2003年考研数学(二)真题评注

一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24. 把答案填在题中横线上)

1 时, 是等价无穷小,则a=       -4      .

分析 根据等价无穷小量的定义,相当于已知,反过来求a. 注意在计算过程中应尽可能地应用无穷小量的等价代换进行化简.

详解  时,.

于是,根据题设有  ,故a=-4.

评注  本题属常规题型,完全类似例题见《数学复习指南》P.38 1.62.

 

2 设函数y=f(x)由方程所确定,则曲线y=f(x)在点(1,1)处的切线方程是       x-y=0      .

分析 先求出在点(1,1)处的导数,然后利用点斜式写出切线方程即可.

详解  等式两边直接对x求导,得

         

x=1,y=1代入上式,有  故过点(1,1)处的切线方程为

          ,即   

评注  本题属常规题型,综合考查了隐函数求导与求切线方程两个知识点,类似例题见《数学复习指南》P.55 2.13】和【2.14.

 

3 的麦克劳林公式中项的系数是   .

分析 本题相当于先求y=f(x)在点x=0处的n阶导数值,则麦克劳林公式中项的系数是

详解  因为 ,于是有

  ,故麦克劳林公式中项的系数是

评注  本题属常规题型,在一般教材中都可找到答案.

4 设曲线的极坐标方程为 ,则该曲线上相应于0变到的一段弧与极轴所围成的图形的面积为   .

分析  利用极坐标下的面积计算公式即可.

详解  所求面积为

         

            =.

评注 本题考查极坐标下平面图形的面积计算,也可化为参数方程求面积,但计算过程比较复杂. 完全类似例题见《数学复习指南》P.200 7.38.

5 3维列向量,的转置. ,则

=      3      .

分析  本题的关键是矩阵的秩为1,必可分解为一列乘一行的形式,而行向量一般可选第一行(或任一非零行),列向量的元素则为各行与选定行的倍数构成.

详解  =,知,于是

评注 一般地,若n阶矩阵A的秩为1,则必有

完全类似例题见《数学复习指南》P.389 2.11】和《考研数学大串讲》P.162 13.

6 设三阶方阵A,B满足,其中E为三阶单位矩阵,若,则   .

分析  先化简分解出矩阵B,再取行列式即可.

详解  知, 

,即   

易知矩阵A+E可逆,于是有     

再两边取行列式,得   

因为  , 所以     .

评注 本题属基本题型,综合考查了矩阵运算与方阵的行列式,此类问题一般都应先化简再计算. 完全类似例题见《考研数学大串讲》P.160 11.

 

二、选择题(本题共6小题,每小题4分,满分24. 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均为非负数列,且,,,则必有

(A) 对任意n成立.            (B) 对任意n成立.

(C)  极限不存在.             (D) 极限不存在.       [  D  ]

分析 本题考查极限概念,极限值与数列前面有限项的大小无关,可立即排除(A),(B) 而极限型未定式,可能存在也可能不存在,举反例说明即可;极限型,必为无穷大量,即不存在.

详解 用举反例法,取,则可立即排除(A),(B),(C),因此正确选项为(D).

评注 对于不便直接证明的问题,经常可考虑用反例,通过排除法找到正确选项. 完全类似方法见《数学最后冲刺》P.179.

2, 则极限等于

 (A)  .                   (B)  .

       (C)  .                 (D)   .             [  B  ]

分析 先用换元法计算积分,再求极限.

详解 因为

=

   =

可见    =

评注 本题属常规题型,综合考查了定积分计算与求数列的极限两个知识点,但定积分和数列极限的计算均是最基础的问题,一般教材中均可找到其计算方法.

3已知是微分方程的解,则的表达式为

 A                    (B) 

 (C)                    (D)                          [  A  ]

分析 代入微分方程,再令的中间变量为u,求出的表达式,进而可计算出.

详解】将代入微分方程,得

        ,即  .

lnx=u,有  ,故  = 应选(A).

