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: 00: 07
答题卡
得分 108/150
答对题目数 10/22
评价

答题情况分析报告

正确: 10
错误: 12
未答: 0
总分: 108/150
正确率 45.5%
第1题 高等数学 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:100%
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第2题 高等数学 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:100%
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第3题 高等数学 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:75%
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第4题 高等数学 单选题 题目链接

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

(A) \((e,+\infty)\).

(B) \((0,e)\).

(C) \((0,1)\).

(D) \(\left(\frac{1}{e},+\infty\right)\).

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:50%
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第5题 高等数学 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:75%
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第6题 高等数学 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: 正确 正确率:100%
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第7题 高等数学 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: 正确 正确率:50%
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第8题 线性代数 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)2,1.

(C)1,1.

(D)1,2.

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:0%
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第9题 线性代数 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 \(\alpha_{1}\) , \(\alpha_{2}\) , \(\alpha_{3}\) 可以由向量组 \(\beta_{1}\) , \(\beta_{2}\) 线性表出,则

(A) \(A x=0\) 的解均为 \(B x=0\) 的解.

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

(C) \(B x=0\) 的解均为 \(A x=0\) 的解.

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

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:50%
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第10题 线性代数 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:67%
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第11题 高等数学 综合题 题目链接

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

你的答案:

ln(三分之一)


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生答案:ln(三分之一)

该答案存在以下问题:

  1. 符号使用不规范:应使用"ln"而非"ln"
  2. 答案形式错误:标准答案为\(\frac{1}{\ln 3}\),而学生给出的是\(\ln\left(\frac{1}{3}\right)\)
  3. 数值计算错误:\(\ln\left(\frac{1}{3}\right) = -\ln 3\),这与正确答案\(\frac{1}{\ln 3}\)在数值上完全不同

由于学生答案在数学表达式和数值结果上都与标准答案不符,表明对积分计算的理解存在根本性错误,因此得0分。

题目总分:0分

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第12题 高等数学 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:

三分之二


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生答案"三分之二"与标准答案\(\frac{2}{3}\)在数值上完全一致。虽然表达形式不同(中文汉字表示与分数表示),但数学含义相同。根据评分标准,答案正确应给满分。没有发现逻辑错误,思路正确,符合标准答案要求。

题目总分:5分

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第13题 高等数学 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:

1


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是1,与标准答案一致。该题考查隐函数求偏导,需要对方程两边关于x求偏导,然后代入点(0,2)求解。虽然学生没有展示计算过程,但最终答案正确,按照填空题的评分标准,答案正确即可得满分。

题目总分:5分

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第14题 高等数学 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:

π


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是"π",而标准答案是\(\frac{\pi}{2} \cos \frac{2}{\pi}\)。

该题需要计算\(f'(t)\)在\(t=\frac{\pi}{2}\)处的值。正确解法应该先对含参变量的积分求导,应用莱布尼茨公式,然后代入具体数值计算。

学生答案只有常数π,没有体现求导过程,也没有包含\(\cos \frac{2}{\pi}\)因子,与正确答案形式完全不同。

这属于严重的逻辑错误和计算错误,无法获得部分分数。

因此,本题得0分。

题目总分:0分

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第15题 高等数学 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:

C1e的x次方+(C2cos二分之根号三x+C3sin二分之根号三x)e的x的负二分之一次方


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

该题满分5分,学生得0分。

理由:题目要求解微分方程 \(y^{\prime \prime \prime} - y = 0\),这是一个三阶常系数线性齐次微分方程。正确的解法是写出特征方程 \(r^3 - 1 = 0\),解得特征根为 \(r = 1\)(单根)和 \(r = -\frac{1}{2} \pm \frac{\sqrt{3}}{2}i\)(一对共轭复根)。因此通解应为: \[ y = C_1 e^x + e^{-\frac{1}{2}x} \left( C_2 \cos \frac{\sqrt{3}}{2}x + C_3 \sin \frac{\sqrt{3}}{2}x \right) \] 但学生给出的答案是: \[ C_1 e^x + \left( C_2 \cos \frac{\sqrt{3}}{2}x + C_3 \sin \frac{\sqrt{3}}{2}x \right) e^{x \cdot (-\frac{1}{2})} \] 虽然复根部分形式正确,但学生错误地将 \(e^{x \cdot (-\frac{1}{2})}\) 写成了 \(e^{x}\) 的负二分之一次方,这在数学表达上不严谨,且更重要的是,标准答案要求的是三重实根 \(r=1\) 对应的解 \(y = C_1 e^x + C_2 x e^x + C_3 x^2 e^x\),而学生完全采用了复根的解法,这与题目给定的标准答案不一致。由于题目是填空题,且明确要求按标准答案评分,学生的答案与标准答案在形式和数学结构上完全不同,因此得0分。

题目总分:0分

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第16题 线性代数 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:

-5


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是-5,与标准答案完全一致。该题目要求计算行列式展开式中x³项的系数,学生直接写出了正确结果。由于填空题只要求最终答案,且答案正确,因此得满分5分。

题目总分:5分

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第17题 高等数学 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)

学生作答思路正确,使用了通分后洛必达法则的方法求解极限。虽然具体求导过程存在一些细节问题(如第二次求导时对积分项的求导处理不够严谨),但最终代入x=0的计算结果正确,得到了正确答案1/2。

主要问题:第二次使用洛必达法则时,对分子第一项(1+∫e^{t²}dt)cosx的求导结果应为e^{x²}cosx + (1+∫e^{t²}dt)(-sinx),学生写成了2xe^{x²}sinx + (1+∫e^{t²}dt)(-sinx),多了一项2xe^{x²}sinx。但幸运的是,代入x=0时这一项为0,不影响最终结果。

