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1、2012年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、选择题:18小题,每小题4分,共32分.下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上.(1)曲线渐近线的条数为()(A)0 (B)1 (C)2 (D)3(2)设函数,其中为正整数,则( )(A) (B)(C) (D)(3)设,则数列有界是数列收敛的( )(A)充分必要条件. (B)充分非必要条件.(C)必要非充分条件. (D)即非充分地非必要条件.(4)设 (k=1,2,3),则有( )(A) (B) (C) (D) (5)设函数可微,且对任意 都 有,则使得成立的一个充分条件是( )(A) (B
2、) (C) (D) (6)设区域D由曲线围成,则(7)设其中为任意常数,则下列向量组线性相关的是( )(A) (B)(C) (D)(8)设为3阶矩阵,为3阶可逆矩阵,且,则( )(A) (B)(C) (D)二、填空题:914小题,每小题4分,共24分.请将答案写在答题纸指定位置上.(9) 设是由方程所确定的隐函数,则 .(10) .(11) 设其中函数可微,则 .(12) 微分方程满足条件的解为 .(13) 曲线上曲率为的点的坐标是 .(14) 设为3阶矩阵,为伴随矩阵,若交换的第1行与第2行得矩阵,则 . 三、解答题:1523小题,共94分.请将解答写在答题纸指定位置上.解答应写出文字说明、
3、证明过程或演算步骤.(15)(本题满分 10 分)已知函数,记,(I)求的值;(II)若时,与是同阶无穷小,求常数的值.(16)(本题满分 10 分)求函数的极值.(17)(本题满分12分) 过点作曲线的切线,切点为,又与轴交于点,区域由与直线围成,求区域的面积及绕轴旋转一周所得旋转体的体积.(18)(本题满分 10 分)计算二重积分,其中区域为曲线与极轴围成.(19)(本题满分10分)已知函数满足方程及,(I) 求的表达式;(II) 求曲线的拐点.(20)(本题满分10分) 证明,.(21)(本题满分10 分)(I)证明方程,在区间内有且仅有一个实根;(II)记(I)中的实根为,证明存在,并
4、求此极限.(22)(本题满分11 分)设,(I) 计算行列式;(II) 当实数为何值时,方程组有无穷多解,并求其通解.(23)(本题满分11 分)已知,二次型的秩为2,(I) 求实数的值;(II) 求正交变换将化为标准形.2012年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题解析一、选择题:18小题,每小题4分,共32分,下列每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上.(1)曲线渐近线的条数为()(A)0 (B)1 (C)2 (D)3【答案】:(C)【解析】:,所以为垂直渐近线 ,所以为水平渐近线,没有斜渐近线,总共两条渐近线,选(C)。(2)设函数,其中为
5、正整数,则(A) (B)(C) (D)【答案】:(C)【解析】: 所以,故选(C)。(3)设,则数列有界是数列收敛的(A)充分必要条件. (B)充分非必要条件.(C)必要非充分条件. (D)即非充分地非必要条件.【答案】:(B)【解析】:由于,是单调递增的,可知当数列有界时,收敛,也即是存在的,此时有,也即收敛。反之,收敛,却不一定有界,例如令,显然有收敛,但是无界的。故数列有界是数列收敛的充分非必要条件,选(B)。(4)设 (k=1,2,3),则有D(A) (B) (C) (D) 【答案】:(D)【解析】:由于当时,可知,也即,可知。又由于,对做变量代换得,故由于当时,可知,也即,可知。综上
