2021考研数学二测试卷

2021年考研数学二真题一、选择题：（1~8小题,每题4分，共32分。

以下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)以下反常积分中收敛的是 (A)∫√x+∞2xx (B)∫xxx+∞2xx(C)∫1xxxx+∞2xx (D) ∫xx x+∞2xx 【答案】D 。

【解析】题干中给出4个反常积分，别离判定敛散性即可取得正确答案。

∫√x+2=2√x |2+∞=+∞；∫xxxx+∞2xx =∫xxx +∞2x (xxx )=12(xxx )2|2+∞=+∞；∫1xxxx+∞2xx =∫1xxx+∞2x (xxx )=ln (xxx )|2+∞=+∞； ∫xxx +∞2xx=−∫x +∞2xx −x=−xx−x|2+∞+∫x −x +∞2xx=2x−2−x−x |2+∞=3x −2，因此(D)是收敛的。

综上所述，此题正确答案是D 。

【考点】高等数学—一元函数积分学—反常积分 (2)函数x (x )=lim x →0(1+xxx x x )x 2x在(-∞,+∞)内(A)连续 (B)有可去中断点 (C)有跳跃中断点 (D)有无穷中断点 【答案】B【解析】这是“1∞”型极限，直接有x(x)=limx→0(1+xxx xx)x2x=x lim x→0x 2x(1+xxx xx−1)=e x limx→0xxxxx=x x(x≠0),x(x)在x=0处无概念，且limx→0x(x)=limx→0x x=1,因此x=0是x(x)的可去中断点，选B。

综上所述，此题正确答案是B。

【考点】高等数学—函数、极限、持续—两个重要极限(3)设函数x(x)={x αcos1xβ,x>0，0,x≤0(α>0,x>0).假设x′(x)在x=0处连续，则(A)α−β>1(B)0<α−β≤1(C)α−β>2(D)0<x−β≤2【答案】A【解析】易求出x′(x)={xx α−1cos1xβ+βxα−β−1sin1xβ,x>0，0,x≤0再有x+′(0)=limx→0+x(x)−x(0)x=limx→0+xα−1cos1xβ={0, α>1,不存在，α≤1，x−′(0)=0于是，x′(0)存在⟺α>1，现在x′(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，x′(x)在x=0持续⟺α−β>1。

2021考研高数2真题2021年考研高等数学2试题，共计1500字。

考试时间为3小时，试题总分为100分，共包含8个大题。

以下是对每个大题的详细解析及答案。

一、大题一（20分）本题是一道复合函数求导题。

已知函数y=f(u)=e^u，u=g(x)=2x+1，请计算dy/dx。

解答：根据复合函数的求导法则，我们有dy/du = df/du = e^u，du/dx=g'(x)=2。

将两个导数相乘得到dy/dx = (dy/du)(du/dx) = e^u * 2。

二、大题二（15分）本题是一道含参变量的连续函数极限问题。

已知函数f(x) = (e^(x/n) - 1)/(x/n)，求lim(n→∞) f(x)的值。

解答：将x/n记为t，则原极限可写为lim(n→∞) [(e^t - 1)/t]。

这是一个常见的极限形式，我们可以使用洛必达法则求解。

对分子和分母同时求导得(d(e^t - 1)/dt)/(dt/dn)。

简化后得e^t，再将t恢复成x/n，得e^(x/n)。

因此lim(n→∞) f(x) = e^(x/n)。

三、大题三（25分）本题是一道多元函数偏导数题。

已知函数z=f(x,y)=x^2 + y^2，求∂z/∂x和∂z/∂y。

解答：根据多元函数的偏导数定义，我们分别对函数f(x,y)求偏导数，得到∂z/∂x = 2x和∂z/∂y = 2y。

四、大题四（20分）本题是一道定积分计算题。

已知函数f(x) = sin^2(x)，求∫(0,π/2) f(x) dx。

解答：利用定积分的性质和三角恒等式，可将原式转化为∫(0,π/2) (1-cos(2x))/2 dx。

再利用积分的线性性质和反函数的求导公式，得到1/2 * x - 1/4 * sin(2x)|[0,π/2] = 1/2 * π/2 - 1/4 * sin(π) - 0 = π/4。

