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

00: 04: 24
答题卡
得分 68/150
答对题目数 5/22
评价

答题情况分析报告

正确: 5
错误: 17
未答: 0
总分: 68/150
正确率 22.7%
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: B 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: D 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: C 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:

-1


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是 \( a = -1 \)。

我们需要计算积分 \( \int_{1}^{+\infty}\frac{a}{x(2x + a)}dx \),并令其等于 \( \ln 2 \),从而求解 \( a \)。

首先,对积分进行计算。被积函数可以分解为部分分式: \[ \frac{a}{x(2x + a)} = \frac{A}{x} + \frac{B}{2x + a} \] 通过比较系数可得 \( A = 1, B = -1 \),因此: \[ \frac{a}{x(2x + a)} = \frac{1}{x} - \frac{1}{x + \frac{a}{2}} = \frac{1}{x} - \frac{1}{x + \frac{a}{2}} \] (注意:\( \frac{1}{2x+a} \) 的系数为 -1,所以是 \( -\frac{1}{x + a/2} \))。

于是积分: \[ \int_{1}^{+\infty}\frac{a}{x(2x + a)}dx = \int_{1}^{+\infty} \left( \frac{1}{x} - \frac{1}{x + \frac{a}{2}} \right) dx = \left[ \ln x - \ln\left(x + \frac{a}{2}\right) \right]_{1}^{+\infty} = \left[ \ln\frac{x}{x + \frac{a}{2}} \right]_{1}^{+\infty} \] 当 \( x \to +\infty \) 时,\( \frac{x}{x + a/2} \to 1 \),所以 \( \ln 1 = 0 \)。因此积分值为: \[ 0 - \ln\frac{1}{1 + \frac{a}{2}} = -\ln\left(\frac{1}{1 + \frac{a}{2}}\right) = \ln\left(1 + \frac{a}{2}\right) \] 令其等于 \( \ln 2 \),则: \[ \ln\left(1 + \frac{a}{2}\right) = \ln 2 \quad \Rightarrow \quad 1 + \frac{a}{2} = 2 \quad \Rightarrow \quad \frac{a}{2} = 1 \quad \Rightarrow \quad a = 2 \] 因此,标准答案为 \( a = 2 \)。

学生答案 \( a = -1 \) 代入验证:积分值为 \( \ln\left(1 + \frac{-1}{2}\right) = \ln\left(\frac{1}{2}\right) = -\ln 2 \neq \ln 2 \),所以错误。

根据题目要求,填空题正确则给5分,错误则给0分,禁止给步骤分。因此本题得分为0分。

题目总分:0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: 未作答
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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)

学生给出的答案为“-1/4”,与标准答案“$-\frac{1}{4}$”完全一致。本题为填空题,仅需最终结果正确即可得满分。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,该答案正确,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)

学生给出的答案为“e”,与标准答案完全一致。本题为填空题,仅看最终结果,结果正确即可得满分。根据题目要求,正确则给5分,错误则给0分,禁止给步骤分。因此,本题得分为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: 未作答
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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: 未作答
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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)

学生作答提供了两次识别结果。两次的解题思路、步骤分解和部分分式分解方法均正确,与标准答案一致。主要差异出现在最终结果的符号上。

第一次识别结果的计算过程在最后一步出现逻辑错误:在计算 \(\frac{2}{5}\arctan(x-1)\big|_{0}^{1}\) 时,正确结果应为 \(\frac{2}{5}[\arctan(0) - \arctan(-1)] = \frac{2}{5}[0 - (-\frac{\pi}{4})] = \frac{\pi}{10}\),但学生错误地写成了 \(-\frac{\pi}{10}\),导致最终答案为 \(\frac{3}{10}\ln2 - \frac{\pi}{10}\),与标准答案 \(\frac{3}{10}\ln2 + \frac{\pi}{10}\) 的符号相反。这是一个关键的计算错误。

