2014年考研数学二真题与解析

2014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，请将所选项前的字母填在答题纸指定位置上。

（1）当x →0+时，若1ln (12),(1-cos )x x αα+均是比x 高阶的无穷小，则α的取值范围是（ ） （A ）），（∞+2 （B ）（1，2） （C ）），（121 （D ））（210， 【答案】B【解析】当x →0+时，∵()()ln12~2x x αα+，111211(1cos )~()()22x x ααα-=·2x α ，∴由2111 2.ααα>>⇔<<且（2）下列曲线有渐近线的是（ ）（A ）.sin x x y += （B ）.sin 2x x y +=（C ）.1sin x x y += （D ）21sin .y x x=+【答案】C【解析】1sin()11lim lim lim(1sin )1x x x x f x x a x x x x→∞→∞→∞+===+= 11lim[()]lim[sin ]lim sin 0x x x b f x ax x x x x→∞→∞→∞=-=+-==∴y=x 是y=x +1sin x的斜渐近线注：渐近线有3种：水平、垂直、斜渐近线。

本题中(A)(B)(D)都没有渐近线，(C)只有一条斜渐近线。

（3）设函数()f x 具有2阶导数，()()()()011g x f x f x =-+,则在区间[0，1]上（ ）(A)当0f x '≥（）时，()()f x g x ≥.(B)当0f x '≥（）时，()()f x g x ≤ (C)当0f ''≥时，()()f x g x ≥.(D)当0f ''≥时，()()f x g x ≤【答案】D【解析】方法1：（利用函数的凹凸性）当() 0f x "≥时，()f x 是凹函数，而()g x 是连接()()0,0f 与()1,1f （）的直线段，如右图 故()()f xg x ≤方法2：（利用函数的单调性）()()()h x g x f x =-令，则(0)(1)0h h ==，由洛尔定理知，(0,1)()0,h ξξ'∃∈=，使若()0f x ''≥，则()0,()h x h x '''≤单调递减， 当(0,)x ξ∈时，()()0h x h ξ''≥=，()h x 单调递增，()(0)0,g(x)()h x h f x ≥=≥即； 当(,1)x ξ∈时，()()0h x h ξ''≤=，()h x 单调递减，()(1)0,g(x)()h x h f x ≥=≥即；注：当0f x '≥（）时，只能说明()f x 是单调增加的，但增加的方式可能是以凸的形式，也可能是以凹的形式，若是前者，则()()f x g x ≥，此时(A)成立，如()f x x =；若是后者，则()()f x g x ≤，此时(B)成立，如2()f x x =.（4）曲线⎪⎩⎪⎨⎧++=+=，t t y ，t x 14722上对应1t =的点处的曲率半径是（ ）（A ）.5010 （B ）.10010 （C ）.1010 （D ）.105 【答案】C【解析】令()27x t t ϕ==+ ()241y t t t ψ==++则2,()2t t t ϕϕ'''=（）=; ()24t t ψ'=+ ()2t ψ"=当t =1时，(1)2,(1)2(1)6,(1)2ϕϕψψ''''''====则332222|2226|811010(26)40K ⨯-⨯===+,曲率半径11010.K ρ== （5）设函数()arctan f x x =，若)()(ξf x x f '=，则22limx xξ→=（ ）（A ）1. （B ）.32 （C ）.21（D ）.31【答案】D【解析】由()()arctan , f x x f x ==()xf ξ'得21arctan 1x x ξ=⋅+ ()3322222|||()()()()|1[()()]y t t t t K y t t ϕψϕψϕψ''''''''-=='''++2arctan arctan x x x ξ-=,222232000011arctan arctan 11lim lim lim lim arctan 33x x x x x x x xx x x x xx ξ→→→→---+∴==== （6）设函数()u x y ，在有界闭区域D 上连续，在D 的内部具有2阶连续偏导数，且满足0022222=∂∂+∂∂≠∂∂∂yux u y x u 及，则（ ） （A ）()u x y ，的最大值和最小值都在D 的边界上取得. （B ）()u x y ，的最大值和最小值都在D 的内部取得.（C ）()u x y ，的最大值在D 的内部取得，最小值在D 的边界上取得. （D ）()u x y ，的最小值在D 的内部取得，最大值在D 的边界上取得. 【答案】A【解析】A=22u x ∂∂，B=2u x y∂∂∂，C=22u y ∂∂，22200 0B A C AC B A B ≠+=-=--<，，，∴D 内部无极值.（7）行列式=dc dc b a ba 00000000（ ）（A ）2()ad bc - （B ）2()ad bc --（C ）2222a dbc - (D)2222b c a d -【答案】B【解析】41440000004(1)00(1)00000000a ba b a ba bc bd a c d c d c dc d++-+-按第行展开 32212(1)(1)()()()()()a b a b c b d a c dc dad bc bc ad ad bc ad bc bc ad ad bc ++=-⋅-+⋅⋅-=-⋅--=--=--注：此题按其它行或列展开计算都可以。

2014年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题答案一、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）B（2）B（3）D（4）C（5）D（6）A（7）B（8）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）83π （10）11=-)(f （11）（12）22ππ+-=x y （13）1120（14）[-2,2]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）【答案】2121111111110202211212112=-=--=--=--=--=+--++→→+∞→+∞→+∞→+∞→⎰⎰⎰u e lim u u e lim x )e (x lim ,xu x )e (x lim xtdt dt t )e (lim )x ln(x dt ]t )e (t [lim u u u u x x x xx x x x x 则令（16）【答案】因为y y y x '-='+122，①得到112±==x ,x y y y )y (y x ''-=''+'+2222，01121111222<+-=''⇒''-=''+)(y )(y )(y )(y )(y ，01121111222>+-=-''⇒-''-=-''-+-)(y )(y )(y )(y )(y 。