    评注 本题巧妙地将微分方程的解与求函数关系结合起来,具有一定的综合性,但问题本身并不复杂,只要仔细计算应该可以找到正确选项.

4设函数f(x)内连续,其导函数的图形如图所示,则f(x)

(A)    一个极小值点和两个极大值点.  

(B)    两个极小值点和一个极大值点.    

(C)    两个极小值点和两个极大值点.

(D)  三个极小值点和一个极大值点.                                  [   C  ]

 

                          y

 

 

 


                  O                 x

 

  分析 答案与极值点个数有关,而可能的极值点应是导数为零或导数不存在的点,共4个,是极大值点还是极小值可进一步由取极值的第一或第二充分条件判定.

详解 根据导函数的图形可知,一阶导数为零的点有3个,而 x=0 则是导数不存在的点. 三个一阶导数为零的点左右两侧导数符号不一致,必为极值点,且两个极小值点,一个极大值点;在x=0左侧一阶导数为正,右侧一阶导数为负,可见x=0为极大值点,故f(x)共有两个极小值点和两个极大值点,应选(C).

评注 本题属新题型,类似考题2001年数学一、二中曾出现过,当时考查的是已知f(x)的图象去推导的图象,本题是其逆问题. 完全类似例题在文登学校经济类串讲班上介绍过.

5,,

  (A)                        (B) 

(C)                        (D)               [  B  ]

分析 直接计算是困难的,可应用不等式tanx>x, x>0.

详解 因为当 x>0 时,有tanx>x,于是 ,从而有 

可见有 ,可排除(A),(C),(D),故应选(B).

评注 本题没有必要去证明,因为用排除法,(A),(C),(D)均不正确,剩下的(B) 一定为正确选项.

6设向量组I可由向量组II线性表示,则

   (A) 时,向量组II必线性相关.    (B) 时,向量组II必线性相关.

    (C) 时,向量组I必线性相关.    (D) 时,向量组I必线性相关.

                                                                      [  D  ]

分析 本题为一般教材上均有的比较两组向量个数的定理:若向量组I可由向量组II线性表示,则当时,向量组I必线性相关. 或其逆否命题:若向量组I可由向量组II线性表示,且向量组I线性无关,则必有. 可见正确选项为(D). 本题也可通过举反例用排除法找到答案.

详解 用排除法:如,则,但线性无关,排除(A),则可由线性表示,但线性无关,排除(B)可由线性表示,但线性无关,排除(C). 故正确选项为(D).

评注 本题将一已知定理改造成选择题,如果考生熟知此定理应该可直接找到答案,若记不清楚,也可通过构造适当的反例找到正确选项。此定理见《数学复习指南》P.409 定理11.

 

、(本题满分10分)

设函数

a为何值时,f(x)x=0处连续;a为何值时,x=0f(x)的可去间断点?

分析 分段函数在分段点x=0连续,要求既是左连续又是右连续,即

        

详解 

                  =

                  =

         =

,有 ,得.

a=-1时,,即f(x)时,,即单调减少;当x>1时,,即单调增加,故为函数的最小值.

k<4,即4-k>0时,无实根,即两条曲线无交点;

k=4,即4-k=0时,有唯一实根,即两条曲线只有一个交点;

k>4,即4-k<0时,由于

有两个实根,分别位于(0,1)内,即两条曲线有两个交点.

评注 讨论曲线与坐标轴的交点,在构造辅助函数时,应尽量将待分析的参数分离开来,使得求导后不含参数,便于求驻点坐标.

完全类似例题见《数学复习指南》P.192的【7.24】和《数学题型集粹与练习题集》P.89的【6.18-19】以及《文登数学全真模拟试卷》数学二P.1第二大题第(2)小题.

 

 

、(本题满分12分)

   设位于第一象限的曲线y=f(x)过点,其上任一点P(x,y)处的法线与y轴的交点为Q,且线段PQx轴平分.

