2007-2010年考研数学二真题及部分答案(免费下载)[1]
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2007年考研数学二真题一、选择题(1~10小题,每小题4分,共40分。
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)当x→0+时,与√x等价的无穷小量是(A)1−e−√x (B)ln1−√x(C)√1+√x−1 (D)1−cos√x【答案】B。
【解析】(当x→0+)时ln1−√x=[l n(1+x)−l n(1−√x)]~√xe√x~−√x √1+√x−1~12√x1−cos√x~12x几个不同阶的无穷小量的代数和,其阶数由其中阶数最低的项来决定。
综上所述,本题正确答案是B。
【考点】高等数学—函数、极限、连续—无穷小量的性质及无穷小量的比较(2)函数f(x)=(e 1x+e)tanxx(e 1x−e)在[−π,π]上的第一类间断点是x=(A)0 (B)1(C)−π2 (D)π2【答案】A。
【解析】A :由lim x→0−e 1x =0,lim x→0+e 1x=+∞得 lim x→0−f(x)=lim x→0−(e 1x +e)tanx x(e 1x −e)=limx→0−e 1x +e e 1x −e∙tanx x =e −e∙1=−1lim x→0+f(x)=lim x→0+(e 1x +e)tanxx(e 1x −e)=lim x→0+e 1x +ee 1x −e∙tanx x=1∙1=1所以x =0是f (x )的第一类间断点; B :lim x→1f(x)=limx→1(e 1x +e)tanx x(e 1x −e)=∞ C :lim x→−π2f(x)=limx→− π2(e 1x +e)tanx x(e 1x−e)=∞D :lim x→π2f(x)=lim x→π2(e 1x +e)tanxx(e 1x −e)=∞所以x =1,x =± π2都是f(x)的第二类间断点。
综上所述,本题正确答案是A 。
【考点】高等数学—函数、极限、连续—函数间断点的类型 (3)如图,连续函数y =f(x)在区间[−3,−2],[2,3]上的图形分别是直径为1的上、下半圆周,在区间[−2,0],[0,2]上的图形分别是直径为2的下、上半圆周,设F (x )=∫f(t)dt x0,则下列结论正确的是 (A)F (3)=−34F(−2)(B)F (3)=54F(2)(C)F (−3)=34F(2)(D)F (−3)=−54F(−2)【答案】C 。
2007年硕士研究生入学考试数学二试题及答案解析一、选择题:(本题共10小题,每小题4分,共40分.每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内)(1)当0x +→(A)1-(B)ln .(C)1.(D)1-.[B ]【分析】利用已知无穷小量的等价代换公式,尽量将四个选项先转化为其等价无穷小量,再进行比较分析找出正确答案.【详解】当0x +→时,有1(1)~-=--1~;2111~.22x -=利用排除法知应选(B).(2)函数11()tan ()()xxe e xf x x e e +=-在[,]ππ-上的第一类间断点是x =(A)0.(B)1.(C)2π-.(D)2π.[A ]【分析】本题f (x )为初等函数,找出其无定义点即为间断点,再根据左右极限判断其类型。
【详解】f (x )在[,]ππ-上的无定义点,即间断点为x =0,1,.2π±又11110()tan tan lim lim 1(1)1()xxx x xx e e x x e exx e e e e --→→++=⋅=⋅-=---,11110()tan tan lim lim 111()x xx x xx e e x x e exx e e e e++→→++=⋅=⋅=--,可见x =0为第一类间断点,因此应选(A).(3)如图,连续函数y =f (x )在区间[−3,−2],[2,3]上的图形分别是直径为1的上、下半圆周,在区间[−2,0],[0,2]的图形分别是直径为2的上、下半圆周,设0()().xF x f t dt =⎰则下列结论正确的是(A)3(3)(2)4F F =--.(B)5(3)(2)4F F =.(C))2(43)3(F F =-.(D))2(45)3(--=-F F .[C ]【分析】本题考查定积分的几何意义,应注意f (x )在不同区间段上的符号,从而搞清楚相应积分与面积的关系。
2007考研数学二真题及答案一.选择题(本题共10小题,每小题4分,满分40分,在每小题给的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后括号内)(1) 当0x +→等价的无穷小量是 (B )A. 1-1D.1-(2)函数11()tan ()()xxe e xf x x e e +=-在区间[],ππ-上的第一类间断点是x =(A)A. 0B. 1C. 2π-D. 2π (3)如图.连续函数()y f x =在区间[][]3,2,2,3--上的图形分别是直径为1的上、下半圆周,在区间[][]2,0,0,2-上图形分别是直径为2的上、下半圆周,设0()(),xF x f t dt =⎰则下列结论正确的是:(C ).A .(3)F 3(2)4F =-- .B (3)F 5(2)4F = .C (3)F - 3(2)4F =- .D (3)F -5(2)4F =--(4)设函数f (x )在x=0处连续,下列命题错误的是 (C)A. 若0()limx f x x →存在,则(0)0f = B. 若0()()lim x f x f x x→+-存在, (0)0f =C. 若0()lim x f x x →存在, 则(0)0f '=D. 0()()lim x f x f x x→--存在, (0)0f =(5)曲线1ln(1),xy e x=++渐近线的条数为 (D ).A 0 .B 1 .C 2 .D 3(6)设函数()f x 在(0,)+∞上具有二阶导数,且"()0f x >, 令n u = ()1,2.......,,f n n = 则下列结论正确的是 (D)A.若12u u >,则{}n u 必收敛B. 若12u u >,则{}n u 必发散C. 若12u u <,则{}n u 必收敛D. 若12u u <,则{}n u 必发散 (7)二元函数(,)f x y 在点(0,0)处可微的一个充分条件是 (B ) A.()()()(),0,0lim,0,00x y f x y f →-=⎡⎤⎣⎦B. ()()0,00,0lim0x f x f x→-=,且()()00,0,0lim 0y f y f y →-= C.()(,0,0,00,0lim0x y f x f →-=D. ()0lim ',0'(0,0)0,x x x f x f →-=⎡⎤⎣⎦且()0lim ',0'(0,0)0,y y y f x f →⎡⎤-=⎣⎦(8)设函数(,)f x y 连续,则二次积分1sin 2(,)x dx f x y dy ππ⎰⎰等于 (B ).A10arcsin (,)y dy f x y dx ππ+⎰⎰ .B 10arcsin (,)y dy f x y dy ππ-⎰⎰.C 1arcsin 02(,)y dy f x y dx ππ+⎰⎰ .D 1arcsin 02(,)y dy f x y dx ππ-⎰⎰(9)设向量组123,,ααα线形无关,则下列向量组线形相关的是: (A) (A ) ,,122331αααααα--- (B ) ,,122331αααααα+++ (C ) 1223312,2,2αααααα--- (D )1223312,2,2αααααα+++(10)设矩阵A=211121112--⎛⎫ ⎪-- ⎪ ⎪--⎝⎭,B=100010000⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭,则A 于B , (B )(A) 合同,且相似 (B) 合同,但不相似(C) 不合同,但相似 (D)既不合同,也不相似二.填空题:11-16小题,每小题4分,共24分,请将答案写在答题纸指定位置上(11)30arctan sin limx x x x →-=16. (12)曲线2cos cos 1sin x t t y t⎧=+⎨=+⎩上对应于4t π=1). (13)设函数123y x =+,则()0ny =23n -⋅.(14)二阶常系数非齐次线性微分方程2''4'32x y y y e -+=的通解y =_32122x x x C e C e e +-. (15)设(,)f u v 是二元可微函数,(,)y x z f x y=,则1222(,)(,)z z y y x x y x xy f f x y x x y y x y∂∂''-=-+∂∂.(16)设矩阵01000010********A ⎛⎫⎪⎪= ⎪⎪⎝⎭,则3A 的秩为_1______.三、解答题:17-24小题,共86分.请将解答写在答题纸指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. (17)设()f x 是区间0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调、可导函数,且满足()100cos sin ()sin cos f x x t t f t dt t dt t t --=+⎰⎰,其中1f-是f 的反函数,求()f x .【详解】: 设(),y f t =则1()t fy -=.则原式可化为:1(0)0cos sin '()sin cos xxf t tyf y dy tdt t t--=+⎰⎰ 等式两边同时求导得:cos sin '()sin cos x xxf x x x x-=+cos sin '()sin cos x xf x x x-=+(18)(本题满分11分) 设D是位于曲线y =- ()1,0a x >≤<+∞下方、x 轴上方的无界区域.(Ⅰ)求区域D 绕x 轴旋转一周所成旋转体的体积()V a ; (Ⅱ)当a 为何值时,()V a 最小?并求此最小值. 【详解】:22222()())(ln )xa a I V a y dx dx a πππ-+∞+∞===⎰⎰ 22412(ln )(2ln )2()()0(ln )a a a a II V a a π-'=⋅= 得ln (ln 1)0a a -=故ln 1a =即a e =是唯一驻点,也是最小值点,最小值2()V e e π= (19)求微分方程()2''''y x y y +=满足初始条件(1)'(1)1y y ==的特解.【详解】: 设dy p y dx '==,则dpy dx''=代入得:22()dp dx x p x x p p p dx dp p p++=⇒==+ 设x u p= 则()d pu u p dp =+du u p u p dp ⇒+=+1dudp ⇒=1u p c ⇒=+ 即21x p c p =+ 由于(1)1y '=故11110c c =+⇒=即2x p =32223dy p y x c dx ⇒==⇒=±+ 由21(1)13y c =⇒=或253c = 特解为322133y x =+或322533y x =-+(20)已知函数()f a 具有二阶导数,且'(0)f =1,函数()y y x =由方程11y y xe--=所确定.设(ln sin ),z f y x =-求x dzdx=,202x d zdx=.