所以1=x 时，取极大值)(y 1。

1-=x 时，取极小值)(y 1-。

由①可知，C x x y y dx)x (dy )y (+-=+-=+33113322，因为02=)(y ，所以32=C ，323333+-=+x x y y 。

推荐：考研数字题库与资料 2014年考研数学二真题与解析一、选择题 1—8小题．每小题4分，共32分．１．当+→0x 时，若)(ln x 21+α，α11)cos (x -均是比x 高阶的无穷小，则α的可能取值范围是（ ）（A ）),(+∞2 （B ）),(21 （C ）),(121 （D ）),(210【详解】αααx x 221~)(ln +，是α阶无穷小，ααα211211x x ~)cos (-是α2阶无穷小，由题意可知⎪⎩⎪⎨⎧>>121αα所以α的可能取值范围是),(21，应该选（B ）． 2．下列曲线有渐近线的是（A ）x x y sin += （B ）x x y sin +=2（C ）xx y 1sin+= （D ）x x y 12sin +=【详解】对于xx y 1sin +=，可知1=∞→x y x lim 且01==-∞→∞→x x y x x sin lim )(lim ，所以有斜渐近线x y =应该选（C ）3．设函数)(x f 具有二阶导数，x f x f x g )())(()(110+-=，则在],[10上（ ）（A ）当0≥)('x f 时，)()(x g x f ≥ （B ）当0≥)('x f 时，)()(x g x f ≤ （C ）当0≥'')(x f 时，)()(x g x f ≥ （D ）当0≥'')(x f 时，)()(x g x f ≤ 【分析】此题考查的曲线的凹凸性的定义及判断方法．【详解1】如果对曲线在区间],[b a 上凹凸的定义比较熟悉的话，可以直接做出判断． 显然x f x f x g )())(()(110+-=就是联接))(,()),(,(1100f f 两点的直线方程．故当0≥'')(x f 时，曲线是凹的，也就是)()(x g x f ≤，应该选（D ）【详解2】如果对曲线在区间],[b a 上凹凸的定义不熟悉的话，可令x f x f x f x g x f x F )())(()()()()(110---=-=，则010==)()(F F ，且)(")("x f x F =，故当0≥'')(x f 时，曲线是凹的，从而010==≤)()()(F F x F ，即0≤-=)()()(x g x f x F ，也就是)()(x g x f ≤，应该选（D ）4．曲线⎩⎨⎧++=+=14722t t y t x ,上对应于1=t 的点处的曲率半径是（ ）（Ａ）5010（Ｂ）10010 (Ｃ）1010 （Ｄ）105 【详解】 曲线在点))(,(x f x 处的曲率公式321)'("y y K +=，曲率半径KR 1=． 本题中422+==t dt dy t dt dx ,，所以t t t dx dy 21242+=+=，3222122tt t dx y d -=-=，对应于1=t 的点处13-==",'y y ，所以10101132=+=)'("y y K ，曲率半径10101==KR ． 应该选（C ）5．设函数x x f arctan )(=，若)(')(ξxf x f =，则=→22xx ξlim（ ）（Ａ）1 （Ｂ）32 （Ｃ）21 （Ｄ）31 【详解】注意（1）211xx f +=)('，（2）)(arctan ,33310x o x x x x +-=→时． 由于)(')(ξxf x f =．所以可知x x x x f f arctan )()('==+=211ξξ，22)(arctan arctan x x x -=ξ， 313133302022=+--=-=→→→xx o x x x x x xarx x x x x x )()(lim )(arctan tan limlimξ． 6．设),(y x u 在平面有界闭区域D 上连续，在D 的内部具有二阶连续偏导数，且满足02≠∂∂∂y x u及02222=∂∂+∂∂y ux u ，则（ ）． （A ）),(y x u 的最大值点和最小值点必定都在区域D 的边界上；（B ）),(y x u 的最大值点和最小值点必定都在区域D 的内部；。

