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: 46: 41
答题卡
得分 61/150
答对题目数 4/22
评价

答题情况分析报告

正确: 4
错误: 18
未答: 0
总分: 61/150
正确率 18.2%
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: B 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: A 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: 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: D 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: 正确 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


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是 \(y = x\)。为了判断曲线 \(y = \sqrt[3]{x^3 - 3x^2 + 1}\) 的渐近线,我们需要分别考察斜渐近线和垂直渐近线。

  1. 垂直渐近线:函数为三次根式下的多项式,定义域为全体实数,且函数连续,无垂直渐近线。
  2. 斜渐近线:设渐近线为 \(y = kx + b\)。
    • 计算斜率 \(k = \lim_{x \to \infty} \frac{y}{x} = \lim_{x \to \infty} \frac{\sqrt[3]{x^3 - 3x^2 + 1}}{x} = \lim_{x \to \infty} \sqrt[3]{\frac{x^3 - 3x^2 + 1}{x^3}} = \sqrt[3]{1} = 1\)。
    • 计算截距 \(b = \lim_{x \to \infty} (y - kx) = \lim_{x \to \infty} (\sqrt[3]{x^3 - 3x^2 + 1} - x)\)。这是一个 \(\infty - \infty\) 型未定式,需要进行有理化(或利用公式 \(a - b = \frac{a^3 - b^3}{a^2 + ab + b^2}\))。令 \(a = \sqrt[3]{x^3 - 3x^2 + 1}, b = x\),则 \(a^3 - b^3 = (x^3 - 3x^2 + 1) - x^3 = -3x^2 + 1\)。因此, \[ b = \lim_{x \to \infty} \frac{-3x^2 + 1}{a^2 + a x + x^2} \] 其中 \(a \sim x\)(当 \(x \to \infty\) 时)。所以分母 \(\sim x^2 + x \cdot x + x^2 = 3x^2\)。因此, \[ b = \lim_{x \to \infty} \frac{-3x^2 + 1}{3x^2} = -1 \] 故斜渐近线方程为 \(y = x - 1\)。

学生答案 \(y = x\) 的截距计算错误(应为 -1 而非 0),因此答案不正确。根据题目要求,填空题答案必须完全正确才给分,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:

-1/2


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是 -1/2。标准答案是 -1/4。该题考查的是利用定积分的定义求极限。正确思路是将极限表达式转化为黎曼和的形式:

\[ \lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} \sum_{k=1}^{n-1} \frac{k}{n} \ln \frac{k}{n} = \int_0^1 x \ln x \, dx \]

计算该定积分:

\[ \int_0^1 x \ln x \, dx = \left. \frac{x^2}{2} \ln x \right|_0^1 - \int_0^1 \frac{x}{2} \, dx = 0 - \left. \frac{x^2}{4} \right|_0^1 = -\frac{1}{4} \]

学生答案 -1/2 与正确结果不符,属于计算错误或积分过程错误。根据题目要求,填空题只有答案正确才给满分,错误则给0分,且禁止给步骤分。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:

1


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是“1”,而标准答案为“e”。本题考察由参数方程和隐函数方程确定的函数的导数计算,需要利用参数方程求导公式 \(\frac{dy}{dx} = \frac{dy/dt}{dx/dt}\),并在 \(t=0\) 时求出具体数值。学生答案与正确答案不符,因此得0分。

题目总分:0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:


好的,我们先分析题目与学生的答案。 --- **1. 题目分析** 微分方程 \[ (2y - 3x)dx + (2x - 5y)dy = 0 \] 满足 \(y(1) = 1\)。 这是一个齐次方程(因为可以写成 \(\frac{dy}{dx} = \frac{3x - 2y}{2x - 5y}\),分子分母都是齐次一次函数)。 标准解法:令 \(y = ux\),代入化简,分离变量积分,再代入初值,得到隐式解 \[ 3x^2 - 4xy + 5y^2 = 4 \] 这是标准答案。 --- **2. 学生答案分析** 学生两次识别结果基本一致: \[ \frac{1}{\sqrt{3 - 4\frac{y}{x} + 5\frac{y^{2}}{x^{2}}}} = x + \frac{1}{2} \] 这个形式与标准答案不同,但可能是解微分方程过程中分离变量积分并代入初值后的一个中间形式(经过变量代换 \(u = y/x\) 后积分得到含 \(\sqrt{3 - 4u + 5u^2}\) 的表达式,再代入初值得到常数)。 我们验证一下: 设 \(u = y/x\),则原方程化为 \[ \frac{du}{dx} = \frac{3 - 2u - u(2 - 5u)}{x(2 - 5u)} = \frac{3 - 4u + 5u^2}{x(2 - 5u)} \] 分离变量: \[ \frac{2 - 5u}{3 - 4u + 5u^2} \, du = \frac{dx}{x} \] 积分左边: \[ \int \frac{2 - 5u}{3 - 4u + 5u^2} du \] 注意到分子是分母导数的一半: \[ \frac{d}{du}(3 - 4u + 5u^2) = -4 + 10u \] 而 \(2 - 5u = -\frac12[(-4 + 10u)]\),所以积分得 \[ -\frac12 \ln|3 - 4u + 5u^2| = \ln|x| + C \] 即 \[ \ln|3 - 4u + 5u^2| = -2\ln|x| + C_1 \] \[ 3 - 4u + 5u^2 = \frac{C_2}{x^2} \] 代回 \(u = y/x\): \[ 3 - 4\frac{y}{x} + 5\frac{y^2}{x^2} = \frac{C_2}{x^2} \] \[ 3x^2 - 4xy + 5y^2 = C_2 \] 代入 \(x=1, y=1\): \[ 3 - 4 + 5 = 4 = C_2 \] 所以解为 \[ 3x^2 - 4xy + 5y^2 = 4 \] --- **3. 学生答案与标准答案的关系** 学生答案 \[ \frac{1}{\sqrt{3 - 4\frac{y}{x} + 5\frac{y^{2}}{x^{2}}}} = x + \frac{1}{2} \] 如果从上面中间步骤 \(3 - 4u + 5u^2 = \frac{C_2}{x^2}\) 代入 \(C_2=4\) 得 \[ 3 - 4\frac{y}{x} + 5\frac{y^2}{x^2} = \frac{4}{x^2} \] 取平方根倒数: \[ \frac{1}{\sqrt{3 - 4\frac{y}{x} + 5\frac{y^2}{x^2}}} = \frac{|x|}{2} \] 这里 \(x>0\)(初值 \(x=1\) 附近解连续)时,右边是 \(x/2\),但学生写的是 \(x + \frac12\),这就不对了。 代入 \(x=1, y=1\) 检验学生答案: 左边 \(1/\sqrt{3 - 4 + 5} = 1/2\) 右边 \(1 + 1/2 = 1.5\),不相等,所以学生答案不满足初值条件。 因此学生答案不是原微分方程的正确解。 --- **4. 评分** 本题是填空题,标准答案唯一且为隐式方程 \(3x^2 - 4xy + 5y^2 = 4\)。 学生答案形式不同且代入初值不成立,所以不正确。 根据规则:正确给 5 分,错误给 0 分,不给步骤分。 因此得分:0 分。 --- **5. 输出**

评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案 \(\frac{1}{\sqrt{3 - 4\frac{y}{x} + 5\frac{y^{2}}{x^{2}}}} = x + \frac{1}{2}\) 与标准答案 \(3x^{2} - 4xy + 5y^{2} = 4\) 不一致。代入初值 \(x=1, y=1\) 检验,左边为 \(1/2\),右边为 \(3/2\),不满足方程,因此不是正确解。根据填空题评分规则,错误则得 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)

学生答案:第1次识别为 \(k(5,4,-4)^{T},k\in R\);第2次识别为 \(k(5,4, - 4)^{\mathrm{T}},k\in\mathbb{R}\)。

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:本题要求解线性方程组 \(Ax = a_1 + 4a_4\) 的通解。已知条件为 \(a_1, a_2, a_3\) 线性无关,且 \(a_1 + a_2 = a_3 + a_4\)。由此可得 \(a_4 = a_1 + a_2 - a_3\),代入方程右端:
\(a_1 + 4a_4 = a_1 + 4(a_1 + a_2 - a_3) = 5a_1 + 4a_2 - 4a_3\)。
因此,方程 \(Ax = 5a_1 + 4a_2 - 4a_3\) 有一个特解为 \(x_0 = (5, 4, -4, 0)^T\)(因为 \(A\) 的列向量为 \(a_1, a_2, a_3, a_4\),该特解表示用系数5,4,-4,0分别乘对应列向量得到右端项)。