【详解】: 11y y xe--=两边对x 求导得11()0y y y e xe y --''-+⋅=得 111y y e y xe --'=- (当01)x y ==,故有11121x e y -='==-1(ln sin )(cos )(0)(111)0x x dz f y x y x f dxy=='''=--=⨯-=222221()(ln sin )(cos )(ln sin )(sin )x x d z y f y x y x f y x x dxy y=='''''=--+--+221(0)(111)(0)(10)1(1)11f f -'''=⨯-+⨯+=⨯-=- (21)(本题11分)设函数(),()f x g x 在[,]a b 上连续,在(,)a b 内具有二阶导数且存在相等的最大值,()(),()()f a g a f b g b ==证明:存在(,)a b ξ∈,使得''''()()f g ξξ=.【详解】:证明:设(),()f x g x 在(,)a b 内某点(,)c a b ∈同时取得最大值,则()()f c g c =,此时的c 就是所求点()()f g ηηη=使得.若两个函数取得最大值的点不同则有设()max (),()max ()f c f x g d g x ==故有()()0,()()0f c g c g d f d ->-<,由介值定理,在(,)c d 内肯定存在()()f g ηηη=使得由罗尔定理在区间(,),(,)a b ηη内分别存在一点''1212,,()()f f ξξξξ使得==0在区间12(,)ξξ内再用罗尔定理,即''''(,)()()a b f g ξξξ∈=存在,使得.(22)(本题满分11分)设二元函数2.1.(,)12.x x y f x y x y ⎧+≤⎪=≤+≤计算二重积分(,).Df x y d σ⎰⎰其中{}(,)2D x y x y =+≤【详解】:D 如图(1)所示,它关于x,y 轴对称,(,)f x y 对x,y 均为偶函数,得1(,)4(,)DD f x y d f x y d σσ=⎰⎰⎰⎰,其中1D 是D 的第一象限部分.由于被积函数分块表示,将1D 分成(如图(2)):11112D D D =U ,且(1)(2)1112:1,0,0 :12,0,0D x y x y D x y x y +≤≥≥≤+≤≥≥于是11212(,)(,)(,)D D D f x y d f x y d f x y d σσσ=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰.而111112200111(,)(1)3412xD f x y d dx x dy x x dx σ-==-=-=⎰⎰⎰⎰⎰121222cos sin 10cos sin 1(,)()D D f x y d d rdr rπθθθθσσθ++==⋅⎰⎰⎰⎰极坐标变换2200221122200021112001cos sin cos sin 2sin cos222(tan )222122(1)1tan 2tan22221)u td d d du du u u u dt dt t πππθθθθθθθθθθθ-===+-+===-+---+==-===⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 所以11(,)1)12D f x y d σ=⎰⎰得1(,)4(1))12Df x y d σ=+⎰⎰(23)(本题满分11分)设线性方程组1231232123020(1)40x x x x x ax x x a x ⎧++=⎪++=⎨⎪++=⎩与方程12321(2)x x x a ++=-有公共解,求a 的值及所有公共解. 【详解】:因为方程组(1)、(2)有公共解,即由方程组(1)、(2)组成的方程组1231232123123020(3)4021x x x x x ax x x a x x x x a ++=⎧⎪++=⎪⎨++=⎪⎪++=-⎩的解.即矩阵211100201401211aa a ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭211100110001000340a a a ⎛⎫ ⎪- ⎪→⎪- ⎪ ⎪++⎝⎭方程组(3)有解的充要条件为 1,2a a ==.当1a =时,方程组(3)等价于方程组(1)即此时的公共解为方程组(1)的解.解方程组(1)的基础解系为(1,0,1)Tξ=-此时的公共解为:,1,2,x k k ξ==L当2a =时,方程组(3)的系数矩阵为111011101220011014400001111100⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎪ ⎪→ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭此时方程组(3)的解为1230,1,1x x x ===-,即公共解为:(0,1,1)Tk -(24)设3阶对称矩阵A 的特征向量值1231,2,2,λλλ===-1(1,1,1)Tα=-是A 的属于1λ的一个特征向量,记534B A A E =-+其中E 为3阶单位矩阵()I 验证1α是矩阵B 的特征向量,并求B 的全部特征值的特征向量; ()II 求矩阵B .【详解】:(Ⅰ)可以很容易验证111(1,2,3...)n nA n αλα==,于是 5353111111(4)(41)2B A A E ααλλαα=-+=-+=-于是1α是矩阵B 的特征向量.B 的特征值可以由A 的特征值以及B 与A 的关系得到,即 53()()4()1B A A λλλ=-+, 所以B 的全部特征值为-2,1,1.前面已经求得1α为B 的属于-2的特征值,而A 为实对称矩阵,于是根据B 与A 的关系可以知道B 也是实对称矩阵,于是属于不同的特征值的特征向量正交,设B 的属于1的特征向量为123(,,)Tx x x ,所以有方程如下:1230x x x -+=于是求得B 的属于1的特征向量为23(1,0,1),(1,1,0)T Tαα=-=(Ⅱ)令矩阵[]123111,,101110P ααα-⎡⎤⎢⎥==-⎢⎥⎢⎥⎣⎦,则1(2,1,1)P BP diag -=-,所以1111333111112(2,1,1)101(2,1,1)333110121333B P diag P diag -⎡⎤-⎢⎥-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⋅-⋅=---⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦011101110-⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦。
2010年考研数学二真题一填空题(8×4=32分)2009年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、选择题:1~8小题,每小题4分,共32分,下列每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内.(1)函数()3sin x x f x nx-=的可去间断点的个数,则( ) ()A 1. ()B 2. ()C 3. ()D 无穷多个.(2)当0x →时,()sin f x x ax =-与()()2ln 1g x x bx =-是等价无穷小,则( )()A 11,6a b ==-. ()B 11,6a b ==. ()C 11,6a b =-=-. ()D 11,6a b =-=. (3)设函数(),z f x y =的全微分为dz xdx ydy =+,则点()0,0( )()A 不是(),f x y 的连续点. ()B 不是(),f x y 的极值点.()C 是(),f x y 的极大值点. ()D 是(),f x y 的极小值点.(4)设函数(),f x y 连续,则()()222411,,y x y dx f x y dy dy f x y dx -+=⎰⎰⎰⎰( ) ()A ()2411,x dx f x y dy -⎰⎰. ()B ()241,x x dx f x y dy -⎰⎰. ()C ()2411,y dy f x y dx -⎰⎰. ()D .()221,y dy f x y dx ⎰⎰ (5)若()f x ''不变号,且曲线()y f x =在点()1,1上的曲率圆为222x y +=,则()f x 在区间()1,2内( ) ()A 有极值点,无零点. ()B 无极值点,有零点.()C 有极值点,有零点. ()D 无极值点,无零点.(6)设函数()y f x =在区间[]1,3-上的图形为:则函数()()0xF x f t dt =⎰的图形为( )()A . ()B .()C . ()D .(7)设A 、B 均为2阶矩阵,**A B ,分别为A 、B 的伴随矩阵。
全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、选择题:110:小题,每小题4分,共40分,下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上.(1)当0x +→等价的无穷小量是( )A.1-B1C.1D -(2)函数11()tan ()()xxe e xf x x e e +=-在[],ππ-上的第一类间断点是x =( ).A 0 .B 1 .C 2π-.D 2π (3)如图.连续函数()y f x =在区间[][]3,2,2,3--上的图形分别是直径为1的上、下半圆周,在区间[][]2,0,0,2-上的图形分别是直径为2的上、下半圆周.设0()(),xF x f t dt =⎰则下列结论正确的是( ).A (3)F 3(2)4F =-- .B (3)F 5(2)4F = .C (3)F - 3(2)4F = .D (3)F -5(2)4F =--(4)设函数()f x 在0x =连续,则下列命题错误的是( ).A 若0()limx f x x →存在,则(0)0f = .B 若0()()lim x f x f x x →+-存在,则(0)0f =.C 若0()lim x f x x →存在,则(0)f '存在 .D 若0()()lim x f x f x x→--存在,则(0)f '存在(5)曲线1ln(1)xy e x=++渐近线的条数为( ).A 0 .B 1 .C 2 .D 3(6)设函数()f x 在(0,)+∞上具有二阶导数,且()0f x ''>,令()(1,2,)n u f n n ==L ,则下列结论正确的是( ).A 若12u u >,则{}n u 必收敛 .B 若12u u >,则{}n u 必发散.C 若12u u <,则{}n u 必收敛 .D 若12u u <,则{}n u 必发散(7) 二元函数(,)f x y 在点(0,0)处可微的一个充分条件是( ).A[](,)(0,0)lim(,)(0,0)0x y f x y f →-=.B []0(,0)(0,0)lim0x f x f x→-=且[]0(0,)(0,0)lim 0y f y f y→-=.C(,)(,)(0,0)lim0x y f x y f →-=.D []0lim (,0)(0,0)0x x x f x f →''-=且 0lim (0,)(0,0)0y y y f y f →''⎡⎤-=⎣⎦ (8)设函数(,)f x y 连续,则二次积分1sin 2(,)xdx f x y dy ππ⎰⎰等于( ).A 1arcsin (,)ydy f x y dx ππ+⎰⎰.B 10arcsin (,)ydy f x y dx ππ-⎰⎰.C 1arcsin 02(,)ydy f x y dx ππ+⎰⎰ .D 1arcsin 02(,)ydy f x y dx ππ-⎰⎰(9)设向量组123,,ααα线性无关,则下列向量组线性相关的是 ( ).A 12αα-2331,,αααα-- .B 21αα+2331,,αααα++ .C 1223312,2,2αααααα--- .D 1223312,2,2αααααα+++(10)设矩阵211121112A --⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥--⎣⎦,100010000B ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦则A 与B ( ) .A 合同,且相似 .B 合同,但不相似.C 不合同,但相似 .D 既不合同,也不相似二、填空题:11-16小题,每小题4分,共24分,请将答案写在答题纸指定位置上. (11)30arctan sin lim_____x x xx →-=(12)曲线2cos cos 1sin x t t y t⎧=+⎨=+⎩上对应于4t π=的点处的法线斜率为_____(13)设函数123y x =+,则()(0)_____n y = (14)二阶常系数非齐次线性微分方程2432xy y y e '''-+=的通解为_____y =(15)设(,)f u v 是二元可微函数,(,),y x z f x y =则z zxy x y∂∂-=∂∂_____ (16) 设矩阵01000010,00010000A ⎛⎫⎪⎪= ⎪⎪⎝⎭则3A 的秩为_____.