2015-2016年聊城大学考研试题620数学分析
2015考研数学真题完整版
2015考研数学真题完整版对于众多考研学子来说，考研数学真题具有极其重要的意义。
它不仅是检验学习成果的试金石，更是了解考试趋势、把握命题规律的关键依据。
2015 年的考研数学真题，整体呈现出了一定的特点和难度水平。
从题型分布来看，选择题、填空题和解答题的比例合理，涵盖了数学的各个重要知识点。
在选择题中，对于基本概念和定理的考查较为细致，需要考生对定义有清晰准确的理解。
例如，在高等数学部分，对于函数极限的概念、导数的定义等知识点进行了巧妙的设计，要求考生能够迅速准确地运用所学知识进行判断和计算。
填空题则更侧重于考查考生的计算能力和对公式的熟练运用。
像线性代数中的矩阵运算、概率论中的概率密度函数计算等，都需要考生在短时间内准确无误地得出答案。
这不仅考验了考生的基础知识掌握程度，还对其计算速度和准确性提出了较高的要求。
解答题的难度分布较为均匀，既有对基础知识的巩固考查，也有对综合运用能力和创新思维的挑战。
比如，在高等数学的解答题中，经常会出现与函数单调性、极值、曲线积分等相关的问题，需要考生熟练运用求导、积分等方法，结合几何意义进行深入分析。
在知识覆盖面上，2015 年考研数学真题涵盖了高等数学、线性代数和概率论与数理统计三大板块。
高等数学部分依旧是重点，占据了较大的比重。
函数、极限、连续、一元函数微积分学、多元函数微积分学等知识点均有涉及，且考查方式灵活多变。
线性代数部分，重点考查了矩阵、向量、线性方程组等核心内容。
要求考生能够熟练掌握矩阵的运算、向量组的线性相关性以及线性方程组的求解方法。
概率论与数理统计部分，对于随机变量及其分布、数字特征、大数定律和中心极限定理等内容进行了考查。
考生需要具备运用概率统计知识解决实际问题的能力。
从难度层次上来看，2015 年的考研数学真题具有一定的区分度。
基础题目主要考查考生对基本概念、定理和公式的掌握程度，确保大部分考生能够拿到一定的分数。
而中高难度的题目则需要考生具备较强的综合分析能力和解题技巧，能够将多个知识点融会贯通，灵活运用。
2015~2016年考研数学(一)真题含答案详解
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）一、选择题:1:8小题,每小题4分,共32分.下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上. (1)设函数()f x 在(),-∞+∞内连续，其中二阶导数()''f x 的图形如图所示，则曲线()=y f x 的拐点的个数为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 (2)设211()23=+-x x y e x e 是二阶常系数非齐次线性微分方程'''++=x y ay by ce 的一个特解，则( )(A) 3,2,1=-==-a b c (B) 3,2,1===-a b c (C) 3,2,1=-==a b c (D) 3,2,1===a b c (3) 若级数1∞=∑nn a条件收敛，则 3=x 与3=x 依次为幂级数1(1)∞=-∑n n n na x 的 ( )(A) 收敛点，收敛点 (B) 收敛点，发散点 (C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点(4) 设D 是第一象限由曲线21xy =，41xy =与直线y x =，3y x =围成的平面区域，函数(),f x y 在D 上连续，则(),Df x y dxdy =⎰⎰ ( )(A)()13sin 2142sin 2cos ,sin d f r r rdr πθπθθθθ⎰⎰(B)()sin 23142sin 2cos ,sin d f r r rdr πθπθθθθ⎰⎰(C)()13sin 2142sin 2cos ,sin d f r r drπθπθθθθ⎰⎰(D)()1sin 23142sin 2cos ,sin d f r r dr πθπθθθθ⎰⎰(5) 设矩阵21111214A a a ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，21b d d ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，若集合{}1,2Ω=，则线性方程组Ax b =有无穷多解的充分必要条件为 ( )(A) ,a d ∉Ω∉Ω (B) ,a d ∉Ω∈Ω (C) ,a d ∈Ω∉Ω (D) ,a d ∈Ω∈Ω(6)设二次型()123,,f x x x 在正交变换为=x Py 下的标准形为2221232+-y y y ，其中()123,,=P e e e ，若()132,,=-Q e e e ，则()123,,f x x x 在正交变换=x Qy 下的标准形为( )(A) 2221232-+y y y (B) 2221232+-y y y (C) 2221232--y y y(D) 2221232++y y y(7) 若A,B 为任意两个随机事件，则 ( ) (A) ()()()≤P AB P A P B (B) ()()()≥P AB P A P B (C) ()()()2≤P A P B P AB (D) ()()()2≥P A P B P AB(8)设随机变量,X Y 不相关，且2,1,3===EX EY DX ，则()2+-=⎡⎤⎣⎦E X X Y ( )(A) 3- (B) 3 (C) 5- (D) 5二、填空题：9:14小题,每小题4分,共24分.请将答案写在答题纸．．．指定位置上. (9) 20ln cos lim_________.x xx →=(10)22sin ()d ________.1cos xx x x ππ-+=+⎰(11)若函数(,)=z z x y 由方程cos 2+++=xe xyz x x 确定，则(0,1)d ________.z=(12)设Ω是由平面1++=x y z 与三个坐标平面平面所围成的空间区域，则(23)__________.x y z dxdydz Ω++=⎰⎰⎰(13) n 阶行列式20021202___________.00220012-=-L LM M OM M L L(14)设二维随机变量(,)x y 服从正态分布(1,0;1,1,0)N ，则{0}________.P XY Y -<=三、解答题：15～23小题,共94分.请将解答写在答题纸．．．指定位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.(15)(本题满分10分) 设函数()ln(1)sin =+++f x x a x bx x ，3()=g x kx ，若()fx 与()g x 在0→x 是等价无穷小，求,,a b k 的值.(16)(本题满分10分) 设函数()f x 在定义域I 上的导数大于零，若对任意的0x I ∈，由线()=y f x 在点()()0,x f x 处的切线与直线0x x =及x 轴所围成区域的面积恒为4，且()02f =，求()f x 的表达式.已知函数(),=++fx y x y xy ，曲线C ：223++=x y xy ，求(),f x y 在曲线C 上的最大方向导数.(18)(本题满分 10 分)（I ）设函数()()u x ,v x 可导，利用导数定义证明u x v x u x v x u x v x '''=+[()()]()()()()（II ）设函数()()()12n u x ,u x ,,u x L 可导，n f x u x u x u x =L 12()()()()，写出()f x 的求导公式.已知曲线L的方程为,z z x ⎧=⎪⎨=⎪⎩起点为()A，终点为()0,B ，计算曲线积分()()2222d d ()d LI y z x z x y y x y z =++-+++⎰.(20) (本题满11分)设向量组1,23,ααα内3R 的一个基，113=2+2k βαα，22=2βα，()313=++1k βαα.（I ）证明向量组1β2β3β为3R 的一个基;（II ）当k 为何值时，存在非0向量ξ在基1,23,ααα与基1β2β3β下的坐标相同，并求所有的ξ.设矩阵02313312a -⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪-⎝⎭A 相似于矩阵12000031b -⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭B =.(I) 求,a b 的值；（II ）求可逆矩阵P ，使1-P AP 为对角矩阵..(22) (本题满分11 分) 设随机变量X 的概率密度为()2ln 2,0,0,0.xx f x x -⎧>⎪=⎨≤⎪⎩对X 进行独立重复的观测,直到2个大于3的观测值出现的停止.记Y 为观测次数. (I)求Y 的概率分布; (II)求EY(23) (本题满分 11 分)设总体X 的概率密度为：x f x θθθ⎧≤≤⎪=-⎨⎪⎩1,1,(,)10,其他. 其中θ为未知参数，12n x ,x ,,x L 为来自该总体的简单随机样本. (I)求θ的矩估计量. (II)求θ的最大似然估计量.答案解析（1）【答案】（C ）【解析】拐点出现在二阶导数等于0，或二阶导数不存在的点，并且在这点的左右两侧二阶导函数异号.因此，由()f x ''的图形可得，曲线()y f x =存在两个拐点.故选（C ）.（2）【答案】（A ）【分析】此题考查二阶常系数非齐次线性微分方程的反问题——已知解来确定微分方程的系数，此类题有两种解法，一种是将特解代入原方程，然后比较等式两边的系数可得待估系数值，另一种是根据二阶线性微分方程解的性质和结构来求解，也就是下面演示的解法.【解析】由题意可知，212x e 、13x e -为二阶常系数齐次微分方程0y ay by '''++=的解，所以2,1为特征方程20r ar b ++=的根，从而(12)3a =-+=-，122b =⨯=，从而原方程变为32xy y y ce '''-+=，再将特解xy xe =代入得1c =-.故选（A ）（3）【答案】（B ）【分析】此题考查幂级数收敛半径、收敛区间，幂级数的性质. 【解析】因为1nn a∞=∑条件收敛，即2x =为幂级数1(1)nn n a x ∞=-∑的条件收敛点，所以1(1)nn n a x ∞=-∑的收敛半径为1，收敛区间为(0,2).而幂级数逐项求导不改变收敛区间，故1(1)nnn na x ∞=-∑的收敛区间还是(0,2).