2014年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、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、当0x +→时，若ln (12)x α+，1(1cos )x α-均是比x 高阶的无穷小，则α的取值范围是（ ）（A ）(2,)+∞ （B ）(1,2) （C ）1(,1)2 （D ）1(0,)2【答案】B【考点】等价无穷小、高阶无穷小 【详解】当0x +→时，ln (12)~(2)x x αα+，1121(1cos )~2x x αα⎛⎫-⎪⎝⎭因为它们都是比x 高阶的无穷小，故12,1>>αα，即21<<α2、下列曲线中有渐近线的是（ ）（A ）sin y x x =+ （B ）2sin y x x =+ （C ）1sin y x x =+ （D ）21sin y x x=+ 【答案】C【考点】函数的渐近线 【详解】对于选项A ， lim(sin )x x x →∞+ 不存在，因此没有水平渐近线，同理可知，选项A 没有铅直渐近线， 而sinxlimlimx x y x x x→∞→∞+=不存在，因此选项A 中的函数没有斜渐近线； 对于选项B 和D ，我们同理可知，对应的函数没有渐近线；对于C 选项，1siny x x=+.由于1sin lim lim1x x x yx x x→∞→∞+==，又()1lim 1limsin0x x y x x →∞→∞-⋅==.所以1sin y x x=+存在斜渐近线y x =.故选C.（4）设函数()f x 具有2阶导数，()(0)(1)(1)g x f x f x =-+，则在区间[0,1]内（ ） （A ）当()0f x '≥时，()()f x g x ≥ （B ）当()0f x '≥时，()()f x g x ≤ （C ）当()0f x ''≥时，()()f x g x ≥ （D ）当()0f x ''≥时，()()f x g x ≤ 【答案】D【考点】函数单调性的判别、函数图形的凹凸性 【详解】 【解法一】令)()()(x f x g x F -=则)()1()0()(x f f f x F '-+-='由拉格朗日中值定理知，存在)1,0(∈ξ，使得)()()01()0()1(ξξf f f f '='-=- 即0)(='ξF又因为)()(x f x F ''-=''若()0f x ''≥，则()0F x ''≤，所以)(x F '单调递减， 当(0,),()0,()x F x F x ξ'∈>单调递增， 当(,1),()0,()x F x F x ξ'∈<单调递减，又0)1(.0)0(==F F ，所以()0F x ≥，即()()f x g x ≤，故选D 【解法二】令2()f x x =，则函数()f x 具有2阶导数，且()0f x ''≥所以()(0)(1)(1)g x f x f x x =-+= 当]1,0[∈x 时，()()f x g x ≤，故选D4、曲线227,41x t y t t ⎧=+⎪⎨=++⎪⎩上对应于1t =的点处的曲率半径是（ ） （A（B（C）（D）【答案】C【考点】参数方程求导、曲率及曲率半径 【详解】2223212133222233222242222(24)8(2)2(2)3,1"1(1')(13)1(13)10t t dy dy t dt dx dx tdtt t d y t dx t t dy d y dx dx y k y R k==+==⋅-+-==∴==-∴==++∴==+==Q5、设函数()arctan f x x =，若()()f x xf ξ'=，则22limx x ξ→=（ ）（A ）1 （B ）23 （C ）12（D ）13【答案】D【考点】函数求导、函数求极限 【详解】2()arctan 11f x x x x ξ==+Q.2arctan arctan x xx ξ-∴=.22230arctan arctan limlimlim rctan x x x x x x xx x a x x ξ→→→--∴==⋅22222001111limlim 33(1)3x x x x x x x →→-+===+. 6、设函数(,)u x y 在有界闭区域D 上连续，在D 的内部具有2阶连续偏导数，且满足20ux y ∂≠∂∂及22220u ux y ∂∂+=∂∂，则（ ） （A ）(,)u x y 的最大值和最小值都在D 的边界上取得 （B ）(,)u x y 的最大值和最小值都在D 的内部取得（C ）(,)u x y 的最大值在D 的内部取得，(,)u x y 的最小值在D 的边界上取得 （D ）(,)u x y 的最小值在D 的内部取得，(,)u x y 的最大值在D 的边界上取得 【答案】A【考点】二元函数极值的充分条件 【详解】因为22220u u x y ∂∂+=∂∂，故22u A x ∂=∂与22uC y∂=∂异号.又20u B x y ∂=≠∂∂， 则20AC B -<，所以函数(,)u x y 在区域D 内没有极值.又连续函数在有界闭区域内有最大值和最小值，故最大值和最小值在D 的边界点取到.7、行列式0000000ab a bcd c d=（ ）（A ）2()ad bc - （B ）2()ad bc --（C ）2222a d b c - （D ）2222b c a d - 【答案】B【考点】分块矩阵的行列式运算、行列式的性质、行列式按行（列）展开定理 【详解】 【解法一】132320000000000000000000000()()()a b b a b a a b a b d c c c r r c dd c a b c dc dc db a a b bc ad ad bc ad bc d c c d↔-↔=⋅=--=--故选B 【解法二】2141332320a 0000000(1)0(1)00000(1)(1)()()b a b c d c d a ba ba c dc bd c d a b a ba d cbcd c da b a b adbc c d c da b bc ad c d ad bc ++++=⨯-+⨯-=-⨯⨯--⨯⨯-=-+=-=--8、设123,,ααα为3维向量，则对任意常数,k l ，向量组1323,k l αααα++线性无关是向量组123,,ααα线性无关的（ ）（A ）必要非充分条件 （B ）充分非必要条件 （C ）充分必要条件（D ）既非充分也非必要条件 【答案】A【考点】向量组的线性相关性 【详解】1231132231122123121213231323123123+k )()0++k )00+k ++k +100=0=1=0000l l k l l l αααλααλααλαλαλλαλλλλαααααααααααααα++=+=⇒==+=⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭已知，，无关设（即（从而，无关反之，若，无关，不一定有，，无关例如，，，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、12125dx x x -∞=++⎰ .【答案】π83【考点】无穷限的反常积分 【详解】()11221211125141111221()21113arctan |[()]222428dx dx x x x xd x x πππ-∞-∞-∞-∞=+++++=+++==--=⎰⎰⎰ 10、设)(x f 是周期为4的可导奇函数，且]2,0[),1(2)(∈-='x x x f ，则=)7(f【答案】1【考点】一阶微分方程、周期函数【详解】()22'2(1)[0,2]()2()(0)00()2[0,2]()4(7)(3)(1)(1)(12)1f x x x f x x x c f x f c f x x x x f x f f f f =-∈∴=-+∴=∴=∴=-∈∴==-=-=--=Q 又是奇函数的周期为11、设(,)z z x y =是由方程22274yzex y z +++=确定的函数，则11(,)22dz = . 