三、解答题:17-24小题,共86分.请将解答写在答题纸指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. (17)(本题满分10分)设()f x 是区间[0,]4π上的单调、可导函数,且满足()10cos sin ()sin cos f x xt tf t dt tdt t t--=+⎰⎰其中1f-是f 的反函数,求()f x .(18)(本题满分11分)设D是位于曲线2(1,0)xay a x -=>≤<+∞下方、x 轴上方的无界区域.(Ⅰ)求区域D 绕x 轴旋转一周所成旋转体的体积()V a ; (Ⅱ)当a 为何值时,()V a 最小?并求出最小值.(19)(本题满分10分)求微分方程2()y x y y ''''+=满足初始条件(1)(1)1y y '==的特解. (20)(本题满分11分)已知函数()f u 具有二阶导数,且(0)1f '=,函数()y y x =由方程11y y xe--=所确定.设(ln sin )z f y x =-,求2002,x x dz d zdxdx ==.(21)(本题满分11分)设函数()f x ,()g x 在[],a b 上连续,在(,)a b 内二阶可导且存在相等的最大值,又()f a =()g a ,()f b =()g b ,证明:存在(,),a b ξ∈使得''()''().f g ξξ=(22)(本题满分11分)设二元函数2,1(,)12x x y f x y x y ⎧+≤⎪=<+≤计算二重积分(,)Df x y d σ⎰⎰,其中{}(,)2D x y x y =+≤(23)(本题满分11分)设线性方程组1231232123020(1)40x x x x x ax x x a x ⎧++=⎪++=⎨⎪++=⎩12321(2)x x x a ++=-与方程有公共解,求a 得值及所有公共解.(24)(本题满分11分)设3阶实对称矩阵A 的特征值12311,2,2,(1,1,1)Tλλλα===-=-是A 的属于1λ的一个特征向量.记534B A A E =-+,其中E 为3阶单位矩阵.(Ⅰ)验证1α是矩阵B 的特征向量,并求B 的全部特征值与特征向量; (Ⅱ)求矩阵B .。
2007年考研数学二真题一.选择题(本题共10小题,每小题4分,满分40分,在每小题给的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后括号内)(1) 当0x +→( )A. 1-B.lnC. 1D.1-(2)函数11()tan ()()xxe e xf x x e e +=-在区间[],ππ-上的第一类间断点是x =( )A. 0B. 1C. 2π-D.2π (3)如图.连续函数()y f x =在区间[][]3,2,2,3--上的图形分别是直径为1的上、下半圆周,在区间[][]2,0,0,2-上图形分别是直径为2的上、下半圆周,设0()(),xF x f t dt =⎰则下列结论正确的是:( ).A .(3)F 3(2)4F =-- .B (3)F 5(2)4F = .C (3)F - 3(2)4F =- .D (3)F -5(2)4F =--(4)设函数f (x )在x=0处连续,下列命题错误的是 ( )A. 若0()limx f x x →存在,则(0)0f = B. 若0()()lim x f x f x x→+-存在, (0)0f =C. 若0()lim x f x x →存在, 则(0)0f '=D. 0()()lim x f x f x x→--存在, (0)0f =(5)曲线1ln(1),xy e x=++渐近线的条数为 ( ).A 0 .B 1 .C 2 .D 3(6)设函数()f x 在(0,)+∞上具有二阶导数,且"()0f x >, 令n u = ()1,2.......,,f n n = 则下列结论正确的是 ( )A.若12u u >,则{}n u 必收敛B. 若12u u >,则{}n u 必发散C. 若12u u <,则{}n u 必收敛D. 若12u u <,则{}n u 必发散 (7)二元函数(,)f x y 在点(0,0)处可微的一个充分条件是 ( ) A.()()()(),0,0lim,0,00x y f x y f →-=⎡⎤⎣⎦B. ()()0,00,0lim0x f x f x →-=,且()()00,0,0lim 0y f y f y→-=C.()(,0,0,00,0lim0x y f x f →-=D. ()0lim ',0'(0,0)0,x x x f x f →-=⎡⎤⎣⎦且()0lim ',0'(0,0)0,y y y f x f →⎡⎤-=⎣⎦ (8)设函数(,)f x y 连续,则二次积分1sin 2(,)x dx f x y dy ππ⎰⎰等于 ( ).A10arcsin (,)y dy f x y dx ππ+⎰⎰ .B 10arcsin (,)y dy f x y dy ππ-⎰⎰.C 1arcsin 02(,)y dy f x y dx ππ+⎰⎰.D 1arcsin 02(,)y dy f x y dx ππ-⎰⎰(9)设向量组123,,ααα线形无关,则下列向量组线形相关的是: ( ) (A ),,122331αααααα--- (B ) ,,122331αααααα+++(C ) 1223312,2,2αααααα--- (D )1223312,2,2αααααα+++(10)设矩阵A=211121112--⎛⎫ ⎪-- ⎪ ⎪--⎝⎭,B=100010000⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭,则A 于B , ( )(A) 合同,且相似 (B) 合同,但不相似(C) 不合同,但相似 (D)既不合同,也不相似二.填空题:11-16小题,每小题4分,共24分,请将答案写在答题纸指定位置上(11)30arctan sin limx x xx→-=____. (12)曲线2cos cos 1sin x t t y t⎧=+⎨=+⎩上对应于4t π=的点处的法线斜率为_____(13)设函数123y x =+,则()0ny =_____.(14)二阶常系数非齐次线性微分方程2''4'32x y y y e -+=的通解y =_____.(15)设(,)f u v 是二元可微函数,(,)y x z f x y =,则_____z zx y x y∂∂-=∂∂.(16)设矩阵0100001000010000A ⎛⎫ ⎪⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则3A 的秩为______. 三、解答题:17-24小题,共86分.请将解答写在答题纸指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.(17)设()f x 是区间0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调、可导函数,且满足()100cos sin ()sin cos f x x t t f t dt t dt t t --=+⎰⎰,其中1f -是f 的反函数,求()f x . (18)(本题满分11分) 设D是位于曲线y =- ()1,0a x >≤<+∞下方、x 轴上方的无界区域.(Ⅰ)求区域D 绕x 轴旋转一周所成旋转体的体积()V a ; (Ⅱ)当a 为何值时,()V a 最小?并求此最小值.(19)求微分方程()2''''y x y y +=满足初始条件(1)'(1)1y y ==的特解.(20)已知函数()f a 具有二阶导数,且'(0)f =1,函数()y y x =由方程11y y xe --=所确定.设(ln sin ),z f y x =-求0x dzdx=,202x d z dx =.(21)(本题11分) 设函数(),()f xg x 在[,]a b 上连续,在(,)a b 内具有二阶导数且存在相等的最大值,()(),()()f ag a f b g b ==证明:存在(,)a b ξ∈,使得''''()()f g ξξ=. (22)(本题满分11分)设二元函数2.1.(,)12.x x y f x y x y ⎧+≤⎪=≤+≤计算二重积分(,).Df x y d σ⎰⎰其中{}(,)2D x y x y =+≤(23)(本题满分11分)设线性方程组1231232123020(1)40x x x x x ax x x a x ⎧++=⎪++=⎨⎪++=⎩与方程12321(2)x x x a ++=-有公共解,求a 的值及所有公共解(24)设3阶对称矩阵A 的特征向量值1231,2,2,λλλ===-1(1,1,1)T α=-是A 的属于1λ的一个特征向量,记534B A A E =-+其中E 为3阶单位矩阵()I 验证1α是矩阵B 的特征向量,并求B 的全部特征值的特征向量; ()II 求矩阵B .2007年考研数学二真题解析一.选择题(本题共10小题,每小题4分,满分40分,在每小题给的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后括号内)(2) 当0x +→(B )A. 1-B.lnC. 1D.1-(2)函数11()tan ()()xxe e xf x x e e +=-在区间[],ππ-上的第一类间断点是x =(A)A. 0B. 1C. 2π-D.2π (3)如图.连续函数()y f x =在区间[][]3,2,2,3--上的图形分别是直径为1的上、下半圆周,在区间[][]2,0,0,2-上图形分别是直径为2的上、下半圆周,设0()(),xF x f t dt =⎰则下列结论正确的是:(C ) .A .(3)F 3(2)4F =-- .B (3)F 5(2)4F = .C (3)F - 3(2)4F =- .D (3)F -5(2)4F =--(4)设函数f (x )在x=0处连续,下列命题错误的是 (C)A. 若0()limx f x x →存在,则(0)0f = B. 若0()()lim x f x f x x→+-存在, (0)0f =C. 