第二次识别结果在计算 \(\frac{2}{5}\int_{0}^{1}\frac{1}{(x - 1)^{2}+1}dx\) 时,正确地得到了 \(\frac{\pi}{10}\),但在最后汇总时,却错误地写成了“\(\frac{3}{10}\ln2-\frac{\pi}{10}\)”,这与它自己前一步算出的 \(\frac{\pi}{10}\) 矛盾,属于明显的笔误或逻辑不一致。结合上下文判断,此处的减号很可能是识别错误或书写错误,因为其计算过程显示应相加。

根据打分要求,对于识别错误导致的逻辑矛盾,若判断为误写则不扣分。但第一次识别结果中,从 \(\frac{2}{5}\arctan(x-1)\big|_{0}^{1}\) 到得出 \(-\frac{\pi}{10}\) 的步骤是明确的逻辑计算错误,并非单纯的字符误写,因此需要扣分。由于该错误导致最终答案错误,扣除2分。

综上,本题得分:8分。

题目总分:8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)

本题满分12分。学生的两次识别结果均存在多处逻辑错误和计算错误,且最终答案错误。

主要扣分点:

  1. 极限值符号错误:题目已知极限为-3,学生在两次识别中均误写为3。这是一个关键性的符号错误,直接导致后续所有推导的方向和结果都出现偏差。这是严重的逻辑错误,扣4分。
  2. 等价无穷小替换错误:在第二次识别中,学生错误地使用了等价无穷小替换 \(\ln(1-x) \sim -x\),这本身是正确的,但随后在表达式 \(\lim_{x\rightarrow0}\frac{-3\ln(1 + x)-3\ln(1 - x)+e^{2\sin x}-1}{x}\) 中,将 \(-3\ln(1-x)\) 替换为 \(+3x\),这是错误的。因为 \(-3\ln(1-x) \sim -3(-x) = 3x\),所以替换后应为 \(+3x\),但学生表述为“-3x+3x”,虽然结果巧合地抵消了,但替换过程表述混乱且有误。扣2分。
  3. 洛必达法则应用混乱且计算错误:学生在两次识别中都试图使用洛必达法则计算 \(f'(0)\),但过程极其混乱。
    • 第一次识别中,从 \(f'(0)\) 的定义式直接跳到一个复杂的、未经验证的表达式,然后进行两次求导,计算过程繁琐且最后代入 \(x=0\) 时出现严重计算错误(例如,将 \(e^{2\sin 0} \cdot (2\cos^2 0 - 2\sin 0)\) 算作2,实际上此项为 \(1 \times (2\times1 - 0)=2\),但后续的 \(2e^{2\sin 0} \cdot 2\cos 0\) 应为 \(2\times1\times2=4\),然而分子求和 \(3+3+2+4=12\),除以2应为6,学生却算成了 \(\frac{3+3+2+4}{2}=2\),计算错误)。扣3分。
    • 第二次识别中,洛必达法则的应用步骤同样混乱,并且在最后一步突然又回到了 \(\lim_{x\rightarrow0}\frac{e^{2\sin x}-1}{x}=2\) 的结论,这与推导 \(f'(0)\) 的过程脱节,逻辑不连贯。扣2分。
  4. 最终答案错误:标准答案为 \(f'(0)=5\),学生两次识别均得到 \(f'(0)=2\)。由于上述错误累积,导致答案错误。扣1分。

可得分点:

  1. 学生正确理解了要使分式极限存在,分子极限必须为0,并由此推出了 \(\lim_{x \to 0} xf(x) = 0\)。这一思路正确。
  2. 学生知道利用导数定义 \(f'(0)=\lim_{x \to 0} \frac{f(x)-f(0)}{x}\) 来求解。

鉴于核心思路(利用极限条件和导数定义)部分正确,但具体推导过程存在多处严重逻辑错误、计算错误,且最终答案错误,本题给予部分分数。

得分:12 - 4 - 2 - 3 - 2 - 1 = 0分。 (注:根据扣分项累计已超过12分,但按评分规则,本题最低0分。学生的错误是根本性的,从极限值符号错误开始,整个解题路径已偏离正确方向,后续计算也无正确性可言,因此得0分。)

题目总分:0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 \( f(x,y) \) 的表达式(满分6分)