其次,由 \(a_1 + a_2 = a_3 + a_4\) 可得 \(a_1 + a_2 - a_3 - a_4 = 0\),即向量 \((1,1,-1,-1)^T\) 是齐次方程 \(Ax=0\) 的一个非零解。由于 \(a_1,a_2,a_3\) 线性无关,矩阵 \(A\) 的秩至少为3,结合 \(a_4\) 可由前三列线性表示(\(a_4 = a_1 + a_2 - a_3\)),可知 \(r(A)=3\),因此齐次方程的基础解系含 \(4-3=1\) 个向量,即 \((1,1,-1,-1)^T\) 就是基础解系。

于是通解应为:\(x = k(1,1,-1,-1)^T + (5,4,-4,0)^T\),其中 \(k\) 为任意常数。

标准答案给出的是 \(k(1,1,-1,-1)^T + (1,0,0,4)^T\),这其实是另一个特解形式(可通过特解减去齐次解的一个倍数得到)。学生给出的答案是 \(k(5,4,-4)^T\),这存在几个问题:

  1. 向量维数错误:题目中 \(A\) 有4列,解向量应为4维,但学生给出的是3维向量 \((5,4,-4)^T\)。
  2. 未给出特解:学生答案只给出了齐次解部分(尽管系数向量维数不对),缺少非齐次方程的特解部分,因此不是一个完整的通解表达式。
  3. 齐次解形式错误:即使忽略维数,齐次解应为 \((1,1,-1,-1)^T\) 的形式,而不是 \((5,4,-4)^T\)。\((5,4,-4,0)^T\) 是一个特解,不是齐次解。

因此,学生的答案与标准答案在逻辑上不一致,且存在明显的逻辑错误(维数缺失、通解结构不完整)。根据评分规则,本题为填空题,正确则给5分,错误则给0分。学生答案错误,故得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)

学生作答给出了两种识别结果,两种结果均正确计算出了积分值 \(\frac{3}{10}\ln2+\frac{\pi}{10}\),与标准答案一致。

具体分析:学生正确使用了部分分式分解法,设定了正确的分解形式 \(\frac{C}{x+1} - \frac{Ax+B}{x^2-2x+2}\),并通过比较系数正确解出了 \(A, B, C\) 的值。在积分计算过程中,学生正确地将有理函数积分拆分为对数函数和反正切函数的积分,并准确计算了定积分的值。整个过程逻辑清晰,计算无误。

根据打分要求,思路正确且计算无误,应给予满分。识别结果中的一些符号差异(如第一次识别中方程组写法与第二次略有不同)不影响核心逻辑,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,学生作答整体思路正确,但在关键步骤的推导中存在逻辑错误和表述不严谨之处,具体扣分如下:

(1)步骤一:化简极限表达式(满分2分)

学生正确应用对数运算法则将分母化为 \(\ln(1-x^2)\),得2分。

(2)步骤二:利用连续性(满分1分)

学生提及函数在 \(x=0\) 处连续,但此步骤在后续推导中并未有效使用(例如用于确定 \(f(0)\) 的值),表述正确但未深入,给1分。

(3)步骤三:极限的进一步变形与计算(满分7分)

此为核心推导步骤,学生存在多处逻辑错误:
1. 在利用等价无穷小替换时,将 \(e^{2\sin x}-1 \sim 2\sin x\) 代入分子,但分母替换为 \(-x^2\) 后,整个分式应保留到足够的阶数(\(x^2\))。学生的替换 \(\frac{xf(x) - (2\sin x)}{-x^2}\) 忽略了 \(2\sin x\) 展开中的高阶项(如 \(2\sin^2 x\)),导致后续推导出现偏差。此处属于方法应用不当,扣2分。
2. 学生得到 \(\lim\limits_{x \to 0} \left[-\frac{f(x)}{x} + \frac{2\sin x}{x^2}\right] = -3\),并指出 \(\lim\limits_{x \to 0} \frac{2\sin x}{x^2}\) 不存在,需要系数抵消。此观察正确,但后续推导“进一步变形可得 \(\lim\limits_{x \to 0} \left[\frac{-f(x) + 1}{x}\right] = -5\)”缺乏严格的代数推导过程,且凭空引入了常数“1”。从表达式 \(-\frac{f(x)}{x} + \frac{2\sin x}{x^2}\) 无法直接推出 \(\frac{-f(x)+1}{x}\),此步骤逻辑跳跃,扣3分。
3. 学生未通过极限条件先求出 \(f(0)\) 的值,而是直接假设了一个形式进行推导,这是关键缺陷。扣1分。
此步骤共扣6分,得1分。

