2015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

03: 00: 32
答题卡
得分 70/150
答对题目数 8/23
评价

答题情况分析报告

正确: 8
错误: 15
未答: 0
总分: 70/150
正确率 34.8%
第1题 高等数学2 单选题 题目链接

下列反常积分收敛的是

\((A) \int_{2}^{+\infty} \frac{1}{\sqrt{x}} d x\)

\((B) \int_{2}^{+\infty} \frac{\ln x}{x} d x\)

\((C) \int_{2}^{+\infty} \frac{1}{x \ln x} d x\)

\((D) \int_{2}^{+\infty} \frac{x}{e^{x}} d x\)

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:86%
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第2题 高等数学2 单选题 题目链接

函数 \(f(x)=\lim _{t \to 0}(1+\frac{\sin t}{x})^{\frac{x^{2}}{t}}\) 在 \((-\infty,+\infty)\) 内

(A)连续

(B)有可去间断点

(C)有跳跃间断点

(D)有无穷间断点

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:71%
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第3题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数 \(f(x)= \begin{cases}x^{\alpha} \cos \frac{1}{x^{\beta}}, x>0 & (\alpha>0, \beta>0) \\ 0, x \leq0\end{cases}\) ,\(f'(x)\) 在 \(x=0\) 处连续的充要条件是

(A) \(\alpha-\beta>0\)

(B) \(0<\alpha-\beta \leq 1\)

(C) \(\alpha-\beta>2\)

(D) \(0<\alpha-\beta \leq 2\)

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:72%
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第4题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数 \(f(x)\) 在 \((-\infty,+\infty)\) 内连续,其中二阶导数 \(f^{\prime \prime}(x)\) 的图形如图所示,则曲线 \(y=f(x)\) 的拐点的个数为

(A)0

(B)1

(C)2

(D)3

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:89%
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第5题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数 \(f(u, v)\) 满足 \(f(x+y, \frac{y}{x})=x^{2}-y^{2}\) ,则 \(\frac{\partial f}{\partial u}|_{\substack{u=1 \\ v=1}}\) 与 \(\frac{\partial f}{\partial v}|_{\substack{u=1 \\ v=1}}\) 依次为()

\((A) \frac{1}{2}, 0\)

\((B) 0, \frac{1}{2}\)

\((C) -\frac{1}{2}, 0\)

\((D) 0,-\frac{1}{2}\)

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:82%
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第6题 高等数学2 单选题 题目链接

设 D 是第一象限由曲线 \(2 x y=1\) , \(4 x y=1\) 与直线 \(y=x\) , \(y=\sqrt{3} x\) 围成的平面区域, 函数 \(f(x, y)\) 在 D 上连续,则 \(\iint_{D} f(x, y) d x d y=\)

\((A) \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{3}} d \theta \int_{\frac{1}{2 \sin 2 \theta}}^{\frac{1}{\sin 2 \theta}} f(r \cos \theta, r \sin \theta) r d r\)

\((B) \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{3}} d \theta \int_{\frac{1}{\sqrt{2 \sin 2 \theta}}}^{\frac{1}{\sqrt{\sin 2 \theta}}} f(r \cos \theta, r \sin \theta) r d r\)

\((C) \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{3}} d \theta \int_{\frac{1}{2 \sin 2 \theta}}^{\frac{1}{\sin 2 \theta}} f(r \cos \theta, r \sin \theta) d r\)

\((D) \int_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{3}} d \theta \int_{\frac{1}{\sqrt{\sin 2 \theta}}}^{\frac{1}{\sqrt{\sin 2 \theta}}} f(r \cos \theta, r \sin \theta) d r\)

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:100%
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第7题 线性代数2 单选题 题目链接

设矩阵 \(A=(\begin{array}{lll}1 & 1 & 1 \\ 1 & 2 & a \\ 1 & 4 & a^{2}\end{array})\) ,\(b=(\begin{array}{l}1 \\ d \\ d^{2}\end{array})\) ,\(\Omega=\{1,2\}\) ,则线性方程组 \(Ax=b\) 有无穷多解的充分必要条件为: ()

\((A) a \notin \Omega, d \notin \Omega\)

\((B) a \notin \Omega, d \in \Omega\)

\((C) a \in \Omega, d \notin \Omega\)

\((D) a \in \Omega, d \in \Omega\)

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:94%
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第8题 线性代数2 单选题 题目链接

