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

02: 44: 50
答题卡
得分 102/150
答对题目数 6/22
评价

答题情况分析报告

正确: 6
错误: 16
未答: 0
总分: 102/150
正确率 27.3%
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: A 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: C 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: C 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)

学生给出的答案为“2”。这与标准答案 \(a = 2\) 完全一致。根据题目要求,填空题正确则给满分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5分。虽然学生未提供求解过程,但题目为填空题,且明确说明“正确则给5分,错误则给0分,本题禁止给步骤分”,因此学生答案正确,应得满分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:

-1/4


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答为“-1/4”,与标准答案“$-\frac{1}{4}$”完全一致。本题为填空题,仅看最终结果是否正确。根据题目要求,正确则给5分,错误则给0分。因此,该题得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,标准答案明确为“e”,且题目要求“正确则给5分,错误则给0分,本题禁止给步骤分或其他分数”。因此,学生答案正确,应得满分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:

-1/3


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生作答内容为“-1/3”,这是一个数值,而题目要求的是微分方程满足初始条件的解。该微分方程是一个全微分方程(或可通过积分因子化为全微分),其通解应为一个关于x和y的隐函数方程。标准答案为 \(3x^{2}-4xy + 5y^{2}=4\),这是一个曲线方程。

学生答案“-1/3”与题目所求解的形式和内容完全不符,属于错误答案。根据题目要求“正确则给5分,错误则给0分”,本题应得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:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

本题为填空题,只有一个空。学生作答提供了两次识别结果。

第一次识别结果为 \(k\begin{pmatrix}1\\ -1\\ -1\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}0\\ 0\\ 4\end{pmatrix}\)。此答案存在明显错误:向量维数为3,而题目中矩阵A有4列,解向量应为4维。同时,特解部分\(\begin{pmatrix}0\\ 0\\ 4\end{pmatrix}\)代入原方程\(Ax = a_1+4a_4\)无法成立。因此,若仅以此结果判断,应得0分。

第二次识别结果为 \(k\begin{pmatrix}1\\1\\ - 1\\ - 1\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}1\\0\\0\\4\end{pmatrix}\)。此结果与标准答案 \(k\begin{pmatrix}1\\1\\ - 1\\ - 1\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}1\\0\\0\\4\end{pmatrix}\) 完全一致。

根据打分要求第3条:“对学生作答进行了两次识别,只要其中有一次回答正确则不扣分。” 因此,学生的最终作答应被判定为正确。

本题满分5分,学生得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)
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)

学生作答分为两次识别结果,内容实质相同。整体思路正确:先进行部分分式分解,然后分别积分。分解得到的系数 A=1/5, B=-1/5, C=3/5 与标准答案一致。积分过程中,对第二项的处理采用了拆分方法:将分子写成 (2x-2) 的倍数与常数项的组合,从而分别积分出对数项和反正切项。最终计算结果为 (3ln2+π)/10,与标准答案等价(标准答案为 3/10 ln2 + π/10,学生结果为 (3ln2+π)/10,两者相同)。

在第一次识别结果的中间步骤中,有一行出现符号错误:
“= 1/5 ln2 - 1/10 ∫(2x-2)/(x²-2x+2) dx + 4/10 ∫1/((x-1)²+1) dx”
下一步变为“= 1/5 ln2 + 1/10 ln(x²-2x+2)|₀¹ + 2/5 arctan(x-1)|₀¹”,这里实际上 -1/10 ∫(2x-2)/(…) dx 积分后应为 -1/10 ln(x²-2x+2),但学生写成了 +1/10 ln(x²-2x+2)。然而从后续代入上下限的结果看,学生实际计算时仍按正确符号处理(因为最终结果正确),所以可能是识别或书写时的笔误,且最终数值正确,根据“误写不扣分”原则,不因此扣分。

因此,本题答案完全正确,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

(1)得分及理由(满分12分)

