第 1 题
选择题
若函数 在 处连续,则( )
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正确答案:A
【解析】
首先计算极限:
由题设条件
,可得:
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若函数 在 处连续,则( )
正确答案:A
【解析】
首先计算极限:
由题设条件
,可得:
若函数 在 处连续,则( )
设二阶可导函数 满足 , ,且 ,则( )
正确答案:B
【解析】
当
为偶函数时满足题设条件,此时
因此排除 C 和 D。
取
,该函数满足条件,则
因此选择 B。
若函数 在 处连续,则( )
设二阶可导函数 满足 , ,且 ,则( )
设数列 收敛,则( )
正确答案:D
【解析】
采用特例法:
对于选项 (A),取
,则有
因此 A 错误。
对于选项 (B) 和 (C),取 ,可以排除。
综上,正确选项为 D。
若函数 在 处连续,则( )
设二阶可导函数 满足 , ,且 ,则( )
设数列 收敛,则( )
微分方程 的特解可设为
正确答案:C
【解析】
特征方程为:
由于
因此
故特解为:
选 C。
若函数 在 处连续,则( )
设二阶可导函数 满足 , ,且 ,则( )
设数列 收敛,则( )
微分方程 的特解可设为
设
具有一阶偏导数,且对任意的
,都有
则
正确答案:D
【解析】
已知
,
,
这表明
是关于
的单调递增函数,是关于
的单调递减函数。
因此,有
,
故答案选 D。
若函数 在 处连续,则( )
设二阶可导函数 满足 , ,且 ,则( )
设数列 收敛,则( )
微分方程 的特解可设为
设
具有一阶偏导数,且对任意的
,都有
则
甲乙两人赛跑,计时开始时,甲在乙前方 (单位:m)处,图中实线表示甲的速度曲线 (单位: ),虚线表示乙的速度曲线 ,三块阴影部分面积的数值依次为 、 、 ,计时开始后乙追上甲的时刻记为 (单位:s),则( )
正确答案:B
【解析】
在时间区间
内,甲、乙的位移分别为
乙追上甲时,满足
根据图像面积分析,当
时,累计面积超过 10。
结合选项及面积数值分布,实际追上时刻应在 15 到 20 之间,因此选择 B。
若函数 在 处连续,则( )
设二阶可导函数 满足 , ,且 ,则( )
设数列 收敛,则( )
微分方程 的特解可设为
设
具有一阶偏导数,且对任意的
,都有
则
甲乙两人赛跑,计时开始时,甲在乙前方 (单位:m)处,图中实线表示甲的速度曲线 (单位: ),虚线表示乙的速度曲线 ,三块阴影部分面积的数值依次为 、 、 ,计时开始后乙追上甲的时刻记为 (单位:s),则( )
设
为三阶矩阵,
为可逆矩阵,使得
则 ( )
正确答案:B
【解析】由 得:
即:
因此,选项 B 正确。
若函数 在 处连续,则( )
设二阶可导函数 满足 , ,且 ,则( )
设数列 收敛,则( )
微分方程 的特解可设为
设
具有一阶偏导数,且对任意的
,都有
则
甲乙两人赛跑,计时开始时,甲在乙前方 (单位:m)处,图中实线表示甲的速度曲线 (单位: ),虚线表示乙的速度曲线 ,三块阴影部分面积的数值依次为 、 、 ,计时开始后乙追上甲的时刻记为 (单位:s),则( )
设
为三阶矩阵,
为可逆矩阵,使得
则 ( )
设 , , ,则( )
正确答案:B
【解析】由 可知, 的特征值为 ,且 ,故 可相似对角化为 。
由 可知, 的特征值为 ,但 ,故 不可相似对角化。
显然, 可相似对角化,因此 ,但 不相似于 。
若函数 在 处连续,则( )
正确答案:A
正确答案:A【解析】
首先计算极限:
由题设条件
,可得:
设二阶可导函数 满足 , ,且 ,则( )
正确答案:B
正确答案:B【解析】
当
为偶函数时满足题设条件,此时
因此排除 C 和 D。
取
,该函数满足条件,则
因此选择 B。
设数列 收敛,则( )
正确答案:D
正确答案:D【解析】
采用特例法:
对于选项 (A),取
,则有
因此 A 错误。
对于选项 (B) 和 (C),取 ,可以排除。
综上,正确选项为 D。
微分方程 的特解可设为
正确答案:C
正确答案:C【解析】
特征方程为:
由于
因此
故特解为:
选 C。
设
具有一阶偏导数,且对任意的
,都有
则
正确答案:D
正确答案:D【解析】
已知
,
,
这表明
是关于
的单调递增函数,是关于
的单调递减函数。
因此,有
,
故答案选 D。
甲乙两人赛跑,计时开始时,甲在乙前方 (单位:m)处,图中实线表示甲的速度曲线 (单位: ),虚线表示乙的速度曲线 ,三块阴影部分面积的数值依次为 、 、 ,计时开始后乙追上甲的时刻记为 (单位:s),则( )
正确答案:B
正确答案:B【解析】
在时间区间
内,甲、乙的位移分别为