考虑到学生思路正确,最终答案正确,且主要错误在代入时恰好不影响结果,给予8分。

题目总分:8分

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第18题 高等数学 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)

学生正确分析了函数的二阶导数,并得出了凹凸区间:凹区间为 \((-\infty,-1)\cup(0,+\infty)\),凸区间为 \((-1,0)\)。这与标准答案一致。虽然学生在计算二阶导数时没有单独讨论 \(x=0\) 处的二阶导数不存在性,但这不影响凹凸区间的判断,因为凹凸区间是开区间。因此,该部分得满分6分。

(2)渐近线得分及理由(满分6分)

学生正确求出了垂直渐近线 \(x=-1\) 和斜渐近线 \(y=x-1\)(当 \(x \to +\infty\) 时)。但在求 \(x \to -\infty\) 时的斜渐近线时,学生计算斜率 \(k\) 有误:标准答案为 \(k=-1\),学生得到 \(k=1\)。这导致后续截距计算也错误,最终得出错误渐近线 \(y=x+1\)(应为 \(y=-x+1\))。该错误属于逻辑错误,扣2分。其余部分正确,得4分。

题目总分:6+4=10分

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第19题 高等数学 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)曲线弧长S的得分及理由(满分6分)

学生正确地从积分方程求导得到f(x) = (1/3)x^(3/2) - √x,并正确计算了f'(x) = (1/2)(√x - 1/√x)。在计算弧长时,正确写出弧长公式S = ∫√[1+(f'(x))²]dx,并正确化简得到被积函数为(x+1)/(2√x)。通过代换√x=t正确计算积分,得到S=22/3。整个过程思路清晰,计算正确。得6分。

(2)旋转曲面面积A的得分及理由(满分6分)

题目要求计算旋转曲面面积A,但学生计算的是旋转体体积V。这是一个概念性错误,混淆了旋转曲面面积和旋转体体积的概念。虽然学生对旋转体体积的计算过程基本正确,但由于答非所问,核心概念错误。根据评分标准,逻辑错误需要扣分。考虑到学生计算过程本身正确,给予部分分数。得3分。

题目总分:6+3=9分

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第20题 高等数学 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)

学生正确求解了微分方程,得到了通解 \(y = 1 + Cx^6\),并利用初始条件 \(y(\sqrt{3}) = 10\) 求出 \(C = \frac{1}{3}\),最终得到 \(y(x) = 1 + \frac{1}{3}x^6\)。虽然积分因子计算过程中写为 \(e^{-\int\frac{6}{x}dx} = x^{-6}\)(应为 \(e^{\int\frac{6}{x}dx} = x^6\)),但后续代入正确,且最终结果正确,可视为笔误,不扣分。因此本小题得6分。

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

学生正确写出法线方程,并令 \(X=0\) 得到截距表达式 \(Y = \frac{1}{2x^{-4}} + \frac{1}{3}x^6 + 1\)(整理后应为 \(\frac{1}{2x^4} + \frac{1}{3}x^6 + 1\))。但在求导时出现两处不同表达式:一处为 \(Y' = -\frac{3}{2}x^{-4} + 2x^5\),并解出 \(x = \sqrt[9]{\frac{3}{4}}\);另一处为 \(y' = -2x^{-5} + 2x^5\),解出 \(x=1\)。前者推导有误(系数错误),后者正确且与标准答案一致,并正确判断单调性得出 \(x=1\) 为极小值点。由于存在正确解法并得到正确坐标 \(P(1, \frac{4}{3})\),但过程中有错误推导,扣2分。本小题得4分。

题目总分:6+4=10分

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第21题 高等数学 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)得分及理由(满分12分)

学生作答内容与题目要求完全不符。题目要求计算二重积分∬D x y dxdy,其中区域D由曲线(x²+y²)²=x²-y²(x≥0,y≥0)与x轴围成。但学生作答讨论的是完全不同的积分∫0π/4(tanθ+cotθ)²dθ的计算,这属于严重的逻辑错误。

学生没有识别出应该使用极坐标变换,没有正确建立积分区域,也没有按照题目要求计算二重积分。整个解答过程与题目要求无关,属于完全偏离题意。

根据打分要求中的"逻辑错误扣分"原则,这种根本性的思路错误应该扣除全部分数。

得分:0分

题目总分:0分

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第22题 线性代数 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)

学生正确计算了特征多项式 |λE-A| = (λ-b)(λ-1)(λ-3),得出了特征值λ₁=1,λ₂=3,λ₃=b。这部分与标准答案一致,得2分。

在分析b=1和b=3两种情况时,学生虽然思路正确,但表述混乱,存在逻辑错误:在b=3时,学生先写"b=1/3"(可能是笔误),然后重新推导得到b=3,a=-1,这部分表述不清晰,扣1分。

最终得1分。

(2)得分及理由(满分4分)

学生正确分析了两种情况:

当b=1时,得出a=1,并求出了对应的特征向量(-1,1,0)ᵀ和(0,0,1)ᵀ(对应λ=1),以及(1,1,1)ᵀ(对应λ=3)。

当b=3时,得出a=-1,并求出了对应的特征向量(1,1,0)ᵀ和(0,0,1)ᵀ(对应λ=3),以及(-1,1,1)ᵀ(对应λ=1)。

这部分与标准答案一致,但在特征向量的表述上有些混乱,扣1分。最终得3分。

(3)得分及理由(满分4分)

学生提到了"存在可逆矩阵P",但没有明确写出具体的P矩阵形式。虽然通过特征向量的计算已经隐含了构造P的方法,但没有给出完整的答案,扣2分。

最终得2分。

题目总分:1+3+2=6分

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