2014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: 11: 39
答题卡
得分 78/150
答对题目数 6/23
评价

答题情况分析报告

正确: 6
错误: 17
未答: 0
总分: 78/150
正确率 26.1%
第1题 高等数学 单选题 题目链接

当 \( x \to 0^{+} \) 时,若 \( \ln^{\alpha}(1 + 2x) \),\( (1 - \cos x)^{\frac{1}{\alpha}} \) 均是比 \( x \) 高阶的无穷小量,则 \( \alpha \) 的取值范围是(  )

(A)\( (2, +\infty) \). 

(B)\( (1, 2) \). 

(C)\( \left( \frac{1}{2}, 1 \right) \). 

(D)\( \left( 0, \frac{1}{2} \right) \).

正确答案:B 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

下列曲线中有渐近线的是( )

(A) \(y = x + \sin x\)

(B) \(y = x^2 + \sin x\)

(C) \(y = x + \sin \frac{1}{x}\)

(D) \(y = x^2 + \sin \frac{1}{x}\)

正确答案:C 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

设函数\(f(x)\)具有2阶导数,\(g(x) = f(0)(1 - x) + f(1)x\),则在区间\([0, 1]\)上,(  ) 

(A)当\(f'(x) \geq 0\)时,\(f(x) \geq g(x)\). 

(B)当\(f'(x) \geq 0\)时,\(f(x) \leq g(x)\). 

(C)当\(f''(x) \geq 0\)时,\(f(x) \geq g(x)\). 

(D)当\(f''(x) \geq 0\)时,\(f(x) \leq g(x)\). 

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:100%
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第4题 高等数学 单选题 题目链接

曲线\(\begin{cases}x = t^2 + 7\\y = t^2 + 4t + 1\end{cases}\)上对应于\(t = 1\)的点处的曲率半径是( ) 

(A) \(\frac{\sqrt{10}}{50}\)       (B) \(\frac{\sqrt{10}}{100}\)       (C) \(10\sqrt{10}\)       (D) \(5\sqrt{10}\) 

正确答案:C 你的答案: D 正确率:100%
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第5题 高等数学 单选题 题目链接

设函数 \( f(x)=\arctan x \)。若 \( f(x)=xf'(\xi) \),则 \( \lim\limits_{x \to 0}\frac{\xi^2}{x^2}= \)() 

(A) 1.       (B) \( \frac{2}{3} \).       (C) \( \frac{1}{2} \).       (D) \( \frac{1}{3} \).

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:50%
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第6题 高等数学 单选题 题目链接

设函数 \(u(x,y)\) 在有界闭区域 D 上连续,在 D 的内部具有2阶连续偏导数,且满足 \(\frac{\partial^{2} u}{\partial x \partial y} \neq0\) 及 \(\frac{\partial^{2} u}{\partial x^{2}}+\frac{\partial^{2} u}{\partial y^{2}}=0\) ,则

(A) \(u(x,y)\) 的最大值和最小值都在 D 的边界上取得

(B) \(u(x,y)\) 的最大值和最小值都在 D 的内部上取得

(C) \(u(x, y)\) 的最大值在 D 的内部取得,最小值在 D 的边界上取得

(D) \(u(x,y)\) 的最小值在 D 的内部取得,最大值在 D 的边界上取得

正确答案:A 你的答案: B 正确率:100%
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第7题 线性代数 单选题 题目链接

行列式\(\begin{vmatrix}0&a&b&0\\a&0&0&b\\0&c&d&0\\c&0&0&d\end{vmatrix} = (\quad)\)

\((A)(ad - bc)^2\).  \((B)-(ad - bc)^2\).  \((C)a^2d^2 - b^2c^2\).  \((D)b^2c^2 - a^2d^2\)  。

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:100%
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第8题 线性代数 单选题 题目链接

