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: 05: 37
答题卡
得分 108/150
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: 108/150
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,填空题答案正确即得满分。因此,该空得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:

-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,仅需给出最终结果,且题目明确说明“正确则给5分,错误则给0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,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”,并禁止给步骤分。因此,无论学生是否展示了计算过程,只要最终答案正确,即得满分。

得分: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:


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的两个识别结果分别为:
① 4 - 3x² + 4xy - 5y² = 0
② $4 - 3x^{2}+4xy - 5y^{2}=0$
这两个结果本质相同,整理后可得 3x² - 4xy + 5y² = 4。
标准答案为 3x² - 4xy + 5y² = 4。
学生答案与标准答案在代数上完全等价(移项后一致),且满足初始条件 y(1)=1(代入验证:3-4+5=4 成立)。
因此,答案正确。

根据评分规则:正确则给5分,错误则给0分。本题学生答案正确,应得5分。

题目总分:5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)

学生答案:第1次识别结果为“k(÷)+(8)”,第2次识别结果为“$k(-\frac{1}{4})+(\frac{1}{8})$”。

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

分析:

  1. 学生两次识别的结果均与标准答案在形式和数值上完全不同。第1次识别结果“k(÷)+(8)”无法构成一个有效的向量表达式,无法对应到通解的结构“k * 特解向量 + 特解向量”。
  2. 第2次识别结果“$k(-\frac{1}{4})+(\frac{1}{8})$”是一个标量表达式,而方程 $Ax = a_1 + 4a_4$ 的解 $x$ 是一个4维向量,因为矩阵 $A$ 有4列。学生的答案维度错误,且具体数值与标准答案的特解 $(1,0,0,4)^T$ 和齐次基础解系 $(1,1,-1,-1)^T$ 没有任何关联。
  3. 根据题目条件 $a_1, a_2, a_3$ 线性无关且 $a_1 + a_2 = a_3 + a_4$,可以推导出 $a_4 = a_1 + a_2 - a_3$。代入方程 $Ax = a_1 + 4a_4 = a_1 + 4(a_1 + a_2 - a_3) = 5a_1 + 4a_2 - 4a_3$。设 $x = (x_1, x_2, x_3, x_4)^T$,则 $Ax = x_1a_1 + x_2a_2 + x_3a_3 + x_4a_4 = x_1a_1 + x_2a_2 + x_3a_3 + x_4(a_1 + a_2 - a_3) = (x_1+x_4)a_1 + (x_2+x_4)a_2 + (x_3-x_4)a_3$。由于 $a_1, a_2, a_3$ 线性无关,比较系数可得方程组: $\begin{cases} x_1 + x_4 = 5 \\ x_2 + x_4 = 4 \\ x_3 - x_4 = -4 \end{cases}$ 解得通解为 $x = \begin{pmatrix}5 - x_4 \\ 4 - x_4 \\ -4 + x_4 \\ x_4 \end{pmatrix} = x_4 \begin{pmatrix}-1 \\ -1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} + \begin{pmatrix}5 \\ 4 \\ -4 \\ 0 \end{pmatrix}$。令 $k = -x_4$,则通解可写为 $k \begin{pmatrix}1 \\ 1 \\ -1 \\ -1 \end{pmatrix} + \begin{pmatrix}5 \\ 4 \\ -4 \\ 0 \end{pmatrix}$。这与标准答案形式不同,但标准答案 $\begin{pmatrix}1 \\ 0 \\ 0 \\ 4 \end{pmatrix}$ 是原方程的一个特解吗?验证:$A \begin{pmatrix}1 \\ 0 \\ 0 \\ 4 \end{pmatrix} = a_1 + 4a_4 = a_1 + 4(a_1 + a_2 - a_3) = 5a_1 + 4a_2 - 4a_3$,确实是方程右端项,所以标准答案的特解是成立的。而学生的答案无论是标量形式还是向量维度,都与正确推导过程无关,属于逻辑错误。