因而x =3x =依次为幂级数1(1)n n n na x ∞=-∑的收敛点，发散点.故选（B ）.（4）【答案】（B ）【分析】此题考查将二重积分化成极坐标系下的累次积分 【解析】先画出D 的图形，所以(,)Df x y dxdy =⎰⎰34(cos ,sin )d f r r rdr ππθθθ⎰故选（B ） （5）【答案】(D)【解析】221111111(,)1201111400(1)(2)(1)(2)A b ad a d a d a a d d ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭，由()(,)3r A r A b =<，故1a =或2a =，同时1d =或2d =.故选（D ）x（6）【答案】(A)【解析】由x Py =，故222123()2T T T f x Ax y P AP y y y y ===+-. 且200010001TP AP ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭.由已知可得:100001010Q P PC ⎛⎫⎪== ⎪ ⎪-⎝⎭故有200()010001T T TQ AQ C P AP C ⎛⎫⎪==- ⎪ ⎪⎝⎭所以222123()2T T T f x Ax y Q AQ y y y y ===-+.选（A ） （7）【答案】(C)【解析】由于,AB A AB B ⊂⊂，按概率的基本性质，我们有()()P AB P A ≤且()()P AB P B ≤，从而()()()2P A P B P AB +≤≤，选(C) .（8）【答案】(D)【解析】22[(2)](2)()()2()E X X Y E X XY X E X E XY E X +-=+-=+- 2()()()()2()D X E X E X E Y E X =++⋅- 23221225=++⨯-⨯=，选(D) . （9）【答案】12-【分析】此题考查型未定式极限，可直接用洛必达法则，也可以用等价无穷小替换. 【解析】方法一：2000sin ln(cos )tan 1cos lim lim lim .222x x x xx x x x x x →→→--===- 方法二：2222200001ln(cos )ln(1cos 1)cos 112lim lim lim lim .2x x x x x x x x x x x x →→→→-+--====- （10）【答案】2π4【分析】此题考查定积分的计算，需要用奇偶函数在对称区间上的性质化简.【解析】22202sin 2.1cos 4x x dx xdx xππππ-⎛⎫+== ⎪+⎝⎭⎰⎰ （11）【答案】dx -【分析】此题考查隐函数求导.【解析】令(,,)cos 2zF x y z e xyz x x =+++-，则(,,)1sin ,,(,,)z x y z F x y z yz x F xz F x y z e xy '''=+-==+又当0,1x y ==时1z e =，即0z =. 所以(0,1)(0,1)(0,1,0)(0,1,0)1,0(0,1,0)(0,1,0)y x z z F F zz xF yF ''∂∂=-=-=-=''∂∂，因而(0,1).dzdx =-（12）【答案】14【分析】此题考查三重积分的计算，可直接计算，也可以利用轮换对称性化简后再计算. 【解析】由轮换对称性，得1(23)66zD x y z dxdydz zdxdydz zdz dxdy ΩΩ++==⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰，其中z D 为平面z z =截空间区域Ω所得的截面，其面积为21(1)2z -.所以 112320011(23)66(1)3(2).24x y z dxdydz zdxdydz z z dz z z z dz ΩΩ++==⋅-=-+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰（13）【答案】122n +-【解析】按第一行展开得1111200212022(1)2(1)220220012n n n n n D D D +----==+--=+-L L LL L221222(22)2222222n n n n D D ---=++=++=+++L 122n +=-（14）【答案】12【解析】由题设知，~(1,1),~(0,1)X N Y N ，而且X Y 、相互独立，从而{0}{(1)0}{10,0}{10,0}P XY Y P X Y P X Y P X Y -<=-<=-><+-<>11111{1}{0}{1}{0}22222P X P Y P X P Y =><+<>=⨯+⨯=. （15）【答案】,,.a b k =-=-=-11123【解析】法一：原式()3ln 1sin lim1x x a x bx xkx→+++= ()()2333330236lim 1x x x x x a x o x bx x o x kx →⎛⎫⎛⎫+-+++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭==()()234331236lim1x a a b a x b x x x o x kx →⎛⎫++-+-+ ⎪⎝⎭==即10,0,123a aa b k +=-== 111,,23a b k ∴=-=-=-法二：()3ln 1sin lim1x x a x bx xkx →+++=201sin cos 1lim 13x ab x bx x x kx →++++== 因为分子的极限为0，则1a =-()212cos sin 1lim16x b x bx x x kx→--+-+==，分子的极限为0，12b =-()022sin sin cos 13lim 16x b x b x bx xx k →----+==，13k =- 111,,23a b k ∴=-=-=-（16）【答案】f x x=-8()4. 【解析】设()f x 在点()()00,x f x 处的切线方程为：()()()000,y f x f x x x '-=- 令0y =，得到()()000f x x x f x =-+'，故由题意，()()00142f x x x ⋅-=，即()()()000142f x f x f x ⋅='，可以转化为一阶微分方程，即28y y '=，可分离变量得到通解为：118x C y =-+，已知()02y =，得到12C =，因此11182x y =-+；即()84f x x =-+.（17）【答案】3【解析】因为(),f x y 沿着梯度的方向的方向导数最大，且最大值为梯度的模.()()',1,',1x y f x y y f x y x =+=+，故(){},1,1gradf x y y x =++此题目转化为对函数(),g x y =在约束条件22:3C x y xy ++=下的最大值.即为条件极值问题.为了计算简单，可以转化为对()()22(,)11d x y y x =+++在约束条件22:3C x y xy ++=下的最大值.构造函数：()()()()2222,,113F x y y x x y xy λλ=++++++-()()()()222120212030x y F x x y F y y x F x y xy λλλ'⎧=+++=⎪'=+++=⎨⎪'=++-=⎩，得到()()()()12341,1,1,1,2,1,1,2M M M M ----. ()()()()12348,0,9,9d M d M d M d M ====3=.（18）【解析】（I ）0()()()()[()()]lim h u x h v x h u x v x u x v x h→++-'=0()()()()()()()()lim h u x h v x h u x h v x u x h v x u x v x h→++-+++-=00()()()()lim ()lim ()h h v x h v x u x h u x u x h v x h h→→+-+-=++()()()()u x v x u x v x ''=+（II ）由题意得12()[()()()]n f x u x u x u x ''=L121212()()()()()()()()()n n n u x u x u x u x u x u x u x u x u x '''=+++L L L L （19）【答案】π2【解析】由题意假设参数方程cos cos x y z θθθ=⎧⎪=⎨⎪=⎩，ππ:22θ→-π22π2[cos )sin 2sin cos (1sin )sin ]d θθθθθθθθ--++++⎰π222π2sin cos (1sin )sin d θθθθθθ-=+++⎰π220sin d π2θθ==（20）【答案】 【解析】(I)证明：()()()()12313213123,,2+2,2,+1201,,020201k k k k βββαααααααα=+⎛⎫⎪= ⎪ ⎪+⎝⎭20121224021201k k k k ==≠++ 故123,,βββ为3R 的一个基. （II ）由题意知，112233112233,0k k k k k k ξβββαααξ=++=++≠即()()()1112223330,0,1,2,3i k k k k i βαβαβα-+-+-=≠=()()()()()()()11312223133113223132+22++10+2+0k k k k k k k k k k ααααααααααααα-+-+-=++=有非零解即13213+2,,+0k k ααααα=即101010020k k=，得k=0 11223121300,0k k k k k k ααα++=∴=+=11131,0k k k ξαα=-≠（21）【解析】(I) ~()()311A B tr A tr B a b ⇒=⇒+=++23120133001231--=⇒--=-A B b a14235-=-=⎧⎧∴⇒⎨⎨-==⎩⎩a b a a b b (II)023100123133010123123001123A E C ---⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪=--=+--=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭()123112*********---⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=--=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭CC 的特征值1230,4λλλ===0λ=时(0)0-=E C x 的基础解系为12(2,1,0);(3,0,1)ξξ==-T T 5λ=时(4)0-=E C x 的基础解系为3(1,1,1)ξ=--TA 的特征值1:1,1,5λλ=+A C令123231(,,)101011ξξξ--⎛⎫⎪==- ⎪ ⎪⎝⎭P ，1115-⎛⎫⎪∴= ⎪ ⎪⎝⎭P AP（22）【解析】(I) 记p 为观测值大于3的概率，则313228()ln x p P X dx +∞-=>==⎰， 从而12221171188n n n P Y n C p p p n ---==-=-{}()()()()，23,,n =L为Y 的概率分布； (II) 法一:分解法:将随机变量Y 分解成=Y M N +两个过程,其中M 表示从1到()n n k <次试验观测值大于3首次发生，N 表示从1n +次到第k 试验观测值大于3首次发生.