若0()lim x f x x →存在, 则(0)0f '=D. 0()()lim x f x f x x→--存在, (0)0f =(5)曲线1ln(1),xy e x=++渐近线的条数为 (D ).A 0 .B 1 .C 2 .D 3(6)设函数()f x 在(0,)+∞上具有二阶导数,且"()0f x >, 令n u = ()1,2.......,,f n n = 则下列结论正确的是 (D)A.若12u u >,则{}n u 必收敛B. 若12u u >,则{}n u 必发散C. 若12u u <,则{}n u 必收敛D. 若12u u <,则{}n u 必发散 (7)二元函数(,)f x y 在点(0,0)处可微的一个充分条件是 (B ) A.()()()(),0,0lim,0,00x y f x y f →-=⎡⎤⎣⎦B. ()()0,00,0lim0x f x f x →-=,且()()00,0,0lim 0y f y f y→-=C.()(,0,0,00,0lim0x y f x f →-=D. ()0lim ',0'(0,0)0,x x x f x f →-=⎡⎤⎣⎦且()0lim ',0'(0,0)0,y y y f x f →⎡⎤-=⎣⎦ (8)设函数(,)f x y 连续,则二次积分1sin 2(,)x dx f x y dy ππ⎰⎰等于 (B ).A10arcsin (,)y dy f x y dx ππ+⎰⎰ .B 10arcsin (,)y dy f x y dy ππ-⎰⎰.C 1arcsin 02(,)y dy f x y dx ππ+⎰⎰.D 1arcsin 02(,)y dy f x y dx ππ-⎰⎰(9)设向量组123,,ααα线形无关,则下列向量组线形相关的是: (A) (A ),,122331αααααα--- (B ) ,,122331αααααα+++(C ) 1223312,2,2αααααα--- (D )1223312,2,2αααααα+++(10)设矩阵A=211121112--⎛⎫ ⎪-- ⎪ ⎪--⎝⎭,B=100010000⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭,则A 于B , (B )(A) 合同,且相似 (B) 合同,但不相似(C) 不合同,但相似 (D)既不合同,也不相似二.填空题:11-16小题,每小题4分,共24分,请将答案写在答题纸指定位置上(11)30arctan sin limx x x x →-=16.(12)曲线2cos cos 1sin x t t y t⎧=+⎨=+⎩上对应于4t π=1).(13)设函数123y x =+,则()0ny =23n -⋅.(14)二阶常系数非齐次线性微分方程2''4'32x y y y e -+=的通解y =_32122x x x C e C e e +-.(15)设(,)f u v 是二元可微函数,(,)y x z f x y =,则1222(,)(,)z z y y x x y xx y f f x y x x y y x y∂∂''-=-+∂∂.(16)设矩阵0100001000010000A ⎛⎫ ⎪⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则3A 的秩为_1______.三、解答题:17-24小题,共86分.请将解答写在答题纸指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.(17)设()f x 是区间0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调、可导函数,且满足()100cos sin ()sin cos f x x t t f t dt t dt t t --=+⎰⎰,其中1f -是f 的反函数,求()f x . 【详解】:设(),y f t =则1()t f y -=.则原式可化为:1(0)0cos sin '()sin cos xxf t t yf y dy tdt t t--=+⎰⎰ 等式两边同时求导得:cos sin '()sin cos x xxf x x x x-=+c o s s i n '()s i n c o sx x f x x x -=+ (18)(本题满分11分) 设D是位于曲线y =- ()1,0a x >≤<+∞下方、x 轴上方的无界区域.(Ⅰ)求区域D 绕x 轴旋转一周所成旋转体的体积()V a ; (Ⅱ)当a 为何值时,()V a 最小?并求此最小值. 【详解】:22222()())(ln )xa a I V a y dx dx a πππ-+∞+∞===⎰⎰ 22412(ln )(2ln )2()()0(ln )a a a a II V a a π-'=⋅= 得ln (ln 1)0a a -=故ln 1a =即a e =是唯一驻点,也是最小值点,最小值2()V e eπ=(19)求微分方程()2''''y x y y +=满足初始条件(1)'(1)1y y ==的特解.【详解】: 设dy p y dx '==,则dpy dx''=代入得: 22()dp dx x p x x p p p dx dp p p++=⇒==+设x u p= 则()d pu u p dp =+du u p u p dp ⇒+=+1dudp ⇒=1u p c ⇒=+即21x p c p =+ 由于(1)1y '= 故11110c c =+⇒=即2x p =32223dy p y x c dx ⇒==⇒=±+ 由21(1)13y c =⇒=或253c = 特解为322133y x =+或322533y x =-+(20)已知函数()f a 具有二阶导数,且'(0)f =1,函数()y y x =由方程11y y xe --=所确定.设(ln sin ),z f y x =-求0x dzdx=,202x d zdx =.【详解】:11y y xe --=两边对x 求导得11()0y y y e xe y --''-+⋅=得 111y y e y xe --'=- (当01)x y ==,故有11121x e y -='==-1(ln sin )(cos )(0)(111)0x x dz f y x y x f dxy=='''=--=⨯-=222221()(ln sin )(cos )(ln sin )(sin )x x d z y f y x y x f y x x dx y y=='''''=--+--+221(0)(111)(0)(10)1(1)11f f -'''=⨯-+⨯+=⨯-=- (21)(本题11分)设函数(),()f xg x 在[,]a b 上连续,在(,)a b 内具有二阶导数且存在相等的最大值,()(),()()f ag a f b g b ==证明:存在(,)a b ξ∈,使得''''()()f g ξξ=. 【详解】:证明:设(),()f x g x 在(,)a b 内某点(,)c a b ∈同时取得最大值,则()()f c g c =,此时的c 就是所求点()()f g ηηη=使得.若两个函数取得最大值的点不同则有设()max (),()max ()f c f x g d g x ==故有()()0,()()0f c g c g d f d ->-<,由介值定理,在(,)c d 内肯定存在()()f g ηηη=使得由罗尔定理在区间(,),(,)a b ηη内分别存在一点''1212,,()()f f ξξξξ使得==0在区间12(,)ξξ内再用罗尔定理,即''''(,)()()a b f g ξξξ∈=存在,使得. (22)(本题满分11分)设二元函数2.1.(,)12.x x y f x y x y ⎧+≤⎪=≤+≤计算二重积分(,).Df x y d σ⎰⎰其中{}(,)2D x y x y =+≤【详解】:D 如图(1)所示,它关于x,y 轴对称,(,)f x y 对x,y 均为偶函数,得1(,)4(,)DD f x y d f x y d σσ=⎰⎰⎰⎰,其中1D 是D 的第一象限部分.由于被积函数分块表示,将1D 分成(如图(2)):11112D D D = ,且1112:1,0,0 :12,0,0D x y x y D x y x y +≤≥≥≤+≤≥≥于是11212(,)(,)(,)D D D f x y d f x y d f x y d σσσ=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰.而111112200111(,)(1)3412xD f x y d dx x dy x x dx σ-==-=-=⎰⎰⎰⎰⎰(1)(2)121222cos sin 10cos sin 1(,)()D D f x y d d rdr rπθθθθσσθ++==⋅⎰⎰⎰⎰极坐标变换220221122200021112001cos sin cos sin 2sin cos222(tan )222122(1)1tan 2tan22221)u td d d du du u u u dt dtt πππθθθθθθθθθθθ-===+-+===-+---+==+-===⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 所以11(,)1)12D f x y d σ=+⎰⎰得1(,)4(1))12Df x y d σ=⎰⎰(23)(本题满分11分)设线性方程组1231232123020(1)40x x x x x ax x x a x ⎧++=⎪++=⎨⎪++=⎩与方程12321(2)x x x a ++=-有公共解,求a 的值及所有公共解. 【详解】:因为方程组(1)、(2)有公共解,即由方程组(1)、(2)组成的方程组1231232123123020(3)4021x x x x x ax x x a x x x x a ++=⎧⎪++=⎪⎨++=⎪⎪++=-⎩的解.即矩阵211100201401211a a a ⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭211100110001000340a a a ⎛⎫ ⎪- ⎪→ ⎪- ⎪ ⎪++⎝⎭方程组(3)有解的充要条件为1,2a a ==.当1a =时,方程组(3)等价于方程组(1)即此时的公共解为方程组(1)的解.解方程组(1)的基础解系为(1,0,1)Tξ=-此时的公共解为:,1,2,x k k ξ== 当2a =时,方程组(3)的系数矩阵为11101110122001101440000111110000⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪→ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭此时方程组(3)的解为1230,1,1x x x ===-,即公共解为:(0,1,1)T k -(24)设3阶对称矩阵A 的特征向量值1231,2,2,λλλ===-1(1,1,1)T α=-是A 的属于1λ的一个特征向量,记534B A A E =-+其中E 为3阶单位矩阵()I 验证1α是矩阵B 的特征向量,并求B 的全部特征值的特征向量; ()II 求矩阵B .【详解】:(Ⅰ)可以很容易验证111(1,2,3...)n n A n αλα==,于是5353111111(4)(41)2B A A E ααλλαα=-+=-+=- 于是1α是矩阵B 的特征向量.B 的特征值可以由A 的特征值以及B 与A 的关系得到,即53()()4()1B A A λλλ=-+,所以B 的全部特征值为-2,1,1.前面已经求得1α为B 的属于-2的特征值,而A 为实对称矩阵,于是根据B 与A 的关系可以知道B 也是实对称矩阵,于是属于不同的特征值的特征向量正交,设B 的属于1的特征向量为123(,,)T x x x ,所以有方程如下:1230x x x -+=于是求得B 的属于1的特征向量为23(1,0,1),(1,1,0)TTαα=-=(Ⅱ)令矩阵[]123111,,101110P ααα-⎡⎤⎢⎥==-⎢⎥⎢⎥⎣⎦,则1(2,1,1)P BP diag -=-,所以1111333111112(2,1,1)101(2,1,1)333110121333B P d i a g P d i a g -⎡⎤-⎢⎥-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⋅-⋅=---⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦011101110-⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦。
