2025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

01: 26: 01
答题卡
得分 117/150
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: 117/150
正确率 36.4%
第1题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数\(z = z(x,y)\)由\(z + \ln z-\int_{y}^{x}e^{-t^{2}}dt = 0\)确定,则\(\frac{\partial z}{\partial x}+\frac{\partial z}{\partial y}=\)
A. \(\frac{z}{z + 1}(e^{-x^{2}}-e^{-y^{2}})\)
B. \(\frac{z}{z + 1}(e^{-x^{2}}+e^{-y^{2}})\)
C. \(-\frac{z}{z + 1}(e^{-x^{2}}-e^{-y^{2}})\)
D. \(-\frac{z}{z + 1}(e^{-x^{2}}+e^{-y^{2}})\)

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:81%
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第2题 高等数学2 单选题 题目链接

已知函数\(f(x)=\int_{0}^{x}e^{t^{2}}\sin tdt\),\(g(x)=\int_{0}^{x}e^{t^{2}}dt\cdot\sin^{2}x\),则
A. \(x = 0\)是\(f(x)\)的极值点,也是\(g(x)\)的极值点.
B. \(x = 0\)是\(f(x)\)的极值点,\((0,0)\)是曲线\(y = g(x)\)的拐点. 
C. \(x = 0\)是\(f(x)\)的极值点,\((0,0)\)是曲线\(y = f(x)\)的拐点. 
D. \((0,0)\)是曲线\(y = f(x)\)的拐点,\((0,0)\)也是曲线\(y = g(x)\)的拐点. 

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:80%
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第3题 高等数学2 单选题 题目链接

如果对微分方程 \( y'' - 2ay' + (a + 2)y = 0 \) 任一解 \( y(x) \),反常积分 \( \int_{0}^{+\infty} y(x)dx \) 均收敛,则 \( a \) 的取值范围为
A.\((-2, -1]\)
B.\((-\infty, -1]\)
C.\((-2, 0)\)
D.\((-\infty, 0)\)

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:56%
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第4题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数\(f(x)\),\(g(x)\)在\(x = 0\)某去心邻域内有定义且恒不为\(0\),若\(x \to 0\)时,\(f(x)\)是\(g(x)\)的高阶无穷小,则当\(x \to 0\)时
A.\(f(x)+g(x)=o(g(x))\)
B.\(f(x)g(x)=o(f^2(x))\)
C.\(f(x)=o(\mathrm{e}^{g(x)} - 1)\)
D.\(f(x)=o(g^2(x))\)

正确答案:C 你的答案: 正确 正确率:67%
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第5题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数 \( f(x,y) \) 连续,则 \( \int_{-2}^{2}dx\int_{4 - x^2}^{4} f(x,y)dy = \)
A. \( \int_{0}^{4}\left[\int_{-2}^{-\sqrt{4 - y}} f(x,y)dx + \int_{\sqrt{4 - y}}^{2} f(x,y)dx\right]dy \)
B. \( \int_{0}^{4}\left[\int_{-2}^{\sqrt{4 - y}} f(x,y)dx + \int_{\sqrt{4 - y}}^{2} f(x,y)dx\right]dy \)
C. \( \int_{0}^{4}\left[\int_{-2}^{-\sqrt{4 - y}} f(x,y)dx + \int_{2}^{\sqrt{4 - y}} f(x,y)dx\right]dy \)
D. \( 2\int_{0}^{4}dy\int_{\sqrt{4 - y}}^{2} f(x,y)dx \)

正确答案:A 你的答案: 正确 正确率:81%
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第6题 高等数学2 单选题 题目链接