(1)    求曲线 y=f(x)的方程;

(2)    已知曲线y=sinx上的弧长为,试用表示曲线y=f(x)的弧长s.

分析 (1) 先求出法线方程与交点坐标Q,再由题设线段PQx轴平分,可转化为微分方程,求解此微分方程即可得曲线y=f(x)的方程. (2)  将曲线 y=f(x) 化为参数方程,再利用弧长公式进行计算即可.

详解 (1) 曲线y=f(x)在点P(x,y)处的法线方程为

        

其中(X,Y)为法线上任意一点的坐标. X=0,则

Q点的坐标为 由题设知

,即

积分得     (C为任意常数).

C=1,故曲线y=f(x)的方程为

        

(2)  曲线y=sinx[0]上的弧长为

        

曲线y=f(x)的参数方程为

       

  

,则

  =

评注 注意只在第一象限考虑曲线y=f(x)的弧长,所以积分限应从0,而不是从0

完全类似例题见《数学复习指南》P.176的【6.22】和《数学题型集粹与练习题集》P.174的【12.18】以及P.172的【解题提示】,另外还有《文登数学全真模拟试卷》数学二-P.74的第七题.

、(本题满分10分)

有一平底容器,其内侧壁是由曲线y

轴旋转而成的旋转曲面(如图),容器的底面圆的半径为2 m.

根据设计要求,当以的速率向容器内注入液体时,

液面的面积将以的速率均匀扩大(假设注入液体前,          

容器内无液体).

(1)    根据t时刻液面的面积,写出t之间的关系式;

(2)    求曲线的方程.

(注:m表示长度单位米,min表示时间单位分.)

分析 液面的面积将以的速率均匀扩大,因此t时刻液面面积应为:,而液面为圆,其面积可直接计算出来,由此可导出t之间的关系式;又液体的体积可根据旋转体的体积公式用定积分计算,已知t时刻的液体体积为3t,它们之间也可建立积分关系式,求导后转化为微分方程求解即可.

详解 (1) 设在t时刻,液面的高度为y,则由题设知此时液面的面积为, 从而

 (2) 液面的高度为y时,液体的体积为

上式两边对y求导,得

        ,即

解此微分方程,得

        ,其中C为任意常数,

C=2,

故所求曲线方程为

        

评注 作为应用题,本题比较好地综合考查了定积分在几何上的应用与微分方程的求解。

完全类似例题见《文登数学全真模拟冲刺试卷》数学一P.78的第四题(实际考题相当于本题的特殊情形)和《数学最后冲刺》P.94的【2.

 

、(本题满分10分)

设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且 若极限存在,证明:

(1)    (a,b)f(x)>0;

(2)    (a,b)内存在点,使

        

(3) (a,b) 内存在与(2)相异的点,使

       

                                     (*)

将方程组(*)的三个方程相加,并由a+b+c=0可知,方程组(*)等价于方程组

                                         (* *)

因为 

               =-,

故方程组(* *)有唯一解,所以方程组(*)有唯一解,即三直线交于一点.

评注】本题将三条直线的位置关系转化为方程组的解的判定,而解的判定问题又可转化为矩阵的秩计算,进而转化为行列式的计算,综合考查了多个知识点.

完全类似例题见《数学最后冲刺》P.1965.

 

注: 1.《数学复习指南》 (2003版,理工类)世界图书出版公司

主编: 陈文灯、黄先开

2.《数学题型集粹与练习题集》(2003版,理工类)世界图书出版公司

主编: 陈文灯、黄先开

3.《文登数学全真模拟试卷》(2003版,理工类)世界图书出版公司

主编: 陈文灯、黄先开

4.《数学最后冲刺》(2003版,理工类)世界图书出版公司

主编: 陈文灯、黄先开

5.《考研数学大串讲》(2002版,理工类)世界图书出版公司

主编: 黄先开、曹显兵、施明存

 

(文登学校供稿)