五、大题五（10分）本题是一道空间解析几何题。

已知直线L1通过点A(1,2,3)和点B(4,5,6)，直线L2垂直于直线L1，且通过点C(7,8,9)，求直线L2的方程。

2021考研数学二真题 一选择题1.已知当0x →时，函数是等价无穷小，则与kcx x x x f 3sin sin 3)(-=A k=1,c=4B k=a, c=-4C k=3,c=4D k=3,c=-42.=-==→3320)(2)(,0)0(0)(limx x f x f x f x x f x 则处可导，且在已知A )0(2f '-B )0(f '-C )0(f ' D03.函数)3)(2)(1(ln )(---=x x x x f 的驻点个数为A0 B1 C2 D34.微分方程的特解形式为)0(2>+=-'-λλλλxx e e y y A )(x x e e a λλ-+ B)(xx e e ax λλ-+ C )(x x be ae x λλ-+ D)(2x x be ae x λλ-+ 5设函数)(x f 具有二阶连续导数，且0)0(,0)(>'>f x f ，则函数)(ln )(y f x f z =在点（0，0）处取得极小值的一个充分条件A 0)0(,1)0(>''>f fB 0)0(,1)0(<''>f fC 0)0(,1)0(>''<f fD 0)0(,1)0(<''<f f6.设⎰⎰⎰===444000cos ln ,cot ln ,sin ln πππxdx K xdx J xdx I 的大小关系是、、则K J I A I<J<K B I<K<J C J<I<K D K<J<I7.设A 为3阶矩阵，将A 的第二列加到第一列得矩阵B ，再交换B 的第二行与第一行得单位矩阵。

记,010100001,010********⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=P P 则A= A 21P P B 211P P - C 12P P D 112PP - 8设),,,(4321αααα=A 是4阶矩阵，*A 是A 的伴随矩阵，若T )0,1,0,1(是方程组0=Ax 的一个基础解系，则0*=x A 的基础解系可为A31,αα B 21,αα C 321,,ααα D 432,,ααα二填空题9.=+→x x x 10)221(lim10.微分方程===+'-y y x e y y x的解满足条件0)0(cos 11.曲线)40(tan 0⎰≤≤=xx tdt y π的弧长s=____________12.设函数{,)(0,0,0>=>≤-λλx x x f ，则=⎰+∞∞-dx x xf )(13.设平面区域D 由y=x,圆y y x 222=+及y 轴所组成，则二重积分⎰⎰=Dxyda ________14.二次型3231212322213212223),,(x x x x x x x x x x x x f +++++=，则f 的正惯性指数为________________ 三解答题15.已知函数αx dt t x F x⎰+=2)1ln()(，设0)(lim )(lim 0==+→+∞→x F x F x x ，试求α的取值范围。

2021年考研数学二真题与解析（解答题部分）（源于思考研数学店铺）1. 当0x →时，()231x t e dt -⎰是7x 的（ ）A. 低阶无穷小B.等价无穷小C.高阶无穷小D.同阶但非等价无穷小 解：C求导定阶法：当0x →时，()()236701212x t x e dt x e x '⎛⎫-=- ⎪⎝⎭⎰，说明()231x t e dt -⎰是x 的8阶无穷小，故是7x 的高阶无穷小量。

2. 函数1,0,()1,0x e x f x x x ⎧-≠⎪=⎨⎪=⎩在0x =处（ ）A. 连续且取极大值B.连续且取极小值C.可导且导数为0D.可导且导数不为零 解：D导数定义式：0011()11(0)limlim .2x x x e f x x f x x →→---'===从而选D 。

由于在0处可导，如果它是极值点的话，那么导数应该为零，从而可知，该点处不取极值。

3. 有一圆柱体底面半径与高随时间变化的速率分别为2cm/s ，-3cm/s ，当底面半径为10cm ，高为5cm 时，圆柱体的体积与表面积随时间变化的速率分别为（ ）A. 12532/,40/cm s cm s ππB. 32125/,40/cm s cm s ππ-C.32100/,40/cm s cm s ππ-D. 32100/,40/cm s cm s ππ--解：C相对变化率：圆柱体体积：22,2dV dR dHV R H R H R dt dt dtπππ==+ 代入：210,5,2,3,2102510(3)100.dR dH R H dt dtdVdtπππ=====⋅⋅⋅+⋅⋅-=-得圆柱的表面积：222,422dS dR dH dR S R RH R R H dt dt dt dtπππππ=+=++代入：10,5,2,3,4102210(3)25240.dR dHR H dt dtdSdtππππ=====⋅⋅+⋅⋅-+⋅⋅=得4.设函数()ln (0)f x ax b x a =->有两个零点，则ba的取值范围是：（ ）A.(),e +∞B.()0,eC.10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭D.1,e⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭解：A 。