设单位质点\(P,Q\)分别位于点\((0,0)\)和\((0,1)\)处,\(P\)从点\((0,0)\)出发沿\(x\)轴正向移动,记\(G\)为引力常量,则当质点\(P\)移动到点\((l,0)\)时,克服质点\(Q\)的引力所做的功为(  ) 
A. \(\int_{0}^{l}\frac{G}{x^{2}+1}\mathrm{d}x\) 
B. \(\int_{0}^{l}\frac{Gx}{(x^{2}+1)^{\frac{3}{2}}}\mathrm{d}x\) 
C. \(\int_{0}^{l}\frac{G}{(x^{2}+1)^{\frac{3}{2}}}\mathrm{d}x\) 
D. \(\int_{0}^{l}\frac{G(x + 1)}{(x^{2}+1)^{\frac{3}{2}}}\mathrm{d}x\) 

正确答案:A 你的答案: B 正确率:20%
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第7题 高等数学2 单选题 题目链接

设函数\(f(x)\)连续,给出下列4个条件:

①\(\lim\limits_{x \to 0}\frac{|f(x)| - f(0)}{x}\)存在;
②\(\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x) - |f(0)|}{x}\)存在;
③\(\lim\limits_{x \to 0}\frac{|f(x)|}{x}\)存在;
④\(\lim\limits_{x \to 0}\frac{|f(x) - f(0)|}{x}\)存在.

其中可得到“\(f(x)\)在\(x = 0\)处可导”的条件个数为

A.1        B.2       C.3        D.4

正确答案:B 你的答案: D 正确率:27%
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第8题 线性代数2 单选题 题目链接

设矩阵\(\begin{pmatrix}1&2&0\\2&a&0\\0&0&b\end{pmatrix}\)有一个正特征值和两个负特征值,则(  ) 

A.\(a \gt 4,b \gt 0\) 
B.\(a \lt 4,b \gt 0\) 
C.\(a \gt 4,b \lt 0\) 
D.\(a \lt 4,b \lt 0\) 

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:78%
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第9题 线性代数2 单选题 题目链接

下列矩阵中,可以经过若干初等行变换得到矩阵\(\begin{pmatrix}1&1&0&1\\0&0&1&2\\0&0&0&0\end{pmatrix}\)的是
A.\(\begin{pmatrix}1&1&0&1\\1&2&1&3\\2&3&1&4\end{pmatrix}\) 
B.\(\begin{pmatrix}1&1&0&1\\1&1&2&5\\1&1&1&3\end{pmatrix}\) 
C.\(\begin{pmatrix}1&0&0&1\\0&1&0&3\\0&1&0&0\end{pmatrix}\) 
D.\(\begin{pmatrix}1&1&2&3\\1&2&2&3\\2&3&4&6\end{pmatrix}\) 

正确答案:B 你的答案: 正确 正确率:90%
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第10题 线性代数2 单选题 题目链接

设3阶矩阵\(\boldsymbol{A},\boldsymbol{B}\)满足\(r(\boldsymbol{AB}) = r(\boldsymbol{BA}) + 1\),则
A.方程组\((\boldsymbol{A + B})\boldsymbol{x = 0}\)只有零解.
B.方程组\(\boldsymbol{Ax = 0}\)与方程组\(\boldsymbol{Bx = 0}\)均只有零解.
C.方程组\(\boldsymbol{Ax = 0}\)与方程组\(\boldsymbol{Bx = 0}\)没有公共非零解.
D.方程组\(\boldsymbol{ABAx = 0}\)与方程组\(\boldsymbol{BABx = 0}\)有公共非零解.

正确答案:D 你的答案: 正确 正确率:66%
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第11题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)设\(\int_{1}^{+\infty}\frac{a}{x(2x + a)}dx=\ln2\),则\(a = \)______ 。

你的答案:

2


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答为“2”。标准答案为 \(a = 2\)。学生的答案与标准答案完全一致。

根据题目要求,本题为填空题,正确则给5分,错误则给0分,禁止给步骤分。学生答案正确,因此得5分。

题目总分:5分

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第12题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)曲线\(y = \sqrt[3]{x^3 - 3x^2 + 1}\)的渐近线方程为______.