学生第一次识别结果中,积分过程有错误:对 \( f_y' \) 积分时写为 \( \int f_y' dy = -e^{-y}(x^2 y - y) + c \),这明显不正确,且后续合并时表达式 \( t(x,y) = -e^{-y}(x^2 - y - 2) + c \) 虽然结果正确,但推导过程不严谨,存在逻辑跳跃。第二次识别结果中,对 \( f_y' \) 积分写为 \( \int f_y' dy = -e^{-y}(x^2 - y - 1) + C_2 \),这也是错误的(正确积分应得到含 \( y \) 的函数)。不过,学生最终给出的函数表达式 \( f(x,y) = -e^{-y}(x^2 - y - 2) \) 与标准答案 \( f(x,y) = -x^2 e^{-y} + (y+2)e^{-y} \) 等价(展开后相同),且利用 \( f(0,0)=2 \) 确定了常数,结果正确。由于核心结果正确,但积分过程存在明显错误,应扣过程分。扣2分,得4分。

(2)求驻点(满分3分)

学生正确写出偏导数并令其为零,解得驻点 \( (0, -1) \),与标准答案一致。此部分无错误,得3分。

(3)判断极值并求极值(满分3分)

学生计算二阶偏导数时,在第二次识别结果中给出 \( f_{xx}'' = 2e^{-y} \),这是错误的(应为 \( -2e^{-y} \)),导致后续 \( A = 2e \) 错误。虽然学生自己指出了“原答案计算 \( AC - B^2 \) 有误”,并给出了 \( AC - B^2 = -2e^2 < 0 \) 的计算,但这是基于错误的 \( A \) 值得出的,实际上若 \( A \) 正确(\( A = -2e \)),则 \( AC - B^2 = (-2e)(-e) - 0 = 2e^2 > 0 \),且 \( A < 0 \),可判断有极大值。学生因二阶偏导数计算错误导致极值判别结论错误(虽然函数值 \( f(0,-1)=e \) 计算正确)。此部分主要步骤(求二阶导、代入驻点、计算判别式)存在根本性计算错误,扣3分,得0分。

题目总分:4+3+0=7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。学生作答展示了两种方法(极坐标和直角坐标)来分析积分区域和建立积分表达式,思路基本正确,但存在关键的逻辑错误和计算未完成。

具体评分如下:

  • 区域分析(2分):学生正确将两个不等式转化为圆的标准方程,并指出区域由两个圆相交而成,得2分。
  • 对称性利用(0分):标准答案中利用对称性简化计算是本题的关键步骤,学生作答中完全没有提及,因此这部分不得分。
  • 极坐标方法建立(2分):学生正确进行了极坐标变换,并将被积函数 \((x-y)^2\) 写为 \(r^2 - 2r^2\cos\theta\sin\theta\)。在确定积分区域 \(D_1\) 时,学生给出的 \(\theta\) 范围 \([0, \pi/4]\) 和 \(r\) 范围 \([0, 4\cos\theta]\) 是错误的。这个 \(r\) 范围仅对应第一个圆 \(r=4\cos\theta\) 的边界,但区域 \(D\) 是两个圆的交集,在 \(\theta \in [0, \pi/4]\) 内,\(r\) 的上限应由两个圆中较小的 \(r\) 值决定,即 \(r \leq \min(4\cos\theta, 4\sin\theta)\)。学生忽略了 \(r=4\sin\theta\) 的约束,这是一个严重的逻辑错误,扣2分。但由于其后续计算是基于这个错误的积分限进行的,且计算未完成,因此只扣除建立部分的分数。
  • 极坐标计算过程(0分):学生的计算从 \(\int r^3 - 2r^3\cos\theta\sin\theta dr\) 开始,积分结果写为 \(\frac{1}{4}r^4 - \frac{1}{2}r^4\cos\theta\sin\theta\),这是正确的。但在代入上限 \(4\cos\theta\) 后,化简过程出现错误(如将 \((4\cos\theta)^4\) 的系数处理错误,并引入了未定义的表达式“\((1-\sin2\theta)(4\cos\theta)^4\)”),且最终没有算出数值结果。由于积分限本身就是错误的,且计算过程混乱、未完成,因此这部分不得分。
  • 直角坐标方法(1分):学生列出了直角坐标下的积分表达式,积分限设置基本正确(反映了区域边界),得1分。但同样没有进行计算。
  • 最终答案(0分):学生没有给出最终的积分数值结果。