学生作答分为两次识别结果,但实质是同一解答过程的不同表述。整体思路正确:利用已知极限条件,通过等价无穷小替换和洛必达法则推导出 \( f'(0) \)。但解答中存在关键逻辑错误。

具体分析:

  1. 第一步由极限存在推出分子极限为0,正确。
  2. 第二步进行等价无穷小替换,将分母 \(\ln(1+x)+\ln(1-x)\) 展开为 \(-x^2 + o(x^2)\),将分子 \(e^{2\sin x}\) 展开为 \(1+2\sin x+2\sin^2 x+o(x^2)\),正确。
  3. 第三步应用洛必达法则时出现逻辑错误。在应用洛必达法则前,必须验证所求极限是 \(\frac{0}{0}\) 或 \(\frac{\infty}{\infty}\) 型未定式。学生从极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{xf(x) - 2\sin x - 2\sin^2 x}{-x^2} = -3\) 直接对分子分母求导。然而,此时分子 \(xf(x) - 2\sin x - 2\sin^2 x\) 的极限是否为0并未得到证明。虽然已知 \(\lim_{x \to 0}(xf(x) - e^{2\sin x}+1) = 0\),且 \(e^{2\sin x} = 1+2\sin x+2\sin^2 x+o(x^2)\),这只能推出 \(\lim_{x \to 0}(xf(x) - 2\sin x - 2\sin^2 x) = 0\),但这是建立在忽略 \(o(x^2)\) 项的基础上,严格来说,需要先确定 \(f(x)\) 在 \(x=0\) 附近的行为才能保证分子是 \(x^2\) 的高阶无穷小吗?实际上,由已知极限值为-3(非零有限数)和分母为 \(-x^2\),可以反推出分子必须是 \(x^2\) 的同阶无穷小,即 \(\lim_{x \to 0} \frac{xf(x) - 2\sin x - 2\sin^2 x}{x^2}\) 存在。但这并不能直接作为应用洛必达法则的条件,因为法则要求分子分母导数后的极限存在(或为无穷)。学生在此步骤中直接对分子求导,并写入了 \(f'(x)\),这在逻辑上是不严谨的,因为此时尚未证明 \(f(x)\) 在 \(x=0\) 处可导,不能对含有 \(f(x)\) 的表达式直接求导。这是一个严重的逻辑错误。
  4. 由于第三步的逻辑错误,后续推导出的 \(\lim_{x \to 0} \frac{f(x)-2}{x} = 6\) 以及最终答案 \(f'(0)=6\) 都是基于错误推导得到的,尽管最终数值与标准答案(5)不同,但此处扣分主要因为方法逻辑错误,而非结果数值错误。
  5. 标准答案通过极限运算和泰勒展开,巧妙地避免了直接对 \(f(x)\) 求导,先求出 \(\lim_{x \to 0} \frac{xf(x)-2x}{x^2} = 5\),进而得到 \(\lim_{x \to 0} \frac{f(x)-2}{x} = 5\),并利用连续性得到 \(f(0)=2\),从而 \(f'(0)=5\)。学生的思路(洛必达法则)在前提未验证的情况下使用,导致错误。

根据打分要求,逻辑错误需要扣分。本题满分12分。学生的解答在关键步骤(应用洛必达法则的条件)上存在逻辑错误,且最终答案错误。考虑到整体框架(展开、化简)正确,但核心推导方法错误,扣除主要分数。

得分:4分(给予部分分数以肯定其正确的初始步骤和部分化简)。

题目总分:4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)求函数 \( f(x,y) \) 部分(满分6分)

学生正确写出偏导数 \( f_x = -2xe^{-y} \),并通过对 \( x \) 积分得到 \( f(x,y) = -x^2 e^{-y} + \varphi(y) \) 的形式(第一次识别中积分写法略有简化,但思路正确)。接着利用 \( f_y = e^{-y}(x^2 - y - 1) \) 确定 \( \varphi'(y) = -(y+1)e^{-y} \),积分得到 \( \varphi(y) = (y+2)e^{-y} + C \),代入初值 \( f(0,0)=2 \) 得 \( C=0 \),最终得到 \( f(x,y) = e^{-y}(y+2-x^2) \)。整个过程与标准答案一致,计算无误。因此该部分得满分6分。

