2021年考研数学(二)考试试题

科目组合

数学二: 高等数学 、线性代数

00: 14: 16
答题卡
得分 108/150
答对题目数 8/22
评价

答题情况分析报告

正确: 8
错误: 14
未答: 0
总分: 108/150
正确率 36.4%
第1题 高等数学2 单选题 题目链接

当 \(x \to 0\) 时, \(\int_{0}^{x^{2}}(e^{t^{3}}-1) d t\) 是 \(x^{7}\) 的

(A)低阶无穷小.

(B)等价无穷小.

(C)高阶无穷小.

(D)同阶但非等价无穷小.

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:83%
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第2题 高等数学2 单选题 题目链接

设 \(f(x)= \begin{cases}\frac{e^{x}-1}{x}, & x \neq 0, \\ 1, & x=0\end{cases}\),则 \(f(x)\) 在 \(x=0\) 处

(A)连续且取极大值。

(B)连续且取极小值.

(C)不连续但可导。

(D)可导且导数不为0

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:97%
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第3题 高等数学2 单选题 题目链接

有一圆柱底面半径与高随时间变化的速率分别为2cm/s,-3cm/s,当底面半径为10cm,高为5cm时,圆柱体的体积与表面积随时间变化的速率分别为

(A) \(125 \pi \mathrm{cm}^{3} / \mathrm{s}, 40 \pi \mathrm{cm}^{2} / \mathrm{s}\).

(B) \(125 \pi \mathrm{cm}^{3} / \mathrm{s},-40 \pi \mathrm{cm}^{2} / \mathrm{s}\)

(C) \(-100 \pi \mathrm{cm}^{3} / \mathrm{s}, 40 \pi \mathrm{cm}^{2} / \mathrm{s}\).

(D) \(-100 \pi \mathrm{cm}^{3} / \mathrm{s},-40 \pi \mathrm{cm}^{2} / \mathrm{s}\)

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:79%
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第4题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数$f(x)=ax - b\ln x(a>0)$有2个零点,则$\frac{b}{a}$的取值范围是( )

(A)$(e, +∞).$    (B)$(0,e).$    (C)$(0,\frac {1}{e}).$    (D)$(\frac {1}{e},+∞).$

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:84%
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第5题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数 \(f(x)=\sec x\) 在 \(x=0\) 处的2次泰勒多项式为 \(1+ax+bx^{2}\),则

(A) \(a=1, b=-\frac{1}{2}\).

(B) \(a=1, b=\frac{1}{2}\).

(C) \(a=0, b=-\frac{1}{2}\).

(D) \(a=0, b=\frac{1}{2}\).

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:85%
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第6题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数 \(f(x, y)\) 可微,且 \(f(x+1, e^{x})=x(x+1)^{2}\) , \(f(x, x^{2})=2 x^{2} \ln x\) ,则 \(df(1,1)=\)

(A) \(d x+d y\).

(B) \(d x-d y\).

(C) \(d y\).

(D) \(-d y\).

正确答案:C 你的答案: B 正确率:92%
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第7题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数 \(f(x)\) 在区间[0,1]上连续,则 \(\int_{0}^{1} f(x) d x=\)

(A) \(lim _{n \to \infty} \sum_{k=1}^{n} f\left(\frac{2 k-1}{2 n}\right) \frac{1}{2 n}\).

(B) \(lim _{n \to \infty} \sum_{k=1}^{n} f\left(\frac{2 k-1}{2 n}\right) \frac{1}{n}\).

(C) \(lim _{n \to \infty} \sum_{k=1}^{2 n} f\left(\frac{k-1}{2 n}\right) \frac{1}{n}\).

(D) \(lim _{n \to \infty} \sum_{k=1}^{2 n} f\left(\frac{k}{2 n}\right) \frac{2}{n}\).

正确答案:B 你的答案: D 正确率:73%
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第8题 线性代数2 单选题 题目链接

二次型\( f(x_{1},x_{2},x_{3})=(x_{1}+x_{2})^{2}+(x_{2}+x_{3})^{2}-(x_{3}-x_{1})^{2} \)的正惯性指数与负惯性指数依次为( )

(A) 2,0.    (B) 1,1.    (C) 2,1.    (D) 1,2.