综上,学生作答展现了部分正确思路,但存在关键的区域界定错误(极坐标积分限),且计算未完成。扣除主要逻辑错误分后,得分为:2(区域分析)+ 0(对称性)+ 2(极坐标建立,但有重大错误,实得1分)+ 0(计算)+ 1(直角坐标建立)= 5分。

修正说明:极坐标建立部分,因积分限设定错误属于核心逻辑错误,本应扣2分。但考虑到其思路框架(换元、写被积函数)正确,给予1分。因此总分定为5分。

题目总分:5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

本题满分12分,要求学生证明一个关于导函数严格单调递增的充要条件。学生的作答仅陈述了必要性方向的一部分,且论证不完整、不严谨,没有涉及充分性证明。

(1)得分及理由(满分12分)

学生作答内容为:若 \( f'(x) \) 在 \((a,b)\) 上单增,则 \( f''(x) > 0 \),\( f(x) \) 为凹区间,从而推出题目中的不等式。这只是在尝试证明“必要性”(即由\(f'(x)\)严格单增推出不等式),并且其论证逻辑存在严重问题:

  1. 题目条件只假设\(f(x)\)在\((a,b)\)内可导,并未假设二阶导数存在。学生直接使用\(f''(x)>0\)是无效的,属于引入未给定的条件,逻辑错误。
  2. 即使假设了二阶导数存在且大于零,这只能说明函数是严格凸的(或凹的,取决于定义),而由严格凸性推导出题目中的不等式是一个已知结论,但学生并未给出任何推导过程,只是直接陈述了结论。
  3. 标准答案中必要性的证明是使用拉格朗日中值定理,这是本题考察的核心知识点之一。学生的证明方法偏离了标准且正确的路径,并且由于依赖了未给出的条件(二阶可导),其证明在本题目框架下是不成立的。
  4. 学生完全没有证明“充分性”(即由不等式推出\(f'(x)\)严格单增),而这是本题证明的另一半,且难度较大。
因此,学生的作答未能正确完成题目的要求。考虑到其陈述了部分与结论相关的正确事实(尽管推导无效),但缺失了绝大部分核心论证,尤其是充分性证明完全缺失,故给予少量分数。
得分:2分(给予同情分,因其指出了必要性方向的部分结论,但论证无效且不完整)。

题目总分:2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)

学生正确得出 a=4,并正确计算了 A 的特征值为 3,6,0,从而推断出 k>0。但在第(1)问中,题目要求“求 a 的值及 k 的取值范围”,学生只给出了 a=4,并提到“k>0”,但在第一次识别的最后写“则 k>0”,第二次识别中未明确写出 k 的取值范围。根据标准答案,k>0 是正确结论。考虑到学生计算过程正确,且隐含了 k>0 的结论(因为特征值均为非负,且正惯性指数为2),但未明确写出“k>0”作为最终答案,存在表述不完整。扣1分。

得分:5分

(2)得分及理由(满分6分)

学生正确得出 k=3,并求出了三个特征向量,进行了单位化,得到了正交矩阵 Q。但在第二次识别中,特征向量 α₂ 的符号与标准答案相反(学生为 (1,0,1),标准答案为 (-1,0,1)),这会导致 Q 的第二列符号相反。由于正交矩阵的列向量符号可以反向(仍为单位特征向量),且满足 QᵀAQ = B,因此不扣分。但学生两次识别中,第一次的 E₂ 分母写为 √5 是错误的(应为 √2),第二次识别中已更正为 √2,且最终 Q 矩阵正确(与标准答案仅第二列符号差异,但仍是特征向量)。因此不扣分。

得分:6分

题目总分:5+6=11分

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