你的答案:

y=x-1


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答为“y=x-1”,与标准答案“y = x - 1”完全一致。根据题目要求,填空题正确则给满分。因此,本题得5分。

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)$\lim\limits_{n \to \infty} \frac{1}{n^2} \left[ \ln \frac{1}{n} + 2\ln \frac{2}{n} + \cdots + (n - 1)\ln \frac{n - 1}{n} \right] =$  .

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 \(-\frac{1}{4}\),与标准答案完全一致。根据题目要求,正确则给5分。因此,本题得分为5分。

题目总分:5分

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第14题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)已知函数 \( y = y(x) \) 由 \( \begin{cases}x = \ln(1 + 2t)\\2t - \int_{1}^{y + t^2} e^{-u^2} du = 0\end{cases} \) 确定,则 \( \frac{dy}{dx}\big|_{t = 0} = \)______ 。

你的答案:

e


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答为“e”,与标准答案“e”完全一致。本题为填空题,仅根据最终结果是否正确进行评判。根据题目要求,正确则给5分,错误则给0分,且禁止给步骤分。因此,该答案得5分。

题目总分:5分

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第15题 高等数学2 综合题 题目链接

(填空题)微分方程\((2y - 3x)dx + (2x - 5y)dy = 0\)满足条件\(y(1) = 1\)的解为______ .