【答案】)(21dy dx +-【考点】隐函数求偏导、全微分 【详解】221111(,)(,)222211(,)2211,022,(2)20(22)2011,221()2yzyz x y z x y z z e y x x x z z e z y y y y z z x y dz dx dy ===∂∂⎧⋅++=⎪∂∂⎪⎨∂∂⎪+++=∂∂⎪⎩∂∂=-=-∂∂=-+当时，代入方程解得方程两边对分别求偏导得，解得：故12、曲线L 的极坐标方程是r θ=，则L 在点(,)(,)22r ππθ=处的切线的直角坐标方程是 . 【答案】22ππ+-=x y【考点】参数方程求导、极坐标与直角坐标的转化、切线方程 【详解】把极坐标方程化为直角坐标方程令cos cos sin sin x r y r θθθθθθ==⎧⎨==⎩2sin cos cos sin 1022012cos 02sin 22()(0)222dy dy d dx dx d dy dxx y y x y x πθθθθθθθθθπππθθπθπθθππππ=+==-+⋅==--⋅==⎧⎪=⎨==⎪⎩-=--=-+则当时，则切线方程为:化简为: 13、一根长为1的细棒位于x 轴的区间[0,1]上，若其线密度2()21x x x ρ=-++，则该细棒的质心坐标x = . 【答案】2011 【考点】质心坐标 【详解】质心横坐标公式：⎰⎰=b aba dxx dx x x x )()(ρρ 所以：43212123201121()(21)4320111201(21)()30x x x x x x dx x x x dx x x x -++-++===-++-++⎰⎰14、设二次型22123121323(,,)24f x x x x x ax x x x =-++的负惯性指数为1，则a 的取值范围是 .【答案】]2,2[-【考点】二次型的规范形、矩阵的特征值、配方法化二次型为标准形 【详解】 【解法一】二次型对应的系数矩阵为：O a a ≠⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0221001，记特征值为321,,λλλ则0011)(321=+-==++A tr λλλ，即特征值必有正有负，共3种情况； 因二次型的负惯性指数为⇔1特征值1负2正或1负1正1零；0402210012≤+-=-⇔a aa ，即]2,2[-∈a【解法二】221231213232222221133223322221323322221232(,,)2424()(2)(4)(4)140[2,2]f x x x x x ax x x x x ax x a x x x x a x x ax x x a x y y a y a a =-++=++-+-=+--+-=-+--≥∈-若负惯性指数为，则，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）求极限1212[(1)]lim1ln(1)xtx t e t dt x x→+∞--+⎰【考点】函数求极限、变限积分函数求导、等价无穷小、洛必达法则 【详解】111221221122200((1))((1))(1)1limlimlim lim (1)111ln(1)1111lim lim 22xxttxx x x x x t t t t t e t dtt e t dtx e x x e xx x x xe t e t x t t ++→+∞→+∞→+∞→+∞→→------===--+⋅---===⎰⎰令16、（本题满分10分）已知函数()y y x =满足微分方程221x y y y ''+=-，且(2)0y =，求()y x 的极大值与极小值.【考点】微分方程、函数的极值 【详解】22222222333322'1'1'1(1)(1),(1)(1)11332(2)031123331'0,11(,1),'0,(11),'0,(1+),'0,x y y y x y y y dy x dx y dy x dx y y x x c y c y y x x x y x y x y x y x y +=--∴=+∴+=-+=-∴+=-+=∴=∴+=-+-===±+∈-∞-<∈->∈∞<⎰⎰Q 积分得又 令得时函数单调递减，时函数单调递增，时函数单调递减所以函11(1)0,(1)1()1,0x x y y y x =-=-==数在时取得极小值，在时取得极大值由函数方程解得：故：的极大值是极小值是17、（本题满分10分）设平面区域{}22(,)14,0,0D x y x y x y =≤+≤≥≥，计算D.【考点】二重积分的计算、轮换对称性 【详解】积分区域D 关于y x =对称，利用轮对称行，121sin(2D D D Ddxdy ==+=⎰⎰222011221111sin()d cos()2411cos()|cos()d 44113244d r r r rd r r r r r πθππππ==-=-+=--=-⎰⎰⎰⎰18、（本题满分10分）设函数()f u 具有2阶连续导数，(cos )xz f e y =满足22222(4cos )x x z z z e y e x y∂∂+=+∂∂.若(0)0f =，(0)0f '=，求()f u 的表达式.【考点】多元函数求偏导、二阶常系数非齐次线性微分方程【详解】 令y e u xcos =xx x xx x x xx x xe u uf y e u f y e u f e y e z yzx z y e u f y e u f y z y e u f y z y e u f y e u f x z y e u f x z 222222222222222222])(4[sin )(cos )()cos 4(cos )(sin )(),sin ()(cos )(cos )(,cos )(+=⋅''+⋅''∴+=∂∂+∂∂⋅'-⋅''=∂∂-⋅'=∂∂⋅'+⋅''=∂∂⋅'=∂∂∴Θ 即：u u f u f =-'')(4)(对应的齐次微分方程的特征方程为：042=-r 解得：2,221-==r r故齐次微分方程的通解为：u u e C e C u f 2221)(-+=设b au u f +=)(*，则0)(,)(**="='u f a u f ，代入微分方程解得：0,41=-=b a ，即u u f 41)(*-= 故u e C e C u f xx 41)(2221-+=-所以uu u u e C e C u f e C e C u f 2221222144)(,4122)(--+=''--='因为(0)0f =，(0)0f '=，代入解得：161,16121-==C C所以22111()16164x x f u e e u -=--19、（本题满分10分）设函数()f x ，()g x 在区间[,]a b 上连续，且()f x 单调增加，0()1g x ≤≤. 证明：（Ⅰ）（I ）a x dt t g xa-≤≤⎰)(0，],[b a x ∈；（II ）⎰⎰⎰≤+badtt g a abadx x g x f dx x f )()()()(【考点】定积分中值定理、不等式的证明 【详解】（I ）【解法一】因为函数)(x g 在区间],[b a 上连续，且1)(0≤≤x g . 