2010年考研数学二真题(强烈推荐)一填空题(8×4=32分)2009年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、选择题:1~8小题,每小题8分,共32分,下列每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内。
(1)函数3()sin x x f x nx-=与2()ln(1)g x x bx =-是等价无穷小,则()(A )1(B )2(C )3(D )无穷多个(2)当0x →时,()sin f x x ax =-与2()ln(1)g x x bx =-是等价无穷小,则() (A )11,6a b ==-(B )11,6a b == (C )11,6a b =-=-(D )11,6a b =-= (3)设函数(,)z f x y =的全微分为dz xdx ydy =+,则点(0,0)() (A )不是(,)f x y 的连续点 (B )不是(,)f x y 的极值点 (C )是(,)f x y 的极大值点(D )是(,)f x y 的极小值点(4)设函数(,)f x y 连续,则222411(,)(,)yxydx f x y dy dy f x y dx -+⎰⎰⎰⎰=()(A )2411(,)ydx f x y dy -⎰⎰(B )241(,)xx dx f x y dy -⎰⎰(C )2411(,)ydx f x y dx -⎰⎰(D )221(,)ydx f x y dx ⎰⎰(5)若()f x ''不变号,且曲线()y f x =在点(1,1)的曲率圆为222x y +=,则()f x 在区间(1,2)内()(A )有极值点,无零点 (B )无极值点,有零点(C )有极值点,有零点(D )无极值点,无零点(6)设函数()y f x =在区间[-1,3]上的图形为则函数0()()xF x f t dt =⎰为()(7)设A、B 均为2阶矩阵,,A B **分别为A 、B 的伴随矩阵。
2010年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、选择题:1~8小题,每小题4分,共32分,下列每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内。
(1)函数()f x = (A) 0. (B) 1 (C) 2 (D) 3(2) 设1y ,2y 是一阶线性非齐次微分方程()()y p x y q x '+=的两个特解. 若常数λ, μ使12y y λμ+是该方程的解,12y y λμ-是对应的齐次方程的解, 则 (A )11,22λμ== (B)11,22λμ=-=- (C) 21,33λμ== (D) 22,33λμ== (3) 曲线2y x =与曲线ln (0)y a x a =≠相切,则a =(A)4e (B)3e (C)2e (D)e(4)设,m n 为正整数,则反常积分dx ⎰的收敛性(A)仅与m 取值有关 (B)仅与n 取值有关(C)与,m n 取值都有关(D)与,m n 取值都无关(5)设函数(,)z z x y =由方程(,)0y z F x x=确定,其中F 为可微函数,且20F '≠则z z xy x y∂∂+=∂∂ (A) x(B)z (C) x -(D) z -(6) 2211lim()()nnn i j nn i n j →∞===++∑∑ (A)121(1)(1)xdx dy x y ++⎰⎰(B)11(1)(1)xdx dy x y ++⎰⎰(C) 11001(1)(1)dx dy x y ++⎰⎰ (D)112001(1)(1)dx dy x y ++⎰⎰(7)设向量组12 :, ,, r I ααα⋅⋅⋅可由向量组12II : , ,, s βββ⋅⋅⋅线性表示, 则列命题正确的是(A) 若向量组I 线性无关, 则r s ≤ (B) 若向量组I 线性相关, 则r s >(C) 若向量组II 线性无关, 则r s ≤ (D) 若向量组II 线性相关, 则r s >(8)设A 为4阶对称矩阵,且20A A +=若A 的秩为3,则A 相似于(A)1110⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦(B)1110⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦(C) 1110⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦(D) 1110-⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦ 二、填空题:9-14 小题,每小题 4分,共 24 分,请将答案写在答题纸指定位置上。
2010年考研数学二真题(强烈推荐)一填空题(8×4=32分)2009年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、选择题:1~8小题,每小题8分,共32分,下列每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内。
(1)函数3()sin x x f x nx-=与2()ln(1)g x x bx =-是等价无穷小,则()(A )1(B )2(C )3(D )无穷多个(2)当0x →时,()sin f x x ax =-与2()ln(1)g x x bx =-是等价无穷小,则() (A )11,6a b ==-(B )11,6a b == (C )11,6a b =-=-(D )11,6a b =-= (3)设函数(,)z f x y =的全微分为dz xdx ydy =+,则点(0,0)() (A )不是(,)f x y 的连续点 (B )不是(,)f x y 的极值点 (C )是(,)f x y 的极大值点(D )是(,)f x y 的极小值点(4)设函数(,)f x y 连续,则222411(,)(,)yxydx f x y dy dy f x y dx -+⎰⎰⎰⎰=()(A )2411(,)ydx f x y dy -⎰⎰(B )241(,)xx dx f x y dy -⎰⎰(C )2411(,)ydx f x y dx -⎰⎰(D )221(,)ydx f x y dx ⎰⎰(5)若()f x ''不变号,且曲线()y f x =在点(1,1)的曲率圆为222x y +=,则()f x 在区间(1,2)内()(A )有极值点,无零点 (B )无极值点,有零点(C )有极值点,有零点(D )无极值点,无零点(6)设函数()y f x =在区间[-1,3]上的图形为则函数0()()xF x f t dt =⎰为()(7)设A、B 均为2阶矩阵,,A B **分别为A 、B 的伴随矩阵。
若|A|=2,|B|=3,则分块矩阵00A B ⎛⎫⎪⎝⎭的伴随矩阵为() (A )0320B A**⎛⎫⎪⎝⎭ (B )0230B A**⎛⎫⎪⎝⎭ (C )0320A B**⎛⎫⎪⎝⎭ (D )0230A B**⎛⎫⎪⎝⎭(8)设A ,P 均为3阶矩阵,T P 为P 的转置矩阵,且T P A P=100010002 ⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎝⎭,若1231223(,,),(,,)P Q ααααααα==+,则T Q AQ 为()(A)2101 ⎛⎫ ⎪ 1 0 ⎪ ⎪0 0 2⎝⎭ (B)11012000 ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ 2⎝⎭ (C)20001 ⎛⎫ ⎪ 0 ⎪ ⎪0 0 2⎝⎭ (D)100020002 ⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎝⎭二、填空题:9-14 小题,每小题 4分,共 24 分,请将答案写在答题纸指定位置上。
(9)曲线21022ln(2)t u x e du y t t --⎧=⎪⎨⎪=-⎩⎰在(0,0)处的切线方程为____________(10)已知||1k x e dx +∞-∞=⎰,则k=____________(11)1limsin xn enxdx -→∞⎰=___________(12)设()y y x =是方程1yxy e x +=+确定的隐函数,则202|x dy dx==____________(13)函数2xy x =在区间(0,1]上的最小值为_________(14)设,αβ为3维列向量,T β为β的转置,若Tβ相似于200000000 ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎝⎭,则T βα=___________三、解答题:15-23 小题,共 94 分。
请将解答写在答题纸指定的位置上。
解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
(15)(本题满分9分)求极限40(1cos )[ln(1tan )]lim sin x x x x x→--+ (16)(本题满分10分)计算不定积分ln(1(0)x +>⎰(17)(本题满分10分)设(,,)z f x y x y xy =+-,其中f 具有2阶连续偏导数,求dz 与2zx y∂∂∂ (18)(本题满分10分)设非负函数y=y(x)(x ≥0),满足微分方程20xy y '''-+=,当曲线 y=y(x)过原点时,其与直线x=1及y=0围成平面区域的面积为2,求D 绕y 轴旋转所得旋转体体积。
(19)(本题满分10分)求二重积分()Dx y dxdy -⎰⎰,其中22{(,)|(1)(1)2,}D x y x y y x =-+-≤≥(20)(本题满分12分)设y=y(x)是区间(,)ππ-内过点(的光滑曲线,当0x π-<<时,曲线上任一点处的发现都过原点,当0x π≤<时,函数y(x)满足 0y y x ''++=。
求y(x)的表达式。
(21)(本题满分11分)(I )证明拉格朗日中值定理:若函数()f x 在[a,b]上连续,在(a,b )可导,则存在(,)a b ζ∈,使得()()()()f b f a f b a ζ'-=-。
(II )证明:若函数()f x 在x=0处连续,在(0,)(0)δδ>内可导,且0lim ()x f x A →+'=则(0)f +'存在,且(0)f A +'=。
(22)(本题满分11分)设11111111,10422A ζ---⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭(I )求满足22131,A A ζζζζ==的所有向量23,ζζ;(II )对(I )中的任一向量23,ζζ,证明:123,,ζζζ线性无关。
