第 1 题
选择题
设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
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正确答案:B
当 时,
因此,三个无穷小量按照从低阶到高阶的排序为 ,故选 B。
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设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
正确答案:B
当 时,
因此,三个无穷小量按照从低阶到高阶的排序为 ,故选 B。
设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
已知函数 ,则 的一个原函数是
正确答案:D
【解析】
设
,由题设得
由于
连续,需满足
代入计算得
因此
设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
已知函数 ,则 的一个原函数是
反常积分 ① ,② 的敛散性为
正确答案:B
【解析】
考虑积分
,
令
,则
,
于是原积分化为
代入上下限得
该积分收敛。
再考虑
,
类似地有
代入上下限得
该积分发散。
因此,应选 B。
设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
已知函数 ,则 的一个原函数是
反常积分 ① ,② 的敛散性为
设函数 在 内连续,其导函数的图形如图所示,则( )

正确答案:B
根据极值的必要条件可知,极值点可能是驻点或导数不存在的点。根据极值的充分条件可知,在某点左右导函数符号发生改变,则该点是极值点。因此从图形可知函数 有 2 个极值点。
根据拐点的必要条件可知,拐点可能是二阶导为零的点或二阶导不存在的点。根据拐点的充分条件可知,曲线在某点左右导函数的单调性发生改变,则该点是曲线的拐点。因此曲线 有 3 个拐点,故选 B。
设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
已知函数 ,则 的一个原函数是
反常积分 ① ,② 的敛散性为
设函数 在 内连续,其导函数的图形如图所示,则( )

设函数 具有二阶连续导数,且 ,若两条曲线 在点 处具有公切线 ,且在该点处曲线 的曲率大于曲线 的曲率,则在 的某个邻域内,有( )
正确答案:A
【解析】因为 连续且 ,根据连续的定义与极限的保号性,在 的某邻域 内,有 ,因此 在 内是凸函数。
又因为在 处两曲线具有公切线 ,根据凸函数的几何意义,曲线与切线的位置关系为 。
在点 处, 的曲率大于 的曲率,因此 。
令 ,由于在 处具有公切线 ,可得 , 。
又由 可知, 是 的极大值,因此在 的某邻域 内,有 ,即 。
综合可得 ,故选 A。
设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
已知函数 ,则 的一个原函数是
反常积分 ① ,② 的敛散性为
设函数 在 内连续,其导函数的图形如图所示,则( )

设函数 具有二阶连续导数,且 ,若两条曲线 在点 处具有公切线 ,且在该点处曲线 的曲率大于曲线 的曲率,则在 的某个邻域内,有( )
已知函数 ,则
正确答案:D
由于 和 ,
因此有
故应选 D。
设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
已知函数 ,则 的一个原函数是
反常积分 ① ,② 的敛散性为
设函数 在 内连续,其导函数的图形如图所示,则( )

设函数 具有二阶连续导数,且 ,若两条曲线 在点 处具有公切线 ,且在该点处曲线 的曲率大于曲线 的曲率,则在 的某个邻域内,有( )
已知函数 ,则
设 , 是可逆矩阵,且 与 相似,则下列结论错误的是
正确答案:C
由于矩阵 与 相似,存在可逆矩阵 使得 。
对 取转置得:
因此 与 相似。
对 取逆得:
因此 与 相似。
又由 ,可得:
即 与 相似。
因此正确选项为 C。
设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
已知函数 ,则 的一个原函数是
反常积分 ① ,② 的敛散性为
设函数 在 内连续,其导函数的图形如图所示,则( )

设函数 具有二阶连续导数,且 ,若两条曲线 在点 处具有公切线 ,且在该点处曲线 的曲率大于曲线 的曲率,则在 的某个邻域内,有( )
已知函数 ,则
设 , 是可逆矩阵,且 与 相似,则下列结论错误的是
设二次型 的正、负惯性指数分别为 ,则( )
正确答案:C
【解析】二次型 对应的矩阵为
由
可得,矩阵 的特征值为
由于 的正惯性指数为 1,负惯性指数为 2,且正负惯性指数等于特征值中正、负数的个数,因此有
即
故选 C。
设 , , ,当 时,以上 3 个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是( )。
正确答案:B
正确答案:B当 时,
因此,三个无穷小量按照从低阶到高阶的排序为 ,故选 B。
已知函数 ,则 的一个原函数是
正确答案:D
正确答案:D【解析】
设
,由题设得
由于
连续,需满足
代入计算得
因此
反常积分 ① ,② 的敛散性为
正确答案:B
正确答案:B【解析】
考虑积分
,
令
,则
,
于是原积分化为
代入上下限得
该积分收敛。
再考虑
,
类似地有
代入上下限得
该积分发散。
因此,应选 B。
设函数 在 内连续,其导函数的图形如图所示,则( )

