第 1 题
选择题
设 ,其中 ,当 时, 是()
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正确答案:C
由于 ,可得 。
因此当 时, ,于是 。
进而有:
所以 是与 同阶但不等价的无穷小。
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设 ,其中 ,当 时, 是()
正确答案:C
由于 ,可得 。
因此当 时, ,于是 。
进而有:
所以 是与 同阶但不等价的无穷小。
设 ,其中 ,当 时, 是()
设函数
由方程
确定,则
正确答案:A
由方程可知
,
对方程两边求导得:
令
,此时
,代入得
,
因此
设 ,其中 ,当 时, 是()
设函数
由方程
确定,则
设函数 ,记 ,则( )
正确答案:C
由于 ,因此 在 处连续。
计算左右导数:
左右导数不相等,因此 在 处不可导。
设 ,其中 ,当 时, 是()
设函数
由方程
确定,则
设函数 ,记 ,则( )
设 ,则 收敛的充要条件是( )
正确答案:D
因为 。
当 时,考虑 。令 ,则积分变为 。该积分收敛需满足 ,即 。
当 时,考虑 。令 ,则积分变为 。该积分收敛需满足 ,即 。
综上, 需同时满足 与 ,但这是不可能的,因此原积分在任意 下均不收敛。
设 ,其中 ,当 时, 是()
设函数
由方程
确定,则
设函数 ,记 ,则( )
设 ,则 收敛的充要条件是( )
设
,其中
可导,则
正确答案:A
已知 ,则
因此,
展开并化简:
设 ,其中 ,当 时, 是()
设函数
由方程
确定,则
设函数 ,记 ,则( )
设 ,则 收敛的充要条件是( )
设
,其中
可导,则
设 是区域 在第 象限的部分,记 ,则()
正确答案:B
令 , ,则
当 时, 的范围为 到 ,此时
故 。
设 ,其中 ,当 时, 是()
设函数
由方程
确定,则
设函数 ,记 ,则( )
设 ,则 收敛的充要条件是( )
设
,其中
可导,则
设 是区域 在第 象限的部分,记 ,则()
设矩阵 均为 阶矩阵,若 ,且 可逆,则( )
正确答案:B
由 可知, 的列向量组可由 的列向量组线性表示。
由于 可逆,可得 ,因此 的列向量组也可由 的列向量组线性表示。
根据向量组等价的定义,矩阵 的列向量组与矩阵 的列向量组等价。
设 ,其中 ,当 时, 是()
设函数
由方程
确定,则
设函数 ,记 ,则( )
设 ,则 收敛的充要条件是( )
设
,其中
可导,则
设 是区域 在第 象限的部分,记 ,则()
设矩阵 均为 阶矩阵,若 ,且 可逆,则( )
矩阵 与 相似的充分必要条件是( )
正确答案:B
相似矩阵的特征值相同,迹相同,行列式相同。
第二个矩阵的特征值为
,则原矩阵的迹为
。
原矩阵的迹为
,满足迹相等。
原矩阵行列式为
(因为第三个特征值为
)。
计算原矩阵行列式:按第一行展开得
恒成立。
对于特征值
,代入
,得
计算得
,
故 , 无其他限制,为任意常数。
设 ,其中 ,当 时, 是()
正确答案:C
正确答案:C由于 ,可得 。
因此当 时, ,于是 。
进而有:
所以 是与 同阶但不等价的无穷小。
设函数
由方程
确定,则
正确答案:A
正确答案:A由方程可知
,
对方程两边求导得:
令
,此时
,代入得
,
因此
设函数 ,记 ,则( )
正确答案:C
正确答案:C由于 ,因此 在 处连续。
计算左右导数:
左右导数不相等,因此 在 处不可导。
设 ,则 收敛的充要条件是( )
正确答案:D
正确答案:D因为 。
当 时,考虑 。令 ,则积分变为 。该积分收敛需满足 ,即 。
当 时,考虑 。令 ,则积分变为 。该积分收敛需满足 ,即 。
综上, 需同时满足 与 ,但这是不可能的,因此原积分在任意 下均不收敛。
设
,其中
可导,则
正确答案:A
正确答案:A已知 ,则
因此,
展开并化简:
设 是区域 在第 象限的部分,记 ,则()
正确答案:B
正确答案:B令 , ,则
当 时, 的范围为 到 ,此时
故 。
设矩阵 均为 阶矩阵,若 ,且 可逆,则( )
正确答案:B
正确答案:B由 可知, 的列向量组可由 的列向量组线性表示。
由于 可逆,可得 ,因此 的列向量组也可由 的列向量组线性表示。
根据向量组等价的定义,矩阵 的列向量组与矩阵 的列向量组等价。
矩阵 与 相似的充分必要条件是( )
正确答案:B
正确答案:B相似矩阵的特征值相同,迹相同,行列式相同。
第二个矩阵的特征值为
,则原矩阵的迹为
。