(23)(本题满分11分)设二次型2221231231323(,,)(1)22f x x x ax ax a x x x x x =++-+- (I )求二次型f 的矩阵的所有特征值;(II )若二次型f 的规范形为2212y y +,求a 的值。
2008考研数学二真题一、选择题:(本题共8小题,每小题4分,共32分. 每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内) (1)设2()(1)(2)f x x x x =-+,则()f x '的零点个数为( ).(A) 0. (B) 1. (C) 2. (D) 3.(2)曲线方程为()y f x =,函数在区间[0,]a 上有连续导数,则定积分0()axf x dx '⎰在几何上表示( ).(A) 曲边梯形ABOD 的面积. (B) 梯形ABOD 的面积. (C) 曲边三角形ACD 面积. (D) 三角形ACD 面积.(3)在下列微分方程中,以123cos 2sin 2x y C e C x C x =++(123,,C C C 为任意的常数)为通解的是( ).(A) 440y y y y ''''''+--=. (B) 440y y y y ''''''+++=. (C) 440y y y y ''''''--+=. (D) 440y y y y ''''''-+-=. (4) 判定函数ln ||()sin |1|x f x x x =-间断点的情况( ). (A) 有1可去间断点,1跳跃间断点.(B) 有1跳跃间断点,1无穷间断点. (C) 有2个无穷间断点. (D)有2个跳跃间断点.(5)设函数()f x 在(,)-∞+∞内单调有界,{}n x 为数列,下列命题正确的是( ).(A) 若{}n x 收敛,则{()}n f x 收敛 (B) 若{}n x 单调,则{()}n f x 收敛(C) 若{()}n f x 收敛,则{}n x 收敛. (D) 若{()}n f x 单调,则{}n x 收敛. (6)设函数f连续,若22(,)uvD F u v =⎰⎰,其中区域uv D 为图中阴影部分,则Fu∂=∂( ). (A) 2()vf u (B) ()vf u (C)2()v f u u (D) ()vf u u(7)设A 为n 阶非零矩阵,E 为n 阶单位矩阵.若30A =,则下列结论正确的是( ).(A) E A -不可逆,E A +不可逆. (B) E A -不可逆,E A +可逆. (C) E A -可逆, E A +可逆. (D) E A -可逆, E A +不可逆.(8) 设1221A ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则在实数域上,与A 合同矩阵为( ).(A) 2112-⎛⎫ ⎪-⎝⎭ . (B) 2112-⎛⎫ ⎪-⎝⎭. (C) 2112⎛⎫ ⎪⎝⎭. (D)1221-⎛⎫⎪-⎝⎭.二、填空题:(9-14小题,每小题4分,共24分. 把答案填在题中横线上) (9)已知函数()f x 连续,且01cos[()]lim1(1)()x x xf x e f x →-=-,则(0)f =(10)微分方程2()0x y x e dx xdy -+-=的通解是 .(11)曲线sin()ln()xy y x x +-=在点(0,1)处的切线方程为 . (12)曲线23(5)y x x =-的拐点坐标为 .(13)设xyy z x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则(1,2)z x ∂=∂ . (14)设3阶矩阵A 的特征值为2,3,λ.若行列式|2|48A =-,则λ=___________. 三、解答题(15-23小题,共94分). (15)(本题满分9分) 求极限[]4sin sin(sin )sin limx x x x x →-.(16)(本题满分10分)设函数()y y x =由参数方程20()ln(1)t x x t y u du =⎧⎪⎨=+⎪⎩⎰确定,其中()x x t =是初值问题020xt dx te dtx -=⎧-=⎪⎨⎪=⎩的解,求22d y dx . (17)(本题满分9分)计算21⎰.(18)(本题满分11分)计算max{,1}Dxy dxdy ⎰⎰,其中{}D x y x y (,)|02,02=≤≤≤≤.(19)(本题满分11分)设()f x 是区间[0,)+∞上具有连续导数的单调增加函数,且(0)1f =.对任意的[0,)t ∈+∞,直线0,x x t ==,曲线()y f x =以及x 轴所围成的曲边梯形绕x 轴旋转一周生成一旋转体,若该旋转体的侧面面积在数值上等于其体积的2倍,求函数()f x 的表达式. (20)(本题满分11分) (I)证明积分中值定理:若函数()f x 在闭区间[,]a b 上连续,则至少存在一点[,]a b η∈,使得()()()baf x dx f b a η=-⎰;(II)若函数()x ϕ具有二阶导数,且满足(2)(1)ϕϕ>,32(2)()x dx ϕϕ>⎰,证明至少存在一点(1,3)ξ∈,使得()0ϕξ''<. (21)(本题满分11分)求函数222u x y z =++在约束条件22z x y =+和4x y z ++=下的最大值和最小值.(22) (本题满分12分).设n 元线性方程组Ax b =,其中2222212121212a a a a a A a a a a ⎛⎫ ⎪ ⎪⎪= ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭,12n x x x x ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭ ,12n b b b b ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭ .(I )证明行列式||(1)n A n a =+;(II )当a 为何值时,该方程组有惟一解,并求1x . (III )当a 为何值时,该方程组有无穷多解,并求其通解.(23) (本题满分10分)设A 为3阶矩阵,12,αα为A 的分别属于特征值1,1-的特征向量,向量3α满足A ααα323=+,(I)证明123,,ααα线性无关; (II)令123(,,)P ααα=,求1P AP -.2007年研究生入学考试数学二试题一、选择题:1~10小题,每小题4分,共40分. 在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内.(1)当0x +→等价的无穷小量是(A)1- (B) (C1 (D)1- [ ](2)函数1(e e)tan ()e e x x xf x x +=⎛⎫- ⎪⎝⎭在[],ππ-上的第一类间断点是x = ( )(A )0 (B )1 (C )2π-(D )2π(3)如图,连续函数()y f x =在区间[][]3,2,2,3--上的图形分别是直径为1的上、下半圆周,在区间[][]2,0,0,2-的图形分别是直径为2的下、上半圆周,设0()()d xF x f t t =⎰,则下列结论正确的是:(A )3(3)(2)4F F =-- (B) 5(3)(2)4F F = (C )3(3)(2)4F F = (D )5(3)(2)4F F =-- [ ](4)设函数()f x 在0x =处连续,下列命题错误的是:(A )若0()limx f x x →存在,则(0)0f = (B )若0()()l im x f x f x x→+-存在,则(0)0f = .(B )若0()lim x f x x →存在,则(0)0f '= (D )若0()()lim x f x f x x→--存在,则(0)0f '=.[ ] (5)曲线()1ln 1e x y x=++的渐近线的条数为 (A )0. (B )1. (C )2. (D )3. [ ] (6)设函数()f x 在(0,)+∞上具有二阶导数,且()0f x ''>,令()n u f n =,则下列结论正确的是:(A) 若12u u > ,则{}n u 必收敛. (B) 若12u u > ,则{}n u 必发散(C) 若12u u < ,则{}n u 必收敛. (D) 若12u u < ,则{}n u 必发散. [ ] (7)二元函数(,)f x y 在点()0,0处可微的一个充要条件是(A )()[](,)0,0lim(,)(0,0)0x y f x y f →-=.(B )00(,0)(0,0)(0,)(0,0)lim0,lim 0x y f x f f y f x y→→--==且.(C )((,)0,0lim 0x y →=.(D )00lim (,0)(0,0)0,lim (0,)(0,0)0x x y y x y f x f f y f →→⎡⎤⎡⎤''''-=-=⎣⎦⎣⎦且.(8)设函数(,)f x y 连续,则二次积分1sin 2d (,)d xx f x y y ππ⎰⎰等于(A )10arcsin d (,)d yy f x y x ππ+⎰⎰ (B )10arcsin d (,)d yy f x y x ππ-⎰⎰(C )1arcsin 02d (,)d yy f x y x ππ+⎰⎰ (D )1arcsin 02d (,)d yy f x y x ππ-⎰⎰(9)设向量组123,,ααα线性无关,则下列向量组线性相关的是线性相关,则 (A) 122331,,αααααα---(B) 122331,,αααααα+++(C) 1223312,2,2αααααα---.(D) 1223312,2,2αααααα+++. [ ](10)设矩阵211100121,010112000A B --⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=--= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭,则A 与B(A) 合同且相似 (B )合同,但不相似.(C) 不合同,但相似. (D) 既不合同也不相似 [ ] 二、填空题:11~16小题,每小题4分,共24分. 把答案填在题中横线上. (11) 30arctan sin limx x xx →-= __________.(12)曲线2cos cos 1sin x t t y t⎧=+⎨=+⎩上对应于4t π=的点处的法线斜率为_________.(13)设函数123y x =+,则()(0)n y =________. (14) 二阶常系数非齐次微分方程2432e xy y y '''-+=的通解为y =________.(15) 设(,)f u v 是二元可微函数,,y x z f x y ⎛⎫=⎪⎝⎭,则z zx y x y ∂∂-=∂∂ __________.(16)设矩阵0100001000010000A ⎛⎫⎪⎪= ⎪⎪⎝⎭,则3A 的秩为 .三、解答题:17~24小题,共86分. 解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. (17) (本题满分10分)设()f x 是区间0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调、可导的函数,且满足()100cos sin ()d d sin cos f x x t t f t t t t t t --=+⎰⎰,其中1f-是f 的反函数,求()f x .(18)(本题满分11分)设D是位于曲线2(1,0)x ay a x -=>≤<+∞下方、x 轴上方的无界区域.