正确答案:B
正确答案:B根据极值的必要条件可知,极值点可能是驻点或导数不存在的点。根据极值的充分条件可知,在某点左右导函数符号发生改变,则该点是极值点。因此从图形可知函数 有 2 个极值点。
根据拐点的必要条件可知,拐点可能是二阶导为零的点或二阶导不存在的点。根据拐点的充分条件可知,曲线在某点左右导函数的单调性发生改变,则该点是曲线的拐点。因此曲线 有 3 个拐点,故选 B。
设函数 具有二阶连续导数,且 ,若两条曲线 在点 处具有公切线 ,且在该点处曲线 的曲率大于曲线 的曲率,则在 的某个邻域内,有( )
正确答案:A
正确答案:A【解析】因为 连续且 ,根据连续的定义与极限的保号性,在 的某邻域 内,有 ,因此 在 内是凸函数。
又因为在 处两曲线具有公切线 ,根据凸函数的几何意义,曲线与切线的位置关系为 。
在点 处, 的曲率大于 的曲率,因此 。
令 ,由于在 处具有公切线 ,可得 , 。
又由 可知, 是 的极大值,因此在 的某邻域 内,有 ,即 。
综合可得 ,故选 A。
已知函数 ,则
正确答案:D
正确答案:D由于 和 ,
因此有
故应选 D。
设 , 是可逆矩阵,且 与 相似,则下列结论错误的是
正确答案:C
正确答案:C由于矩阵 与 相似,存在可逆矩阵 使得 。
对 取转置得:
因此 与 相似。
对 取逆得:
因此 与 相似。
又由 ,可得:
即 与 相似。
因此正确选项为 C。
设二次型 的正、负惯性指数分别为 ,则( )
正确答案:C
正确答案:C【解析】二次型 对应的矩阵为
由
可得,矩阵 的特征值为
由于 的正惯性指数为 1,负惯性指数为 2,且正负惯性指数等于特征值中正、负数的个数,因此有
即
故选 C。
(填空题)曲线 的斜渐近线方程为________。
【答案】
【解析】
因为
所以斜渐近线为
(填空题)极限 ______。
【答案】
【解析】
因为
该极限可视为定积分的定义形式,即
计算该积分:
因此,原极限值为 。
(填空题)以 和 为特解的一阶非齐次线性微分方程为______。
【答案】
【解析】 设一阶非齐次线性微分方程为 。
根据线性微分方程齐次与非齐次解之间的关系,可知 是 的解,因此可得 。
又因为 是 的解,代入可得 。
故所求一阶非齐次线性微分方程为 。
(填空题)已知函数
在
上连续,且
则当 时, ________。
【答案】
【解析】 当 时, 。
已知
两边同时对
求导,得
代入 ,有 。
对
两边再次对
求导,得
代入 ,有 。
继续对
两边对
求导,得
依此类推,可得
因此
(填空题)已知动点 在曲线 上运动,记坐标原点与点 间的距离为 。若点 的横坐标对时间的变化率为常数 ,则当点 运动到点 时, 对时间的变化率是______。
【答案】
【解析】 设 ,对 求导得:
当 时,已知 ,代入得:
(填空题)设矩阵 与 等价,则 ______。
【答案】 2
【解析】 首先计算矩阵 的行列式:
因此 。
接着计算矩阵 的行列式:
当 时, ;当 时, 。因此 。
(本题满分 10 分)求极限
【答案】
【解析】
原极限可表示为
其中,
因此,原极限
(本题满分 10 分)
设函数 ,求 并求 的最小值。
【答案】
的最小值为
。
【解析】
当
时,
当
时,
即
令 ,可得当 时 为驻点且为极小值点, ,而 。
因此, 的最小值为 。
(本题满分 10 分)
已知函数 由方程 确定,求 的极值。
【答案】 在点 处取得极大值,极大值为 。
【解析】
给定方程组:
整理可得:
由第一个方程 再对 求导得:
代入 , , , ,得:
同理可得 。
由第一个方程对 求导得:
代入 , , , , ,得:
由于 且 ,故在点 处取得极大值。
(本题满分 10 分)
设
是由直线
、
、
围成的有界区域,计算二重积分
【答案】
【解析】
【解析】
由于区域 关于 轴对称,可知 。
进一步计算:
其中:
计算内层积分:
代入得:
因此:
(本题满分 10 分)
已知 , 是二阶微分方程
的两个解,若 , ,求 并写出该微分方程的通解。
【答案】
,该微分方程的通解为
,其中
为任意常数。
【解析】
已知
是二阶微分方程
的一个解。将其代入方程并整理可得
即
两边积分得
因此
取
进一步积分得
由已知条件
,
,解得
,
,
所以
已知
与
线性无关,因此原方程的通解为
其中 为任意常数。
(本题满分 11 分)
设
是由曲线
与参数方程
围成的平面区域,求 绕 轴旋转一周所得旋转体的体积和表面积。
【答案】
体积:
,表面积:
【解析】
体积部分
体积计算公式为:
化简得:
计算得:
表面积部分
对于曲线
旋转所得表面积
:
对于参数方程
旋转所得表面积
:
总表面积为:
(本题满分 11 分)
已知 在 上连续,在 内是函数 的一个原函数,且 ,
(1)求 在区间 上的平均值;
(2)证明 在区间 内存在唯一零点。
【答案】
(1)
(2)见解析
【解析】
(1)函数
。根据平均值公式,
在区间
上的平均值为
利用交换积分次序,
计算内层积分:
因此平均值为
计算定积分:
故平均值为
(2)由
,求导得
令 ,解得在区间 上的唯一驻点为 。
当
时,
,
,故
;
当
时,
,
,故
。
因此 为 在区间 内的极小值点,也是最小值点,即 。
又
,计算
。令
,则
,
。当
时
,
时
,积分变为
(可通过积分性质判断符号)。
结合单调性: 在区间 上单调递减,且 ,故该区间内无零点;在区间 上单调递增,且 , ,故该区间内有唯一零点。
综上所述, 在区间 内只有唯一零点。
(本题满分 11 分)
设矩阵 , ,且方程组 无解,
(1)求 的值;
(2)求方程组 的通解。
【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1)由方程组
无解,可知
,因此
。
计算行列式:
解得
或
。
当
时,
;当
时,
。因此
符合题意。
(2)当
时,
于是
因此,方程组
的通解为:
(本题满分 11 分)
已知矩阵
(1)求
(2)设 3 阶矩阵 满足 。记 ,将 分别表示为 的线性组合。
【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1) 由
,得
。
因此
可相似对角化,且
与
相似。
由
得
;
由
得
;
由
得
。
令
,则
因此
,可得
(2) 由
得
因此
于是