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

得分:0分

理由:本题要求解微分方程并满足初始条件 \(y(1)=1\)。学生给出的答案是 \(y=\frac{2}{5}x+\frac{1}{5}\sqrt{20 - 11x^{2}}\)。虽然这个表达式在形式上可能是从原方程推导出的一个解,但我们需要验证它是否满足初始条件。将 \(x=1\) 代入学生答案:\(y(1)=\frac{2}{5}+\frac{1}{5}\sqrt{20-11}=\frac{2}{5}+\frac{1}{5}\sqrt{9}=\frac{2}{5}+\frac{3}{5}=1\),满足初始条件。然而,标准答案是隐式形式 \(3x^{2}-4xy+5y^{2}=4\)。将学生答案代入该隐式方程进行验证:计算 \(3x^{2}-4x\left(\frac{2}{5}x+\frac{1}{5}\sqrt{20-11x^{2}}\right)+5\left(\frac{2}{5}x+\frac{1}{5}\sqrt{20-11x^{2}}\right)^{2}\),化简后应为常数4。但经过检验(或注意到学生答案中根号内为 \(20-11x^{2}\),而由隐式方程解出 \(y\) 并代入 \(x=1, y=1\) 可得 \(3-4+5=4\),即 \(4=4\),再解出 \(y\) 关于 \(x\) 的表达式,其根号内应为 \(20-11x^{2}\) 的形式,但符号可能不同),实际上学生答案 \(y=\frac{2}{5}x+\frac{1}{5}\sqrt{20-11x^{2}}\) 是隐式方程解出的一个显式分支(取正根),且满足初始条件。但标准答案要求的是隐式形式 \(3x^{2}-4xy+5y^{2}=4\),学生答案虽然正确(是原方程的一个显式解),但题目通常接受隐式形式作为最终答案,且填空题中若未特别说明,一般以标准答案的隐式形式为准。然而,仔细分析:原微分方程为 \((2y-3x)dx+(2x-5y)dy=0\),验证其是否为全微分方程:\(\frac{\partial}{\partial y}(2y-3x)=2\),\(\frac{\partial}{\partial x}(2x-5y)=2\),故为全微分方程。通解为 \(\int (2y-3x)dx + \int (2x-5y)dy\) 适当组合,可得 \(2xy-\frac{3}{2}x^{2}+x^{2}-\frac{5}{2}y^{2}=C\),即 \(-\frac{1}{2}x^{2}+2xy-\frac{5}{2}y^{2}=C\),乘以 \(-2\) 得 \(x^{2}-4xy+5y^{2}=-2C\),令常数 \(D=-2C\),则 \(x^{2}-4xy+5y^{2}=D\)。利用初始条件 \(y(1)=1\) 得 \(1-4+5=D\),即 \(D=2\),所以解为 \(x^{2}-4xy+5y^{2}=2\)。但标准答案是 \(3x^{2}-4xy+5y^{2}=4\),这与上述计算不一致。检查标准答案:将 \(x=1, y=1\) 代入 \(3x^{2}-4xy+5y^{2}=3-4+5=4\),满足。但上述推导中全微分方程的处理有误:正确解法应为:设 \(P=2y-3x, Q=2x-5y\),则 \(\frac{\partial P}{\partial y}=2, \frac{\partial Q}{\partial x}=2\),故存在 \(u(x,y)\) 使得 \(du=Pdx+Qdy=0\),通解 \(u(x,y)=C\)。求 \(u\):由 \(\frac{\partial u}{\partial x}=2y-3x\) 积分得 \(u=2xy-\frac{3}{2}x^{2}+\varphi(y)\),再对 \(y\) 求导:\(\frac{\partial u}{\partial y}=2x+\varphi'(y)=2x-5y\),所以 \(\varphi'(y)=-5y\),积分得 \(\varphi(y)=-\frac{5}{2}y^{2}\),于是 \(u=2xy-\frac{3}{2}x^{2}-\frac{5}{2}y^{2}=C\),乘以 2 得 \(4xy-3x^{2}-5y^{2}=2C\),即 \(-3x^{2}+4xy-5y^{2}=2C\),乘以 -1 得 \(3x^{2}-4xy+5y^{2}=-2C\),令常数 \(K=-2C\),则 \(3x^{2}-4xy+5y^{2}=K\)。代入 \(x=1, y=1\) 得 \(3-4+5=K\),即 \(K=4\),所以解为 \(3x^{2}-4xy+5y^{2}=4\)。学生答案 \(y=\frac{2}{5}x+\frac{1}{5}\sqrt{20-11x^{2}}\) 是否与该隐式方程等价?从隐式方程解出 \(y\):\(5y^{2}-4xy+(3x^{2}-4)=0\),判别式 \(\Delta=16x^{2}-20(3x^{2}-4)=16x^{2}-60x^{2}+80=-44x^{2}+80=4(20-11x^{2})\),所以 \(y=\frac{4x\pm\sqrt{4(20-11x^{2})}}{10}=\frac{2x\pm\sqrt{20-11x^{2}}}{5}\)。学生答案取正号,且满足 \(y(1)=1\)(因为 \(\sqrt{20-11}=3\),所以 \(y(1)=\frac{2+3}{5}=1\))。因此学生答案确实是该微分方程满足初始条件的显式解(取正根分支)。但题目通常要求填写解的形式,标准答案为隐式形式。在填空题中,若学生给出显式解且正确,是否给分?根据题意,标准答案为 \(3x^{2}-4xy+5y^{2}=4\),学生答案虽然等价,但形式不同。且题目为填空题,通常以标准答案为准。另外,学生答案中根号内为 \(20-11x^{2}\),定义域有限制(\(20-11x^{2}\ge0\)),而隐式形式无此限制(是整体曲线)。因此,学生答案与标准答案不完全一致(一个显式一个隐式),且显式解只表示了一部分曲线(取正根),而原微分方程的解应为整个隐式曲线(包含两支)。所以学生答案不完整,不能给分。综上,学生答案未给出标准答案所要求的隐式形式,且只给出了一个分支,因此不得分。

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)设矩阵\(A = (a_1, a_2, a_3, a_4)\),若\(a_1, a_2, a_3\)线性无关,且\(a_1 + a_2 = a_3 + a_4\),则方程组\(Ax = a_1 + 4a_4\)的通解为\(x = \)______.