则M Ge n p ~(,)，N Ge k n p -(,):(注：Ge 表示几何分布)所以11221618E Y E M N E M E N p p p =+=+=+===()()()(). 法二:直接计算22212221777711288888n n n n n n n E Y n P Y n n n n n ∞∞∞---====⋅==⋅-=⋅--+∑∑∑(){}()()()()[()()()]记212111()()n n S x n n xx ∞-==⋅--<<∑，则2113222211n n n n n n S x n n xn xx x ∞∞∞--==='''=⋅-=⋅==-∑∑∑()()()()()， 12213222111()()()()()n n n n xS x n n xx n n x xS x x ∞∞--===⋅-=⋅-==-∑∑，2222313222111()()()()()nn n n x S x n n x xn n xx S x x ∞∞-===⋅-=⋅-==-∑∑，所以212332422211()()()()()x x S x S x S x S x x x-+=-+==--， 从而7168E Y S ==()(). （23）【解析】(I)11112()(;)E X xf x dx x dx θθθθ+∞-∞+==⋅=-⎰⎰， 令()E X X =，即12X θ+=，解得$1121ni i X X X n θ==-=∑,为θ的矩估计量；(II) 似然函数11110,()(;),n ni i i x L f x θθθθ=⎧⎛⎫≤≤⎪ ⎪==-⎨⎝⎭⎪⎩∏其他， 当1i x θ≤≤时，11111()()nni L θθθ===--∏，则1ln ()ln()L n θθ=--.从而dln d 1L nθθθ=-()，关于θ单调增加， 所以$12min nX X X θ={,,,}L 为θ的最大似然估计量. 2016年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）一、选择题：1～8小题，每小题4分，共32分，下列每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的，请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上. （1）若反常积分()11badx x x +∞+⎰收敛，则（ ）()()()()11111111A a bB a bC a a bD a a b <>>><+>>+>且且且且（2）已知函数()()21,1ln ,1x x f x x x -<⎧⎪=⎨≥⎪⎩，则()f x 的一个原函数是（ ）()()()()()()()()()()()()()()()()22221,11,1ln 1,1ln 11,11,11,1ln 11,1ln 11,1x x x x A F x B F x x x x x x x x x x x C F x D F x x x x x x x ⎧⎧-<-<⎪⎪==⎨⎨-≥+-≥⎪⎪⎩⎩⎧⎧-<-<⎪⎪==⎨⎨++≥-+≥⎪⎪⎩⎩（3）若()()222211y x y x =+-=++是微分方程()()y p x y q x '+=的两个解，则()q x =（ ）()()()()()()2222313111xx A x x B x x C D x x +-+-++（4）已知函数(),0111,,1,2,1x x f x x n n n n ≤⎧⎪=⎨<≤=⎪+⎩K ，则（ ） （A ）0x =是()f x 的第一类间断点 （B ）0x =是()f x 的第二类间断点 （C ）()f x 在0x =处连续但不可导 （D ）()f x 在0x =处可导 （5）设A ，B 是可逆矩阵，且A 与B 相似，则下列结论错误的是（ ） （A ）TA 与TB 相似 （B ）1A -与1B -相似 （C ）TA A +与TB B +相似 （D ）1A A -+与1B B -+相似（6）设二次型()222123123121323,,444f x x x x x x x x x x x x =+++++，则()123,,2f x x x =在空间直角坐标下表示的二次曲面为（ ）（A ）单叶双曲面 （B ）双叶双曲面 （C ）椭球面 （C ）柱面（7）设随机变量()()0,~2>σσμN X ，记{}2σμ+≤=X P p ，则（ ）（A ）p 随着μ的增加而增加 （B ）p 随着σ的增加而增加 （C ）p 随着μ的增加而减少 （D ）p 随着σ的增加而减少 （8）随机试验E 有三种两两不相容的结果321,,A A A ，且三种结果发生的概率均为31，将试验E 独立重复做2次，X 表示2次试验中结果1A 发生的次数，Y 表示2次试验中结果2A 发生的次数，则X 与Y 的相关系数为（ ）二、填空题：9-14小题，每小题4分，共24分，请将答案写在答题纸．．．指定位置上. （9）()__________cos 1sin 1ln lim200=-+⎰→x dt t t t xx（10）向量场()()zk xyj i z y x z y x A ++++=,,的旋度_________=rotA（11）设函数()v u f ,可微，()y x z z ,=由方程()()y z x f x y z x ,122-=-+确定，则()_________1,0=dz（12）设函数()21arctan axxx x f +-=，且()10''=f ，则________=a （13）行列式1000100014321λλλλ--=-+____________.（14）设12,,...,n x x x 为来自总体()2,Nμσ的简单随机样本，样本均值9.5x =，参数μ的置信度为0.95的双侧置信区间的置信上限为10.8，则μ的置信度为0.95的双侧置信区间为______.三、解答题：15—23小题，共94分.请将解答写在答题纸．．．指定位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.（15）（本题满分10分）已知平面区域()(),221cos ,22D r r ππθθθ⎧⎫=≤≤+-≤≤⎨⎬⎩⎭，计算二重积分Dxdxdy ⎰⎰.（16）（本题满分10分）设函数()y x 满足方程'''20,y y ky ++=其中01k <<.()I 证明：反常积分0()y x dx +∞⎰收敛；()II 若'(0)1,(0)1,y y ==求0()y x dx +∞⎰的值.（17）（本题满分10分）设函数(,)f x y 满足2(,)(21),x y f x y x e x-∂=+∂且(0,)1,tf y y L =+是从点(0,0)到点(1,)t 的光滑曲线，计算曲线积分(,)(,)()tL f x y f x y I t dx dy x y∂∂=+∂∂⎰，并求()I t 的最小值（18）设有界区域Ω由平面222=++z y x 与三个坐标平面围成，∑为Ω整个表面的外侧，计算曲面积分()zdxdyydzdx dydz xI 3212+-+=⎰⎰∑（19）（本题满分10分）已知函数()f x 可导，且(0)1f =，10'()2f x <<，设数列{}n x 满足1()(1,2...)n n x f x n +==，证明： （I ）级数11()n n n xx ∞+=-∑绝对收敛；（II ）lim n n x →∞存在，且0lim 2n n x →∞<<.（20）（本题满分11分）设矩阵1112221,11112A a B a a a --⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭当a 为何值时，方程AX B =无解、有唯一解、有无穷多解？（21）（本题满分11分）已知矩阵011230000A -⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭（I ）求99A（II ）设3阶矩阵23(,,)B ααα=满足2B BA =，记100123(,,)B βββ=将123,,βββ分别表示为123,,ααα的线性组合。
2015年考研数学试题详解及评分参考
2sin 2q
故选 (B) .
æ1 1 1 ö
æ1 ö
(5) 设矩阵 A = çççè11
2 4
a a2
÷ ÷÷ø
，
b
=
ç ç çè
d d
2
÷ ÷ ÷ø
，若集合
W
=
{1,
2} ，则线性方程组
Ax
=
b
有无穷
多解的充分必要条件为
(A) a Ï W, d Ï W (B) a Ï W, d Î W (C) a Î W, d Ï W (D) a Î W, d Î W
【答】 应填 -dx .
【解】 令 F (x, y, z) = ez + xyz + x + cos x - 2 ，有
Fx¢(x, y, z) = yz +1- sin x, Fy¢ = xz, Fz¢(x, y, z) = ez + xy
又当 x = 0, y = 1 时，有 ez = 1 ，即 z = 0 .
【答】 应选 (D) .
【解】 因 Ax = b 有无穷多解的充分必要条件为 r( A) = r( A, b) < 3 ，而
æ1 1 1 1 ö æ1 1
1
1ö
(A,b) = çç1 2 a
d
÷ ÷
®
ç ç
0
1
a -1
d -1
÷ ÷
çè1 4 a2 d 2 ÷ø çè 0 0 (a -1)(a - 2) (d -1)(d - 2) ÷ø ，
【解法二】 因在正交变换为 x = P y 下，有 f = xT Ax = yT (PT AP) y = 2 y12 + y22 - y32 .