(4)步骤四:求导数值(满分2分)

学生写出了导数定义式,并基于上一步得出的错误等式 \(\lim\limits_{x \to 0} \left[\frac{-f(x) + 1}{x}\right] = -5\) 进行变形,最终得到 \(f'(0)=5\)。虽然最终答案与标准答案一致,但推导所依赖的上一步等式是错误的,因此此步骤的推理过程不能视为正确。但考虑到最终答案正确,且导数定义形式正确,给予1分。

题目总分:2+1+1+1=5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12分)

本题要求求解函数 \( f(x, y) \) 及其极值。学生作答提供了两次识别结果,其中第二次识别结果在关键步骤上基本正确,但最终极值计算有误。具体分析如下:

  • 求解 \( f(x, y) \) 的过程:第二次识别中,从 \( df \) 得到偏导数,积分得到 \( f(x, y) = -e^{-y}x^2 + G(y) \),再利用条件确定 \( G(y) \),最终得到 \( f(x, y) = e^{-y}(-x^2 + 2 - y) \)。此结果与标准答案 \( f(x, y) = -x^2 e^{-y} + (y+2)e^{-y} \) 等价(展开后均为 \( e^{-y}(-x^2 - y + 2) \)),因此该部分正确。
  • 求极值点:第二次识别正确解出驻点为 \( (0, -1) \),并计算了二阶偏导数及判别式 \( AC - B^2 = 2e^2 > 0 \) 且 \( A = -2e < 0 \),判断为极大值点。这些步骤均正确。
  • 极值计算:学生计算极大值为 \( f(0, -1) = 3e \),但根据正确表达式 \( f(0, -1) = e^{-(-1)}(-0^2 - (-1) + 2) = e(0 + 1 + 2) = 3e \)。然而标准答案为 \( e \),两者不一致。检查标准答案:\( f(0, -1) = -0^2 e^{1} + (-1+2)e^{1} = 0 + 1 \cdot e = e \)。学生结果 \( 3e \) 是错误的,源于其函数表达式 \( f(x, y) = e^{-y}(-x^2 + 2 - y) \) 在 \( (0, -1) \) 处代入得 \( e^{1}(0 + 2 - (-1)) = e \cdot 3 = 3e \),但标准答案表达式为 \( f(x, y) = -x^2 e^{-y} + (y+2)e^{-y} \),在 \( (0, -1) \) 处为 \( 0 + (1)e^{1} = e \)。两个表达式看似等价,实则学生表达式 \( e^{-y}(-x^2 + 2 - y) \) 展开为 \( -x^2 e^{-y} + 2e^{-y} - y e^{-y} \),而标准答案为 \( -x^2 e^{-y} + y e^{-y} + 2e^{-y} \),差异在于 \( -y e^{-y} \) 与 \( +y e^{-y} \)。学生求解 \( G(y) \) 时出现符号错误:从 \( G'(y) = e^{-y}(y+1) \) 积分得 \( G(y) = -e^{-y}(y+2) + C \),代入 \( G(0)=2 \) 得 \( C = 2 + e^0 \cdot 2 = 4 \)? 实际上正确积分应为 \( G(y) = \int e^{-y}(y+1) dy = -(y+2)e^{-y} + C \),由 \( G(0)=2 \) 得 \( -2 + C = 2 \Rightarrow C=4 \),则 \( G(y)=4 - (y+2)e^{-y} \),代入 \( f = -x^2 e^{-y} + G(y) \) 得 \( f = -x^2 e^{-y} + 4 - (y+2)e^{-y} = -x^2 e^{-y} - (y+2)e^{-y} + 4 \),再利用 \( f(0,0)=2 \) 可确定常数,但学生过程有误导致最终函数错误。然而,在第一次识别中,学生直接写出 \( f(x,y)=e^{-y}(-x^2+2-y) \),且未正确使用初始条件(直接令 \( f(0,0)=2 \) 推出该形式,但实际应得常数项),因此函数表达式实际错误,但极值点求解和判别式应用思路正确。