你的答案:

k(1,1,-1,-1)ᵀ+(0,0,1,4)ᵀ,k∈R


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案为:\(k(1,1,-1,-1)^T + (0,0,1,4)^T, k \in \mathbb{R}\)。

标准答案为:\(k\begin{pmatrix}1\\1\\ - 1\\ - 1\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}1\\0\\0\\4\end{pmatrix}\),\(k\)为任意常数。

对比可知,学生答案的特解部分为 \((0,0,1,4)^T\),而标准答案为 \((1,0,0,4)^T\)。我们需要验证哪个是正确的。

已知条件:\(A = (a_1, a_2, a_3, a_4)\),且 \(a_1, a_2, a_3\) 线性无关,\(a_1 + a_2 = a_3 + a_4\)。方程组为 \(Ax = a_1 + 4a_4\)。

  1. 由 \(a_1 + a_2 = a_3 + a_4\) 可得 \(a_1 + a_2 - a_3 - a_4 = 0\),即 \(A \begin{pmatrix}1 \\ 1 \\ -1 \\ -1\end{pmatrix} = 0\)。所以 \(\eta = (1,1,-1,-1)^T\) 是齐次方程组 \(Ax=0\) 的一个非零解。由于 \(a_1, a_2, a_3\) 线性无关,且 \(a_4\) 可由它们线性表示(由 \(a_4 = a_1 + a_2 - a_3\)),所以 \(r(A)=3\),故齐次通解为 \(k\eta\)。
  2. 需要求非齐次方程 \(Ax = a_1 + 4a_4\) 的一个特解。将 \(a_4 = a_1 + a_2 - a_3\) 代入右端:\(a_1 + 4a_4 = a_1 + 4(a_1 + a_2 - a_3) = 5a_1 + 4a_2 - 4a_3\)。因此,方程等价于 \(x_1 a_1 + x_2 a_2 + x_3 a_3 + x_4 a_4 = 5a_1 + 4a_2 - 4a_3\)。将 \(a_4\) 用 \(a_1, a_2, a_3\) 表示,得:
    \(x_1 a_1 + x_2 a_2 + x_3 a_3 + x_4 (a_1 + a_2 - a_3) = (x_1 + x_4)a_1 + (x_2 + x_4)a_2 + (x_3 - x_4)a_3 = 5a_1 + 4a_2 - 4a_3\)。
    由于 \(a_1, a_2, a_3\) 线性无关,比较系数得:
    \(x_1 + x_4 = 5\)
    \(x_2 + x_4 = 4\)
    \(x_3 - x_4 = -4\)
    这是一个关于 \(x_1, x_2, x_3, x_4\) 的方程组,有自由变量 \(x_4\)。取 \(x_4 = 0\),则 \(x_1=5, x_2=4, x_3=-4\),得特解 \((5,4,-4,0)^T\)。取 \(x_4 = 4\),则 \(x_1=1, x_2=0, x_3=0\),得特解 \((1,0,0,4)^T\),这正是标准答案的特解。而学生给出的特解 \((0,0,1,4)^T\) 代入:\(x_4=4\),则 \(x_1=1, x_2=0, x_3=0\),但学生写的是 \((0,0,1,4)\),即 \(x_1=0, x_2=0, x_3=1, x_4=4\),这组值不满足上述方程(因为 \(x_1+x_4=4 \neq 5\))。因此学生的特解是错误的。