设 \(\alpha_{1}\) ,\(\alpha_{2}\) ,\(\alpha_{3}\) 均为3维向量,则对任意常数k,l,向量组 \(\alpha_{1}+k \alpha_{3}\) ,\(\alpha_{2}+l \alpha_{3}\) 线性无关是向量组 \(\alpha_{1}\) ,\(\alpha_{2}\) ,\(\alpha_{3}\) 线性无关的

(A)必要非充分条件

(B)充分非必要条件

(C)充分必要条件

(D)既非充分也非必要条件

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:0%
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第9题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)\(\int_{-\infty}^{1} \frac{1}{x^{2}+2 x+5} d x=\)

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第10题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)设 \(f(x)\) 是周期为4的可导奇函数,且 \(f'(x)=2(x-1)\) ,\(x \in[0,2]\) ,则 \(f(7)=\)

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第11题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)设 \(z=z(x, y)\) 是由方程 \(e^{2 y z}+x+y^{2}+z=\frac{7}{4}\) 确定的函数,求 \(d z|_{(\frac{1}{2}, \frac{1}{2})}=\)

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第12题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)曲线 L 的极坐标方程是 \(r=\theta\) ,则 L 在点 \((r, \theta)=\left(\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right)\) 处的切线的直角坐标方程是

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第13题 高等数学 综合题 题目链接

(填空题)一根长为1的细棒位于 x 轴的区间[0,1]上,若其线密度 \(\rho(x)=-x^{2}+2 x+1\) ,则该细棒的质心坐标 \(\bar{x}=\)

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第14题 线性代数 综合题 题目链接

(填空题)设二次型 \(f\left(x_{1}, x_{2}, x_{3}\right)=x_{1}^{2}-x_{2}^{2}+2 a x_{1} x_{3}+4 x_{2} x_{3}\) 的负惯性指数为1,则 a 的取值范围为

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第15题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

求极限 \(\lim _{x \to+\infty} \frac{\int_{1}^{x}\left[t^{2}\left(e^{\frac{1}{t}}-1\right)-t\right] d t}{x^{2} \ln \left(1+\frac{1}{x}\right)}\)

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评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生使用了洛必达法则和变量替换的方法求解该极限,思路正确。具体步骤为:

  1. 对原式应用洛必达法则,分子求导得到 \(x^2(e^{1/x} - 1) - x\),分母求导得到 \(x^2 \cdot \frac{1}{1+1/x} \cdot (-\frac{1}{x^2})\),化简后为 \(-\frac{x^2}{x+1}\)。这一步处理正确。
  2. 学生将极限变形为 \(\lim_{x\to+\infty} \frac{x^2(e^{1/x} - 1) - x}{-\frac{x^2}{x+1}}\),但随后写成了 \(\frac{x^2(e^{1/x} - 1) - x}{\frac{1}{x^2}}\),这是一个明显的逻辑错误,因为 \(-\frac{x^2}{x+1}\) 不等于 \(\frac{1}{x^2}\)。这导致后续换元步骤基于错误的分母形式。
  3. 换元 \(y = 1/x\) 后,学生得到 \(\lim_{y\to 0} \frac{e^y - 1 - y}{y^2}\),这实际上是正确换元后应得的形式(尽管分母推导有误,但巧合地得到了正确表达式)。
  4. 对 \(\frac{e^y - 1 - y}{y^2}\) 应用洛必达法则,得到 \(\frac{e^y - 1}{2y}\),再应用等价无穷小或洛必达法则,最终结果 \(\frac{1}{2}\) 正确。

尽管学生在分母化简步骤出现逻辑错误,但后续换元和极限计算正确,且最终答案正确。根据评分要求,思路正确不扣分,但逻辑错误需扣分。考虑到错误发生在中间步骤,但未影响最终结果,扣1分。

得分:9分

题目总分:9分

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第16题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

已知函数 \(y=y(x)\) 满足微分方程 \(x^{2}+y^{2} y'=1-y'\) ,且 \(y(2)=0\) ,求 \(y(x)\) 的极大值与极小值

你的答案:


评分及理由

(1)求解微分方程部分得分及理由(满分3分)