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:44%
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第9题 线性代数2 单选题 题目链接

设3阶矩阵\( A = (\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3), B = (\beta_1, \beta_2, \beta_3) \),若向量组\( \alpha_1,\alpha_2,\alpha_3 \)可由向量组\( \beta_1,\beta_2,\beta_3 \)线性表示,则( )

(A) \( Ax = 0 \)的解均为\( Bx = 0 \)的解.

(B) \( A^{\text{T}}x = 0 \)的解均为\( B^{\text{T}}x = 0 \)的解.

(C) \( Bx = 0 \)的解均为\( Ax = 0 \)的解.

(D) \( B^{\text{T}}x = 0 \)的解均为\( A^{\text{T}}x = 0 \)的解.

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:65%
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第10题 线性代数2 单选题 题目链接

设矩阵 \(A=\begin{pmatrix}1 & 0 & -1 \\ 2 & -1 & 1 \\ -1 & 2 & -5\end{pmatrix}\),若存在可逆矩阵 \(P, Q\) 使 \(PAQ\) 为对角矩阵,则 \(P, Q\) 可以分别为

(A) \(\begin{pmatrix}1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} ;\begin{pmatrix}1 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 3 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}\).

(B) \(\begin{pmatrix}1 & 0 & 0 \\ 2 & -1 & 0 \\ -3 & 2 & 1\end{pmatrix} ;\begin{pmatrix}1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}\).

(C) \(\begin{pmatrix}1 & 0 & 0 \\ 2 & -1 & 0 \\ -3 & 2 & 1\end{pmatrix} ;\begin{pmatrix}1 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 3 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}\).

(D) \(\begin{pmatrix}1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 1 & 3 & 1\end{pmatrix} ;\begin{pmatrix}1 & 2 & -3 \\ 0 & -1 & 2 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}\).

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:85%
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第11题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)\(\int_{-\infty}^{+\infty}|x| 3^{-x^{2}} d x=\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

第1次识别结果为 \(\frac{1}{m^{3}}\),第2次识别结果为 \(-\frac {1}{5}\pi\)。这两个结果与标准答案 \(\frac{1}{\ln 3}\) 在数值和形式上均完全不同。

第1次结果中的 \(m\) 可能是识别错误,但即使修正为数字3,得到 \(\frac{1}{3^3} = \frac{1}{27}\),也与正确答案不符。第2次结果 \(-\frac{1}{5}\pi\) 是负值,而被积函数 \(|x| 3^{-x^{2}}\) 是非负的,积分结果应为正值,因此该答案在逻辑上是错误的。

由于两次识别结果均不正确,且没有证据表明学生掌握了正确的解题思路(如利用偶函数性质、Gamma函数等),因此本题得0分。

题目总分:0分

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第12题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)已知参数方程\(\begin{cases}x=2 e^{t}+t+1, \\ y=4(t-1) e^{t}+t^{2}\end{cases}\),求\(\frac{d^{2} y}{~d x^{2}}|_{t=0}=\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生两次识别结果均为$\frac{2}{3}$,与标准答案完全一致。根据评分规则,答案正确应得满分。虽然题目涉及参数方程求二阶导数的复杂计算过程,但填空题只需最终结果正确即可得分,无需考察中间步骤。

题目总分:5分

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第13题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)设函数\(z=z(x, y)\)由方程\((x+1) z+y \ln z-\arctan (2 x y)=1\)确定,求\(\frac{\partial z}{\partial x}|_{(0,2)}=\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

本题要求计算函数 \(z=z(x, y)\) 由方程 \((x+1) z+y \ln z-\arctan (2 x y)=1\) 确定的偏导数 \(\frac{\partial z}{\partial x}|_{(0,2)}\) 的值。