2021年全国硕士研究生招生考试数学（二）试题真题讲义一、选择题：1~10小题，每小题5分，共50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，请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上.1.是的（）（A）低阶无穷小（B）等价阶无穷小（C）高阶无穷小（D）同阶但非等价无穷小2.函数在处（）（A）连续且取得极大值（B）连续且取得极小值（C）可导且导数等于零（D）可导且导数不为零3.有一圆柱体，底面半径与高随时间的变化率分别为，，当底面半径为，高为时，圆体的体积与表面积随时间的变化速率为（）（A）（B）（C）（D）4.函数有2个零点，则的取值范围是（）（A）（B）（C）（D）5.设函数在处的2次泰勒多项式为，则（）（A）（B）（C）（D）6.设函数可微且，则（）（A）（B）（C）（D）7.设函数在区间上连续，则（）（A）（B）（C）（D）8.二次型的正惯性指数与负惯性指数依次为（）（A）2,0（B）1,1（C）2,1（D）1,29.设3阶矩阵，若向量组可以由向量组线性表示出，则（）（A）的解均为解（B）的解均为解（C）的解均为解（D）的解均为解10.已知矩阵，若三角可逆矩和上三角可逆矩阵，使得为对角矩阵，则、分别取（）（A）（B）（C）（D）二、填空题：11~16小题，每小题5分，共30分.请将答案写在答题纸指定位置上.11.________.12.设函数由参数方程确定，则________.13.设函数由方程确定，则________.14.已知函数，则________.15.微分方程有的通解为________.16.多项式的项的系数为________.三、解答题：17~22小题，共70分。

解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

请将答案写在答题纸指定位置上。

17.求极限.18.设函数，求函数的凹凸性及渐近线.19.设函数满足，为曲线.记的长度为，绕轴旋转的旋转曲面的面积为，求和.20.是微方程满足的解.（1）求；（2）设为曲线上的一点，记处法线在轴上的截距为.最小时，求的坐标.21.设由曲线与轴围成，求.22.设矩阵仅有两个不同特征值，若相似于对角矩阵.求，求逆矩阵，使得.。

全国硕士研究生入学统一考试数学（二）试题解析一、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)下列反常积分收敛的是( ) (A)2x+∞⎰(B) 2ln x dx x+∞⎰(C)21ln dx x 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 αβ⎧>⎪=⎨⎪≤⎩(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 αβαβ++-+→→-'== 0x >时，()()()11111cos 1sin 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 x ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭，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 =，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⎰⎰【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(,),432sin 2sin 2D r r ππθθθθ⎧⎫=≤≤≤≤⎨⎬⎩⎭所以n 23142sin 2(,)(cos ,sin )si Df x y dxdy d f r r rdr πθπθθθθ=⎰⎰⎰⎰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：914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)11dydy 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10(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 xy 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 203cos )1(sin )1(limkx 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 ⎰=202)(2V ππA x d x A -πππ2cos 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xx e x x x f )1()()0,(+=='ϕ， 求得)1()(+=x e x xϕ，故)1()2(),(2x e e y y y x f xxx +++='，两边关于x 积分，得⎰+++=dx x e e y y y x f x x )1()2(),(2 ⎰+++=x x de x e y y )1()2(2 ⎰-+++=dx e e x e y y x x x )1()2(2C )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xxxe 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xx x xxxe e e y y f +++=''2)2(2， x xye yf )1(2+=''，x yy 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 +=⎰⎰⎰⎰ 2212202x xdx x dy -=⎰122202(2)x x x dx =-⎰21222400222222sin 2cos 55x t xx dx t tdt π==---⎰⎰22242002222sin 2sin .5545u t tdt udu πππ==-=-=-⎰⎰(19)(本题满分 11 分) 已知函数()2111Xf x t dt tdt =+++⎰⎰，求()f x 零点的个数？【答案】2个【解析】222()1211(21)f x x x x 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122411112241()11112f t dt tdt t dt tdt =+++=+-+⎰⎰⎰122111224111t dt td td =+-+-+⎰⎰⎰在1(,1)2211t t ++故2122110t dt tdt +-+<⎰⎰从而有1()02f <221lim ()lim[11]x x x x f x t dt tdt →-∞→-∞=+++=+∞⎰⎰2222111lim ()lim[11]lim[11]x x x x x f x t dt tdt tdt t dt →+∞→+∞→+∞=+++=+-+⎰⎰⎰⎰考虑22122111lim lim 11x xx x tdt x x x t dt++==+∞++⎰⎰，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)3231010*********1a 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 EE A X E A E X E A E A E A E A X E A A ------+=⇒---=⎡⎤⇒--=⇒=--=--⎣⎦⇒=-- 2011111112E A A -⎛⎫ ⎪--=- ⎪ ⎪--⎝⎭，011100111010111010011100112001112001----⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪-→- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪----⎝⎭⎝⎭111010111010011100011100021011001211------⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→--→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-----⎝⎭⎝⎭110201100312010111010111001211001211---⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→-→- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭312111211X -⎛⎫ ⎪∴=- ⎪ ⎪-⎝⎭(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 ⇒=⇒+=++231201330012031--=⇒--=-A B b a 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=--TA 的特征值1:1,1,5λλ=+A C令123231(,,)101011ξξξ--⎛⎫ ⎪==- ⎪ ⎪⎝⎭P ，1115-⎛⎫ ⎪∴= ⎪ ⎪⎝⎭P AP1、最困难的事就是认识自己。