(2)求极值部分(满分6分)

学生正确求出驻点:令 \( f_x=0 \) 得 \( x=0 \),代入 \( f_y=0 \) 得 \( y=-1 \),驻点为 \( (0,-1) \)。然后计算二阶偏导数:\( A = f_{xx} = -2e^{-y} \),\( B = f_{xy} = 2xe^{-y} \),\( C = f_{yy} = -e^{-y}(x^2-y) \)(注意:学生给出的 \( C \) 表达式与标准答案 \( e^{-y}(x^2-y) \) 差一个负号,但代入驻点后实际数值一致,均为 \( C = -e \),这可能是识别或书写时的符号误差,但未影响后续判断,根据“误写不扣分”原则,不扣分)。在驻点处计算 \( A = -2e \),\( B=0 \),\( C=-e \),得到 \( AC-B^2 = 2e^2 > 0 \) 且 \( A < 0 \),从而判定在 \( (0,-1) \) 处取得极大值,极大值为 \( f(0,-1)=e \)。推理过程完整且正确。因此该部分得满分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)

本题满分12分。学生作答的整体思路与标准答案一致:利用积分区域关于直线 \(y = x\) 的对称性,将原积分转化为在对称部分上积分的两倍,然后采用极坐标进行计算。最终计算结果正确。

具体分析:

  1. 对称性分析与区域划分:学生正确指出区域 \(D\) 关于 \(y = x\) 对称,并利用此性质将积分化为 \(2\iint_{D_1}(x - y)^2 dxdy\)。这一关键步骤正确,与标准答案思路一致。
  2. 极坐标变换:学生正确设 \(x = r\cos\theta, y = r\sin\theta\)。
  3. 积分区域 \(D_1\) 的极坐标表示:这是学生作答与标准答案的主要差异点。
    • 第一次识别结果中,给出的区域为 \(0 \leq \theta \leq 3\pi/4, 0 \leq r \leq 4\sin\theta\)。这个描述是错误的,它描述的是圆 \(x^2 + (y-2)^2 \leq 4\) 在 \(y \leq x\) 部分(即 \(D_1\))的极坐标方程,但 \(r\) 的上限应为 \(4\sin\theta\),且 \(\theta\) 范围应为 \(0 \leq \theta \leq \pi/4\)。第一次识别中的 \(\theta\) 上限 \(3\pi/4\) 是错误的。
    • 第二次识别结果中,给出的区域为 \(0 \leq \theta \leq \pi/4, 0 \leq r \leq 4\sin\theta\)。这个描述是正确的,它准确地描述了 \(D_1\)(即圆 \(x^2 + (y-2)^2 \leq 4\) 中满足 \(y \leq x\) 的部分)在极坐标下的表示。
    • 根据题目要求“对学生作答进行了两次识别,只要其中有一次回答正确则不扣分”,且第二次识别结果正确,因此对于区域描述不扣分。
  4. 积分计算过程
    • 学生写出被积函数 \((x-y)^2 = r^2 - 2r^2\cos\theta\sin\theta\),积分体积元为 \(r dr d\theta\),因此被积式化为 \((r^3 - 2r^3\cos\theta\sin\theta) dr d\theta\),这一步正确。
    • 后续计算中,学生写出了积分式 \(\int_{0}^{\pi/4} d\theta \int_{0}^{4\sin\theta} (r^3 - 2r^3\cos\theta\sin\theta) dr\),与标准答案形式等价(标准答案为 \(r\) 上限 \(4\cos\theta\),这是因为标准答案选择的 \(D_1\) 是另一个对称部分,但最终计算结果相同)。
    • 学生后续的积分计算(包括对 \(r\) 积分后得到关于 \(\theta\) 的积分,以及三角函数的积分计算)过程在草稿中省略,但最终得到了正确的结果 \(6\pi - 8/3\) 和 \(I = 12\pi - 16/3\)。
  5. 最终答案:学生最终答案 \(I = 12\pi - \frac{16}{3}\) 与标准答案完全一致。