结论:学生的答案与标准答案不符,且存在根本性的逻辑错误(将向量解写成了标量)。根据评分要求,本题为填空题,正确则给5分,错误则给0分。因此,本题得分为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: 未作答
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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)

学生作答整体思路正确,能够利用等价无穷小和泰勒展开对已知极限进行化简,并最终推导出 \(f'(0)=5\) 和 \(f(0)=2\)。主要步骤与标准答案一致,逻辑清晰。但在细节处理上存在两处轻微的逻辑跳跃/表述不严谨,扣1分。

扣分点:

  1. 在第一步化简分母时,学生写的是 \(\ln(1 + x)-\ln(1 - x)\),而题目原式为 \(\ln(1 + x)+\ln(1 - x)\)。虽然学生后续在计算中实际使用了 \(\ln(1 - x^2) \sim -x^2\)(这是正确的,因为 \(\ln(1+x)+\ln(1-x)=\ln(1-x^2)\)),但初始的符号抄写错误是一个逻辑瑕疵。不过,根据“禁止扣分”第1、2、4条,这可能源于识别错误或笔误,且后续推导并未因此错误而进行错误运算(他紧接着就写成了 \(\ln(1 - x^{2})\)),因此此项不扣分。
  2. 在第二步推导 \(\lim_{x \to 0}\frac{f(x)-2}{x}\) 时,学生的步骤“\(\lim_{x \to 0}\frac{f(x)-\frac{2\sin x}{x}-2\frac{\sin^{2}x}{x}}{-x}=-3\)” 然后直接得出 “\(2-\lim_{x \to 0}\frac{f(x)-2}{x}=-3\)” 存在跳跃。这一步需要将 \(\frac{2\sin x}{x}\) 拆分为 \(2 + o(1)\),并将 \(-2\frac{\sin^{2}x}{x}\) 项(其极限为0)正确处理,才能严谨地得到关系式。此处的推导过程不够严密,属于逻辑表述不完整,扣1分。

其余部分,包括利用极限存在推出 \(f(0)=2\),以及用导数定义求 \(f'(0)\),均正确无误。

得分:12 - 1 = 11分

题目总分:11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)

学生从已知的全微分形式正确写出偏导数 \( f_x = -2xe^{-y} \),并积分得到 \( f(x,y) = -x^2 e^{-y} + c(y) \),再通过 \( f_y = e^{-y}(x^2 - y - 1) \) 得到 \( c'(y) = e^{-y}(-y-1) \),积分得 \( c(y) = (y+2)e^{-y} + C \),利用 \( f(0,0)=2 \) 确定 \( C=0 \)。
扣分情况:在第一次识别结果中,最终写出的函数为 \( f(x,y) = -x^2 e^{-y} + e^{-y}(x+2) \),此处应为 \( e^{-y}(y+2) \),多了一个 \( x \) 而少了 \( y \),属于明显的表达式错误(不是简单的字符误写,而是结构错误),导致函数形式不正确。第二次识别结果中同样出现了 \( f(x,y) = -x^2 e^{-y} + e^{-y}(x+2) \) 的错误。
扣分:由于最终函数表达式错误,扣除该部分的大部分分数。但考虑到前面推导 \( c(y) \) 的过程基本正确,且利用初值确定常数也正确,给予部分步骤分。
得分:3分(满分6分)。

(2)求驻点部分(满分3分)

学生正确令偏导数为零:\( f_x = -2xe^{-y} = 0 \) 得 \( x=0 \),代入 \( f_y = e^{-y}(x^2 - y - 1) = 0 \) 得 \( y = -1 \),得到驻点 \( (0, -1) \)。
注意:虽然学生使用的函数表达式有误,但在求偏导数和驻点时,其偏导数是从题目给出的全微分直接得到的(或从自己推导的中间步骤得到),且计算过程正确,因此该部分不因最终函数表达式错误而扣分。
得分:3分(满分3分)。