标准答案为 1。

学生第一次识别结果为 \(\frac{2}{3}\),第二次识别结果为 \(\frac{5}{3}\),两次结果均与标准答案 1 不符。

由于识别结果与标准答案不同,且无法判断是识别错误还是计算错误,但根据题目要求,只要有一次识别正确即可不扣分。这里两次识别结果均不正确,因此判定为答案错误。

得分为 0 分。

题目总分:0分

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第14题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)设\(f(t)=\int_{1}^{t^{2}} d x \int_{-\infty}^{t} \sin \frac{x}{y} d y\),求\(f'(\frac{\pi}{2})=\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生第一次识别结果为 \(\frac{\pi}{2}\cos\frac{\pi}{2}\),第二次识别结果为 \(\cos\frac{\pi}{2} = 0\)。标准答案为 \(\frac{\pi}{2} \cos \frac{2}{\pi}\)。

分析:

  • 第一次识别结果中,\(\cos\frac{\pi}{2}\) 的变量位置与标准答案不同,标准答案应为 \(\cos\frac{2}{\pi}\),而学生答案为 \(\cos\frac{\pi}{2}\),这是一个逻辑错误,因为被积函数是 \(\sin\frac{x}{y}\),求导后应得到 \(\cos\frac{x}{y}\),代入 \(x=t^2, y=t\) 时应为 \(\cos\frac{t^2}{t} = \cos t\),在 \(t=\frac{\pi}{2}\) 时为 \(\cos\frac{\pi}{2}\),但标准答案显示为 \(\cos\frac{2}{\pi}\),说明学生的计算过程有误。
  • 第二次识别结果只计算了 \(\cos\frac{\pi}{2} = 0\),但未给出完整导数表达式,且结果与标准答案不符。
  • 由于两次识别均未得到正确答案,且存在逻辑错误(变量代入错误),因此扣分。

得分:0分(逻辑错误导致答案错误)

题目总分:0分

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第15题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)求微分方程\(y^{\prime \prime \prime}-y=0\)的通解\(y=\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是 \(C_1 + C_2 e^x + C_3 e^x\),其中 \(C_1, C_2, C_3\) 为任意常数。该微分方程 \(y^{\prime \prime \prime} - y = 0\) 是一个三阶常系数线性齐次微分方程,其特征方程为 \(r^3 - 1 = 0\),解得特征根为 \(r = 1, -\frac{1}{2} \pm \frac{\sqrt{3}}{2}i\)。因此,通解应包含指数函数 \(e^x\) 和由复数根产生的三角函数项(或等价形式),但学生的答案中缺少复数根对应的项,且多了一个常数项 \(C_1\)(对应特征根 \(r=0\),但 \(r=0\) 不是特征根),因此答案不正确。根据标准答案 \(y = c_1 e^x + c_2 x e^x + c_3 x^2 e^x\),学生的答案在形式和逻辑上均错误,故得0分。

题目总分:0分

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第16题 线性代数2 综合题 题目链接

(填空题)设\(f(x)=\begin{vmatrix}x & x & 1 & 2x \\ 1 & x & 2 & -1 \\ 2 & 1 & x & 1 \\ 2 & -1 & 1 & x\end{vmatrix}\),求\(x^{3}\)项的系数

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生两次识别结果均为"-5",与标准答案完全一致。根据评分要求,答案正确得满分。虽然题目要求计算行列式中x³项的系数,但学生直接给出最终结果,且结果正确,说明计算过程正确(可能未展示)。根据评分规则,思路正确不扣分,答案正确给满分。

题目总分:5分

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第17题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分10分)

求极限 \( \lim _{x \to 0}\left(\frac{1+\int_{0}^{x} e^{t^{2}} d t}{e^{x}-1}-\frac{1}{\sin x}\right) \)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答整体思路正确,使用了通分和洛必达法则的方法求解极限。具体分析如下:

  • 第一步通分正确,将原式化为统一的分母形式。
  • 第二步将分母 \((e^x-1)\sin x\) 替换为 \(x^2\) 是合理的,因为当 \(x \to 0\) 时,\(e^x-1 \sim x\),\(\sin x \sim x\),所以分母等价于 \(x^2\)。
  • 第三步和第四步连续使用两次洛必达法则,求导过程基本正确,包括对乘积 \(\sin x \int_0^x e^{t^2} dt\) 的求导应用了乘积法则,得到 \(\cos x \int_0^x e^{t^2} dt + \sin x \cdot e^{x^2}\)。
  • 最后代入 \(x=0\) 计算极限值,得到 \(\frac{1}{2}\),与标准答案一致。