乙追上甲时,满足
根据图像面积分析,当
时,累计面积超过 10。
结合选项及面积数值分布,实际追上时刻应在 15 到 20 之间,因此选择 B。
设
为三阶矩阵,
为可逆矩阵,使得
则 ( )
正确答案:B
正确答案:B【解析】由 得:
即:
因此,选项 B 正确。
设 , , ,则( )
正确答案:B
正确答案:B【解析】由 可知, 的特征值为 ,且 ,故 可相似对角化为 。
由 可知, 的特征值为 ,但 ,故 不可相似对角化。
显然, 可相似对角化,因此 ,但 不相似于 。
(填空题)曲线 的斜渐近线方程
【答案】
【解析】 由于
并且
因此
(填空题)设函数
由参数方程
确定,则
【答案】
【解析】
已知
因此
进一步求二阶导数
代入
得
(填空题)
【答案】 1
【解析】
(填空题)设函数
具有一阶连续偏导数,且
,则
【答案】
【解析】
给定偏导数
和
,我们可以通过积分求得原函数。
首先,对 关于 积分:
其中 是仅依赖于 的任意函数。
接下来,对 关于 求偏导:
比较两边,可得:
因此 ,其中 为常数。
利用初始条件 ,代入原函数:
最终得到:
(填空题)
【答案】
【解析】 交换积分次序:
由于内层积分中 与 无关,可以提出:
因此,
计算该积分:
(填空题)设 ,向量 是矩阵 的特征向量,则
【答案】 a = -1
【解析】 由 得:
计算得:
故有
且
,
解得
,代入得
,
所以
。
(本题满分 10 分)求
【答案】
【解析】 令 ,则
原式为
(本题满分 10 分)设 具有 2 阶连续导数, ,求 , 。
【答案】
【解析】
已知 ,当 时,有 。
一阶导数为:
代入 得:
二阶导数为:
代入 得:
结论:
(本题满分 10 分) 求
【答案】
【解析】
(本题满分 10 分) 已知函数
由方程
确定,求 的极值。
【答案】 极大值为 ,极小值为 。
【解析】
对原方程两边求导,得:
令 ,解得 。
对(1)式两边关于 再次求导,得:
将 代入原方程,得:
将 、 代入(2)式,得:
将 、 代入(2)式,得:
因此,
为极大值点,
;
为极小值点,
。
(本题满分 10 分)设函数 在区间 上具有 2 阶导数,且 , ,证明:
(Ⅰ)方程 在区间 内至少存在一个实根;
(Ⅱ)方程 在区间 内至少存在两个不同实根。
【答案】 见解析
【解析】
(Ⅰ)已知
二阶可导,且
,
。
解:
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知
,且存在
,使得
。
令
,则
。
由罗尔定理,存在
,使得
,于是
。
对
在区间
和
上分别应用罗尔定理:
存在
,
,且
,
,使得
。
而
,因此方程
在
内至少有两个不同实根。
得证。
(本题满分 11 分) 设平面区域
计算二重积分
【答案】
【解析】
首先,将积分展开:
由于区域
关于
轴对称,而
是奇函数,因此
于是原式化简为:
接下来,利用极坐标变换:
令
,
,区域
的方程化为
计算第一个积分:
先计算内层积分:
代入得:
利用三角恒等式化简并计算,可得该积分值为 。
第二个积分
表示区域
的面积。
区域
是圆心在
、半径为 1 的圆,其面积为
。
因此,原式结果为:
(本题满分 11 分)设 是区间 内的函数, ,设 是曲线 上任意一点,曲线在点 处的切线与 轴相交于点 ,法线与 轴相交于点 ,若 ,求曲线 上点的坐标 满足的方程。
【答案】
【解析】
由题意可知,过点
的切线方程为:
过点
的法线方程为:
对式 (1),令
,得:
对式 (2),令
,得:
因此,有:
令
,则
,故:
代入得:
整理得:
积分得:
已知
,代入得
,故:
化简为:
(本题满分 11 分)设 3 阶矩阵 有 3 个不同的特征值,且 。
(I) 证明:
(II) 若 ,求方程组 的通解。
【答案】
(I)见解析
(II)方程组
的通解为
,其中
【解析】
(I)证明:由
可得
,即
线性相关。
因此, ,即 的特征值必有 。
又因为 有三个不同的特征值,则三个特征值中只有 个为 ,另外两个非 。
且由于 必可相似对角化,则可设其对角矩阵为 ,其中 。
所以 。
(II)由(I)知 ,则 ,即 的基础解系只有 个解向量。
由 可得 ,则 的基础解系为 。
又 ,即 ,则 的一个特解为 。
综上, 的通解为 ,其中 。
(本题满分 11 分)
设二次型
在正交变换
下的标准型为
求 的值及一个正交矩阵 。
【答案】
,正交矩阵
【解析】
设
,其中
由于
经正交变换后,得到的标准形为
,
故
。
将
代入,满足
,因此
符合题意。
此时
则
由
,可得
的属于特征值
的特征向量为
由
,可得
的属于特征值
的特征向量为
由
,可得
的属于特征值
的特征向量为
令
,则
由于
彼此正交,故只需单位化即可:
则
于是