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1、
考研數(shù)學(xué)模擬試題(數(shù)學(xué)二)
參考答案
一、選擇題(本題共8小題,每小題4分,滿分32分,每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求,把所選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))
1.設(shè)是多項(xiàng)式的最小實(shí)根,則().
(A)(B)(C)(D)
解 選擇A. 由于,又是多項(xiàng)式的最小實(shí)根,故.
2.設(shè) 則函數(shù)在點(diǎn)().
(A)取極大值(B)取極小值(C)可導(dǎo)(D)不可導(dǎo)
解 選擇D. 由極限的保號(hào)性知,存在,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,故在點(diǎn)不取極值.
,所以在點(diǎn)不可導(dǎo).
3.設(shè)連續(xù),且滿足,則().
(A) (B)
(C) (D)
解 選擇B. 由題設(shè)知
2、
.
4.微分方程的特解形式為().
(A) (B)
(C) (D)
解 選擇D. 特征方程,特征根,是特征根,特解形式為
.
5. 設(shè)函數(shù)連續(xù),則下列函數(shù)中,必為偶函數(shù)的是().
(A) (B)
(C) (D)
解 選擇C. 由于為奇函數(shù),故為偶函數(shù).
6. 設(shè)在全平面上有,,則保證不等式成立的條件是( )
(A),. (B),.
(C),. (D),.
解 選擇A. 關(guān)于單調(diào)減少,
關(guān)于單調(diào)增加,
當(dāng),時(shí),.
7.設(shè)和為實(shí)對(duì)稱矩陣,且與相似,則下列結(jié)論中不正確的是().
3、
(A)與相似 (B) 與合同
(C) (D)
解 選擇D. 與相似可以推出它們的多項(xiàng)式相似,它們的特征多項(xiàng)式相等,故A,C正確,又和為實(shí)對(duì)稱矩陣,且與相似,可以推出與合同,故B正確.
8. ,,為維列向量,則有().
(A)當(dāng)時(shí),方程組有解
(B)當(dāng)時(shí),方程組有唯一解
(C)當(dāng)時(shí),方程組有唯一解
(D)當(dāng)時(shí),方程組有無窮多解
解 選擇A. 當(dāng)時(shí),,方程組有解.
二、填空題(本題共6小題,每小題4分,滿分24分,把答案填在題中橫線上)
9. .
解 答案為.
10設(shè)有二階連續(xù)偏導(dǎo)數(shù),,則 .
解 答案為.
4、
11.設(shè)微分方程的通解為,則 .
解 答案為. 將代入微分方程,得,故.
12.數(shù)列中最大的項(xiàng)為 .
解 答案為.
【將數(shù)列的問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的問題,以便利用導(dǎo)數(shù)解決問題】
設(shè),,
時(shí),,單調(diào)增加,故時(shí),遞增,最大,
時(shí),,單調(diào)減少,故時(shí),遞減,最大,
又,數(shù)列的最大項(xiàng)為.
13.方程在區(qū)間內(nèi)的實(shí)根個(gè)數(shù)為 .
解 答案為. 令,,
由零點(diǎn)定理知,此方程在區(qū)間內(nèi)至少有一個(gè)實(shí)根,又,單調(diào)增加,故此方程在區(qū)間內(nèi)有且僅有一個(gè)實(shí)根.
14.設(shè)階矩陣的秩為,是非齊次線性方程組的三個(gè)線性無關(guān)的解,則的通解為 .
解 答案為,為任意常數(shù)
5、.
是非齊次線性方程組的三個(gè)線性無關(guān)的解,則是的兩個(gè)解,且它們線性無關(guān),又,故是的基礎(chǔ)解系,所以的通解為.
三、解答題(本題共9小題,滿分94分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
15. (本題滿分9分)求極限
解
16. (本題滿分9分)設(shè)單調(diào)且具有一階連續(xù)導(dǎo)數(shù),滿足,求可導(dǎo)函數(shù).
解 ,,代入方程,得,
即,解得,其中為任意常數(shù).
17. (本題滿分9分)
計(jì)算積分
解 畫出二重積分區(qū)域,是的第一象限部分,由對(duì)稱性,得
18. (本題滿分11分)
求微分方程滿足初始條件,的特解.
解 令,代入原方程,得
,,,,
6、由,得,
,,即,
故,
由得,所以.
19. (本題滿分11分)
設(shè)和在區(qū)間可導(dǎo),并設(shè)在內(nèi),證明在內(nèi)至多存在一點(diǎn),使得.
證 設(shè),則.
若在內(nèi)存在兩個(gè)不同的點(diǎn),使得,
則由羅爾定理知,至少存在一點(diǎn)介于之間,使,
即,于是有,與題設(shè)矛盾,
故在內(nèi)至多存在一點(diǎn),使得.
20. (本題滿分11分)
設(shè)有拋物線:,試確定常數(shù)的值,使得
⑴與直線相切;
⑵與軸所圍圖形繞軸旋轉(zhuǎn)所得旋轉(zhuǎn)體的體積最大.
解 設(shè)切點(diǎn)為,,
切線斜率,
代入切線方程,得.⑴
又旋轉(zhuǎn)體體積,
,解得或者,,
,故時(shí),體積最大,
將代入⑴得,所以,.
21.(本題滿分11分)
一質(zhì)
7、量為的物體以速度從原點(diǎn)沿軸正方向上升,假設(shè)空氣阻力與物體的運(yùn)動(dòng)速度平方成正比(比例系數(shù)),試求物體上升的高度所滿足的微分方程及初始條件,并求物體上升的最大高度.
解 根據(jù)牛頓第二定律,物體上升的高度所滿足的微分方程為
,
初始條件為.
代入方程,得,,
記,,,
積分得,時(shí),,故,
,
令,得上升到最高點(diǎn)的時(shí)間為
,
上升的最大高度為.
22. (本題滿分11分)
設(shè).
⑴當(dāng)滿足什么條件時(shí),可由線性表示,且表示式唯一?
⑵當(dāng)滿足什么條件時(shí),可由線性表示,且表示式不唯一?并求出的表示式.
解 設(shè) ⑴,其增廣矩陣
⑴當(dāng)時(shí),,方程組⑴有唯一解,即可由線性表示,且表示式唯一.
⑵當(dāng)時(shí),,
故當(dāng)時(shí),,方程組⑴有無窮多解,即可由線性表示,且表示式不唯一,
,同解方程組為,
通解為,
故的表示式為,其中為任意常數(shù).
23. (本題滿分11分)
設(shè)為階矩陣,可逆,且,證明:
⑴若是的特征向量,則也是的特征向量;
⑵若有個(gè)不同的特征值,是的特征向量,則也是的特征向量.
證 ⑴證 設(shè),則,故也是的特征向量
⑵由有個(gè)不同的特征值知,的每個(gè)特征值只對(duì)應(yīng)一個(gè)線性無關(guān)的特征向量,又是對(duì)應(yīng)同一個(gè)特征值的特征向量,故它們線性相關(guān),故存在常數(shù),使得,故也是的特征向量.