(Ⅰ)求区域D 绕x 轴旋转一周所成旋转体的体积()V a ; (Ⅱ)当a 为何值时,()V a 最小?并求此最小值.(19)(本题满分10分)求微分方程2()y x y y ''''+=满足初始条件(1)(1)1y y '==的特解 (20)(本题满分11分)已知函数()f u 具有二阶导数,且(0)1f '=,函数()y y x =由方程1e1y y x --=所确定,设()ln sin z f y x =-,求2002d d ,d d x x zz xx ==.(21) (本题满分11分)设函数(),()f x g x 在[],a b 上连续,在(,)a b 内具有二阶导数且存在相等的最大值,()(),()()f a g a f b g b ==,证明:存在(,)a b ξ∈,使得()()f g ξξ''''=.(22) (本题满分11分)设二元函数2,||||1(,)1||||2x x y f x y x y ⎧+≤⎪=<+≤,计算二重积分D (,)d f x y σ⎰⎰,其中(){},||||2D x y x y =+≤.(23) (本题满分11分)设线性方程组123123212302040x x x x x ax x x a x ⎧++=⎪++=⎨⎪++=⎩与方程12321x x x a ++=-有公共解,求a 的值及所有公共解.1….【分析】本题为等价无穷小的判定,利用定义或等价无穷小代换即可.【详解】当0x +→时,1-1,211122x -=, 故用排除法可得正确选项为(B ).事实上,000lim lim lim 1x x x +++→→→==,或ln(1)ln(1()x x o x o o =+-=+= .所以应选(B )【评注】本题为关于无穷小量比较的基本题型,利用等价无穷小代换可简化计算.2…【分析】因为函数为初等函数,则先找出函数的无定义点,再根据左右极限判断间断点的类型.【详解】函数在0,1,2x x x π===±均无意义,而110000(e e)tan (e e)tan lim ()lim 0,lim ()lim 1e e e e x x x x x x x x x xf x f x x x ++--→→→→++====-⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭; 111(e e)tan lim ()lim e e x x x x xf x x →→+==∞⎛⎫- ⎪⎝⎭; 122(e e)tan lim ()lim e e x x x x xf x x ππ→±→±+==∞⎛⎫- ⎪⎝⎭. 所以0x =为函数()f x 的第一类间断点,故应选(A ).【评注】本题为基础题型. 对初等函数来讲,无定义点即为间断点,然后再根据左右极限判断间断点的类型;对分段函数来讲,每一分段支中的无定义点为间断点,而分段点也可能为间断点,然后求左右极限进行判断.段函数的定积分.【详解】利用定积分的几何意义,可得221113(3)12228F πππ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,211(2)222F ππ==, 22202011(2)()d ()d ()d 122F f x x f x x f x x ππ---==-===⎰⎰⎰. 所以 33(3)(2)(2)44F F F ==-,故选(C ).【评注】本题属基本题型. 本题利用定积分的几何意义比较简便.4……【分析】本题考查可导的极限定义及连续与可导的关系. 由于题设条件含有抽象函数,本题最简便的方法是用赋值法求解,即取符合题设条件的特殊函数()f x 去进行判断,然后选择正确选项.【详解】取()||f x x =,则0()()lim0x f x f x x→--=,但()f x 在0x =不可导,故选(D ).事实上,在(A),(B)两项中,因为分母的极限为0,所以分子的极限也必须为0,则可推得(0)0f =.在(C )中,0()limx f x x →存在,则00()(0)()(0)0,(0)lim lim 00x x f x f f x f f x x→→-'====-,所以(C)项正确,故选(D)【评注】对于题设条件含抽象函数或备选项为抽象函数形式结果以及数值型结果的选择题,用赋值法求解往往能收到奇效.5……【分析】利用曲线的渐近线的求解公式求出水平渐近线,垂直渐近线和斜渐近线,然后判断.【详解】()()11lim lim ln 1e ,lim lim ln 1e 0xxx x x x y y x x →+∞→+∞→-∞→-∞⎡⎤⎡⎤=++=+∞=++=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,所以 0y =是曲线的水平渐近线;()001lim lim ln 1e xx x y x→→⎡⎤=++=∞⎢⎥⎣⎦,所以0x =是曲线的垂直渐近线; ()()1e ln 1e ln 1e 1e lim lim 0limlim 11xxx x x x x x yx x x x →+∞→+∞→+∞→+∞++++==+==, []()1l i m l i m l n 1e 0xx x b y x x x →+∞→+∞⎡⎤=-=++-=⎢⎥⎣⎦,所以y x =是曲线的斜渐近线.故选(D ).【评注】本题为基本题型,应熟练掌握曲线的水平渐近线,垂直渐近线和斜渐近线的求法.注意当曲线存在水平渐近线时,斜渐近线不存在. 本题要注意e x当,x x →+∞→-∞时的极限不同.6……【分析】本题依据函数()f x 的性质,判断数列{}()n u f n =. 由于含有抽象函数,利用赋值法举反例更易得出结果.【详解】选(D ).取()ln f x x =-,21()0f x x''=>,12ln10ln 2u u =-=>-=,而()ln f n n =-发散,则可排除(A );取21()f x x =,46()0f x x ''=>,12114u u =>=,而21()f n n =收敛,则可排除(B );取2()f x x =,()20f x ''=>,1214u u =<=,而2()f n n =发散,则可排除(C );故选(D ).事实上,若12u u <,则211(2)(1)()02121u u f f f ξ--'==>--. 对任意()1,x ξ∈+∞,因为()0f x ''>,所以1()()0f x f c ξ''>>>, 对任意()21,ξξ∈+∞,()121()()()()f x f f x x ξξξ'=+-→+∞→+∞.故选(D ).【评注】对于含有抽象函数的问题,通过举符合题设条件的函数的反例可简化计算.7…….【分析】本题考查二元函数可微的充分条件. 利用可微的判定条件及可微与连续,偏导的关系.【详解】本题也可用排除法,(A )是函数在()0,0连续的定义;(B )是函数在()0,0处偏导数存在的条件;(D )说明一阶偏导数(0,0),(0,0)x y f f ''存在,但不能推导出两个一阶偏导函数(,),(,)x y f x y f x y ''在点(0,0) 处连续,所以(A )(B )(D )均不能保证(,)f x y 在点()0,0处可微. 故应选(C ). 事实上, 由((,)0,0lim0x y →=可得00(,0)(0,0)lim0x x f x f x →→-==,即(0,0)0,x f '= 同理有(0,0)0.y f '=从而 0[(,)(0,0)]((0,0)(0,0))l i mxy f x y ff x f y ρρ→''∆∆--∆+∆= 0(,)(0,0)lim0f x y f ρρρ→→∆∆-==.根据可微的判定条件可知函数(,)f x y 在点()0,0处可微,故应选(C). 【评注】二元函数连续或偏导数存在均不能推出可微,只有当一阶偏导数连续时,才可微.8,……【分析】本题更换二次积分的积分次序,先根据二次积分确定积分区域,然后写出新的二次积分.【详解】由题设可知,,sin 12x x y ππ≤≤≤≤,则01,arcsin y y x ππ≤≤-≤≤,故应选(B ).【评注】本题为基础题型. 画图更易看出.9……..【分析】本题考查由线性无关的向量组123,,ααα构造的另一向量组123,,βββ的线性相关性. 一般令()()123123,,,,A βββααα=,若0A =,则123,,βββ线性相关;若0A ≠,则123,,βββ线性无关. 但考虑到本题备选项的特征,可通过简单的线性运算得到正确选项.【详解】由()()()1223310αααααα-+-+-=可知应选(A ).或者因为()()122331123101,,,,110011ααααααααα-⎛⎫ ⎪---=- ⎪ ⎪-⎝⎭,而1011100011--=-, 所以122331,,αααααα---线性相关,故选(A ).【评注】本题也可用赋值法求解,如取()()()TTT1231,0,0,0,1,0,0,0,1ααα===,以此求出(A ),(B ),(C ),(D )中的向量并分别组成一个矩阵,然后利用矩阵的秩或行列式是否为零可立即得到正确选项.10….【分析】本题考查矩阵的合同关系与相似关系及其之间的联系,只要求得A 的特征值,并考虑到实对称矩阵A 必可经正交变换使之相似于对角阵,便可得到答案.【详解】 由2211121(3)112E A λλλλλλ--=-=--可得1233,0λλλ===,所以A 的特征值为3,3,0;而B 的特征值为1,1,0.所以A 与B 不相似,但是A 与B 的秩均为2,且正惯性指数都为2,所以A 与B 合同,故选(B ).【评注】若矩阵A 与B 相似,则A 与B 具有相同的行列式,相同的秩和相同的特征值. 所以通过计算A 与B 的特征值可立即排除(A )(C ).11…【分析】本题为未定式极限的求解,利用洛必达法则即可. 【详解】232001cos arctan sin 1lim lim 3x x x x xx x x→→--+= 2201cos (1)lim3x x x x →-+= 202cos sin (1)111lim 6366x x x x x x →-++==-+=-. 【评注】本题利用了洛必达法则. 本题还可用泰勒级数展开计算.因为 333311arctan (), sin ()36x x x o x x x x o x =-+=++, 所以 30arctan sin 1lim 6x x x x →-=-. 12…..【分析】本题考查参数方程的导数及导数的几何意义. 【详解】因为44d cos d sin 2cos sin t t y txt t tππ====--,所以曲线在对应于4t π=的点的切线斜率为,故曲线在对应于4t π=. 【评注】本题为基础题型.13….【分析】本题求函数的高阶导数,利用递推法或函数的麦克老林展开式.【详解】()212,2323y y x x '==-++,则()1(1)2!()(23)n n n n n y x x +-=+,故()1(1)2!(0)3n n n n n y +-=. 【评注】本题为基础题型.14…..【分析】本题求解二阶常系数非齐次微分方程的通解,利用二阶常系数非齐次微分方程解的结构求解,即先求出对应齐次方程的通解Y ,然后求出非齐次微分方程的一个特解*y ,则其通解为 *y Y y =+.【详解】对应齐次方程的特征方程为2124301,3λλλλ-+=⇒==, 则对应齐次方程的通解为 312e e xxy C C =+. 设原方程的特解为 2*e xy A =,代入原方程可得 22224e8e 3e 2e 2xx x x A A A A -+=⇒=-,所以原方程的特解为2*2e xy =-,故原方程的通解为 3212e e 2e xxxy C C =+-,其中12,C C 为任意常数. 【评注】本题为基础题型.15……【分析】本题为二元复合函数求偏导,直接利用公式即可. 