扣分点分析

  • 第一次识别中关于积分区域 \(\theta\) 范围的描述(\(3\pi/4\))存在逻辑错误,但根据“只要其中有一次回答正确则不扣分”的原则,不因此扣分。
  • 计算过程中有一步写为 \(32\int_{0}^{\pi/2}\sin^4\theta d\theta - 128\int_{0}^{\pi/4}\cos\theta\sin^5\theta d\theta\),此表达式与上一步不完全直接对应,可能是中间化简或识别有误,但鉴于最终计算结果正确,且过程主体思路清晰,不视为影响得分的逻辑错误。
  • 整体而言,学生答案核心逻辑、关键步骤和最终结果均正确。

因此,本题给予满分。

题目总分: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)得分及理由(满分12分)

学生作答整体思路混乱,逻辑错误较多,与标准答案的严谨证明相差甚远。具体分析如下:

  • 学生试图从可导性出发,但一开始的表达式“① \(\frac{f(x)-f(x_1)}{x}\)”等就存在严重错误,分母应为 \(x - x_1\) 等,缺失了关键的差量。这导致后续的“①-②”等推导完全失去意义,属于根本性的逻辑错误。
  • 学生引入辅助函数 \(F(x) = \frac{f(x)}{x}\) 缺乏依据,且与题目要证明的差商不等式没有建立有效联系。后续对 \(F'(x)\) 的计算和判断(如 \(F'(x)>0\) 推出 \(f(x_1)f(x_2)f(x_3)>0\))逻辑断裂,无法推导出目标不等式。
  • 在证明必要性时,学生从不等式直接得出 \(f'(x_1) - f'(x_2) < f'(x_2) - f'(x_3)\),这一步没有依据,是凭空跳跃的结论,属于严重的逻辑错误。
  • 整个证明过程没有正确运用微分中值定理、函数单调性定义或极限性质等核心工具,论证无效。

尽管识别可能存在误写(如分母缺失变量),但核心逻辑框架完全错误,无法得分。根据打分要求,对于存在逻辑错误的答案不能给满分。本题考察的是充要条件的严格证明,学生的作答未能证明任何一方面。

因此,本题得分:0分

题目总分:0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)

学生作答中,第1次识别结果给出的矩阵A与题目中给出的矩阵A不一致(学生写成了另一个矩阵),但第2次识别结果中矩阵A的初始形式虽然也有误(第一行与题目不同),但在后续计算中实际上使用了正确的矩阵A(特征多项式计算正确)。从整体思路看,学生知道由合同得到r(A)=r(B)=2,从而推出a=4,并知道k>0。虽然矩阵初等变换部分有误,但最终结论正确。考虑到识别可能导致的误写,且核心逻辑正确,不扣分。但学生未明确指出k的具体取值范围(仅说k>0,未说明k=3或6?实际上由特征值知k应为3或6,但题目(1)只要求取值范围,所以k>0是正确结论)。因此给满分6分。

(2)得分及理由(满分6分)

学生正确指出由正交相似推出特征值相同,从而k=3。特征值计算正确,特征向量求解基本正确(第1次识别中φ3有误,但第2次识别中ξ3正确,以第2次为准)。但学生给出的矩阵Q并不是正交矩阵(未单位化),且最后说“使得Q^T A Q = B”时,这个Q只是一般可逆矩阵,不是正交矩阵,因此不满足题目要求的“存在正交矩阵Q”。这是一个关键错误,扣3分。此外,特征向量求解过程中,第2次识别中λ=6时化简得到的矩阵与标准答案不一致(标准答案为(1,0,1/3;0,1,1/3;0,0,0),学生写为(1,0,1;0,1,0;0,0,0)),但得到的特征向量(-1,0,1)是正确的,不扣分。因此本小题得3分。

题目总分:6+3=9分

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