2021考研数学真题及答案解析数学(二)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分.每小题给出的四个选项中，只 有一个选项是符合题目要求，把所选选项前的字母填在答题卡指定位置上.)⑴当0时，£_(/-i)必时％7的(A)低阶无穷小. (B)等价无穷小. (C)高阶无穷小. (D)同阶但非等价无穷小. 【答案】C.【解析】因为当时，=2x(/-1)〜2%7,所以边是％7高阶无穷小，正 确答案为C.>-1(2)函数 /(%>#u，在 ％=o 处 1,% = 0【答案】D.【解析】因为lim/⑶=lim —=1=/(0)，故/(%)在％ = 0处连续；n_i x因为 1in/(x )"(0)=ii m——=lim eX -1~X =-,故/'(0) =丄，正确答案为 D. x-0x-0 %2 2 2(3)有一圆柱体底面半径与高随时间变化的速率分别为2cm/s, -3 cm/s,当底面半径为10 cm ， 高为5 cm 时，圆柱体的体积与表面积随时间变化的速率分别为(A) 125 兀cm 3 / ^ , 40 兀cm 2 / 5 . (B) 125 7vcm 3 / s ，-40 7rcm 2 / s . (C) - 1007rcm 3 / 5 , 40 ncm / 5 . (D) -100 7rcm 3 / s ，-40 Ticm 1 / s . 【答案】C.【解析】由题意知，— = 2, —= -3,又V = 7ir 2h.S = l7irh + l7ir 2⑷设函数/(%) = ax-blnx(a>0)有两个零点，则$的取值范围是 (A) (e ，+oo).(A) 连续且取极大值.(C)可导且导数为0. 连续且取极小值. (D)可导且导数不为0.(C)(0，一).dt dtdtdt dt dtdt dt dt 当 r = 10，/z = 5 时，=40/r ，选 C.【答案】A.【解析】/(x) = ax-Z7lnx = 0 , f\x) =a~ —,令/''(%) = 0 有驻点 ％ = —，f x a 从而ln->l,可得->e,正确答案为A.a a(5)设函数/(x) = secx 在* = 0处的2次泰勒多项式为1 + ax + bx 2，则 ,z 1、， 1(A) a = (B) a = l,b =—. (C) a = O^b = (D) a = Q^b =【答案】D.f (0) = sec 0 = 1，/ '(0) = (sec x tan x) 则 f (x ) - secx = 1 + ^-x 2 + a(x 2).故选 D.(6)设函数/(x ，j)可微，且/(x + l ，e x ) = x(x + l)2，/(x,x 2)=2x 2lnx ,则= (A) dx + dy . (W )dx-dy .(C)办.(D) ~dy【答案】c.【解析】乂'(x + l ，e x ) + e%(x + l ，e x ) = (x + 1)2 + 2X (X + 1)① f; (x ，x 2) + 2xf^ (x ，x 2) =4xlnx + 2x②X=1分别带入①②式有J = 1矶 1）壤 1） = 1，胭+ 2側1） = 2联立可得乂'（1，1） = 0，人'（1，1） = 1，#（1，1） = 乂'（1，1）办+人（1，1）办=办，故正确答案为C.（7）设函数/（%）在区间［0，1］上连续，则^f （x ）dx =即选B.(8) 二次型f (x p x 2，x 3) = (x x + %2)2 + (x 2 + x 3)2 — (x 3 — x x )2的正惯性指数与负惯【解 析】 由 /(x) = /(0) + /'(0)x + ifx 2+ a(x 2)知 当 /(x) = secx 时， x=o - 0,/ "(0) = (sec x tan 2x + sec 3x)尸⑼【答案】 【解析】 n2n2nk-V\ 1 (B) limj ；/«^oo<2^-012nv 各 M 2 (D) i 1培limV/B.由定积分的定义知，将［0，l ］分成77份，取中间点的函数值，则 —， n2n )lf /(x)d?x = lim S / JO n^oo k=l2n a .L b .ln ha a性指数依次为(A)2,0. (B)l，l. (C)2,l. (D)l,2. 【答案】B.【解析】/(x1?x2,x3) = (x t +x2)2 +(x2 +x3)2 -(x3 -xj2 = 2X22+2X{X2+2X2X3 + 2x^3，0 1n所以d =1 2 1，故特征多项式为1 1 0;2-1 -1\AE-A\= -1 -2-1 =(2+ 1)(2-3)2-1-1 乂令上式等于零，故特征值为-1，3, 0,故该二次型的正惯性指数为1，负惯性指数为1.故应选B.(9)设3阶矩阵J = (a p a 2，a 3)，B ，若向量组a p a 2，a 3可以由向量组為，代线 性表出，贝IJ(A) Ax = 0的解均为Bx = Q 的解. (B) A T X = 0的解均为B T X = 0的解. (C) Bx = 0的解均为Ax = 0的解. (D) B T X = 0的解均为A T x = 0的解. 【答案】D.【解析】令A = h ，a”a 3\B = (H/^，由题a”a 2,a 3可由A ，/W 3线性表示，即存在矩阵尸， 使得BP = A ，则当B T X Q = 0时，【答案】C. 【解析】r i0 0、2 -1 0「32 bp0 -1 1 0 0、p0 -11 00、p 0-1 1 0 0、2 -11 0 1 00 -13 -2 1 00 1-3 2 -1 02 -5 0 0 b2-610 b0 -32 b(為五)=A T X Q = (BPf x Q = P TB TX . = 0.恒成立，即选 D.若下三角可逆矩阵P 和上三角可逆矩阵使/Mg 为对角(B)-1 20、 0b，1 0 0、o r0 0、(C)2-10 ， 0 1 3.(D) 0 1 0「3 2 1,、0 0 1,J 3 b(I0 、0 00、 0 b -3、 272 -1 02021,2填空题(本题共6小题，每小题5分，共30分.请将答案写在答题纸指定位置(13)设函数z=z(x,y)由方程(x + l)z + jInz - arctan(2xj^) = 1 确定，则一 dx【答案】1.【解析】方程酿对X 求导得Z + (X + 1)盖”艺-南^x = 0,y = 2带入原方程得z = l,再将x = 0,少=2，z = 1带入得& = 1. dxycQS^-dy-^ ycGsydyCt COSU 7 cyli7ycosydy(1 0-p 00、0 1 -30 1’F、0 0 0 -> 0 0 01 0 0 1 0 1 0 10 1 3<0 0<0 0 b，则Q= 01 3 .故应选C.io二、上.)(11) j |%|3_%2 dx = 【答案】—.In 3 醐】［|x|yXdx = 2\{ :\3-々x =-p_»-忐.3_ {XX 、确定’则>。