6、所述有,故选(D).(5)设函数可微,且对任意 都 有,则使得成立的一个充分条件是(A) (B) (C) (D) 【答案】:(D)【解析】:,表示函数关于变量是单调递增的,关于变量是单调递减的。因此,当时,必有,故选D(6)设区域D由曲线围成,则【答案】:(D)【解析】:区域D如图中阴影部分所示,为了便于讨论,再引入曲线将区域分为四部分。由于关于轴对称,可知在上关于的奇函数积分为零,故;又由于关于轴对称,可知在上关于的奇函数为零,故。因此,故选(D)。(7)设其中为任意常数,则下列向量组线性相关的是( )(A) (B)(C) (D)【答案】:(C)【解析】:由于,可知线性相关。故选(C)。(8
7、)设为3阶矩阵,为3阶可逆矩阵,且,则( )(A) (B)(C) (D)【答案】:(B)【解析】:,则,故故选(B)。二、填空题:9-14小题,每小题4分,共24分,请将答案写在答题纸指定位置上.(9)设是由方程所确定的隐函数,则_。【答案】:【解析】:将代入原方程可得方程两端对求导,有,将、代入可得,所以再次求导得,再将、代入可得。(10)计算_。【答案】:【解析】:原式(11)设,其中函数可微,则_。【答案】:.【解析】:因为,所以(12)微分方程满足初始条件的解为_。【答案】:【解析】:为一阶线性微分方程,所以又因为时,解得,故.(13)曲线上曲率为的点的坐标是_。【答案】:【解析】:将
8、代入曲率计算公式,有整理有,解得,又,所以,这时,故该点坐标为(14)设为3阶矩阵,,为的伴随矩阵,若交换的第一行与第二行得到矩阵,则_。【答案】:【解析】:,其中,可知。三、解答题:1523小题,共94分.请将解答写在答题纸指定位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.(15)(本题满分10分)已知函数,记(1)求的值(2)若当时,是的同阶无穷小,求【解析】:(1),即(2),当时,由又因为,当时,与等价,故,即(16)(16)(本题满分10分)求的极值。【解析】:,先求函数的驻点:令,解得驻点为.又对点,有所以,故在点处取得极大值.对点,有所以,故在点处取得极小值.(17)(本题满分
9、11分)过点(0,1)点作曲线的切线,切点为,又与轴交于点,区域由与直线及轴围成,求区域的面积及绕轴旋转一周所得旋转体的体积。【解析】:如图设切点坐标为,斜率为,所以设切线方程为,又因为该切线过,所以,故切线方程为:切线与轴交点为(1)(2)(18)(本题满分10分)计算二重积分,其中区域D为曲线与极轴围成。【解析】: 令得,原式。(19)(本题满分10分)已知函数满足方程及1)求表达式2)求曲线的拐点【解析】:1)特征方程为,特征根为,齐次微分方程的通解为.再由得,可知。故2)曲线方程为,则,令得。为了说明是唯一的解,我们来讨论在和时的符号。当时,可知;当时,可知。可知是唯一的解。同时,由上
10、述讨论可知曲线在左右两边的凹凸性相反,可知点是曲线唯一的拐点。(20)(本题满分10分)证明:【解析】:令,可得当时,有,所以,故。而,即得,也即。当时,有,所以,故。而,即得,也即。当时,显然有。可知,(21)(本题满分11分)(1)证明方程,在区间内有且仅有一个实根;(2)记(1)中的实根为,证明存在,并求此极限。【解析】: (1)由题意得:令,则,再由,由零点定理得在至少存在一个零点,也即方程在区间内至少有一个实根。又由于在上是单调的,可知在内最多只有一个零点。故方程在区间内有且仅有一个实根。(2)由于,可知(),进而有,可知(),比较()式与()式可知,故单调。又由于,也即是有界的。则
11、由单调有界收敛定理可知收敛,假设,可知。当时,。(22)(本题满分11分)设,()求()已知线性方程组有无穷多解,求,并求的通解。【解析】:()()可知当要使得原线性方程组有无穷多解,则有及,可知。此时,原线性方程组增广矩阵为,进一步化为行最简形得可知导出组的基础解系为,非齐次方程的特解为,故其通解为线性方程组存在2个不同的解,有.即:,得或-1.当时, ,显然不符,故.(23)(本题满分11分)三阶矩阵,为矩阵的转置,已知,且二次型。1)求2)求二次型对应的二次型矩阵,并将二次型化为标准型,写出正交变换过程。【解析】:1)由可得,可知。2) 令矩阵解得矩阵的特征值为:对于得对应的特征向量为:对于得对应的特征向量为:对于得对应的特征向量为:将单位化可得:,令可将原二次型化为。