2015年考研数学二真题及答案解析
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题与答案解析一、选择题：（1~8小题,每小题4分，共32分。
下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
） (1)下列反常积分中收敛的是 (A)∫√x2 (B)∫lnxx+∞2dx(C)∫1xlnx+∞2dx (D) ∫xe x+∞2dx【答案】D 。
【解析】题干中给出4个反常积分，分别判断敛散性即可得到正确答案。
∫√x2=2√x|2+∞=+∞；∫lnx x +∞2dx =∫lnx +∞2d(lnx)=12(lnx)2|2+∞=+∞；∫1xlnx+∞2dx =∫1lnx+∞2d(lnx)=ln (lnx)|2+∞=+∞；∫x e x +∞2dx =−∫x +∞2de −x =−xe −x |2+∞+∫e −x +∞2dx =2e −2−e −x |2+∞=3e −2， 因此(D)是收敛的。
综上所述，本题正确答案是D 。
【考点】高等数学—一元函数积分学—反常积分 (2)函数f (x )=lim t→0(1+sin t x)x 2t在(-∞,+∞)内(A)连续 (B)有可去间断点 (C)有跳跃间断点 (D)有无穷间断点 【答案】B【解析】这是“1∞”型极限，直接有f (x )=lim t→0(1+sin t x)x 2t=e lim t→0x 2t (1+sin tx−1)=e x lim t→0sint t=e x(x≠0),f(x)在x=0处无定义，且limx→0f(x)=limx→0e x=1,所以 x=0是f(x)的可去间断点，选B。
综上所述，本题正确答案是B。
【考点】高等数学—函数、极限、连续—两个重要极限(3)设函数f(x)={xαcos1xβ,x>0，0,x≤0(α>0,β>0).若f′(x)在x=0处连续，则(A)α−β>1 (B)0<α−β≤1 (C)α−β>2 (D)0<α−β≤2【答案】A【解析】易求出f′(x)={αxα−1cos 1xβ+βxα−β−1sin1xβ,x>0，0,x≤0再有 f+′(0)=limx→0+f(x)−f(0)x=limx→0+xα−1cos1xβ={0, α>1,不存在，α≤1，f−′(0)=0于是，f′(0)存在⟺α>1，此时f′(0)=0.当α>1时，limx→0xα−1cos1xβ=0，lim x→0βxα−β−1sin1xβ={0, α−β−1>0,不存在，α−β−1≤0，因此，f′(x)在x=0连续⟺α−β>1。
聊城大学(已有09试题)
聊城大学商学院西方经济学2007——2009政法学院世界近现代史2007——2009政治学2007——2009马克思主义哲学2007——2009管理学院西方经济学2007——2009教育科学学院教育心理学2005——2007普通心理学2005——2007体育学院体育学专业基础综合2007——2009运动生理学2005——2006学校体育学2005——2006文学院中国古代文学2005——2009中国现当代文学2005——2009综合考试（语言学概论与评论写作）2007——2009 教育心理学2005——2007普通心理学2005——2007外国语学院二外俄语2005——2009二外日语2005——2009基础英语2005——2009翻译与写作2007——2009教育心理学2005——2007普通心理学2005——2007艺术学院艺术学概论2005——2009美学2007——2009和声曲式分析2007——2009中外音乐史2005——2009中国书法史论2005历史文化学院（无此试卷）数学科学学院高等代数2005——2009数学分析2003——2009教育心理学2005——2007普通心理学2005——2007物理科学与信息工程学院量子力学2005——2009普通物理（电磁学、光学）2007——2009 高等数学2007——2009数字电路2007——2009教育心理学2005——2007普通心理学2005——2007电磁场与电磁波2009化学化工学院无机化学2007——2009有机化学2005——2009物理化学2007——2009大学英语教学部教育心理学2005——2007普通心理学2005——2007环境与规划学院高等数学2007——2009自然地理学2007——2009人文地理学2009生命科学学院细胞生物学2007——2009生物化学2007——2009教育传播技术学院计算机应用基础2007——2009教育技术学2007——2009计算机学院高等数学2007——2009C语言与数据结构2007——2008材料科学与工程学院物理化学2007——2009农学院植物生理学2007植物学2007植物学与生态学2009。
2015考研数学二真题及解析
f
与
依次是
x
u u1 v u1
v1
v1
1 (A) ,0
2
1 (B) 0,
2
(C) 1 , 0 2
【答】应选(D). 【解】方法一:(代入法)
(D) 0, 1 2
令 u x y , v y ,则 x u , y uv ,从而 f (x y, y) x2 y2 变为
x
1 v 1vபைடு நூலகம்
x
f
2015 考研数学二真题及解析
2015 年考研数学二真题及解析
一、选择题：1~8 小题，每小题 4 分，共 32 分.下列每题给出的四个选项中，只有一个是 符合题目要求的，请将所选项前的字母填在答．题．纸．指定的位置上.
(1) 下列反常积分收敛的是
1
(A)
dx
2x
ln x
(B)
dx
2x
1
f (x, y) 在 D 上连续,则 f (x, y)dxdy
D
1
1
(A)
3
d
sin 2 1
f (r cos , r sin )rdr
(B)
3
d
sin 2 1
f (r cos , r sin )rdr
4
2 sin 2
4
2 sin 2
2015 考研数学二真题及解析
1
(C)
3
d
sin 2 1
0,
x0
(A) 1
(B) 0 1
(C) 2
(D) 0 2
【答】应选(A).
【解】因 f ( x) 在 x 0 处连续,故 f ( x) 在 x 0 处可导,于是有 f(0) f(0) ,即
2016考研数学二真题和答案解析
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题及答案解析一、选择题：（1~8小题,每小题4分，共32分。
下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
）(1)下列反常积分中收敛的是(A) (B)(C) (D)【答案】D。
【解析】题干中给出4个反常积分，分别判断敛散性即可得到正确答案。
；；；，因此(D)是收敛的。
综上所述，本题正确答案是D。
【考点】高等数学—一元函数积分学—反常积分(2)函数在(-,+)内(A)连续 (B)有可去间断点(C)有跳跃间断点 (D)有无穷间断点【答案】B【解析】这是“ ”型极限，直接有,在 处无定义，且 所以 是的可去间断点，选B。
综上所述，本题正确答案是B。
【考点】高等数学—函数、极限、连续—两个重要极限(3)设函数，().若在处连续，则(A) (B) (C) (D)【答案】A【解析】易求出，再有不存在， ，于是，存在，此时.当 时， ，=不存在， ，因此，在 连续。
选A综上所述，本题正确答案是C。
【考点】高等数学—函数、极限、连续—函数连续的概念，函数的左极限和右极限(4)设函数在(-,+)内连续，其二阶导函数的图形如右图所示，则曲线的拐点个数为 A O B(A) (B)(C) (D)【答案】C【解析】在(-,+)内连续，除点 外处处二阶可导。
的可疑拐点是的点及不存在的点。
的零点有两个，如上图所示，A点两侧恒正，对应的点不是拐点，B点两侧异号，对应的点就是的拐点。
虽然 不存在，但点 两侧 异号，因而() 是 的拐点。
综上所述，本题正确答案是C。
【考点】高等数学—函数、极限、连续—函数单调性，曲线的凹凸性和拐点(5)设函数满足，则与依次是(A) (B)(C) (D)【答案】D【解析】先求出令于是因此综上所述，本题正确答案是D。
【考点】高等数学-多元函数微分学-多元函数的偏导数和全微分(6)设D是第一象限中由曲线 与直线围成的平面区域，函数 在D上连续，则(A)(B)(C)(D)【答案】 B【解析】D是第一象限中由曲线 与直线 围成的平面区域，作极坐标变换，将化为累次积分。
2015考研数学二真题及解析
2015年考研数学二真题及解析一、选择题：1~8 小题，每小题4 分，共32 分.下列每题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的，请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定的位置上. (1) 下列反常积分收敛的是(A)2x +∞⎰(B)2ln d xx x +∞⎰(C)21d ln x x x+∞⎰(D) 2d x x xe +∞⎰【答】应选(D). 【解】因d (1)xxx x x e e -=-+⎰,则2222(1)3lim d (1)3x x x x x e e x e e xx e+∞----→++∞∞=-+=-+=⎰,故选(D).(2) 函数20sin ()lim(1)x tt t f x x→=+在(,)-∞+∞内 (A) 连续 (B) 有可去间断点(C) 有跳跃间断点 (D) 有无穷间断点 【答】应选(B).【解】显然0x =时,()f x 无定义,故()f x 有间断点.又在0x ≠时,有222000sin sin sin ln lim(1)limln(1)lim()x tt t t tx t x tx xt x t x f x eeee →→→++⋅====(0x ≠),因此0x =是()f x 的可去间断点,故选(B).11,0p p a >>,1,1,1p p a >>收敛发散;,0,0kλλ>收敛;11p p <,10111d p p p x x <⎛⎫⎧⎨ ⎪⎩⎝⎭⎰收敛发散.(3) 设函数1cos ,0()(0,0)0,0x x f x xx αβαβ⎧>⎪=>>⎨⎪⎩,若()f x '在0x =处连续,则 (A) 1αβ-> (B) 01αβ<- (C) 2αβ-> (D) 02αβ<- 【答】应选(A).【解】因()f x '在0x =处连续,故()f x 在0x =处可导,于是有(0)(0)f f +-''=,即001cos000limlim x x x x x x αβ+-→→--=,亦即101lim cos 0x x x αβ+-→=,因此10α->.又因为()f x '在0x =处连续,所以0lim ()lim ()(0)x x f x f x f +-→→'''==,即0lim ()x f x +→'1111lim(cos sin )0x x x x xααβββαβ+---→=+=.由此可见10αβ-->.