学生将原方程变形为 \(y' = \frac{x^2 - 1}{y^2 + 1}\) 是正确的,但后续积分过程出现错误。标准答案为 \(\frac{1}{3}y^3 + y = x - \frac{1}{3}x^3 + C\),而学生得到 \(\arctan y = \frac{1}{3}x^3 - x + C\),这是对微分方程积分时的错误。因此扣2分,得1分。

(2)确定常数C部分得分及理由(满分2分)

学生正确代入初始条件 \(y(2)=0\) 进行计算,但基于错误的通解形式,得到的 \(C = -\frac{2}{3}\) 也是错误的。由于过程正确但结果因前一步错误而错误,扣1分,得1分。

(3)求极值部分得分及理由(满分5分)

学生正确找到驻点 \(x = \pm 1\),但极值计算基于错误的函数表达式。标准答案中极大值为1、极小值为0,而学生得到的是 \(-\tan\frac{4}{3}\) 和0。由于极值点判断正确但具体数值错误,扣3分,得2分。

题目总分:1+1+2=4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)

设有区域 \(D=\{(x, y) | 1 \leq x^{2}+y^{2} \leq 4, x \geq 0, y \geq 0\}\) ,计算 \(\iint_{D} \frac{x \sin (\pi \sqrt{x^{2}+y^{2}})}{x+y} d x d y\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答整体思路与标准答案不同,但最终结果正确。学生直接使用极坐标变换进行计算,没有利用对称性简化被积函数。在极坐标变换后,学生将积分写为: \[ \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} d\theta \int_{1}^{2} \frac{r \cos \theta \sin(\pi r)}{r(\cos \theta + \sin \theta)} \cdot r \, dr = \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{\cos \theta}{\cos \theta + \sin \theta} d\theta \int_{1}^{2} r \sin(\pi r) \, dr \] 然后对 \( r \) 部分使用分部积分,计算正确得到 \( \int_{1}^{2} r \sin(\pi r) \, dr = \frac{3}{\pi} \)。接着计算角度部分积分 \( \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{\cos \theta}{\cos \theta + \sin \theta} d\theta = \frac{\pi}{4} \),方法正确。最终结果 \( I = -\frac{3}{4} \) 正确。

虽然学生没有使用对称性简化,但思路正确且计算无误,因此不扣分。但需注意,学生在分部积分步骤中书写有误(如 \( u = \frac{r \cos \theta}{\cos \theta + \sin \theta} \) 但后续处理中忽略了 \( r \) 的变量性,实际计算时已正确处理),但最终计算正确,视为笔误不扣分。

得分:10分

题目总分:10分

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第18题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

设函数$f(u)$具有2阶连续导数,$z = f(\text{e}^x\cos y)$满足
$\frac{\partial^2 z}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 z}{\partial y^2} = (4z + \text{e}^x\cos y)\text{e}^{2x}.$
若$f(0) = 0$,$f'(0) = 0$,求$f(u)$的表达式.

你的答案:


评分及理由

(1)偏导数计算部分(满分3分)

学生正确计算了一阶偏导数:∂z/∂x = e^x cos y f',∂z/∂y = -e^x sin y f'。二阶偏导数计算基本正确:∂²z/∂x² = e^x cos y f' + e^(2x)cos²y f'',∂²z/∂y² = -e^x cos y f' + e^(2x)sin²y f''。在求和时正确得到∂²z/∂x² + ∂²z/∂y² = e^(2x)f''。这部分计算完整正确,得3分。

(2)建立微分方程部分(满分2分)

学生将拉普拉斯算子结果代入给定方程,得到f''e^(2x) = (4z + e^x cos y)e^(2x),然后化简为f'' - 4f = e^x cos y。这里存在逻辑错误:方程右边应该是关于u = e^x cos y的函数,但学生保留了e^x cos y,没有替换为u。这导致后续求解错误。扣1分,得1分。

(3)微分方程求解部分(满分3分)