设二次型 \(f(x_{1}, x_{2}, x_{3})\) 在正交变换 \(x=P y\) 下的标准形为 \(2 y_{1}^{2}+y_{2}^{2}-y_{3}^{2}\) ,其中 \(P=(e_{1}, e_{2}, e_{3})\) ,若 \(Q=(e_{1},-e_{3}, e_{2})\) ,则 \(f=(x_{1}, x_{2}, x_{3})\) 在正交变换 \(x=Q y\) 下的标准形 为: ()

\((A) 2 y_{1}^{2}-y_{2}^{2}+y_{3}^{2}\)

\((B) 2 y_{1}^{2}+y_{2}^{2}-y_{3}^{2}\)

\((C) 2 y_{1}^{2}-y_{2}^{2}-y_{3}^{2}\)

\((D) 2 y_{1}^{2}+y_{2}^{2}+y_{3}^{2}\)

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:89%
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第9题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)$\begin{cases}x=\arctan t \\ y=3 t+t^{3}\end{cases}$,则$\left.\frac{d^{2} y}{d x^{2}}\right|_{t=1}=$

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第10题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)函数$f(x)=x^{2} \cdot 2^{x}$在$x=0$处的$n$阶导数$f^{n}(0)=$

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第11题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)设$f(x)$连续,$\varphi(x)=\int_{0}^{x^{2}} x f(t) d t$,若$\varphi(1)=1$,$\varphi'(1)=5$,则$f(1)=$

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第12题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)设函数$y=y(x)$是微分方程$y^{\prime \prime}+y'-2 y=0$的解,且在$x=0$处$y(x)$取得极值3,则$y(x)=$

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第13题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)若函数$Z=z(x, y)$由方程$e^{x+2 y+3 z}+x y z=1$确定,则$dz|_{(0,0)}=$

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第14题 线性代数2 综合题 题目链接

(填空题)若3阶矩阵$A$的特征值为2,-2,1,$B=A^{2}-A+E$,其中$E$为3阶单位阵,则行列式$|B|=$

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第15题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分10分)

设函数 \(f(x)=x+a \ln (1+x)+b x \sin x\) , \(g(x)=k x^{3}\) 若 \(f(x)\) 与 \(g(x)\) 在 \(x \to 0\) 时是等价无穷小, 求 a , b , k 的值.

你的答案:


评分及理由

(1)a的得分及理由(满分10分中的部分分)

学生正确得出a = -1,这是通过比较x的系数得到的正确结果。尽管后续计算存在错误,但a的值正确。根据标准答案,a = -1是正确结果,因此这部分不扣分。

(2)b的得分及理由(满分10分中的部分分)

学生得出b = 1/6,但标准答案为b = -1/2。学生在计算过程中出现了逻辑错误:在展开f(x)时,对sin x的展开有误(应为x - x³/6 + o(x³),但学生后续处理不当),导致x²项系数计算错误。这是一个严重的计算错误,需要扣分。

(3)k的得分及理由(满分10分中的部分分)

学生得出k = -11/6,但标准答案为k = -1/3。这个错误源于前面b值的错误计算,属于连锁错误。学生最后还错误地引入了斜率计算,这完全偏离了题目要求。

(4)整体解答评价

学生的解答思路基本正确,使用了泰勒展开的方法,这是解决此类问题的标准方法之一。但是:

  1. 在展开sin x时处理不当
  2. 在比较系数时出现了计算错误
  3. 最后引入了无关的斜率计算
  4. 得出了错误的b和k值

考虑到学生正确求出了a = -1,并且基本思路正确,但存在严重的计算错误,给予部分分数。

题目总分:2+0+0=2分

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第16题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分10分)

设 \(A>0\) , D 是由曲线段 \(y=A sin x(0 ≤x ≤\frac{\pi}{2})\) 及直线 \(y=0\) 和 \(x=\frac{\pi}{2}\) 所围成的平面区域。 \(V_{1}\) 和 \(V_{2}\) 分别表示 D 绕 x 轴与绕 y 轴旋转成旋转体的体积,若 \(V_{1}=V_{2}\) ,求A的值。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

第一次识别结果分析:

  • 积分上下限错误:题目中曲线段是 \(0 \le x \le \frac{\pi}{2}\),但学生使用了 \(\frac{2\pi}{3}\) 作为上限,这是明显的逻辑错误,扣2分
  • 体积公式应用错误:\(V_2\) 的积分上下限应为 \(0\) 到 \(\frac{\pi}{2}\),但学生使用了 \(\frac{2\pi}{3}\) 到 \(\pi\),这是严重错误,扣3分
  • 计算过程混乱:从 \(\frac{\pi}{4}A^{2}=2A\int_{0}^{\frac{2\pi}{3}}x\sin x\mathrm{d}x\) 到 \(\frac{\pi}{4}A^{2}=2A(1 - 0)\) 的推导错误,扣2分
  • 最终结果 \(7A=\frac{8}{\pi}\) 明显错误,扣1分
  • 第一次识别得分:10 - 2 - 3 - 2 - 1 = 2分

第二次识别结果分析:

  • 体积公式正确:\(V_1\) 和 \(V_2\) 的公式应用正确,不扣分
  • 建立方程正确:\(A\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\sin^{2}x dx = 2\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}x\sin xdx\) 正确,不扣分
  • 计算错误:从 \(4A^{2}=2A(1 - 0)\) 到 \(A=\frac{1}{2}\) 的推导错误,扣3分
  • 积分计算错误:\(\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}x\sin xdx\) 的正确结果是1,但学生的推导过程有误,扣2分
  • 第二次识别得分:10 - 3 - 2 = 5分

根据要求,两次识别中取较高分,所以本题得分为5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)

已知函数 \(f(x, y)\) 满足 \(f_{x y}^{\prime \prime}(x, y)=2(y+1) e^{x}\) , \(f_{x}'(x, 0)=(x+1) e^{x}\) , \(f(0, y)=y^{2}+2 y\) ,求 \(f(x, y)\) 的极值。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答与标准答案在核心步骤和最终结果上完全一致:

  • 正确对 \(f_{xy}''(x,y)\) 关于 \(y\) 积分得到 \(f_x'(x,y)\),并利用条件 \(f_x'(x,0)\) 确定 \(\varphi(x)\)。
  • 正确对 \(f_x'(x,y)\) 关于 \(x\) 积分得到 \(f(x,y)\),并利用条件 \(f(0,y)\) 确定积分常数。
  • 正确求解偏导数为零的方程组得到驻点 \((0,-1)\)。
  • 正确计算二阶偏导数及判别式 \(AC-B^2\),并判断极小值。
  • 最终得到极小值 \(f(0,-1)=-1\) 与标准答案一致。

虽然学生在积分过程中写出的中间表达式 \((y+1)^2e^x + (x-1)e^x\) 与标准答案的 \((y^2+2y)e^x + xe^x\) 在形式上不同,但通过代数验证可知两者等价:
\((y+1)^2e^x + (x-1)e^x = (y^2+2y+1)e^x + (x-1)e^x = (y^2+2y)e^x + xe^x\)。

因此思路正确、计算准确,没有逻辑错误。根据评分要求,思路正确不扣分,识别误差不扣分。

得分: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10分)

计算二重积分 \(\iint_{D} x(x+y) d x d y\) ·其中 \(D={(x, y) | x^{2}+y^{2} ≤2, y ≥x^{2}}\)

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答存在多处逻辑错误:

  • 错误1:将积分区域错误识别为 \(x^2+y^2 \leq 1\)(写作 \(\sqrt{1-x^2}\)),而实际应为 \(x^2+y^2 \leq 2\)(应为 \(\sqrt{2-x^2}\))。这是对题目条件的根本性误解,导致后续计算全部基于错误区域。
  • 错误2:在利用对称性时,错误地认为 \(\iint_D x(x+y)d\sigma = \iint_D x^2 d\sigma\)。实际上,虽然区域关于y轴对称,但被积函数中的\(x\)是奇函数,\(xy\)也是奇函数(关于x),因此正确化简应为 \(\iint_D x(x+y)d\sigma = \iint_D x^2 d\sigma\),但学生后续计算基于错误区域。
  • 错误3:积分上下限设置错误,y的积分下限应为 \(x^2\) 而非 \(-\sqrt{1-x^2}\) 或 \(0\),上限应为 \(\sqrt{2-x^2}\) 而非 \(\sqrt{1-x^2}\)。
  • 错误4:最终计算结果 \(\frac{\pi}{8}\) 与正确答案 \(\frac{\pi}{4}-\frac{2}{5}\) 相差甚远。

由于存在多个根本性逻辑错误,且计算过程基于错误的前提,只能给予基础分2分。

题目总分:2分

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第19题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分10分)

已知函数 \(f(x)=\int_{x}^{1} \sqrt{1+t^{2}} d t+\int_{1}^{x^{2}} \sqrt{1+t} d t\) ,求 \(f(x)\) 零点的个数?

