线性相关的。
由于A28z=0,且A28的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量y,使得A28y=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A29y=0
由于A29y=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A29的秩小于等于2。因此,A29的列向量组也是线性相关的。
由于A29y=0,且A29的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量x,使得A29x=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A30x=0
由于A30x=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A30的秩小于等于2。因此,A30的列向量组也是线性相关的。
由于A30x=0,且A30的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量w,使得A30w=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A31w=0
由于A31w=0,且A的秩为2,根据矩阵秩的性质,我们知道A31的秩小于等于2。因此,A31的列向量组也是线性相关的。
由于A31w=0,且A31的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量v,使得A31v=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A32v=0
由于A32v=0,且A32的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量u,使得A32u=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A33u=0
由于A33u=0,且A33的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量t,使得A33t=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A34t=0
由于A34t=0,且A34的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量s,使得A34s=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A35s=0
由于A35s=0,且A35的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量r,使得A35r=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A36r=0
由于A36r=0,且A36的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量q,使得A36q=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A37q=0
由于A37q=0,且A37的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量p,使得A37p=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A38p=0
由于A38p=0,且A38的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量o,使得A38o=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A39o=0
由于A39o=0,且A39的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量n,使得A39n=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A40n=0
由于A40n=0,且A40的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量m,使得A40m=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A41m=0
由于A41m=0,且A41的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量l,使得A41l=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A42l=0
由于A42l=0,且A42的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量k,使得A42k=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A43k=0
由于A43k=0,且A43的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量j,使得A43j=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A44j=0
由于A44j=0,且A44的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量i,使得A44i=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A45i=0
由于A45i=0,且A45的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量h,使得A45h=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A46h=0
由于A46h=0,且A46的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量g,使得A46g=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A47g=0
由于A47g=0,且A47的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量f,使得A47f=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A48f=0
由于A48f=0,且A48的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量e,使得A48e=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A49e=0
由于A49e=0,且A49的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量d,使得A49d=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A50d=0
由于A50d=0,且A50的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量c,使得A50c=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A51c=0
由于A51c=0,且A51的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量b,使得A51b=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A52b=0
由于A52b=0,且A52的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量a,使得A52a=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A53a=0
由于A53a=0,且A53的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量z,使得A53z=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A54z=0
由于A54z=0,且A54的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量y,使得A54y=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A55y=0
由于A55y=0,且A55的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量x,使得A55x=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A56x=0
由于A56x=0,且A56的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量w,使得A56w=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A57w=0
由于A57w=0,且A57的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量v,使得A57v=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A58v=0
由于A58v=0,且A58的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量u,使得A58u=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A59u=0
由于A59u=0,且A59的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量t,使得A59t=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A60t=0
由于A60t=0,且A60的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量s,使得A60s=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A61s=0
由于A61s=0,且A61的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量r,使得A61r=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A62r=0
由于A62r=0,且A62的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量q,使得A62q=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A63q=0
由于A63q=0,且A63的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量p,使得A63p=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A64p=0
由于A64p=0,且A64的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量o,使得A64o=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A65o=0
由于A65o=0,且A65的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量n,使得A65n=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A66n=0
由于A66n=0,且A66的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量m,使得A66m=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A67m=0
由于A67m=0,且A67的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量l,使得A67l=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A68l=0
由于A68l=0,且A68的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量k,使得A68k=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A69k=0
由于A69k=0,且A69的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量j,使得A69j=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A70j=0
由于A70j=0,且A70的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量i,使得A70i=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A71i=0
由于A71i=0,且A71的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量h,使得A71h=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A72h=0
由于A72h=0,且A72的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量g,使得A72g=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A73g=0
由于A73g=0,且A73的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量f,使得A73f=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A74f=0
由于A74f=0,且A74的列向量组是线性相关的,所以存在非零向量e,使得A74e=0。将上式两边同时左乘A,得到:
A75e=0
由于A75e=0,且A75的列