由于特解错误,整个答案错误。根据题目要求,填空题答案完全正确才给分,否则0分。

本题得分:0分

题目总分:0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)
计算\(\int_{0}^{1}\frac{1}{(x + 1)(x^2 - 2x + 2)}dx\)。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答给出了两次识别结果,但两次内容本质相同,都是对原积分进行部分分式分解后分别计算。解题思路与标准答案完全一致:先分解为 \(\frac{A}{x+1} + \frac{Bx+C}{x^2-2x+2}\),然后分别积分。在计算过程中,学生正确得到了部分分式系数(第一次识别中写为 \(\frac{1}{5}\int_{0}^{1}\frac{1}{x+1}-\frac{x-3}{x^2-2x+2}dx\),这与标准答案中的 \(\frac{1/5}{x+1} + \frac{-\frac{1}{5}x+\frac{3}{5}}{x^2-2x+2}\) 等价,因为 \(-\frac{x-3}{5} = -\frac{1}{5}x + \frac{3}{5}\))。后续积分步骤正确,包括将分子拆分为 \((x-1)-2\),分别处理对数积分和反正切积分,代入上下限计算,最终结果 \(\frac{1}{10}(3\ln 2 + \pi)\) 与标准答案 \(\frac{3}{10}\ln 2 + \frac{1}{10}\pi\) 完全相同。

虽然第一次识别中出现了“17.”这样的可能误写(原题编号识别错误),以及个别符号书写风格差异,但根据“禁止扣分”规则,这些不影响核心逻辑的识别误差不扣分。整个解答过程逻辑清晰,计算无误,因此得满分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)
设函数\(f(x)\)在\(x = 0\)处连续,且\(\lim\limits_{x \to 0}\frac{xf(x) - e^{2\sin x} + 1}{\ln(1 + x) + \ln(1 - x)} = - 3\)。
证明\(f(x)\)在\(x = 0\)处可导,并求\(f^\prime(0)\)。

你的答案:


评分及理由

本题满分12分,学生作答包含两个识别版本,但内容实质相同。以下将综合两个版本进行评分。

(1)得分及理由(满分12分)

学生解答的核心思路、关键步骤和最终结论均正确,可得满分。具体理由如下:

  1. 等价无穷小代换正确:学生正确运用了对数运算法则 \(\ln(1+x)+\ln(1-x)=\ln(1-x^2)\),并利用当 \(x \to 0\) 时,\(\ln(1-x^2) \sim -x^2\),将分母化为 \(-x^2\)。这一步是解题的关键起点,处理正确。
  2. 极限拆分与计算思路正确:学生将分子拆分为 \(x[f(x)-2]\) 和 \((2x+1-e^{2\sin x})\) 两部分,并分别求极限。这种拆分方法是合理且有效的。
  3. 极限 \(\lim\limits_{x \to 0}\frac{2x+1-e^{2\sin x}}{x^2}\) 计算正确:学生使用洛必达法则(两次)正确计算出该极限值为 \(-2\)。计算过程虽有跳步(如第一次洛必达后分子求导结果 \(2 - 2\cos x e^{2\sin x}\) 正确,但未详细写出复合函数求导过程),但核心逻辑和最终结果无误。
  4. 建立方程并求解正确:学生根据已知极限值为 \(-3\) 和求得的极限 \(-2\),正确建立方程 \(-\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)-2}{x} - (-2) = -3\),并解得 \(\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)-2}{x} = 5\)。
  5. 利用连续性求 \(f(0)\) 正确:由 \(\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)-2}{x} = 5\) 可知该极限存在,其分子必趋于0,故 \(\lim\limits_{x \to 0} f(x) = 2\)。结合题目条件 \(f(x)\) 在 \(x=0\) 处连续,得出 \(f(0)=2\)。推理正确。
  6. 利用导数定义求 \(f'(0)\) 正确:由导数定义 \(f'(0)=\lim\limits_{x \to 0}\frac{f(x)-f(0)}{x}\),代入 \(f(0)=2\),即得 \(f'(0)=5\),并得出结论 \(f(x)\) 在 \(x=0\) 处可导。

关于作答中的问题说明

  • 第一次识别结果中,第二行“\(xf(x)(1 - x + 2x)\)”显然是识别错误或笔误,但根据后续步骤,学生实际意图是进行 \(xf(x) - 2x + 2x\) 的拆分,核心逻辑未受影响。
  • 第二次识别结果表述清晰完整,逻辑连贯,无实质性错误。

根据评分要求,思路正确、计算正确、逻辑完整,应给予满分。虽有微小笔误但不影响核心逻辑,不扣分。

题目总分: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\( f(x,y) \)可微,且满足\( \mathrm{d}f(x,y) = -2x\mathrm{e}^{-y}\mathrm{d}x + \mathrm{e}^{-y}(x^2 - y - 1)\mathrm{d}y \),\( f(0,0) = 2 \),求\( f(x,y) \),并求\( f(x,y) \)的极值.

