1998年全国硕士研究生入学统一考试
理工数学二试题详解及评析
一、填空题
(1)
.
【答】
.
【详解1】 用四则运算将分子化简,再用等价无穷小因子代换,
因
【详解2】 采用洛必达法则,
注:
可求出
【详解3】 采用
的马克劳林展开式,此时余项用皮亚诺余项较简单.当
时
所以
时
于是
(2)曲线
与
轴所围成的图形的面积
.
【答】
.
【详解】 因为
所以
(3)
.
【答】
【详解】 用分部积分法,有
(4)设
连续,则
.
【答】
.
【详解】 令
当
时,
当
时,
;
故
(5)曲线
的渐进线方程为 .
【答】
【详解】
故此曲线的渐进线方程为
.
二、选择题
设数列
与
满足
则下列断言正确的是
(A) 若
发散,则
必发散.
(B) 若
无界,则
必有界.
(C) 若
有界,则
必有无穷小.
(D) 若
为无穷小,则
必为无穷小.
【 】
【答】 应选(D)
【详解】 方法一:
由极限运算性质知
所以(D)为正确选项.
方法二:
取数列
,排除(A)
若取数列
便排除了(B)
对于(C),若数列
,则
可为任意数列,所以(C)项也不正确.
故应选(D).
(2)函数
不可导点的个数是
(A)3. (B)1. (C)2. (D)0.
【 】
【答】 应选(C).
【详解】 因为
可见
在
处不可导,而在
处是可导的,
故
的不可导点的个数为2.
(3)已知函数
在任意点
处的增量
且当
时,
是
的高阶无穷小,
,则
等于
(A)
. (B)
. (C)
. (D)
【 】
【答】 应选(A).
【详解】 由
,有
令
,得
,
解此微分方程并利用初始条件由
得
故
(4)设函数
在
的某个邻域内连续,且
为其几大值,则存在
,当
时,必有
(A)
(B)
(C)
(D)
【 】
【答】 应选(C)
【详解】 由题设,存在邻域
,使当
时,有
EMBED Equation.DSMT4 ,
所以
当
时,
当
时,
因此(A)、(B)不成立.
考虑到(C)、(D)两项中分母均大于零,而分子部分有
所以必有(C)成立.
(5)设
是任一
阶方阵,
是其伴随矩阵,又
为常数,且
,则必有
.
(A)
(B)
(C)
(D)
【 】
【答】 应选(B)
【详解】 方法一:
采用加条件的技巧,设
可逆,则由
知
于是
所以应选(B)
题设
,
,主要是为了做到4个选项只有1个正确的.
方法二:
由
的定义,设
,其元素
的代数余子式记作
,则矩阵
,
若其元素的代数余子式记作
,由行列式性质有
从而
EMBED Equation.DSMT4
三、
求函数
在区间
内的间断点,并判断其类型.
【详解】
在区间
内不存在的点为
各点,
在区间
内的间断点是
不存在的点,
即
各点.
在
处,
在
处,
故
,
处,
为第二类间断点.
在
处,
在
处,
为
的可去间断点.
但相应的函数在上两点处无定义,故
,
为
的可去间断点.
四、确定常数
的值,使
【详解】当
时,
,且存在而不为零,
故
因此
必为0.
因若
则在
内,
;
若
,则在
内,
利用洛必达法则有
若
,则上式为
,与条件不符,
故
从而再用洛必达法则有
得
;
因此
五、利用代换
将方程
化简,并求处原方程的通解.
【详解】 方法一:
有
两端对
求导,得
于是原方程化为
其通解为
从而原方程得通解为
方法二:
代入原方程得
以下同方法一.
六、计算积分
.
【详解】
因此
七、从船上向海中沉放某种探测仪器,按探测要求,需确定仪器的下沉深度
(从海平面算起)与下沉速度
之间的函数关系.设仪器在重力作用下,从海平面由静止开始铅直下沉,在下沉过程中还受到阻力和浮力的作用.设仪器的质量为
体积为
海水比重为
仪器所受的阻力与下沉速度成正比,比例系数为
.试建立
与
所满足的微分方程,并求出函数关系式
【详解】 取沉放点为原点
轴正向铅直向下,则由牛顿第二定律得
这是可降阶的二阶微分方程,其中
.
令
则
于是原方程可化为
分离变量得
积分得
再根据初始条件
得
故所求函数关系为
八、设
是区间
上的任一非负连续函数.
(1)试证存在
使得再区间
上以
为高的矩形面积,等于再区间
上以
为曲边的梯形面积.
(2)又设
在区间
内可导,且
,证明(1)中的
试唯一的.
【详解】 (1)令
则
在闭区间
上连续,在开区间
内
可导;
又
由罗尔定理知,存在
使
即
也即
(2)令
则
即
在
内严格单调增加,从而
的点
必唯一,故(1)中的
试唯一的.
九、设有曲线
,过原点作其切线,求由此曲线、切线及
轴所围成的平面图形绕
轴旋转一周所得的旋转体的表面积.
【详解】 设切点的横坐标为
则切点为
,曲线
在此点的切线斜率为
,
于是切线方程为:
又因它经过原点,以点
代入,得
解得
于是切线方程为
即
切点为
,由曲线段
EMBED Equation.DSMT4 绕
轴旋转一周所得到的旋转面的面积为
由直线
段绕
轴旋转一周所得到的旋转面的面积为
因此,所求旋转体的表面积为
十、设
是一向上凸的连续曲线,其上任意一点
处的曲率为
,且此曲线上点
处的切线方程为
,求该曲线的方程,并求函数
的极值.
【详解】 因曲线向上凸,故
;
由题设,得
即
曲线经过点
,故
又因在该点处的切线方程为
,即切线斜率为1,于是
问题归结为求
的特解.
令
于是得
分离变量解得
以
代入,
得
所以
再积分,得
以
代入,得
故所求曲线方程为
取其含有
在内的连续的一支为
当
或
时,
,
故此函数无极小值.
当
时,
为极大,
极大值为
十一、设
,证明:
(1)
(2)
.
【详解】
(1) 令
则有
所以
从而
即
(2)令
则有
由(1)知,
<0,
当
时.于是推知在
内,
单调减少.又
在区间
上连续,且
.
故当
时,
不等式左边证毕.
又
故当
时,
不等式右边证毕.
十二、设
其中
是4阶单位矩阵,
是4阶矩阵
的转置矩阵.
求
.
【详解】 由题设得
即
由于
,
故
可逆.
于是
十三、已知
EMBED Equation.DSMT4 ,问
(1)
取何值时,
不能由
,
,
线性表示?
(2)
取何值时,
能由
,
,
线性表示?并写出其表达式.
【详解】 因为
所以
(1)当
时,线性方程组
无解,
此时
不能由
线性表示;
(2)当
时,线性方程组
有唯一解:
于是
可唯一表示为:
当
时,线性方程组
有无穷多个解:
(
为任意常数)
这时
可由
线性表示:
(
为任意常数
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