故选(A). (4) 设函数()f x 在(,)-∞+∞内连续,其中二阶导数()f x ''的图形如图所示,则曲线()y f x =的拐点个数为( )(A) 0 (B) 1(C) 2 (D) 3 【答】应选(C).【解】拐点须出现在二阶导数为零的点处或二阶导数不存在的点处,且在该点的左右两侧二阶导数异号.于是由的图形可见,曲线存在两个拐点.故应选(C).(5) 设函数(,)f u v 满足22(,)y f x y x y x +=-,则11u v f u ==∂∂与11u v f v ==∂∂依次是(A) 1,02 (B) 10,2(C) 1,02- (D) 10,2- 【答】应选(D).【解】方法一:(代入法) 令u x y =+,y v x =,则1u x v =+,1uv y v=+,从而22(,)y f x y x y x +=-变为222(1)(,)111u uv u v f u v v v v -⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭.于是2(1)1f u v u v ∂-=∂+,222(1)f u v v ∂=-∂+,110u v f u ==∂=∂,1112u v f v ==∂=-∂.故选(D). 方法二:(全微分形式不变性) 将(,)f u v 分别对x ,y 求偏导,得f f u f vx u x v x∂∂∂∂∂=⋅+⋅∂∂∂∂∂, f f u f v y u y v y∂∂∂∂∂=⋅+⋅∂∂∂∂∂, 由于u x y =+,yv x=,故上述两式化为 21()f f f y x u v x∂∂∂=⋅+⋅-∂∂∂, 11()f f f y u v x∂∂∂=⋅+⋅∂∂∂, 又由于22f x y =-,可得2f x x ∂=∂,2fy x ∂=-∂, 已知1u x y ==+,1y v x ==,可得12x =,12y =, 则可将前述式子化为1(2)f fu v ∂∂=+-∂∂, 12f fu v∂∂-=+∂∂, 联立两式可解得110u v f u ==∂=∂,1112u v f v ==∂=-∂.故选(D). (6) 设D 是第一象限由曲线21xy =,41xy =与直线y x =,y =围成的平面区域,函数(,)f x y 在D 上连续,则(,)d d Df x y x y =⎰⎰(A)13sin 2142sin 2d (cos ,sin )d f r r r r πθπθθθθ⎰⎰(B) 34d (cos ,sin )d f r r r r ππθθθ⎰(C)13sin 2142sin 2d (cos ,sin )d f r r r πθπθθθθ⎰⎰(D)34d (cos ,sin )d f r r rππθθθ⎰【答】应选(B).【解】通过画出D 的图形,可见(,)d d Df x y x y =⎰⎰34(cos ,sin )d d f r r r r ππθθθ⎰,故应选(B).(7) 设矩阵21111214a a ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭A ,21d d ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭b ,若集合{1,2}Ω=,则线性方程组=Ax b 有无穷多解的充分必要条件为(A) ,a d ∉Ω∉Ω (B) ,a d ∉Ω∈Ω (C) ,a d ∈Ω∉Ω (D) ,a d ∈Ω∈Ω 【答】应选(D).【解】因=Ax b 有无穷多解的充分必要条件为()()r r =A A <3,而22111111111201111400(1)(2)(1)(2)a d a d a d a a d d ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭A,于是有1a =或2a =,同时1d =或2d =.故选(D).(8) 设二次型或123(,,)f x x x 在正交变换为=x Py 下的标准形为2221232y y y +-,其中123(,,)=P e e e ,若132(,,)=-Q e e e ,则123(,,)f x x x 在正交变换=x Qy 下的标准形为(A) 2221232y y y -+(B) 2221232y y y +-(C) 2221232y y y --(D) 2221232y y y ++【答】应选(A). 【解】方法一:由题意, f 的标准型中平方项的系数2,1,-1是二次型的矩阵A 的特征值,矩阵P中列向量123,,e e e 分别是A 属于特征值2,1,-1的特征向量,于是,矩阵Q 中列向量132,,-e e e 分别是A 属于特征值2,-1,1的特征向量.又由P 为正交矩阵易见, Q也是正交矩阵,因此f 在正交变换=x Qy 下的标准形为2221232y y y -+.故选(A).方法二:因在正交变换=x Py 下,有222123()2T T T f y y y ===+-x Ax y P AP y .故200010001T ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭P AP .而100001010⎛⎫ ⎪== ⎪ ⎪-⎝⎭Q P PC ,于是有200()010001T T T ⎛⎫⎪== ⎪ ⎪-⎝⎭Q AQ C P AP C ,因此在正交变换=x Qy 下,有222123()2T T T f y y y ===-+x Ax y Q AQ y .故选(A).二、填空题：9~14小题，每小题4分，共24分. 请将答案写在答题纸．．．指定位置上. (9) 已知3arctan 3x t y t t=⎧⎨=+⎩,则221d d t yx == . 【答】应填48.【解】因2222d d 33d 3(1)d 1d d 1yy t t t x xt t +===++, 222222d d d[3(1t )]d()d()d d d d d 12(1)d(arctant)d d d d d y y t y x x t t t x x t xt+====+, 故221d 48d t y x ==. (10) 函数2()2xf x x =⋅在0x =处的n 阶导数()(0)n f= .【答】应填2(1)(ln 2)n n n --.【解】据莱布尼兹公式有()2122()2(ln 2)22(ln 2)22(ln 2)n x n x n x n n n f x x C x C -=⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅,故()2220(0)22(ln 2)(1)(ln 2)n x n n n x f C n n --==⋅⋅⋅=-.(11) 设()f x 连续,()()d xx xf t t ϕ=⎰,若(1)1ϕ=,(1)5ϕ'=,则(1)f = .【答】应填2.【解】因为()f x 连续,所以()x ϕ可导,且2220()()d 2()x x f t t x f x ϕ'=+⎰;又因为10(1)()d 1f t t ϕ==⎰,1(1)()2(1)5f t dt f ϕ'=+=⎰,故(1)2f =.(12) 函数()y y x =是微分方程20y y y '''+-=的解,且在0x =处取得极值3,则()y x = .【答】应填22x x e e -+.【解】依题意,有(0)3y =,(0)0y '=.又由特征方程220λλ+-=解得11λ=,22λ=-.所以微分方程的通解为:212x x y C e C e -=+.将(0)3y =,(0)0y '=代入,可得12C =,21C =.于是()y x =22x x e e -+.(13) 若函数(,)z z x y =由方程231x y zexyz +++=确定,则(0,0)d z = .【答】应填12d d 33x y --. 【解】易见当0x =,0y =时,有0z =.又对方程两边求偏导可得2323(3)x y z x y z z e xy yz e x++++∂+=--∂,2323()2x y z x y z z e xy xz e y ++++∂+=--∂.将(0,0,0)点的值代入,即有(0,0)13z x ∂=-∂,(0,0)23zy ∂=-∂.因此(0,0)d z =12d d 33x y --. (14) 若3阶矩阵A 的特征值为2,-2,1, 2=-+B A A E 其中E 为3阶单位阵,则行列式=|B | .【答】应填21.【解】因A 的所有特征值为2,-2,1,故B 的所有特征值为3,7,1,因此=|B |21.三、解答题：（15～23小题，共94分.）(15) （本题满分10分）设函数()ln(1)sin f x x a x bx x =+++,3()g x kx =.若()f x 与()g x 在0x →时是等价无穷小,求,,a b k 的值.【解】方法一: 因0lim ()lim[1(sin cos )]11x x af x b x x x a x→→'=+++=++, 20lim ()lim30x x g x kx →→'==,故当10a +≠时, 00()()limlim ()()x x f x f x g x g x →→'==∞'.与题设矛盾. 于是有10a +=,即1a =-. 又2lim ()lim[(2cos sin )]212(1)x x af x b x x x a b b x →→''=-+-=-+=++, 00lim ()lim60x x g x kx →→''==.故同理可知120b +=,即12b =-. 由于3002(3sin cos )()1(1)lim lim ()633x x ab x x x f x a x g x x k k→→-+'''+===-''',且0()lim 1()x f x g x →=,所以113k -=,即13k =-. 方法二:由于233ln(1)()23x x x x x +=-++,33sin ()6x x x x =-+.所以3323()ln(1)sin []()23x x f x x a x bx x x a x bx x =+++=+-+++233(1)()()23a aa xb x x x =++-++.因()f x 与()g x 在0x →时等价,故10023a a b a k ⎧⎪+=⎪⎪-=⎨⎪⎪=⎪⎩,解得1a =-,12b =-,13k =-.(16) （本题满分10分）设0A >,D 是由曲线段sin (0)2y A x xπ=及直线0y =,2x π=所围成的平面区域, 1V ,2V 分别表示D 绕x 轴与绕y 轴旋转所成旋转体的体积.若12V V =,求A 的值.【解】2222222101cos 2sin d d 24x A V A x x Ax πππππ-===⎰⎰. 由0A >,可得22202sin d 2dcos V xA x x A x x ππππ==-⎰⎰,2202(cos cos d )2A x x x x A ππππ=--=⎰因为12V V =,即2224A A ππ=,所以8A π=.