【详解】利用求导公式可得1221z y f f x x y ∂''=-+∂, 1221z x f f y x y∂''=-∂, 所以122z z y x xy f f x y xy ⎛⎫∂∂''-=-- ⎪∂∂⎝⎭.【评注】二元复合函数求偏导时,最好设出中间变量,注意计算的正确性. 16……【分析】先将3A 求出,然后利用定义判断其秩.【详解】30100000100100000()10001000000000000A A r A ⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎪⎪=⇒=⇒= ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. 【评注】本题考查矩阵的运算和秩,为基础题型.17……【分析】对含变上限积分的函数方程,一般先对x 求导,再积分即可.【详解】()100cos sin ()d d sin cos f x xt tf t t tt t t--=+⎰⎰两边对x 求导得 1(cos sin )(())()sin cos x x x f f x f x x x--'=+(cos sin )cos sin ()()sin cos sin cos x x x x xxf x f x x x x x--''⇒=⇒=++,(0x ≠) 两边积分得()ln |sin cos |f x x x C ⇒=++. (1)将0x =代入题中方程可得(0)10cos sin ()d d 0sin cos f t tf t t tt t t--==+⎰⎰.因为()f x 是区间0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调、可导的函数,则1()f x -的值域为0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,单调非负,所以(0)0f =. 代入(1)式可得0C =,故()l n|sin c os |f x x x =+.【评注】利用变限积分的可导性是解函数方程的方法之一.18…..【分析】V (a )的可通过广义积分进行计算,再按一般方法求V (a ) 的最值即可 【详解】(Ⅰ)0()d d ln xxaa a V a xa x x a a ππ--+∞+∞==-⎰⎰ 2200220d ln ln ln ln xx xa a a a x a a a aa x a aa aaππππ---+∞+∞+∞=-+=-=⎰. (Ⅱ)令224312ln 2ln 2(ln 1)()0ln ln a a a a a a a V a aaπππ⋅-⋅⋅-'===,得e a =.当e a >时,()0V a '>,()V a 单调增加; 当1e a <<时,()0V a '<,()V a 单调减少.所以()V a 在e a =取得极大值,即为最大值,且最大值为2(e)e V π=. 【评注】本题为定积分几何应用的典型问题,需记忆相关公式,如平面图形的面积,绕坐标轴的旋转体的体积公式等. 19…...【分析】本题为不含y 的可降阶方程,令y p '=,然后求解方程. 【详解】本题不含y ,则设y p '=,于是y p '''=,原方程变为 2()p x p p '+=, 则d d x xp p p=+,解之得()x p p C =+,将(1)1p =代入左式得 0C =, 于是 2x p=3223y y x C '⇒=⇒=+,结合(1)1y =得0C =,故 3223y x =.【评注】本题为基础题型.20……….【分析】本题实质上是二元复合函数的求导,注意d d yx需用隐函数求导法确定.. 【详解】令ln sin u y x =-,则d d d d x x z f u u y xu x y x ==⎛⎫∂∂∂=⋅+⋅ ⎪∂∂∂⎝⎭.1e1y y x --=两边对x 求导得 1111e e e01e y y y y y x y y x ----'''--=⇒=-,又(0)1y =,可得 (0)1y '=在11e 1ey y y x --'=-两边对x 求导得 ()()()11111021e 1e e e e 21e y y y y y x x y y x x y y x -----==-''----''==-.所以d d 1d (0)cos d d d x x x z f u u y y f x xu x y x y x ===⎛⎫⎛⎫∂∂∂'=⋅+⋅=-+⋅ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭1011e (0)cos 01e y x y f x y x -=-⎛⎫'=-+⋅= ⎪-⎝⎭.2222202222d 1d 1d 1d cos sin d d d d x x z f y f y y x x x u y x u y x y x ==⎡⎤⎛⎫⎛⎫∂∂⎛⎫=⋅-+⋅+⋅--+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦220221d 1d (0)sin 1d d x y y f x y x y x =⎛⎫⎛⎫'=--+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.【评注】也可利用11e e 0y y y x y --''--=两边对x 求导得11121ee e e 0y y y y y y y x y x y ----'''''''----=可得(0)y ''.21……【分析】由所证结论()()f g ξξ''''=可联想到构造辅助函数()()()F x f x g x =-,然后根据题设条件利用罗尔定理证明.【详解】令()()()F x f x g x =-,则()F x 在[],a b 上连续,在(,)a b 内具有二阶导数且()()0F a F b ==.(1)若(),()f x g x 在(,)a b 内同一点c 取得最大值,则()()()0f c g c F c =⇒=, 于是由罗尔定理可得,存在12(,),(,)a c c b ξξ∈∈,使得12()()0F F ξξ''==.再利用罗尔定理,可得 存在12(,)ξξξ∈,使得()0F ξ''=,即()()f g ξξ''''=. (2)若(),()f x g x 在(,)a b 内不同点12,c c 取得最大值,则12()()f c g c M ==,于是 111222()()()0,()()()0F c f c g c F c f c g c =->=-<, 于是由零值定理可得,存在312(,)c c c ∈,使得3()0F c = 于是由罗尔定理可得,存在1323(,),(,)a c c b ξξ∈∈,使得12()()0F F ξξ''==.再利用罗尔定理,可得 ,存在12(,)ξξξ∈,使得()0F ξ''=,即()()f g ξξ''''=. 【评注】对命题为()()0n fξ=的证明,一般利用以下两种方法:方法一:验证ξ为(1)()n f x -的最值或极值点,利用极值存在的必要条件或费尔马定理可得证;方法二:验证(1)()n fx -在包含x ξ=于其内的区间上满足罗尔定理条件.22…..【分析】由于积分区域关于,x y 轴均对称,所以利用二重积分的对称性结论简化所求积分.【详解】因为被积函数关于,x y 均为偶函数,且积分区域关于,x y 轴均对称,所以1DD (,)d (,)d f x y f x y σσ=⎰⎰⎰⎰,其中1D 为D 在第一象限内的部分.而12D 1,0,012,0,(,)d d x y x y x y x y f x y x σσσ+≤≥≥≤+≤≥≥=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰1122220110d d d d xx x x x x y x y x y ---⎛⎫ ⎪=++ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰⎰⎰⎰(1112=. 所以(D1(,)d 13f x y σ=++⎰⎰.【评注】被积函数包含22y x +时, 可考虑用极坐标,解答如下:1210,00,0(,)d x y x y x y x y f x y σσ≤+≤≤+≤>>>>=⎰⎰⎰⎰22sin cos 10sin cos d d r πθθθθθ++=⎰⎰=+.23……【分析】将方程组和方程合并,然后利用非齐次线性方程有解的判定条件求得a . 【详解】将方程组和方程合并,后可得线性方程组12312321231230204021x x x x x ax x x a x x x x a ++=⎧⎪++=⎪⎨++=⎪⎪++=-⎩ 其系数矩阵22111011101200110140031012110101a a A a a a a ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪-⎪ ⎪=→ ⎪ ⎪- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭.21110111001100110003200011001100(1)(2)0a a a a a a a a a a ⎛⎫⎛⎫⎪⎪-- ⎪ ⎪→→ ⎪ ⎪-+-- ⎪⎪----⎝⎭⎝⎭. 显然,当1,2a a ≠≠时无公共解.当1a =时,可求得公共解为 ()T1,0,1k ξ=-,k 为任意常数; 当2a =时,可求得公共解为 ()T0,1,1ξ=-. 【评注】本题为基础题型,考查非齐次线性方程组解的判定和结构.(24) (本题满分11分)设三阶对称矩阵A 的特征向量值1231,2,2λλλ===-,T1(1,1,1)α=-是A 的属于1λ的一个特征向量,记534B A A E =-+,其中E 为3阶单位矩阵.(I )验证1α是矩阵B 的特征向量,并求B 的全部特征值与特征向量; (II )求矩阵B .【分析】本题考查实对称矩阵特征值和特征向量的概念和性质.【详解】(I )()()5353531111111111144412B A A E ααλαλααλλαα=-+=-+=-+=-, 则1α是矩阵B 的属于-2的特征向量. 同理可得()532222241B αλλαα=-+=,()533333341B αλλαα=-+=. 所以B 的全部特征值为2,1,1设B 的属于1的特征向量为T2123(,,)x x x α=,显然B 为对称矩阵,所以根据不同特征值所对应的特征向量正交,可得T 120αα=.即 1230x x x -+=,解方程组可得B 的属于1的特征向量TT212(1,0,1)(0,1,0)k k α=-+,其中12,k k 为不全为零的任意常数. 由前可知B 的属于-2的特征向量为 T3(1,1,1)k -,其中3k 不为零.(II )令101011101P ⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭,由(Ⅰ)可得-1100010002P BP ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭,则011101110B -⎛⎫⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭.【评注】本题主要考查求抽象矩阵的特征值和特征向量,此类问题一般用定义求解,要想方设法将题设条件转化为Ax x λ=的形式. 请记住以下结论:(1)设λ是方阵A 的特征值,则21*,,,(),,kA aA bE A f A A A -+分别有特征值 21,,,(),,(Ak a b f A λλλλλλ+可逆),且对应的特征向量是相同的. (2)对实对称矩阵来讲,不同特征值所对应的特征向量一定是正交的。