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分6分)

学生正确地从全微分表达式得到偏导数,并通过积分和利用初始条件求出函数表达式 \( f(x,y) = (y+2-x^2)e^{-y} \)。过程完整,与标准答案一致。但在第一次识别结果中,对二阶偏导数 \( f_{xx} \) 的表达式写为 \( A = f_{xx} = 2e^{-y} \) 有误(应为 \( -2e^{-y} \)),不过后续在驻点处计算时,第二次识别结果及实际代入值得出了正确的 \( A = -2e \)。根据“禁止扣分”原则,第一次识别中的这个表达式错误可能是识别误写,且后续计算正确,因此不扣分。此部分得满分6分。

(2)得分及理由(满分6分)

学生正确求出驻点 \( (0, -1) \),计算了正确的二阶偏导数(在第二次识别中表达式正确),并正确计算了判别式 \( AC-B^2 = 2e^2 > 0 \) 且 \( A < 0 \),从而判定该点为极大值点,并正确计算出极大值 \( f(0,-1)=e \)。过程与标准答案一致。得满分6分。

题目总分:6+6=12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)

已知平面有界区域\(D =\{(x,y)|x^2 + y^2 \leq 4x, x^2 + y^2 \leq 4y\}\),计算\(\iint_D (x - y)^2 dxdy\)。

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分12分)

学生作答的整体思路是正确的:识别出积分区域是两个圆的交集,并利用对称性将积分区域减半(取x≥y部分),然后转化为极坐标进行计算。这些关键步骤与标准答案一致。

然而,在具体执行过程中,学生出现了严重的计算错误。主要错误在于极坐标下积分限的确定:

  1. 在第一次识别结果中,学生将θ的范围写为[π/4, π/2],这对应的是区域中x≤y的部分,与他自己设定的D1(x≥y)矛盾。
  2. 在第二次识别结果中,θ的范围修正为[0, π/4],这是正确的。但r的上限被错误地写为4sinθ。根据区域D1的边界方程x² + (y-2)² ≤ 4(即标准答案中的圆),在极坐标下应为r ≤ 4sinθ。然而,学生需要积分的是整个区域D(两个圆的交集)在x≥y的部分。这个部分(D1)的边界是由两个圆共同决定的,其极坐标方程并非简单的r ≤ 4sinθ。实际上,在θ∈[0, π/4]时,边界由圆x² + (y-2)² = 4(即r=4sinθ)和两圆的交点所限定,更准确的描述是r从0到两圆交线(在特定角度下取两个r中的较小值)。标准答案中给出的r上限是4cosθ,这是由另一个圆(x-2)² + y² = 4(即r=4cosθ)在θ∈[0, π/4]时成为约束边界所决定的。学生取r=4sinθ是错误的,这导致了后续所有积分计算的错误。
  3. 由于积分限错误,后续尽管进行了复杂的三角函数积分,但最终结果12π - 112/3与标准答案12π - 16/3不符。

鉴于该题核心是二重积分的计算,思路正确但关键步骤(积分区域在极坐标下的表示)出现根本性错误,导致结果错误。根据打分原则,逻辑错误需要扣分。该错误属于核心计算逻辑错误,并非字符误写。

考虑到学生展示了完整的转化和计算过程,且思路框架正确,给予一定的步骤分。扣除结果错误和关键步骤错误的大部分分数。

得分:4分(满分12分)

题目总分:4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)

设函数\(f(x)\)在区间\((a,b)\)内可导.证明导函数\(f'(x)\)在\((a,b)\)内严格单调增加的充分必要条件是:对\((a,b)\)内任意的\(x_1,x_2,x_3\),当\(x_1\lt x_2\lt x_3\)时\(\frac{f(x_2) - f(x_1)}{x_2 - x_1}\lt\frac{f(x_3) - f(x_2)}{x_3 - x_2}\) .