(17) （本题满分10分）已知函数(,)f x y 满足(,)2(1)x xyf x y y e ''=+,(,0)(1)x x f x x e '=+,2(0,)2x f y y y '=+,求(,)f x y 的极值.【解】由(,)2(1)x xyf x y y e ''=+,得2(1)()x x f y e x ϕ'=++. 因为(,0)(1)xx f x x e '=+,所以()(1)x x e x x e ϕ+=+,得()x x xe ϕ=,从而2(,)(1)x xx f x y y e xe '=++.对x 积分得2(,)(1)(1)()x x f x y y e x e y ψ=++-+.因为2(0,)2f y y y =+,所以()0y ψ=,从而2(,)(2)xf x y x y y e =++.于是(,)(22)x y f x y y e '=+,2(,)(22)x xxf x y x y y e ''=+++,(,)2x yy f x y e ''=. 令(,)0x f x y '=,得驻点(0,1)-.所以(0,1)1xxA f ''=-=,(0,1)0yyB f ''=-=,(0,1)2yyC f ''=-=.由于20AC B ->,0A >所以极小值为(0,1)1f -=-. (18) （本题满分10 分）计算二重积分()d d Dx x y x y +⎰⎰,其中{}222(,)|2,D x y x y y x =+.【解】因为区域D 关于y 轴对称,所以d d Dxy x y ⎰⎰.2()d d d d DDx x y x y x x y +=⎰⎰⎰⎰21202d d xx y =⎰12202)d x x x =⎰ 114022d x x x x =-⎰⎰,令x t =,则1224400014sin cos d (1cos 4)d 28xx t t t t t πππ==-=⎰⎰⎰,又1401d 5x x =⎰,所以2()d d 45Dx x y x y π+=-⎰⎰.(19) （本题满分10分）已知函数21()x f x t t =+⎰⎰,求()f x 零点的个数.【解】()2(2f x x '==-()0f x '=,得驻点为12x =. 当12x <时, ()0f x '<,()f x 单调减少;当12x >时, ()0f x '>,()f x 单调增加;因为(1)0f =,所以()f x 在1(,)2+∞存在唯一零点.又1()(1)02f f <=,lim ()x f x →-∞=+∞,所以()f x 在1(,)2-∞存在唯一零点.综上可知,有且仅有2个零点.(20) （本题满分11分）已知高温物体置于低温介质中,任一时刻该物体温度对时间的变化率与该时刻物体和介质的温差成正比.现将一初始温度为120C ︒的物体在20C ︒的恒温介质中冷却, 30min 后该物体温度降至30C ︒,若要将该物体的温度继续降至21C ︒,还需冷却多长时间?【解】设该物体在t 时刻的温度为()(C)T t ︒,由题意得(20)dTk T dt=--,其中k 为比例系数, 0k >. 解得()20ktT t Ce -=+.将初始条件(0)120T =代入上式,解得100C =.故()10020ktT t e -=+.将30t =,30T =代入上式得ln1030k =,所以10020kt T e -=+. 令21T =,得60t =.因此要降至21C ︒,还需要603030(min)-=.(21) （本题满分11分）已知函数()f x 在区间[,)a +∞上具有2阶导数, ()0f a =,()0f x '>,()0f x ''>.设b a >,曲线()f x 在点(,())b f b 处的切线与x 轴的交点是0(,0)x ,证明:0a x b <<.【解】曲线在()y f x =点(,())b f b 处的切线方程为()()()y f b f b x b '-=-,解得切线与x 轴交点的横坐标0()()f b x b f b =-'. 由于()0f x '>.故()f x 单调递增.由b a >可知()()0f b f a >=. 又()0f b '>,故()0()f b f b >',即有0x b <. 由拉格朗日中值定理得()()()()()f b f b f a f b a ξ'=-=-,a b ξ<<. 因为()0f x ''>,所以()f x '单调递增,从而()()f f b ξ''<,()()()f b b a f b '<-. 由此可知00x a ->,即0x a >.综上0a x b <<.(22) （本题满分11分）设矩阵101101a a a ⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭A 且3=A O .(Ⅰ) 求a 的值;(Ⅱ) 若矩阵X 满足22--+=X XA AX AXA E ,E 为3阶单位矩阵,求X .【解】(Ⅰ)由于3=A O ,所以31011001a a a a=-==A ,于是0a =.(Ⅱ)由于22--+=X XA AX AXA E ,所以2()()--=E A X E A E .由(Ⅰ)知110111011-⎛⎫ ⎪-=- ⎪ ⎪-⎝⎭E A ,2001010102⎛⎫ ⎪-= ⎪ ⎪-⎝⎭E A ,, 因为-E A ,2-E A 均可逆,所以121211201312()()111010111110100211-----⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪=--=-=- ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭X E A E A .2015考研数学二真题及解析(23) （本题满分11分）设矩阵02313312a -⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪-⎝⎭A 相似于矩阵12000031b -⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭B .(Ⅰ) 求,a b 的值;(Ⅱ) 求可逆矩阵P ,使1-P AP 为对角矩阵.【解】(Ⅰ)由于矩阵A 与矩阵B 相似,所以()()tr tr =A B ,=A B . 于是32a b +=+,23a b -=,解得4a =,5b =.(Ⅱ)由(Ⅰ)知, 023133124-⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪-⎝⎭A ,120050031-⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭B .又由于矩阵A 与矩阵B 相似,所以2(1)(5)λλλλ-=-=--E A E B .故A 的特征值121λλ==,35λ=. 当121λλ==时,解方程组()0-=E A x ,得线性无关的特征向量为 1(2,1,0)T =ξ,2(3,0,1)T =-ξ.当35λ=时,解方程组(5)0-=E A x ,得特征向量为3(1,1,1)T =--ξ.令123231(,,)101011--⎛⎫ ⎪==- ⎪ ⎪⎝⎭P ξξξ,则1100010005-⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭P AP ,故P 为所求可逆矩阵.。
2015年全国考研数学一真题及答案解析.doc
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学（一）试题一、选择题：18小题，每小题4分，共32分。
下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求的，请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上。
(1)设函数()f x 在(),-∞+∞内连续，其中二阶导数()''f x 的图形如图所示，则曲线()=y f x 的拐点的个数为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3【答案】（C ）【解析】拐点出现在二阶导数等于0，或二阶导数不存在的点，并且在这点的左右两侧二阶导函数异号。
因此，由()f x ''的图形可得，曲线()y f x =存在两个拐点.故选（C ）. (2)设211()23=+-x x y e x e 是二阶常系数非齐次线性微分方程'''++=x y ay by ce 的一个特解，则 ( )(A) 3,2,1=-==-a b c (B) 3,2,1===-a b c (C) 3,2,1=-==a b c (D) 3,2,1===a b c【答案】（A ）【分析】此题考查二阶常系数非齐次线性微分方程的反问题——已知解来确定微分方程的系数，此类题有两种解法，一种是将特解代入原方程，然后比较等式两边的系数可得待估系数值，另一种是根据二阶线性微分方程解的性质和结构来求解，也就是下面演示的解法.【解析】由题意可知，212x e 、13x e -为二阶常系数齐次微分方程0y ay by '''++=的解，所以2,1为特征方程20r ar b ++=的根，从而(12)3a =-+=-，122b =⨯=，从而原方程变为32x y y y ce '''-+=，再将特解x y xe =代入得1c =-.故选（A ）(3) 若级数1∞=∑nn a条件收敛，则=x 3=x 依次为幂级数1(1)∞=-∑n n n na x 的 ( )(A) 收敛点，收敛点 (B) 收敛点，发散点 (C) 发散点，收敛点 (D) 发散点，发散点 【答案】（B ）【分析】此题考查幂级数收敛半径、收敛区间，幂级数的性质。
2015年考研数学(二)真题及答案详解【完整清晰版】
2 0 0 且 P AP 0 1 0 . 0 0 1
T
1 0 0 由已知可得 Q P 0 0 1 PC 0 1 0 2 0 0 T T T 故 Q AQ C ( P AP)C 0 1 0 0 0 1
为( )
2 2 2 (B) 2 y1 y2 y3 2 2 2 (D) 2 y1 y2 y3
2 2 2 (A) 2 y1 y2 y3 2 2 2 (C) 2 y1 y2 y3
【答案】(A)
2 2 2 【解析】由 x Py ，故 f xT Ax yT ( PT AP) y 2 y1 . y2 y3
2 2
2 f 2u (1 v) f 2u 2 u uv u (1 v) , .故 ， f (u, v) u 1 v v (1 v) 2 1 v 1 v 1 v
因而
f u
u 1 v 1
0,
f v
得： 1 0 ，答f ( x) 在 , 内连续，其中二阶导数 f ( x) 的图形如图所示，则曲线
y f ( x) 的拐点的个数为(
(A) 0 (B)
) (D)
1
(C)
2
3
【答案】(C) 【解析】根据图像观察存在两点，二阶导数变号.则拐点个数 为 2 个. (5) 设函数 f u, v 满足 f x y, x 2 y 2 ，则 u x 与
1 1 1 【解析】 ( A, b) 1 2 a 1 4 a 2