综合评分:

  • 求函数 \( f(x, y) \) 部分:由于函数表达式最终错误(与标准答案不等价),但主要步骤(偏导数积分、利用初始条件)思路正确,扣3分。
  • 求极值点部分:正确解出驻点 \( (0, -1) \),计算二阶偏导及判别式,但基于错误函数计算极值,扣2分。
  • 总体:本题满分12分,扣除函数错误3分和极值错误2分,得7分。

题目总分: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。学生作答存在多处关键性逻辑错误,导致最终结果与标准答案不符。具体扣分理由如下:

  1. 积分区域判断错误(扣4分):学生将积分区域D的极坐标表示错误地设定为 \( r \) 从 \( 4\sin\theta \) 到 \( 4\cos\theta \)。实际上,由区域 \( x^2 + y^2 \leq 4x \) 和 \( x^2 + y^2 \leq 4y \) 的交集可知,其边界是两个半径均为2的圆。在利用对称性选取区域 \( D_1 \)(或类似部分)后,正确的极坐标范围应为 \( 0 \leq r \leq 4\sin\theta \) 或 \( 0 \leq r \leq 4\cos\theta \),具体取决于所选区域。学生给出的上下限 \( 4\sin\theta \) 和 \( 4\cos\theta \) 对应于两个圆的边界,但并未正确限定在它们的交集内,这属于对积分区域理解的根本性错误。
  2. 积分计算过程错误(扣3分):在计算 \( \int_{4\sin\theta}^{4\cos\theta} r^3 dr \) 后,学生得到 \( 64(\cos^4\theta - \sin^4\theta) \),并化简为 \( 64\cos2\theta \)。虽然此步代数化简正确,但由于积分限错误,此结果本身是错误的起点。后续的代入和化简都建立在错误的积分结果上。
  3. 最终结果错误(扣2分):由于上述区域和计算错误,最终得到结果16,与正确答案 \( 12\pi - 16/3 \) 相差甚远。
  4. 思路部分正确(给3分):学生正确识别出被积函数 \( (x-y)^2 \) 在极坐标下可表示为 \( r^2(1-2\sin\theta\cos\theta) \),并意识到积分区域具有对称性(尽管未明确写出),从而尝试将二重积分化为二次积分。这一部分思路是正确的,因此给予部分分数。

综上,扣除4+3+2=9分,本题得分为12 - 9 = 3分。

题目总分:3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)

学生作答仅给出了导数的定义公式,完全没有涉及题目要求证明的“导函数严格单调增加的充要条件”这一命题。作答内容与题目要求证明的结论无关,没有展示任何证明思路或步骤。因此,该作答未能完成题目要求的证明任务,属于未作答或答非所问。

根据评分要求,逻辑错误需要扣分。本题核心逻辑缺失,应扣除全部分数。

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)

学生正确得出 |A|=0 并解得 a=4,得到特征值 0,3,6,并指出 k>0。但未完整说明 k 的取值范围与正惯性指数的关系,且未明确 k 应大于 0 的具体理由(标准答案中由正惯性指数为 2 推出 k>0)。学生只写了“K>0”,未说明理由,但结论正确。考虑到核心步骤和结果正确,扣 1 分。得 5 分。

(2)得分及理由(满分6分)

学生正确利用正交相似推出 k=3,并求出三个特征向量(尽管两次识别中特征向量的具体数值略有差异,但最终单位化后的 Q 与标准答案一致)。计算过程基本正确,最终 Q 正确。但特征向量的求解过程中矩阵书写有误(例如 λ₁E-A 的矩阵元素符号有误),不过最终向量和 Q 正确,可视为计算笔误或识别误差。整体思路和结果正确,得 6 分。

题目总分:5+6=11分

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