所以⎰⎰⎰≤≤xax axadt dt t g dt 1)(0即a x dt t g x a-≤≤⎰)(0【解法二】由定积分中值定理知：存在),(b a ∈ξ，使得)()()(ξg a x dt t g xa-=⎰，又因为],[b a x ∈时1)(0≤≤x g ， 所以)()()(0a x g a x -≤-≤ξ 即a x dt t g xa-≤≤⎰)(0【解法三】[][]11111222222()()()0'()()0(),()0()()'()()10()1'()0()()0,()0xaxa h x g t dth a h x g x h x x a b h x h x g t dt x ah x g x g x h x h x h a x a b h x ===≥∴∴∈≥=-+=-≤≤∴≤∴=∴∈≤⎰⎰Q 单调增加当时，单调减少，又当时，（II ）令()()()()()xa xa g t dt aaF x f u g u du f u du +⎰=-⎰⎰()'()()()[()]()()[()]()I (),()()[()]'()0()0()0()()()ba xxaa x axa ba g t dt a aF x f x g x f a g t dt g x f x f a g t dt g x a g t dt a x a x f x f x f a g t dt F x F x F a F b f x g x dx f x dx+⎡⎤∴=-+⋅=-+⎢⎥⎣⎦+≤+-=∴≥+∴≥∴=∴≥⎰≥⎰⎰⎰⎰⎰⎰由（）知又单调增加单调增加又（）即20、（本题满分11分） 设函数()1xf x x=+，[0,1]x ∈.定义数列 1()()f x f x =，21()(())f x f f x =，L ，1()(())n n f x f f x -=，L记n S 是由曲线()n y f x =，直线1x =及x 轴所围平面图形的面积，求极限lim n n nS →∞.【考点】定积分求面积、函数求极限 【详解】1213222(),()()11()(())121112()(())13112(),[0,1]111()0(1)(1)()(0)=0()0[0,1]n n n n n xf x f x f x xxxx f x f f x x x x xxx f x f f x x x x xf x x nxnx nx f x nx nx f x f f x x ==++∴===++++∴===+++=∈++-'==>++∴∴≥∈Q Q Q 由归纳法知：单调递增，，1120021111=(1)=ln(1)1111ln(1)lim lim [ln(1)]1lim ln(1)11lim 1lim 11n n n n n x x x S dx dx n nx n nx n nn nS n n n n nx xx →∞→∞→∞→∞→∞∴=--++++=-+=-+=-=-=+⎰⎰21、（本题满分11分） 已知函数(,)f x y 满足2(1)fy y∂=+∂，且2(,)(1)(2)ln f y y y y y =+--.求曲线(,)0f x y =所围图形绕直线1y =-旋转所成旋转体的体积. 【考点】偏积分、隐函数、旋转体的体积 【详解】由函数(,)f x y 满足2(1)fy y∂=+∂可知：)(2),(2x y y y x f ϕ++= 又22(,)2()(1)(2)ln f y y y y y y y y ϕ=++=+-- 所以()1(2)ln y y y ϕ=--所以x x y x x y y x y y y x f ln )2()1(ln )2(12)(2),(222--+=--++=++=ϕ 令1+=y z ，则(,)0f x y =对应的曲线方程为：x x z ln )2(2-=，定义域为]2,1[则曲线(,)0f x y =所围图形绕直线1y =-旋转，即x x z ln )2(2-=绕0=z 旋转，所成的旋转体体积πππππ)452ln 2()412(ln )212()212(ln ln )2(212221221212-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=-=-==⎰⎰⎰x x x x x x x xd xdxx dx z V x22、（本题满分11分）设E A ,302111104321⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----=为3阶单位矩阵.（I ）求方程组0=Ax 的一个基础解系； （II ）求满足E AB =的所有矩阵B . 【考点】解线性方程组 【详解】1234100()011101012030011205412301021310013141100126101021310013141A E --⎛⎫ ⎪=- ⎪⎪-⎝⎭--⎛⎫ ⎪→--- ⎪ ⎪--⎝⎭-⎛⎫ ⎪→--- ⎪ ⎪---⎝⎭M M M M M M M M M M （I ） 方程组0=Ax 的同解方程组为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===-=4443424132x x x x xx x x ，即基础解系为⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-1321（II ）⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=001Ax 的同解方程组为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=-=+-=01312244434241x x x x x x x x ，即通解为⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-011213211k⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=010Ax 的同解方程组为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=-=+-=04332644434241x x x x x x x x ，即通解为⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-043613212k⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100Ax 的同解方程组为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=+=--=01312144434241x x x x x x x x ，即通解为⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-011113213k ，123123123123261212321313431k k k k k k B k k k k k k -+-+--⎛⎫⎪--+ ⎪∴= ⎪--+ ⎪⎝⎭，321,,k k k 为任意常数23、（本题满分11分）证明：n 阶矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛111111111ΛM O M M ΛΛ与⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛n 00200100ΛM M M ΛΛ相似. 【考点】矩阵的特征值、相似对角化 【详解】设⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦L L L L L L L111111111A ，⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦L L L L L L L L0001000200n B 因为1)(,1)(==B r A r所以A 的特征值为：n A tr n n ======-)(,0121λλλλΛB 的特征值为：n B tr n n =='='=='='-)(,0121λλλλΛ 关于A 的特征值0，因为1)()()0(==-=-A r A r A E r ，故有1-n 个线性无关的特征向量，即A 必可相似对角化于⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛n 00O同理，关于B 的特征值0，因为1)()()0(==-=-B r B r B E r ，故有1-n 个线性无关的特征向量，即B 必可相似对角化于⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛n 00O由相似矩阵的传递性可知，A 与B 相似.。