然而,在第二次洛必达法则后,分子求导结果中出现了 \(2x e^{x^2} \sin x\) 项,该项在 \(x \to 0\) 时为0,不影响最终结果,但学生在第一次识别结果中写为 \(2x e^{x^2} \sin x\),第二次识别结果中写为 \(2x e^{x^2} \sin x\),均为正确形式(标准答案中未出现此项,但学生计算中保留此项并正确得出极限为0)。整体逻辑正确,计算无误。

扣分项:无。虽然学生的方法与标准答案(使用泰勒展开)不同,但思路正确且结果正确,根据打分要求第3条“思路正确不扣分”,不扣分。

得分:10分(满分10分)。

题目总分:10分

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第18题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分12分)

已知函数 \( f(x)=\frac{x|x|}{1+x} \),求曲线 \( y=f(x) \) 的凹凸区间及渐近线。

你的答案:


评分及理由

(1)凹凸区间得分及理由(满分6分)

学生正确给出了函数的分段表达式,并求出了一阶和二阶导数。在凹凸区间的判断中,学生得出了凸区间为(-1,0),凹区间为(-∞,-1)和(0,+∞),这与标准答案完全一致。

虽然学生在分段表达二阶导数时写的是x≥0和x<0,而标准答案在x>0和x<0处有更精确的表述,但这不影响凹凸区间的判断结果。考虑到识别可能的误差,这属于表述细节问题,不影响核心逻辑。

得分:6分

(2)渐近线得分及理由(满分6分)

学生完整地求出了三条渐近线:

  • 垂直渐近线x=-1:计算过程和结论正确
  • 斜渐近线y=x-1(x→+∞):计算过程和结论正确
  • 斜渐近线y=-x+1(x→-∞):计算过程和结论正确

所有渐近线的求解方法、计算过程和最终结果都与标准答案一致。

得分:6分

题目总分:6+6=12分

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第19题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分12分)

设函数\(f(x)\)满足\(\int\frac{f(x)}{\sqrt{x}}dx = \frac{1}{6}x^2 - x + C\),\(L\)为曲线\(y = f(x)(4\leq x\leq 9)\),记\(L\)的长度为\(S\),\(L\)绕\(x\)轴旋转曲面面积为\(A\),求\(S\)和\(A\)。

你的答案:


评分及理由

(1)S的得分及理由(满分6分)

学生首先通过求导得到f(x) = (1/3)x^(3/2) - √x,这一步正确。然后计算f'(x) = (1/2)√x - 1/(2√x),正确。在计算弧长S时,学生写出了正确的弧长公式,但在展开√[1+(f'(x))²]时出现错误:第一次识别中写成了√(1/2 + 1/(4x) + 1/(4x)),第二次识别中写成了√(1/4 + 1/(4x) + 1/(4x)),实际上应该是√[(x+1)²/(4x)] = (x+1)/(2√x)。不过学生最终化简得到了(1/2)√x + 1/(2√x),这与正确答案一致,可能是中间步骤书写有误但计算正确。积分计算过程正确,但最终结果8是错误的,正确答案应为22/3 ≈ 7.333。这里存在计算错误,应扣2分。因此S部分得4分。

(2)A的得分及理由(满分6分)

学生写出了正确的旋转曲面面积公式A = 2π∫y√[1+(y')²]dx。在计算过程中,被积函数化简正确为(1/6)x² - (1/3)x - 1/2,积分计算过程正确,最终结果425π/9正确。虽然第二次识别中公式多写了一个"y",但根据上下文判断为识别错误,不扣分。因此A部分得6分。

题目总分:4+6=10分

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第20题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分12分)

设\(y = y(x)(x\gt0)\)是微分方程\(xy' - 6y = - 6\)满足条件\(y(\sqrt{3}) = 10\)的解,

(Ⅰ)求\(y(x)\);

(Ⅱ)设\(P\)为曲线\(y = y(x)\)上一点,\(I_p\)为曲线\(y = y(x)\)上\(P\)点法线到\(y\)轴的截距,当\(I_p\)最小时,求\(P\)坐标.

