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1、.2001年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题解析一、填空题(本题共5小题,每小题3分,满分15分把答案填在题中横线上)(1)_【答案】【考点】洛必达法则【难易度】【详解】解析:方法一:方法二:使用洛必达法则计算.(2)设函数由方程所确定,则曲线在点处的法线方程为_【答案】【考点】隐函数的导数、平面曲线的法线【难易度】【详解】解析:在等式两边对x求导,得将代入上式,得故所求法线方程为即 x2y+2=0.(3) _【答案】【考点】定积分的换元法【难易度】【详解】解析:由题干可知,积分区间是对称区间,利用被积函数的奇偶性可以简化计算.在区间上,是奇函数,是偶函数,故(4) 过点且满足关系式的曲线
2、方程为_【答案】【考点】一阶线性微分方程【难易度】【详解】解析:方法一:原方程可改写为两边直接积分,得又由解得故所求曲线方程为:方法二:将原方程写成一阶线性方程的标准形式解得又由解得故曲线方程为:(5) 设方程有无穷多个解,则a_【答案】【考点】非齐次线性方程组解的判定【难易度】【详解】解析:方法一:利用初等行变换化增广矩阵为阶梯形,有可见,只有当a =2 时才有秩对应方程组有无穷多个解.方法二:当系数矩阵的行列式不为零时,方程组有唯一解,因此满足题设条件的a 一定使系数行列式为零,即有解得或.由于答案有两个,应将其带回原方程进行检验.显然,当时,原方程无解,因此只能是.二、选择题(本题共5小
3、题,每小题3分,满分15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)设则等于( )(A)0(B)1(C)(D)【答案】B【考点】复合函数【难易度】【详解】本题涉及到的主要知识点:复合函数中,内层函数的值域是包含于外层函数的定义域。解析:由题易知,所以,选B.(2)设当时,是比高阶的无穷小,而是比高阶的无穷小,则正整数等于( )(A)1(B)2(C)3(D)4【答案】B【考点】无穷小量的比较【难易度】【详解】解析:由题易知: (3)曲线的拐点个数为( )(A)0(B)1(C)2(D)3【答案】C【考点】函数图形的拐点【难易度】【详解】解析:由得,或,带
4、入,故有两个拐点.(4)已知函数在区间内具有二阶导数,严格单调减少,且,则( )(A)在和内均有(B)在和内均有(C)在内,在内,(D)在内,在内,【答案】A【考点】函数单调性的判别【难易度】【详解】解析:令,则,因为在区间上,严格单调减少,所以当时,单调递增,;当时,单调递减,;故在和内均有,即.(5)设函数在定义域内可导,它的图形如下图所示,则其导函数的图形为( )【答案】D【考点】函数单调性的判别【难易度】【详解】解析:由图可知有两个极值点,横坐标分别记作,故在且仅在这两处的值为,故选D。其中,当时,先增后减再增,故先正再负再正,进一步排除B.三、(本题满分6分)求【考点】不定积分的第二
5、类换元法【难易度】【详解】解析:设则 原式四、(本题满分7分)求极限,记此极限为,求函数的间断点并指出其类型【考点】两个重要极限、函数间断点的类型【难易度】【详解】解析:由此表达式知x0及xkp(k1,2,)都是f(x)的间断点由于,所以x0是f(x)的可去(或第一类)间断点;而xkp(k1,2,)均为第二类(或无穷)间断点五、(本题满分7分)设是抛物线上任一点处的曲率半径,是该抛物线上介于点与之间的弧长,计算的值(在直角坐标系下曲率公式为【考点】曲率半径、定积分的几何应用平面曲线的弧长、由参数方程所确定的函数的导数【难易度】【详解】解析:抛物线在点处的曲率半径抛物线上的弧长故 因此六、(本题
6、满分7分)设函数在上可导,且其反函数为若求【考点】积分上限的函数及其导数、一阶线性微分方程【难易度】【详解】本题涉及到的主要知识点:解析:等式两边对x求导得:,又因为是的反函数,故,所以有又因为在处连续,由得故.七、(本题满分7分)设函数,满足,且,求【考点】自由项为指数函数的二阶常系数非齐次线性微分方程、定积分的分部积分法【难易度】【详解】解析:因为,所以其对应的齐次微分方程为特征方程为,所以齐次微分方程的通解为设非齐次微分方程的特解为,则代入微分方程得,所以非齐次微分方程的通解为,又,得,故求积分: .八、(本题满分9分)设是一条平面曲线,其上任意一点到坐标原点的距离恒等于该点处的切线在轴
7、上的截距,且经过点(1)试求曲线的方程;(2)求位于第一象限部分的一条切线,使该切线与以及两坐标轴所围图形的面积最小【考点】齐次微分方程、平面曲线的切线、函数的最大值与最小值【难易度】【详解】解析:(1)设曲线过点的切线方程为,令,得切线在轴上的截距由题设知 ,令,则此方程可化为分离变量得积分得,即 代入条件得,于是得L的方程, 即.(2)曲线L在点处的切线方程为 即.它在x轴与y轴上的截距分别为与所围面积令.得在内的唯一驻点,易知是最小值点由此,所求切线为,即.九、(本题满分7分)一个半球体状的雪堆,其体积融化的速率与半球面面积成正比,比例常数假设在融化过程中雪堆始终保持半球体状,已知半径为
8、的雪堆在开始融化的3小时内,融化了其体积的,问雪堆全部融化需要多少小时?【考点】导数的物理意义、微分方程初始条件的概念【难易度】【详解】解析:设雪堆在时刻的体积,侧面积,雪堆半径由题设知,所以有即积分得又由,有,于是又由,即,得,从而令得雪堆全部融化所需时间为小时十、(本题满分8分)设在区间上具有二阶连续导数,(1)写出的带拉格朗日余项的一阶麦克劳林公式;(2)证明在上至少存在一点,使【考点】泰勒中值定理、介值定理【难易度】【详解】解析:(1)对任意,其中在0与之间(2) 令,则在具有三阶连续导数,其二阶麦克劳林展开式为所以又由于介于和之间,由介值定理知存在,使得,则有.十一、(本题满分6分)已知矩阵,且矩阵满足,其中是3阶单位阵,求【考点】矩阵方程、逆矩阵的概念【难易度】【详解】解析:由题设的关系式得即由于行列式所以矩阵可逆,所以故十二、(本题满分6分)已知是线性方程组的一个基础解系,若,讨论实数满足什么关系时,也是的一个基础解系【考点】齐次线性方程组的基础解系【难易度】【详解】由于均为的线性组合,所以均为的解.下面证明线性无关.设,即,由于线性无关,因此其系数全为零,即其系数行列式可见,当,即时,上述方程组只有零解,因此向量组线性无关,又因的基础解系是4个向量,故也是的一个基础解系.