2014年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题答案一、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）B （2）B （3）D （4）C （5）D （6）A （7）B （8）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）83π （10）11=-)(f （11）（12）22ππ+-=x y（13）1120（14）[-2,2]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）【答案】（16）【答案】因为y y y x '-='+122，① 得到112±==x ,xy y y )y (y x ''-=''+'+2222，1121111222<+-=''⇒''-=''+)(y )(y )(y )(y )(y ，01121111222>+-=-''⇒-''-=-''-+-)(y )(y )(y )(y )(y 。

所以1=x 时，取极大值)(y 1。

1-=x 时，取极小值)(y 1-。

由①可知，C x x y y dx )x (dy )y (+-=+-=+33113322，因为02=)(y ，所以32=C ，323333+-=+x x y y 。

所以1=x 时，取极大值11=)(y 。

1-=x 时，取极小值01=-)(y 。

（17）【答案】（18）【答案】令u y cos e x =， 则u )u (f )u (f +=''4，故)C ,C (,u e C e C )u (f u u 为任意常数2122214-+=- 由,)(f ,)(f 0000='=得（19）【答案】证明：1）因为10≤≤)x (g ，所以有定积分比较定理可知，⎰⎰⎰≤≤x a xa x a dt dt )t (g dt 10，即⎰-≤≤xa a x dt )t (g 0。