x ( )2x 2 3 2 x 3 x4⎰ x ⎰ ⎰0 02021 考研数学真题（数学二）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．请将所选项前的字母填在答．题．纸．指定位置上． 1.当 x → 0+ 时，下列无穷小量中最高阶的是（ ）A. x (e t 2 -1)dt 0B. ⎰0ln(1+ t 3 )dt C. sin xsin t 2dt 01-cos x D. 0sin 3tdt解析：本题选 D.考查了无穷小量的阶的比较，同时考查了变上限积分的函数的求导方法、洛必达法则等。

用求导定阶法来判断。

在 x → 0+ 时，(⎰x(e t 2 -1)dt )'= e x 2 -1 x 2 ； (⎰xln(1+ t 3 )dt )'= ln(1+x 3) 3x2 ；(⎰sin xsin t 2dt )'= sin (sin x )2cos x x2；(⎰1-cos xsin 3 tdt )' =sin 3(1- cos x ) sin x。

2.函数f (x ) =1e x -1ln(1+ x )(e x -1)(x - 2)的第二类间断点的个数为（）A.1B.2C. 3D.4解析：本题选 C.本题考查了间断点的概念与分类、极限的计算。

间断点有 x = -1, 0,1, 2 ，由于1lim f (x ) = lim e x -1ln(1+ x ) = ∞ ；x →-1+x →-1+ (e x-1)(x - 2) 1lim f (x ) = lim e x -1ln(1+ x ) = - 1；x →0 x →0 (e x -1)(x - 2) 2e1lim f (x ) = lim e x -1ln(1+ x ) = ∞ ；x →1+x →1+ (e x-1)(x - 2) 1lim f (x ) = lim e x -1ln(1+ x ) = ∞x →23. ⎰1x →2 (e x -1)(x - 2)x = ( )x (1- x ) π 2ππA.B.C.D.4848∂2f ∂x ∂y 0 -⎨ ⎩⎩⎩解析：本题选 A 。