学生求解f'' - 4f = e^x cos y时,特征方程计算错误:应该是r² - 4 = 0,但学生写成了r² - 4r = 0。齐次解应为C₁e^(2u) + C₂e^(-2u),但学生得到C₁e^(4x) + C₂。非齐次方程特解部分完全缺失。这部分存在严重逻辑错误,扣2分,得1分。

(4)初始条件应用部分(满分2分)

学生虽然写出了初始条件f(0)=0,f'(0)=0,但由于前面方程错误,得到的解f(x)=0显然不正确。这部分得0分。

题目总分:3+1+1+0=5分

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第19题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分10分)

设函数 \(f(x)\) ,\(g(x)\) 在区间 \([a, b]\) 上连续,且 \(f(x)\) 单调增加,\(0 \leq g(x) \leq 1\) ,证明:

(I) \(0 \leq \int_{a}^{x} g(t) d t \leq x-a, x \in[a, b]\)

(II) \(\int_{a}^{a+\int_{a}^{b} g(t) d t} f(x) d x \leq \int_{a}^{b} f(x) g(x) d x\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答中第(1)问得分为5分。理由如下:

  • 学生正确定义了函数 \(G(x) = \int_a^x g(t) dt\),并指出 \(G'(x) = g(x) \geq 0\),说明 \(G(x)\) 单调不减,从而 \(G(x) \geq G(a) = 0\),这证明了左边不等式 \(0 \leq \int_a^x g(t) dt\)。
  • 为了证明右边不等式 \(\int_a^x g(t) dt \leq x - a\),学生定义了 \(D(x) = G(x) + a - x\),计算得 \(D'(x) = g(x) - 1 \leq 0\),说明 \(D(x)\) 单调不增,结合 \(D(a) = 0\),得出 \(D(x) \leq 0\),即 \(G(x) \leq x - a\)。
  • 该方法与标准答案使用积分中值定理不同,但思路正确、逻辑完整,且结论正确,根据评分要求“思路正确不扣分”,应给予满分。

(2)得分及理由(满分5分)

学生作答中第(2)问得分为0分。理由如下:

  • 学生仅写了“(2)”标识,没有提供任何证明过程或具体内容。
  • 由于第(2)问完全没有作答,无法判断其思路或逻辑,因此不能给予任何分数。

题目总分:5+0=5分

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第20题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分11分)

设函数 \(f(x)=\frac{x}{1+x}\) ,\(x \in[0,1]\) ,定义函数列 \(f_{1}(x)=f(x)\) ,\(f_{2}(x)=f(f_{1}(x))\) ,\(\cdots\) ,\(f_{n}(x)=f(f_{n-1}(x))\) ,\(\cdots\) ,记 \(S_{n}\) 是由曲线 \(y=f_{n}(x)\) ,直线 \(x=1\) 及 x 轴所围成平面图形的面积,求极限 \(\lim _{n \to \infty} n S_{n}\)

你的答案: 未作答
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第21题 高等数学 综合题 题目链接

(本题满分11分)

已知函数 \(f(x,y)\) 满足 \(\frac{\partial f}{\partial y}=2(y+1)\) ,且 \(f(y, y)=(y+1)^{2}-(2-y) \ln y\) ,求曲线 \(f(x, y)=0\) 所围成的图形绕直线 \(y=-1\) 旋转所成的旋转体的体积

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生正确根据偏导数条件得到 \(f(x,y) = (y+1)^2 + \varphi(x)\) 的形式,并通过已知条件 \(f(y,y)\) 求出 \(\varphi(x) = (x-2)\ln x\),得到 \(f(x,y) = (y+1)^2 + (x-2)\ln x\)。虽然表达式中写的是 \(C_1x + C_2\) 但最终结果正确,不扣分。得5分。

(2)得分及理由(满分3分)

学生正确令 \(f(x,y)=0\) 得到 \((y+1)^2 = (2-x)\ln x\),并解出 \(y = -1 \pm \sqrt{(2-x)\ln x}\)。注意到当 \(y=-1\) 时对应 \(x=1,2\),确定了积分区间。得3分。

(3)得分及理由(满分3分)