你的答案:


评分及理由

(Ⅰ)得分及理由(满分6分)

第一次识别中,学生将原方程误写为“3y' - 6y = -6”,这属于逻辑错误,但第二次识别正确为“xy' - 6y = -6”。根据禁止扣分规则,若存在一次正确识别则不扣分。后续求解过程正确,得到通解y = Cx^6 + 1,并利用初始条件求出C=1/3,最终答案正确。因此不扣分,得6分。

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

学生正确设点P(a,b),计算导数f'(x)=2x^5(正确),法线斜率正确为-1/(2a^5)。在求截距时,第一次识别写“令x=0”正确,但第二次识别误写为“令x=a”,这属于逻辑错误。但根据上下文判断,实际计算中仍使用了x=0(因为得到y_P = 1/(2a^4) + b),且最终函数构造和求导正确,最小值点x=1和P坐标(1,4/3)均正确。由于核心逻辑正确且误写不影响结果,根据禁止扣分规则不扣分,得6分。

题目总分:6+6=12分

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第21题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分12分)

设平面区域 D 由曲线 \( (x^{2}+y^{2})^{2}=x^{2}-y^{2}(x \geq0, y \geq0) \) 与 x 轴围成,计算二重积分 \( \iint_{D} x y d x d y \)。

你的答案:


评分及理由

(1)第1次识别结果得分及理由(满分12分)

得分:8分

理由:

  • 极坐标变换正确,边界曲线转换正确(r²=cos2θ)
  • 积分区域设置正确(θ从0到π/4,r从0到√cos2θ)
  • 被积函数转换基本正确,但有一处笔误:r³(cosθcosθ)应为r³cosθsinθ
  • 积分过程中存在逻辑错误:从∫cos²θsinθdθ到下一步时,cos²θsinθ应化为(1/2)sin2θcosθ,但学生直接得到了cos²2θ,这一步推导有误
  • 后续积分计算过程基本正确,最终结果正确
  • 扣分:边界转换和区域设置正确(+4分),极坐标变换基本正确但有笔误(+2分),积分过程有逻辑错误但最终结果正确(+2分)

(2)第2次识别结果得分及理由(满分12分)

得分:4分

理由:

  • 边界曲线转换错误:将(x²+y²)²=x²-y²误认为x²+y²=x
  • 极径表达式错误:r=cosθ-sin²θ不正确
  • 积分区域设置错误:r上限应为√cos2θ而非cosθ
  • 被积函数转换错误:缺少sinθ因子
  • 虽然最终计算结果巧合地得到了正确答案,但整个解题思路和过程存在根本性错误
  • 扣分:仅因最终结果正确给予部分分数(+4分)

题目总分:8+4=12分

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第22题 线性代数2 综合题 题目链接

(本题满分12分)

设矩阵\(\boldsymbol{A}=\begin{pmatrix}2&1&0\\1&2&0\\1&a&b\end{pmatrix}\)仅有两个不同特征值,若\(\boldsymbol{A}\)相似于对角矩阵,求\(a,b\)的值,并求可逆矩阵\(\boldsymbol{P}\),使\(\boldsymbol{P}^{-1}\boldsymbol{AP}\)为对角矩阵.

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生两次识别结果均未能正确计算特征值。第一次识别中特征多项式计算错误(矩阵元素识别错误),第二次识别中矩阵完全错误。因此未能正确得到特征值,也未分析出b的可能取值。但学生意识到需要利用"仅有两个不同特征值"的条件,思路部分正确。给1分。

(2)得分及理由(满分4分)

学生尝试了b=1和b=3两种情况,但具体分析过程存在严重错误。第一次识别中b=1时的矩阵错误,特征向量计算错误;第二次识别中矩阵完全错误。未能正确分析可对角化条件。给1分。

(3)得分及理由(满分4分)

学生未能给出正确的a,b值和可逆矩阵P。第一次识别中给出的P和对角矩阵均错误;第二次识别中结果也完全错误。给0分。

题目总分:1+1+0=2分

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