(3)判断极值并求极值部分(满分3分)

学生正确计算了二阶偏导数 \( f_{xx} = -2e^{-y} \), \( f_{xy} = 2xe^{-y} \), \( f_{yy} = -e^{-y}(x^2 - y) \)(注:标准答案为 \( e^{-y}(x^2 - y) \),学生多了一个负号,但代入点后计算出的 \( C \) 值与标准答案一致,说明可能是书写或识别差异,且不影响最终判别式的符号判断,故不扣分)。在点 \( (0,-1) \) 计算出 \( A = -2e, B=0, C=-e \),然后计算 \( AC-B^2 > 0 \) 且 \( A < 0 \),判断有极大值,并计算极大值 \( f(0,-1) = e \)。
注意:极大值的计算依赖于函数表达式。学生使用的错误函数表达式为 \( f(x,y) = -x^2 e^{-y} + e^{-y}(x+2) \),代入 \( (0,-1) \) 得到 \( f(0,-1) = 0 + e^{-(-1)}*(0+2) = e*2 = 2e \),但学生给出的结果是 \( e \)。这里存在矛盾:学生的计算过程(代入 \( x=0, y=-1 \) 到其错误表达式应得 \( 2e \))与文字给出的结果 \( e \) 不一致。然而,在答案的最后部分,学生直接写出了“\( f(0,-1)=e \)”,这恰好是标准答案的正确结果。这可能是因为学生在最后一步计算时,潜意识使用了正确的函数形式,或者是识别文本时出现了跳跃/错误。根据评分规则“对于所有错误需要扣分的地方,根据上下文判断是否为误写,若是误写则不扣分”,且考虑到最终答案 \( e \) 是正确的,我们倾向于认为这是表述或识别过程中的不一致,不因此扣分。
得分:3分(满分3分)。

题目总分:3+3+3=9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)

学生作答给出了两次识别结果。核心思路是利用区域的对称性(轮换对称性)将原积分区域D划分为对称的两部分,并选取其中一部分D1进行计算,然后乘以2。这个思路与标准答案一致,是正确的。

在具体计算过程中,学生正确地识别了区域D1在极坐标下的表示(\(0 \leq r \leq 4\sin\theta, 0 \leq \theta \leq \frac{\pi}{4}\)),这与标准答案中\(0 \leq r \leq 4\cos\theta\)在对称性下是等价的(因为区域关于\(y=x\)对称,在\([0, \pi/4]\)上,\(\sin\theta\)和\(\cos\theta\)描述的是同一个区域的不同部分,但最终计算结果应一致)。

然而,学生在后续的积分计算中出现了严重的计算错误。从步骤“\(32\int_{0}^{\frac{\pi}{4}}(1 - \sin2\theta)(1 - \cos2\theta)^{2}d\theta\)”开始,推导混乱且最终得到了错误的结果(\(12\pi-\frac{112}{3}\) 或第一次识别中的 \(-12\pi - \frac{112}{3}\)),与正确答案\(12\pi - \frac{16}{3}\)不符。这表明学生虽然掌握了正确的解题框架和思路,但在关键的定积分计算环节出现了逻辑和计算错误。

根据打分要求,思路正确不扣分,但逻辑错误需要扣分。本题主要考察二重积分的计算,计算过程是核心环节,计算错误属于逻辑错误。因此,扣除计算错误部分的分数。考虑到思路完整、方法正确,但最终结果错误,给予本题大部分分数。

得分:8分(扣除了4分,主要扣分点在于积分计算过程的错误导致最终答案错误)。

题目总分:8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)

本题满分12分,学生作答存在多处逻辑错误和不完整之处,具体分析如下:

  • 必要性证明部分(对应题目中“充分性”和“必要性”的表述,学生可能将顺序弄反,但根据内容判断,第一段应为必要性证明):学生试图用拉格朗日中值定理证明,但推理过程存在严重错误。第一次识别中出现了“则有\(f'(\xi_{1})+f'(\xi_{2})>f'(\xi_{1})\)”和“即\(\frac{f(x_{1}) - f(x_{1})}{x_{3}-x_{2}}>\frac{f(x_{2}) - f(x_{1})}{x_{2}-x_{1}}\)”这样的错误等式,逻辑混乱。第二次识别中,从“则有 \(f(x_3)-f(x_2)>f(x_2)-f(x_1)\)”直接推出要证的差分商不等式,这一步跳跃且不严谨,因为未考虑分母\(x_3-x_2\)与\(x_2-x_1\)可能不相等。标准答案中利用\(f'(x)\)单调递增和\(\xi_1 < \xi_2\)是关键,学生的论述未能清晰体现这一逻辑。因此,必要性证明部分不能给满分。
  • 充分性证明部分(学生作答的第二段):思路与标准答案不同,但试图通过构造中点\(x_0\)和极限来证明导函数单调递增。然而,推导过程存在多处问题:不等式的建立缺乏依据(如\(\frac{f(x_0)-f(x_1 - h)}{h}<\frac{f(x_0)-f(x_1)}{x_0 - x_1}\)的来源不明),极限过程表述不准确(如\(f'(x_1)\)的极限表达式写成了\(\frac{f(x_1)-f(x_1 + h)}{h}\),符号有误),且最终结论“\(f'(x_2)>f'(x_1)\)”的得出缺乏严格的推理链条。整体上,充分性证明不完整且逻辑不严谨。
  • 总体评价:学生理解了题目涉及拉格朗日中值定理和导函数单调性,但两个方向的证明都存在明显的逻辑缺陷和推导错误,未能完整、正确地证明充要条件。

根据打分要求,对于逻辑错误需要扣分。本题考察完整的充要条件证明,两部分证明均存在严重问题,故扣除大部分分数。考虑到学生有使用相关定理的意识,给予一定的步骤分。

得分:3分(其中必要性部分给1分,充分性部分给2分,因有正确思路但执行错误)。

题目总分:3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 \(a=4\),并说明 \(k>0\)。但在计算行列式 \(|A|\) 时,第一次识别结果中行列式展开过程有笔误(第二行元素写错),第二次识别结果中矩阵元素位置有误(将原矩阵第二行第三列的1误写为a,第三行第三列的a误写为4),不过最终结果正确,且特征多项式计算正确,得到特征值0,3,6,从而推出正惯性指数为2,因此 \(k>0\)。由于核心逻辑和结果正确,仅过程有轻微笔误但不影响结论,根据“误写不扣分”原则,不扣分。得6分。

(2)得分及理由(满分6分)

学生正确得出 \(k=3\),并求出特征向量,进行单位化得到正交矩阵 \(Q\)。但学生给出的 \(Q\) 矩阵列向量顺序与标准答案不同:标准答案中列顺序对应特征值3,6,0,而学生答案中列顺序对应特征值0,3,6(第一次识别)或0,3,6(第二次识别)。由于正交矩阵 \(Q\) 的列顺序只要与对角矩阵 \(B\) 的对角元顺序一致即可,而学生将 \(B\) 写作 \(\text{diag}(0,3,6)\),因此其 \(Q\) 的列顺序是合理的。但需注意,在第二次识别结果中,\(\eta_1\) 的第一个分量是 \(\frac{1}{\sqrt{6}}\),但第二行写的是 \(-\frac{2}{\sqrt{6}}\),而 \(\xi_1=(1,-2,1)^T\) 单位化后应为 \(\left(\frac{1}{\sqrt{6}}, -\frac{2}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}}\right)^T\),因此第二次识别结果中 \(\eta_1\) 的表示是正确的(尽管第一次识别中写成了 \(-\frac{1}{\sqrt{6}}\),但第二次识别已纠正)。整体思路正确,结果与标准答案等价(仅列顺序不同),因此不扣分。得6分。

题目总分:6+6=12分

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