2014年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题一、选择题:18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0x +→时，假设ln (12)x +α，1(1cos )x -α均是比x 高阶的无穷小，则α的取值范围是( )(A) (2,)+∞(B) (1,2)(C) 1(,1)2(D) 1(0,)2(2) 以下曲线中有渐近线的是 ( )(A) sin y x x =+ (B) 2sin y x x =+ (C) 1siny x x =+(D) 21siny x x=+ (3) 设函数()f x 具有2阶导数，()(0)(1)(1)g x f x f x =-+，则在区间[0,1]上 〔 〕(A) 当()0f x '≥时，()()f x g x ≥ (B) 当()0f x '≥时，()()f x g x ≤ (C) 当()0f x ''≥时，()()f x g x ≥(D) 当()0f x ''≥时，()()f x g x ≤(4) 曲线22741x t y t t ⎧=+⎪⎨=++⎪⎩上对应于1t =的点处的曲率半径是 〔 〕(C)(D)(5) 设函数()arctan f x x=，假设()()f x xf '=ξ，则22limx x→=ξ〔 〕 (A)1(B)23(C)12(D)13(6) 设函数(,)u x y 在有界闭区域D 上连续，在D 的内部具有2阶连续偏导数，且满足20ux y∂≠∂∂及22220u ux y∂∂+=∂∂，则 〔 〕 (A)(,)u x y 的最大值和最小值都在D 的边界上取得(B) (,)u x y 的最大值和最小值都在D 的内部上取得(C) (,)u x y 的最大值在D 的内部取得，最小值在D 的边界上取得 (D) (,)u x y 的最小值在D 的内部取得，最大值在D 的边界上取得(7) 行列式0000000ab a bcd c d= 〔 〕(A) 2()ad bc - (B) 2()ad bc -- (C) 2222a dbc -(D) 2222b c a d -(8) 设123,,ααα均为3维向量，则对任意常数,k l ，向量组1323,k l ++αααα线性无关是向量组123,,ααα线性无关的 〔 〕(A) 必要非充分条件(B) 充分非必要条件(C) 充分必要条件(D) 既非充分也非必要条件二、填空题：9答题纸．．．指定位置上. ((9)12125dx x x -∞=++⎰__________.(10) 设()f x 是周期为4的可导奇函数，且()f x '2(1),x =-[0,2]x ∈，则(7)f =__________. (11) 设(,)z z x y =是由方程2274yzex y z +++=确定的函数，则11(,)22dz =__________.(12) 曲线()r r =θ的极坐标方程是r =θ，则L 在点(,)(,)22r =ππθ处的切线的直角坐标方程是__________.(13) 一根长为1的细棒位于x 轴的区间[0,1]上,假设其线密度()221x x x =-++ρ,则该细棒的质心坐标x =__________.(14) 设二次型()22123121323,,24f x x x x x ax x x x =-++的负惯性指数为1，则a 的取值范围为_______.三、解答题：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.求极限12121lim.1ln 1xtx t e t dt x x →+∞⎡⎤⎛⎫--⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰(16)(此题总分值10分)已知函数()y y x =满足微分方程221x y y y ''+=-，且()20y =，求()y x 的极大值与极小 值.(17)(此题总分值10分)设平面区域(){}22,14,0,0,D x y x y x y =≤+≤≥≥计算(sin Dx dxdy x y+⎰⎰.(18)(此题总分值10分)设函数()f u 具有二阶连续导数，(e cosy)xz f =满足22222(4e cos )e x xz z z y x y ∂∂+=+∂∂，假设'(0)0,(0)0f f ==，求()f u 的表达式.(19)(此题总分值10分)设函数(),()f x g x 的区间[a,b]上连续，且()f x 单调增加，0()1g x ≤≤.证明： (I)0(),[,]xag t dt x a x a b ≤≤-∈⎰,(II)()()d ()g()ba a g t dtb aaf x x f x x dx +⎰≤⎰⎰.(20)(此题总分值11分)设函数[](x),0,11xf x x=∈+，定义函数列121()(),()(()),f x f x f x f f x ==,1()(()),n n f x f f x -=，记n S 是由曲线()n y f x =，直线1x =及x 轴所围成平面图形的面积，求极限lim n n nS →∞.(21)(此题总分值11分) 已知函数(,)f x y 满足2(1)fy y∂=+∂，且2(,)(1)(2)ln ,f y y y y y =+--求曲线(,)0f x y =所围成的图形绕直线1y =-旋转所成的旋转体的体积.设矩阵123401111203A --⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭，E 为三阶单位矩阵.(I)求方程组0Ax =的一个基础解系； (II)求满足AB E =的所有矩阵.(23)(此题总分值11分)证明n 阶矩阵111111111⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭与00100200n ⎛⎫⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭相似.2014年全国硕士研究生入学统一考试数学二试题答案一、选择题:18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0x +→时，假设ln (12)x +α，1(1cos )x -α均是比x 高阶的无穷小，则α的取值范围是( )(A) (2,)+∞(B) (1,2)(C) 1(,1)2(D) 1(0,)2【答案】B【解析】由定义 1000ln (12)(2)limlim lim 20x x x x x x x x-→→→+===αααα所以10->α，故1>α.当0x +→时，211(1cos )~2xx -ααα是比x 的高阶无穷小，所以210->α，即2<α.故选B(2) 以下曲线中有渐近线的是 ( )(A) sin y x x =+ (B) 2sin y x x =+ (C) 1sin y x x =+(D) 21siny x x=+ 【答案】C【解析】关于C 选项：11sinsinlimlim1lim 101x x x x x x x x →∞→∞→∞+=+=+=. 11lim[sin ]limsin 0x x x x x x →∞→∞+-==，所以1sin y x x=+存在斜渐近线y x =. 故选C(3) 设函数()f x 具有2阶导数，()(0)(1)(1)g x f x f x =-+，则在区间[0,1]上 〔 〕(A) 当()0f x '≥时，()()f x g x ≥ (B) 当()0f x '≥时，()()f x g x ≤ (C) 当()0f x ''≥时，()()f x g x ≥(D) 当()0f x ''≥时，()()f x g x ≤【答案】D【解析】令()()()(0)(1)(1)()F x g x f x f x f x f x =-=-+-，则(0)(1)0F F ==,()(0)(1)()F x f f f x ''=-+-,()()F x f x ''''=-.假设()0f x ''≥，则()0F x ''≤，()F x 在[0,1]上为凸的.又(0)(1)0F F ==，所以当[0,1]x ∈时，()0F x ≥，从而()()g x f x ≥. 故选D.(4) 曲线22741x t y t t ⎧=+⎪⎨=++⎪⎩上对应于1t =的点处的曲率半径是 〔 〕(C)(D)【答案】C 【解析】1112'21122432212t t t t t dy t dxtd y dy t dx dx t=====+==-===-()()''33'22211,11y k R kq y ==∴==++ 故选C (5)设函数()arctan f x x=，假设()()f x xf '=ξ，则22limx x →=ξ〔 〕(A)1(B)23(C)12(D)13【答案】D 【解析】因为'2()1()1f x f x ==+ξξ，所以2()()x f x f x -=ξ 22222200011()arctan 11limlimlim lim()arctan 33x x x x x f x x xx x x f x x x x →→→→---+====ξ故选D.(6) 设函数(,)u x y 在有界闭区域D 上连续，在D 的内部具有2阶连续偏导数，且满足20ux y∂≠∂∂及22220u ux y∂∂+=∂∂，则 〔 〕 (A)(,)u x y 的最大值和最小值都在D 的边界上取得 (B) (,)u x y 的最大值和最小值都在D 的内部上取得(C) (,)u x y 的最大值在D 的内部取得，最小值在D 的边界上取得(D) (,)u x y 的最小值在D 的内部取得，最大值在D 的边界上取得 【答案】A【解析】记22222,,,0,,u u uA B C B A C x x y y∂∂∂===≠∂∂∂∂相反数 则2=AC-B 0∆<,所以(x,y)u 在D 内无极值，则极值在边界处取得.故选A(7) 行列式0000000ab a bcd c d= ( )(A)2()ad bc - (B)2()ad bc -- (C)2222a d b c - (D)2222b c a d -【答案】B【解析】由行列式的展开定理展开第一列00000000000000a b a b a b a b a c dc b cd dc dc d=-- ()()ad ad bc bc ad bc =--+- 2()ad bc =--.