你的答案:


评分及理由

(1)必要性部分得分及理由(满分6分)

学生答案的必要性部分思路正确:利用拉格朗日中值定理,由导函数严格单调递增推出差商不等式。但证明过程中存在一处逻辑表述不严谨:在必要性证明中,学生写道“由题意,\(f'(\xi_1)

得分:5分

(2)充分性部分得分及理由(满分6分)

学生答案的充分性部分思路与标准答案基本一致:利用多个点的差商不等式,通过取极限得到左右导数的不等式关系,从而推导导函数的单调性。但证明中存在多处逻辑跳跃和表述错误:
1. 极限过程书写有误,如“\(\lim_{x_3\rightarrow x_2^{+}}\frac{f(x_3)-f(x_2)}{x_3 - x_2}\)”应为令\(x_3 \to x_2^+\),但变量使用混乱。
2. 从不等式链到左右导数关系的推导不够严密,未清晰说明如何得到\(f_+'(x_1) \le f_-'(x_5)\)这一关键步骤。
3. 最后直接得到“\(f'(x)\)在\((a,b)\)内严格单调增加”的结论缺乏足够的推导支撑。
这些错误导致充分性证明逻辑不完整,与标准答案的严谨性有较大差距。扣3分。

得分:3分

题目总分:5+3=8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)

已知矩阵\(\boldsymbol{A}=\begin{bmatrix}4&1&-2\\1&1&1\\-2&1&a\end{bmatrix}\)与\(\boldsymbol{B}=\begin{bmatrix}k&0&0\\0&6&0\\0&0&0\end{bmatrix}\)合同.

(1)求\(a\)的值及\(k\)的取值范围;

(2)若存在正交矩阵\(\boldsymbol{Q}\),使得\(\boldsymbol{Q}^{\text{T}}\boldsymbol{A}\boldsymbol{Q}=\boldsymbol{B}\),求\(k\)及\(\boldsymbol{Q}\).

 

你的答案:


评分及理由

(1)得分及理由(满分6分)

学生正确计算得到 a=4,并得出 A 的特征值为 3,6,0,从而由合同知正惯性指数为 2,得到 k>0。但 k 的取值范围表述为 (0, +∞) 不够精确,因为合同只要求正负惯性指数相同,k 可以是任意正数,但标准答案中强调 k>0 即可,因此这里不扣分。然而,学生在第一步中写“r(A)=r(B)<3”作为推理起点,虽然结论正确,但理由不严谨(合同矩阵的秩相等,但秩小于3是因为有零特征值,而不是直接由合同推出秩小于3),不过最终结果正确,且核心步骤(|A|=0 求 a,求特征值,由惯性指数得 k>0)都正确。因此扣1分,得5分。

(2)得分及理由(满分6分)

学生正确得出 k=3(因为正交相似则特征值相同),并正确求出三个特征值对应的特征向量,且注意到它们已经两两正交,然后进行单位化。但在构造正交矩阵 Q 时,学生给出的 Q 矩阵形式与标准答案不一致:标准答案中第二列是 (-1/√2, 0, 1/√2)^T,而学生给出的是 (1/√2, 0, -1/√2)^T,这实际上是同一个特征向量方向取反,仍然是单位特征向量,因此也是正确的;但学生将 Q 写成了带有 √2、√3 的分式形式,实际上就是标准答案中的矩阵(只需将第二列乘以 -1 即相同)。因此整个解答逻辑正确,结果等价。但学生在 Q 的最终表达中未化简为最简分数形式,而是保留了 √6 分母,这并不错误。因此不扣分,得6分。

题目总分:5+6=11分

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