数学二试题。
一、选择题:1~8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,把所选项前的字母填在题后的括号内。
1)函数的可去间断点的个数,则( )
123无穷多个。
答案】2023年全国硕士研究生入学统一考试。
数学二试题。
一、选择题:1~8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,把所选项前的字母填在题后的括号内。
1)函数的可去间断点的个数,则( )
123无穷多个。
答案】c 解析】
则当取任何整数时,均无意义。
故的间断点有无穷多个,但可去间断点为极限存在的点,故应是的解。
故可去间断点为3个,即。
2)当时,与是等价无穷小,则( )
答案】 解析】为等价无穷小,则。
故排除。另外存在,蕴含了故排除。
所以本题选a。
3)设函数的全微分为,则点( )
不是的连续点。 不是的极值点。
是的极大值点。 是的极小值点。
答案】 解析】因可得。
又在(0,0)处,故(0,0)为函数的一个极小值点。
4)设函数连续,则( )
答案】解析】的积分区域为两部分:
将其写成一块。
故二重积分可以表示为,故答案为c
5)若不变号,且曲线在点上的曲率圆为,则在区间内( )
有极值点,无零点。 无极值点,有零点。
有极值点,有零点。 无极值点,无零点。
答案】 b
解析】由题意可知,是一个凸函数,即,且在点处的曲率,而,由此可得,在上,,即单调减少,没有极值点。
对于, (拉格朗日中值定理)
而 由零点定理知,在上,有零点。 故应选(b)
6)设函数在区间上的图形为:
则函数的图形为( )
答案】 解析】此题为定积分的应用知识考核,由的图形可见,其图像与轴及轴、所围的图形的代数面积为所求函数,从而可得出几个方面的特征:
时,,且单调递减。
时,单调递增。
时,为常函数。
时,为线性函数,单调递增。
由于f(x)为连续函数。
结合这些特点,可见正确选项为。
7)设、均为2阶矩阵,分别为、的伴随矩阵。若,则分块矩阵的伴随矩阵为( )
答案】 b
解析】根据若。
分块矩阵的行列式即分块矩阵可逆。
8)设均为3阶矩阵,为的转置矩阵,且,若。
则为( )答案】 a
解析】,即:
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)曲线在处的切线方程为。
答案】解析】
所以 所以切线方程为。
10)已知,则。
答案】解析】
因为极限存在所以。
答案】0解析】令。所以。即。
12)设是由方程确定的隐函数,则。
答案】解析】对方程两边关于求导有,得。
对再次求导可得,得
当时,,,代入得。
13)函数在区间上的最小值为
答案】解析】因为,令得驻点为。
又,得,故为的极小值点,此时,又当时,;时,,故在上递减,在上递增。
而,所以在区间上的最小值为。
14)设为3维列向量,为的转置,若矩阵相似于,则
答案】解析】因为相似于,根据相似矩阵有相同的特征值,得到得特征值是而是一个常数,是矩阵的对角元素之和,则
三、解答题:15-23小题,共94分。请将解答写在答题纸指定的位置上。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15)(本题满分9分)求极限。
解析】16)(本题满分10 分)
计算不定积分
解析】令得。
17)(本题满分10分)设,其中具有2阶连续偏导数,求与。
解析】18)(本题满分10分)设非负函数满足微分方程,当曲线过原点时,其与直线及围成平面区域的面积为2,求绕轴旋转所得旋转体体积。
解析】解微分方程得其通解为任意常数。
又因为通过原点时与直线及围成平面区域的面积为2,于是可得。
从而。于是,所求非负函数。
又由可得,在第一象限曲线表示为。
于是d围绕轴旋转所得旋转体的体积为,其中。
19)(本题满分10分)求二重积分,其中。
解析】由得,20)(本题满分12分)
设是区间内过的光滑曲线,当时,曲线上任一点处的法线都过原点,当时,函数满足。求的表达式。
解析】由题意,当时,,即,得,又代入得,从而有。
当时,得的通解为
令解为,则有,得,故,得的通解为
由于是内的光滑曲线,故在处连续。
于是由,故时,在处连续。
又当时,有,得,当时,有,得
由得,即 故的表达式为或。
又过点,所以。
21)(本题满分11分)
ⅰ)证明拉格朗日中值定理:若函数在上连续,在可导,则存在,使得。
ⅱ)证明:若函数在处连续,在内可导,且,则存在,且。
解析】(ⅰ作辅助函数,易验证满足:
在闭区间上连续,在开区间内可导,且。
根据罗尔定理,可得在内至少有一点,使,即。
ⅱ)任取,则函数满足;
在闭区间上连续,开区间内可导,从而有拉格朗日中值定理可得:存在,使得……
又由于,对上式(*式)两边取时的极限可得:
故存在,且。
22)(本题满分11分设,ⅰ)求满足的所有向量。
ⅱ)对(ⅰ)中的任一向量,证明:线性无关。
解析】(ⅰ解方程。
故有一个自由变量,令,由解得,求特解,令,得。
故 ,其中为任意常数
解方程。故有两个自由变量,令,由得。
求特解故 ,其中为任意常数。
ⅱ)证明:由于。
故线性无关。
23)(本题满分11分)设二次型。
ⅰ)求二次型的矩阵的所有特征值;
ⅱ)若二次型的规范形为,求的值。
解析】(ⅰⅱ) 若规范形为,说明有两个特征值为正,一个为0。则。
1)若,则 , 不符题意。
2)若 ,即,则,,符合。
3)若 ,即,则 ,,不符题意。
综上所述,故。
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