你的答案: 未作答
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第20题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分11分)

已知高温物体置于低温介质中,任一时刻该物体温度对时间的变化率与该时刻物体和介质的 温差成正比,现将一初始温度为120°的物体在20℃的恒温介质中冷却,30min后该物体降至 \(30^{\circ }C\) ,若要将该物体的温度继续降至 \(21^{\circ }C\) ,还需冷却多长时间?

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分11分)

学生作答内容与题目完全不符。题目是关于牛顿冷却定律的微分方程应用题,而学生作答是关于二重积分的计算,属于不同知识点。因此,该作答未能解答题目所问问题,核心逻辑完全错误。

根据打分要求中的“逻辑错误扣分”原则,由于存在根本性的逻辑错误(答非所问),本题得分为0分。

题目总分:0分

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第21题 高等数学2 综合题 题目链接

(本题满分11分) 

已知函数 \(f(x)\) 在区间 \([a,+\infty]\) 上具有2阶导数, \(f(a)=0\) , \(f'(x)>0\) , \(f^{\prime \prime}(x)>0\) ,设 \(b>a\) , 曲线 \(y=f(x)\) 在点 \((b, f(b))\) 处的切线与 x 轴的交点是 \((x_{0}, 0)\) ,证明 \(a<x_{0}<b\) 。

你的答案: 未作答
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第22题 线性代数2 综合题 题目链接

(本题满分11分)

已知矩阵\(A=\begin{pmatrix}a & 1 & 0 \\ 1 & a & -1 \\ 0 & 1 & a\end{pmatrix}\),且\(A^{3}=O\)

(1)求\(a\)的值;

(2)若矩阵\(X\)满足\(X - XA^{2} - AX + AXA^{2} = E\),\(E\)为3阶单位阵,求\(X\)。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

第1次识别结果中,学生计算行列式时出现矩阵书写错误(如第一行应为a,1,0但写成a,0,0),但最终得到a=0,与标准答案一致。第2次识别结果中,学生错误地使用了|A|^3=0推出|A|=0(实际上A^3=0不能直接推出|A|^3=0),且行列式计算完全错误,得到a=1/2。根据"两次识别只要有一次正确则不扣分"的原则,第1次识别结果正确,因此本小题得5分。

(2)得分及理由(满分6分)

第1次识别结果中,学生正确将方程化为(E-A)X(E-A^2)=E,得到X=(E-A)^{-1}(E-A^2)^{-1},思路正确。但在计算E-A和E-A^2时,矩阵元素计算错误(a=0时E-A和E-A^2都不正确),导致最终结果错误。第2次识别结果中,学生错误地将原方程中的A^2写成了A,整个解题思路完全错误。由于核心思路在第1次识别中正确,但计算过程有误,扣3分,得3分。

题目总分:5+3=8分

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第23题 线性代数2 综合题 题目链接

(本题满分11分)

已知\(A=\begin{pmatrix}0 & 2 & -3 \\ -1 & 3 & -3 \\ 1 & -2 & a\end{pmatrix}\),\(B=\begin{pmatrix}1 & -2 & 0 \\ 0 & b & 0 \\ 0 & 3 & 1\end{pmatrix}\)

(1)求\(a\),\(b\)的值;

(2)求可逆矩阵\(P\),使\(P^{-1}AP\)为对角阵。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生第1次识别中,通过迹相等和行列式相等建立方程组,正确解得a=4,b=5。虽然迹相等的方程写为"3+a=b+2"而不是标准答案的"3+a=1+b+1",但计算结果正确。第2次识别中同样正确解得a=4,b=5。因此本小题得满分5分。

(2)得分及理由(满分6分)

第1次识别中,学生正确求出了A的特征值1,1,5,特征向量α₁=(2,1,0)ᵀ、α₂=(-3,0,1)ᵀ、α₃=(1,1,-1)ᵀ,构造的矩阵P能使P⁻¹AP为对角阵。虽然α₃与标准答案的ξ₃=(-1,-1,1)ᵀ相差一个负号,但这是特征向量的常数倍差异,不影响结果。第2次识别中特征值和特征向量完全错误,但根据评分规则,只要有一次识别正确就不扣分。因此本小题得满分6分。

题目总分:5+6=11分

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