学生错误地使用了 \(2\pi\int_1^2 y^2 dx\) 来计算旋转体体积。正确应该是绕 \(y=-1\) 旋转,体积应为 \(\pi\int_1^2 (y+1)^2 dx\)。虽然学生将 \((y+1)^2\) 替换为 \((2-x)\ln x\) 是正确的,但前面的系数错误(应该是 \(\pi\) 而不是 \(2\pi\)),且积分对象应该是 \((y+1)^2\) 而不是 \(y^2\)。这是一个严重的逻辑错误,扣2分。计算过程中积分结果也错误,但这是由基本公式错误导致的。得1分。

题目总分:5+3+1=9分

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第22题 线性代数 综合题 题目链接

(本题满分11分)设矩阵\( A = \begin{pmatrix} 1 & -2 & 3 & -4 \\ 0 & 1 & -1 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & -3 \end{pmatrix} \),\( E \)为3阶单位矩阵.

(Ⅰ)求方程组\( Ax = 0 \)的一个基础解系;

(Ⅱ)求满足\( AB = E \)的所有矩阵\( B \).

你的答案:


评分及理由

(Ⅰ)得分及理由(满分5分)

学生作答中给出了矩阵的初等行变换过程,但最后得到的基础解系为 \( k\begin{pmatrix}3\\2\\3\\1\end{pmatrix} \),而标准答案为 \( (-1,2,3,1)^T \)。经检验,学生给出的向量不满足原方程组 \( Ax=0 \),因此基础解系错误。但考虑到学生进行了正确的矩阵变换(至行最简形),有部分正确思路,但结果错误,扣3分。得2分。

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

学生试图通过矩阵方程 \( AB=E \) 来求解,但给出的方程展开不完整,且等式右边写为 \( \begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix} \)(应为3阶单位矩阵),这是一个严重错误。此外,学生没有给出 \( B \) 的具体形式或通解。因此,本题基本没有正确的解题步骤,得0分。

题目总分:2+0=2分

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第23题 线性代数 综合题 题目链接

(本题满分 11 分)
证明 \( n \) 阶矩阵 \(\begin{pmatrix}1&1&\cdots&1\\1&1&\cdots&1\\\vdots&\vdots&&\vdots\\1&1&\cdots&1\end{pmatrix}\) 与 \(\begin{pmatrix}0&\cdots&0&1\\0&\cdots&0&2\\\vdots&\vdots&&\vdots\\0&\cdots&0&n\end{pmatrix}\) 相似. 

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分11分)

学生作答的整体思路是正确的,通过计算两个矩阵的特征值,并证明它们都可对角化,从而利用相似关系的传递性得出结论。具体分析如下:

  • 学生正确计算了矩阵A的特征多项式,得到特征值为n(单根)和0(n-1重根),并指出A是实对称矩阵,因此可对角化。
  • 学生提到矩阵B的特征值也为n和0(n-1重根),并指出B是上三角矩阵,且通过特征值分析认为B可对角化(尽管未详细计算B的特征多项式或几何重数,但结论正确)。
  • 学生利用相似关系的传递性(A~C,C~B,故A~B)是正确的逻辑。

然而,存在以下逻辑错误和不足:

  • 在证明B可对角化时,学生仅简单提到“B是上三角矩阵,其特征值互不相同的个数加上重特征值对应的线性无关特征向量个数等于矩阵阶数”,但未具体计算特征值0的几何重数(即未验证rank(0E-B)=1,从而几何重数为n-1)。这是关键步骤的缺失,属于逻辑不完整。
  • 学生开头提到“tr(A)=tr(B)”,但迹相同不是相似性的充分条件,此部分多余且可能误导,但未影响后续正确推理,故不额外扣分。
  • 对矩阵A的初等变换部分(如增广矩阵变换)与证明无关,但未导致错误,故不扣分。

根据打分要求,逻辑错误扣分:B可对角化的证明不完整,扣1分。其他部分正确,不扣分。因此本部分得分:10分(满分11分)。

题目总分:10分

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