1 1 1 1 a 1 d 1 0 1 d2 0 0 (a 1)(a 2) (d 1)(d 2) ， 1 d
2015年考研数学(二)真题及答案详解
2015年全国硕士研究生入学统一考试数学（二）试题解析一、选择题:1 8小题,每小题4分,共32分.下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求的,请将所选项前的字母填在答题纸．．．指定位置上. (1) 下列反常积分收敛的是 ( )(A)2+∞⎰(B) 2ln x dx x+∞⎰(C)21ln dxx x +∞⎰(D) 2x x dx e+∞⎰【答案】(D) 【解析】(1)xx x dx x e e-=-+⎰，则2222(1)3lim (1)3xx x x x dx x e e x e e e +∞+∞----→+∞=-+=-+=⎰.(2) 函数()2sin lim(1)x tt t f x x→=+在(,)-∞+∞内( )(A) 连续 (B) 有可去间断点 (C) 有跳跃间断点 (D) 有无穷间断点 【答案】(B)【解析】220sin lim 0sin ()lim(1)t x t x x t x tt t f x e e x→→=+==，0x ≠，故()f x 有可去间断点0x =. (3) 设函数()1cos ,00,0x x x f x x α⎧>⎪=⎨⎪≤⎩(0,0)αβ>>,若()'f x 在0x =处连续则:( ) (A)0αβ-> (B)01αβ<-≤ (C)2αβ-> (D)02αβ<-≤ 【答案】(A)【解析】0x <时，()0f x '=()00f -'=()1001cos10lim lim cosx x x x f x x x ααβ++-+→→-'== 0x >时，()()()11111cos1sin f x x x x x x ααβββαβ-+'=+-- 1111cossin x x x xααβββαβ---=+()f x '在0x =处连续则：()()10100lim cos 0x f f x xαβ+--+→''===得10α-> ()()++1100110lim =lim cos sin =0x x f f x x x x x ααβββαβ---→→⎛⎫''=+ ⎪⎝⎭得：10αβ-->，答案选择A(4)设函数()f x 在(),-∞+∞内连续，其中二阶导数()''f x 的图形如图所示，则曲线()=y f x 的拐点的个数为( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 【答案】(C)【解析】根据图像观察存在两点，二阶导数变号.则拐点个数为2个.(5) 设函数(),f u v 满足22,y f x y x y ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭ ，则11u v fu==∂∂与11u v f v==∂∂ 依次是 ( )(A)1,02 (B) 10,2 (C) 1,02- (D) 10,2-【答案】(D)【解析】此题考查二元复合函数偏导的求解. 令,y u x y v x =+=，则,11u uv x y v v ==++，从而22(,)y f x y x y x+=-变为222(1)(,)111u uv u v f u v v v v -⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭.故222(1)2,1(1)f u v f u u v v v ∂-∂==-∂+∂+， 因而111110,2u u v v ff uv ====∂∂==-∂∂.故选（D ）. (6)设D 是第一象限由曲线21xy =，41xy =与直线y x =，y =围成的平面区域，函数(),f x y 在D 上连续，则(),Df x y dxdy =⎰⎰ ( )(A)()13sin2142sin2cos ,sin d f r r rdr πθπθθθθ⎰⎰(B)()34cos ,sin d f r r rdr ππθθθ⎰ (C)()13sin 2142sin 2cos ,sin d f r r drπθπθθθθ⎰⎰(D)()34cos ,sin d f r r dr ππθθθ⎰【答案】(B)【解析】根据图可得，在极坐标系下计算该二重积分的积分区域为(,)43D r r ππθθ⎧⎫=≤≤≤≤⎨⎩所以34(,)(cos ,sin )Df x y dxdy d f r r rdr ππθθθ=⎰⎰⎰故选B.(7) 设矩阵21111214a a ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭A ,21d d ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭b .若集合}{1,2Ω=，则线性方程组=Ax b 有无穷多解的充分必要条件为 ( )(A) ,a d ∉Ω∉Ω (B) ,a d ∉Ω∈Ω (C) ,a d ∈Ω∉Ω (D) ,a d ∈Ω∈Ω 【答案】(D)【解析】2211111111(,)1201111400(1)(2)(1)(2)A b ad a d a d a a d d ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭，由()(,)3r A r A b =<，故1a =或2a =，同时1d =或2d =.故选（D ）(8) 设二次型()123,,f x x x 在正交变换=x Py 下的标准形为2221232y y y +-，其中123(,,)=P e e e ，若132(,,)=-Q e e e 则123(,,)f x x x =在正交变换=x Qy 下的标准形为( )(A)2221232y y y -+ (B) 2221232y y y +-(C) 2221232y y y -- (D) 2221232y y y ++【答案】(A)【解析】由x Py =，故222123()2T T T f x Ax y P AP y y y y ===+-. 且200010001TP AP ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭.由已知可得100001010Q P PC ⎛⎫⎪== ⎪ ⎪-⎝⎭故200()010001T T TQ AQ C P AP C ⎛⎫⎪==- ⎪ ⎪⎝⎭所以222123()2T T T f x Ax y Q AQ y y y y ===-+.选（A ） 二、填空题：9 14小题,每小题4分,共24分.请将答案写在答题纸．．．指定位置上. (9) 3arctan 3x t y t t=⎧⎨=+⎩ 则 212t d y dx ==【答案】48【解析】 2222333(1)11dy dy t dt t dx dxdt t +===++ 2222[3(1)]d y d t dx dx=+=222222[3(1)]12(1)12(1)11d t t t dt t t dx dt t ++==++ 22148t d ydx ==. (10)函数2()2x f x x =⋅在0x =处的n 阶导数(0)nf =_________ 【答案】()()21ln 2n n n --【解析】根据莱布尼茨公式得：()()()()()(2)222(1)0222ln 2(1)ln 22n n n n x n x n n f C n n ---=-===- (11) 设()f x 连续，()()20x x x f t dt ϕ=⎰，若()()11,15ϕϕ'==，则()1f =【答案】2【解析】 已知2()()x x x f t dt ϕ=⎰，求导得2220()()2()x x f t dt x f x ϕ'=+⎰，故有1(1)()1,f t dt ϕ==⎰(1)12(1)5,f ϕ'=+=则(1)2f =.(12)设函数()y y x =是微分方程'''20y y y +-=的解，且在0x =处()y x 取得极值3，则()y x = .【答案】22x x e e -+【解析】由题意知：()03y =，()00y '=，由特征方程：220λλ+-=解得121,2λλ==- 所以微分方程的通解为：212x x y C e C e -=+代入()03y =，()00y '=解得：12C =21C = 解得：22xxy e e-=+(13)若函数(),Z z x y =由方程231x y ze xyz +++=确定，则()0,0dz = .【答案】()1d 2d 3x y -+ 【解析】当0,0x y ==时0z =，则对该式两边求偏导可得2323(3)x y z x y z ze xy yz e x++++∂+=--∂ 2323(3)2x y z x y z ze xy xz e y++++∂+=--∂.将（0,0,0）点值代入即有 12,.(0,0)(0,0)33z z x y ∂∂=-=-∂∂则可得()(0,0)121|d 2d .333dz dx dy x y =--=-+ (14) 若3阶矩阵A 的特征值为2,2,1-，2B A A E =-+，其中E 为3阶单位阵，则行列式B = .【答案】21【解析】A 的所有特征值为2,2,1.-B 的所有特征值为3,7,1. 所以||37121B =⨯⨯=.三、解答题：15～23小题,共94分.请将解答写在答题纸．．．指定位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. (15) (本题满分10分）设函数()ln(1)sin f x x a x bx x =+++，3()g x kx =.若()f x 与()g x 在0x →时是等价无穷小，求,,a b k 的值.【答案】111,,32a kb =-=-=- 【解析】 方法一：因为233ln(1)()23x x x x o x +=-++，33sin ()3!x x x o x =-+， 那么，23333000(1)()()()ln(1)sin 231lim lim lim ()x x x a aa xb x x o x f x x a x bx x g x kx kx→→→++-+++++===， 可得：100213a ab ak⎧⎪+=⎪⎪-=⎨⎪⎪=⎪⎩，所以，11213a b k ⎧⎪=-⎪⎪=-⎨⎪⎪=-⎪⎩．