原矩阵的迹为
,满足迹相等。
原矩阵行列式为
(因为第三个特征值为
)。
计算原矩阵行列式:按第一行展开得
恒成立。
对于特征值
,代入
,得
计算得
,
故 , 无其他限制,为任意常数。
(填空题)
【答案】
【解析】
原式
。
考虑极限部分:
因此答案为 。
(填空题)设函数 ,则 的反函数 在 处的导数
【答案】
【解析】 已知 ,因此
当 时,对应的 ,代入得
(填空题)设封闭曲线的极坐标方程为 , 所围成的平面图形的面积为
【答案】
【解析】
所围图形的面积为:
利用对称性及倍角公式,可改写为:
计算得:
(填空题)曲线
在 处的法线方程为
【答案】
【解析】 已知 ,因此 。
当 时, , 。
法线斜率为 ,故法线方程为:
整理得:
(填空题)已知 , , 是某二阶常系数非齐次线性微分方程的 3 个解,该方程满足条件 , 的解为 。
【答案】
【解析】 由题意可知: 与 是对应齐次方程的解,而 是非齐次方程的一个特解。
因此,非齐次方程的通解为:
将初始条件代入通解,解得:
于是满足条件的特解为:
(填空题)设 是三阶非零矩阵, 为 的行列式, 为 的代数余子式,若 ,则
【答案】 -1
【解析】 由 可知, 。
从而有
故 。
(本题满分 10 分)
当 时, 与 为等价无穷小,求 与 的值。
【答案】 ,
【解析】 因为当 时, 与 为等价无穷小,所以
又因为:
即
因此,
利用等价无穷小替换:
可得:
为使极限存在且为 1,必有 ,且
(本题满分 10 分)
设 是由曲线 、直线 ( )及 轴所围成的平面图形, 、 分别是 绕 轴、 轴旋转一周所得旋转体的体积。若 ,求 的值。
【答案】
【解析】 由题意可得:
因为 ,所以:
解得:
(本题满分 分)
设平面内区域 由直线 , 及 围成,计算 。
【答案】
【解析】
(本题满分 10 分)
设奇函数 在 上具有二阶导数,且 。证明:
(1) 存在 ,使得 ;
(2) 存在 ,使得 。
【答案】 见解析
【解析】 令 ,则 , 。由罗尔定理知,存在 使得 ,即 。
令 ,则 。又由于 为奇函数,故 为偶函数,可知 。
由罗尔定理知,存在 使得 ,即:
整理得:
(本题满分 10 分)
求曲线 上的点到坐标原点的最长距离与最短距离。
【答案】 最长距离为 ,最短距离为 1。
【解析】 【解析】本题本质上是在条件 ( )下求函数 的最值。
因此,只需找出 在条件 下的条件极值点,再与曲线端点 和 处的函数值比较,即可确定最大值与最小值。
由于函数 与 的单调性一致,可转化为求 的条件极值点。
构造拉格朗日函数:
求其驻点,得到方程组:
将前两个方程变形为:
进一步得到:
因此:
整理得:
所以有 ,或 ,或 。
当 时,有 ,但无法满足方程 。
当 时,由于 ,只能有 ,同样不满足第三个方程。
因此必有 ,代入 得:
解得 ,即 是唯一的条件极值点。
计算得:
因此,曲线 ( )上的点到坐标原点的最长距离为 ,最短距离为 。
(本题满分 11 分)
设函数 。
(1) 求 的最小值;
(2) 设数列 满足 ,证明 存在,并求此极限。
【答案】
(1)
的最小值为 1。
(2) 见解析。
【解析】
(1) 首先,
当
时,
;
当
时,
。
因此,
在
上单调递减,在
上单调递增,最小值为
(2) 由
,结合 (1) 可知
,且数列
单调递增有上界(证明过程略),故极限存在。
设
,则
又由 (1) 知
故
,即
(本题满分 11 分)
设曲线 的方程为 ( ),
(1)求 的弧长;
(2)设 是由曲线 ,直线 , 及 轴所围平面图形,求 的形心的横坐标。
【答案】
(1)弧长为
。
(2)形心的横坐标为
。
【解析】
(1)由弧长的计算公式得 L 的弧长为
(2)由形心的计算公式可得,D 的形心的横坐标为
(本题满分 11 分)
设 , ,当 为何值时,存在矩阵 使得 ,并求所有矩阵 。
【答案】 当 , 时,存在矩阵 ,且 ,其中 为任意常数。
【解析】 由题意可知矩阵
为 2 阶矩阵,故可设
则由
可得线性方程组:
对增广矩阵进行初等行变换:
由于方程组 (1) 有解,故
即
,
。此时增广矩阵化为
解得
其中 、 为任意常数。
因此
(本题满分 11 分)
设
,其中
(1) 证明二次型 对应的矩阵为 ;
(2) 若 、 正交且均为单位向量,证明二次型 在正交变换下的标准形为 。
【答案】 见解析
【解析】
(1) 由题知
又 是对称矩阵,因此二次型 对应的矩阵是 。
(2) 作变换
因为
为相互正交的单位向量,故该变换为正交变换且
对应的标准形为