方法二： 由题意得300sin )1ln(lim )()(lim1kx xbx x a x x g x f x x +++==→→203cos sin 11limkx x bx x b x ax ++++=→由分母03lim 2=→kx x ，得分子)cos sin 11(lim 0x bx x b xax ++++→0)1(lim 0=+=→a x ，求得c ；于是)()(lim10x g x f x →=23cos sin 111lim kx x bx x b x x +++-=→）（x kx xx bx x x b x x +++++=→13cos )1(sin )1(lim20 203c o s )1(s i n )1(lim kx xx bx x x b x x ++++=→kxxx bx x bx x x b x x b x b x 6sin )1(cos cos )1(cos )1(sin 1lim0+-++++++=→由分母06lim 0=→kx x ，得分子]sin )1(cos cos )1(2sin 1[lim 0x x bx x bx x x b x b x +-++++→0)cos 21(lim 0=+=→x b x ，求得21-=b ； 进一步，b 值代入原式)()(lim 10x g x f x →=kxx x x x x x x x x 6sin )1(21cos 21cos )1(sin 211lim0++-+--=→ kxx x x x x x x x x x x x x x 6cos )1(21sin 21sin )1(21sin 21cos 21sin )1(cos cos 21lim 0++++++-++--=→k621-=，求得.31-=k(16) (本题满分10分)设A>0，D 是由曲线段sin (0)2y A x x π=≤≤及直线0y =，2x π=所围成的平面区域，1V ，2V 分别表示D 绕x 轴与绕y 轴旋转成旋转体的体积，若12V V =，求A 的值.【答案】8π【解析】由旋转体的体积公式，得dx x f ⎰=2021)(V ππdx x A ⎰=202)sin (ππdx x A⎰-=20222cos 1ππ422A π=dx x xf ⎰=22)(2V ππA x d x A -πππ2c o s 220==⎰由题,V V 21=求得.8A π=(17) (本题满分11分)已知函数(,)f x y 满足"(,)2(1)x xy f x y y e =+，'(,0)(1)xx f x x e =+，2(0,)2f y y y =+，求 (,)f x y 的极值. 【答案】极小值(0,1)1f -=-【解析】xxye y y xf )1(2),(+=''两边对y 积分，得 )()21(2),(2x e y y y x f x x ϕ++=')()2(2x e y y x ϕ++=， 故x x e x x x f )1()()0,(+=='ϕ， 求得)1()(+=x e x x ϕ，故)1()2(),(2x e e y y y x f x x x +++='，两边关于x 积分，得⎰+++=dx x e e y y y x f x x )1()2(),(2⎰+++=xxde x e y y )1()2(2 ⎰-+++=dx e e x e y y xxx )1()2(2 C )1()2(2+-+++=x x x e e x e y y C )2(2+++=x x xe e y y由y y y y y f 2C 2),0(22+=++=，求得.0=C 所以x x xe e y y y x f ++=)2(),(2.令⎪⎩⎪⎨⎧=+='=+++='0)22(0)2(2xy xx x x e y f xe e e y y f ，求得⎩⎨⎧-==10y x . 又x x x xxxe e e y y f +++=''2)2(2， x xye yf )1(2+=''，xyy e f 2=''， 当1,0-==y x 时，(0,1)1,xxA f ''=-=,0)1,0(B =-''=xy f 2)1,0(=-''=yy fC ， 20,AC B ->(0,1)1f -=-为极小值.(18) (本题满分10分) 计算二重积分()Dx x y dxdy +⎰⎰，其中{}222(,)2,D x y x y y x =+≤≥【答案】245π-【解析】2()DDx x y dxdy x dxdy +=⎰⎰⎰⎰21202xdx dy =⎰12202)x x dx =⎰12240022222sin 2cos 55x t xt tdt π=--⎰⎰22242002222sin 2sin .5545u t tdt udu πππ==-=-=-⎰⎰(19)(本题满分 11 分) 已知函数()21Xf x =+⎰⎰，求()f x 零点的个数？【答案】2个【解析】()21)f x x '=- 令()0f x '=,得驻点为12x =, 在1(,)2-∞,()f x 单调递减,在1(,)2+∞,()f x 单调递增 故1()2f 为唯一的极小值,也是最小值.而112241()2f =+=-⎰⎰⎰1224=--⎰⎰⎰在1(,1)2故0-<从而有1()02f <1lim ()lim[]x x x f x →-∞→-∞=+=+∞⎰⎰22111lim ()lim[]lim[]x x xx x x f x →+∞→+∞→+∞=+=-⎰⎰⎰⎰考虑2lim lim x x x ==+∞，所以lim ()x f x →+∞=+∞.所以函数()f x 在1(,)2-∞及1(,)2+∞上各有一个零点，所以零点个数为2. (20) (本题满分10分)已知高温物体置于低温介质中，任一时刻该物体温度对时间的变化率与该时刻物体和介质的温差成正比，现将一初始温度为120C ︒的物体在20C ︒的恒温介质中冷却，30min后该物体降至30C ︒，若要将该物体的温度继续降至21C ︒，还需冷却多长时间？ 【答案】30min【解析】设t 时刻物体温度为()x t ，比例常数为(0)k >，介质温度为m ,则()dxk x m dt=--，从而()kt x t Ce m -=+， (0)120,20x m ==，所以100C =，即()10020kt x t e -=+又1()30,2x =所以2ln10k =，所以11()20100t x t -=+ 当21x =时，t =１，所以还需要冷却３０min.(21) (本题满分10分)已知函数()f x 在区间[]+a ∞，上具有2阶导数，()0f a =，()0f x '>，()''0f x >，设b a >，曲线()y f x =在点()(),b f b 处的切线与x 轴的交点是()00x ，，证明0a x b <<.【证明】根据题意得点(,())b f b 处的切线方程为()()()y f b f b x b '-=-令0y =，得0()()f b x b f b =-' 因为(x)0f '>所以(x)f 单调递增，又因为(a)0f = 所以(b)0f >，又因为()0f b '>所以0()()f b x b b f b =-<' 又因为0()()f b x a b a f b -=--'，而在区间（a,b ）上应用拉格朗日中值定理有 (b)f(a)(),(a,b)f f b aξξ-'=∈-所以0()()()()()()()()()()()f b f b f b f b f x a b a f b f b f f b f b f ξξξ''--=--=-=''''' 因为(x)0f ''>所以(x)f '单调递增 所以()()f b f ξ''>所以00x a ->，即0x a >，所以0a x b <<，结论得证.(22) (本题满分 11 分)设矩阵101101a A a a ⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭且3A O =.(1) 求a 的值；(2) 若矩阵X 满足22X XA AX AXA E --+=，E 为3阶单位阵，求X .【答案】2010,111211a X -⎛⎫ ⎪==-- ⎪ ⎪-⎝⎭【解析】 (I)323100100111100011a A O A a a a a a a a a=⇒=⇒-=--==⇒=- (II)由题意知()()()()()()()()()222211122212X XA AX AXA E X E A AX E A E E A X E AE X E A E A E A E A X E A A ------+=⇒---=⎡⎤⇒--=⇒=--=--⎣⎦⇒=-- 2011111112E A A -⎛⎫ ⎪--=- ⎪ ⎪--⎝⎭，011100111010111010011100112001112001----⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪-→- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭M M M M M M111010111010011100011100021011001211------⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→--→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-----⎝⎭⎝⎭M M M M M M110201100312010111010111001211001211---⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→-→- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭M M M M M M312111211X -⎛⎫ ⎪∴=- ⎪ ⎪-⎝⎭(23) (本题满分11 分)设矩阵02313312A a -⎛⎫ ⎪=-- ⎪ ⎪-⎝⎭相似于矩阵12000031B b -⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭.（1）求,a b 的值；（2）求可逆矩阵P ，使1P AP -为对角阵.【答案】（1）4,5a b ==；（2）231101011P --⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭【解析】(I)~()()311A B tr A tr B a b ⇒=⇒+=++0231201330012031--=⇒--=-A B ba 14235-=-=⎧⎧∴⇒⎨⎨-==⎩⎩a b a a b b (II)023100123133010123123001123A E C ---⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪=--=+--=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ()123112*********---⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=--=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭CC 的特征值1230,4λλλ===0λ=时(0)0-=E C x 的基础解系为12(2,1,0);(3,0,1)ξξ==-T T 5λ=时(4)0-=E C x 的基础解系为3(1,1,1)ξ=--T A 的特征值1:1,1,5λλ=+A C令123231(,,)101011ξξξ--⎛⎫ ⎪==- ⎪ ⎪⎝⎭P ，1115-⎛⎫ ⎪∴= ⎪⎪⎝⎭P AP文档内容由金程考研网整理发布。