(8) 设123,,a a a 均为三维向量，则对任意常数,k l ,向量组13a ka +,23a la +线性无关是向量组123,,a a a 线性无关的 ( )(A)必要非充分条件 (B)充分非必要条件 (C)充分必要条件(D)既非充分也非必要条件【答案】A 【解析】()()13231231001k l k l ⎛⎫⎪++= ⎪ ⎪⎝⎭ααααααα.)⇐ 记()1323A k l =++αααα，()123B =ααα，1001k l ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭C . 假设123,,ααα线性无关，则()()()2r A r BC r C ===，故1323,k l ++αααα线性无关.)⇒ 举反例. 令30=α，则12,αα线性无关，但此时123,,ααα却线性相关.综上所述，对任意常数,k l ，向量1323,k l ++αααα线性无关是向量123,,ααα线性无关的必要非充分条件.故选A二、填空题：9答题纸．．．指定位置上. (9)12125dx x x -∞=++⎰__________.【答案】38π【解析】()111221111arctan 252214132428x dx dx x x x -∞-∞-∞+==++++⎡⎤⎛⎫=--= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰⎰πππ(10) 设()f x 是周期为4的可导奇函数，且()f x '2(1),x =-[0,2]x ∈，则(7)f =__________. 【答案】1 【解析】()()[]'210,2f x x x =-∈，且为偶函数则()()[]'212,0fx x x =--∈-，又()22f x x x c =--+且为奇函数，故=0c()[]222,0f x x x x ∴=--∈-，又()f x 的周期为4，()()711f f ∴=-=(11) 设(,)z z x y =是由方程2274yzex y z +++=确定的函数，则11(,)22dz =__________.【答案】1()2dx dy -+ 【解析】对2274yzex y z +++=方程两边同时对,x y 求偏导 22210(22)20yzyz z z e y x x z z e z y y y y ∂∂⎧⋅⋅++=⎪∂∂⎪⎨∂∂⎪+++=∂∂⎪⎩当11,22x y ==时,0z = 故1111(,)(,)222211,22z z x y∂∂=-=-∂∂故11(,)22111()()222dzdx dy dx dy =-+-=-+(12) 曲线lim n n nS →∞的极坐标方程是r =θ，则L 在点(,)(,)22r =ππθ处的切线的直角坐标方程是__________. 【答案】22y x =-+ππ【解析】由直角坐标和极坐标的关系 cos cos sin sin x r y r ==⎧⎨==⎩θθθθθθ，于是(),,,22r ⎛⎫=⎪⎝⎭ππθ对应于(),0,,2x y ⎛⎫= ⎪⎝⎭π 切线斜率cos sin cos sin dydy d dx dx d +==-θθθθθθθθ0,22dy dx ⎛⎫⎪⎝⎭∴=-ππ所以切线方程为()202y x -=--ππ即2=2y x -+ππ(13) 一根长为1的细棒位于x 轴的区间[0,1]上,假设其线密度()221x x x =-++ρ,则该细棒的质心坐标x =__________.【答案】1120【解析】质心横坐标()()1010x x dx x x dx=⎰⎰ρρ ()()()()31122100042112310005=2133211=2143212x x dx x x dx x x x x x x dx x x x dx x ⎛⎫-++=-++= ⎪⎝⎭⎛⎫-++=-++= ⎪⎝⎭⎰⎰⎰⎰ρρ111112=5203x ∴=(13) 设二次型()22123121323,,24f x x x x x ax x x x =-++的负惯性指数是1，则a 的取值范围_________. 【答案】[]2,2-【解析】配方法：()()()22222123133233,,24f x x x x ax a x x x x =+---+由于二次型负惯性指数为1，所以240a -≥，故22a -≤≤.三、解答题：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)(此题总分值10分)求极限12121lim.1ln 1xtx t e t dt x x →+∞⎡⎤⎛⎫--⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰【解析】11221122d d (e 1)(e 1)limlim 11ln(1)xxt t x x t t t t t t x x x x→+∞→+∞⎡⎤⎡⎤----⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=+⋅⎰⎰12lim[(e 1)]xx x x →+∞=--12000e 1e 11lim lim lim 222t t t xt t t t t t t t +++=→→→---====.(16)(此题总分值10分)已知函数()y y x =满足微分方程221x y y y ''+=-，且()20y =，求()y x 的极大值与极小值.【解析】 由221x y y y ''+=-，得22(1)1y y x '+=-………………………………………………………① 此时上面方程为变量可别离方程，解的通解为331133y y x x c +=-+ 由(2)0y =得23c =又由①可得 221()1x y x y -'=+当()0y x '=时，1x =±，且有：1,()011,()01,()0x y x x y x x y x '<-<'-<<>'><所以()y x 在1x =-处取得极小值，在1x =处取得极大值 (1)0,(1)1y y -==即：()y x 的极大值为1，极小值为0. (17)(此题总分值10分)设平面区域(){}22,14,0,0,D x y xy x y =≤+≤≥≥计算(sin Dx dxdy x y+⎰⎰.【解析】D 关于y x =对称，满足轮换对称性，则：D D=12D D I dxdy ∴==⎢⎥⎣⎦⎰⎰1sin(2Ddxdy =⎰⎰π221211sin 21()cos 4d r rdrrd r =⋅=-⎰⎰⎰πθππππ22111cos |cos 4r r rdr ⎡⎤=-⋅-⎢⎥⎣⎦⎰ππ211121sin |4r ⎡⎤=-+-⎢⎥⎣⎦ππ 34=-(18)(此题总分值10分)设函数()f u 具有二阶连续导数，(e cosy)xz f =满足22222(4e cos )e x xz z z y x y∂∂+=+∂∂，假设'(0)0,(0)0f f ==，求()f u 的表达式.【解析】由()cos ,x z f e y =()(cos )cos ,(cos )sin x x x x z zf e y e y f e y e y x y∂∂''=⋅=⋅-∂∂ 22(cos )cos cos (cos )cos x x x x x zf e y e y e y f e y e y x∂'''=⋅⋅+⋅∂， ()()()22(cos )sin sin (cos )cos x x x x x zf e y e y e y f e y e y y∂'''=⋅-⋅-+⋅-∂ 由 ()22222+4cos x xz z z e y e x y ∂∂=+∂∂，代入得， ()()22cos [4cos cos ]x x x x x f e y e f e y e y e ''⋅=+即()()cos 4cos cos x x x f e y f e y e y ''-=，令cos =,xe y t 得()()4f t f t t ''-=特征方程 240,2-==±λλ 得齐次方程通解2212t t y c e c e -=+设特解*y at b =+，代入方程得1,04a b =-=，特解*14y t =-则原方程通解为()22121=4t ty f t c e c e t -=+-由()()'00,00f f ==，得1211,1616c c ==-, 则()22111=16164u u y f u e e u -=--.(19)(此题总分值10分)设函数(),()f x g x 在区间[,]a b 上连续，且()f x 单调增加，0()1g x ≤≤，证明：〔I 〕0(),[,]xag t dt x a x a b ≤≤-∈⎰,〔II 〕()()d ()g()ba a g t dtb aaf x x f x x dx +⎰≤⎰⎰.【解析】〔I 〕由积分中值定理()()(),[,]xag t dt g x a a x =-∈⎰ξξ()01g x ≤≤，()()()0g x a x a ∴≤-≤-ξ()()0xa g t dt x a ∴≤≤-⎰〔II 〕直接由()01g x ≤≤，得到()()01=x xaag t dt dt x a ≤≤-⎰⎰〔II 〕令()()()()()ua u a g t dt aaF u f x g x dx f x dx +⎰=-⎰⎰()()()()()()()()()()'uaua F u f u g u f a g t dt g u g u f u f a g t dt =-+⋅⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦⎰⎰由〔I 〕知()()0uag t dt u a ≤≤-⎰()uaa a g t dt u ∴≤+≤⎰又由于()f x 单增，所以()()()0u af u f ag t dt -+≥⎰()()'0F u F u ∴≥∴，单调不减，()()0F u F a ∴≥=取u b =，得()0F b ≥，即〔II 〕成立.(20)(此题总分值11分)设函数[](x),0,11xf x x=∈+，定义函数列 1211()(),()(()),,()(()),n n f x f x f x f f x f x f f x -===，记n S 是由曲线()n y f x =，直线1x =及x 轴所围成平面图形的面积，求极限lim n n nS →∞. 【解析】123(),(),(),,(),112131n x x x xf x f x f x f x x x x nx====++++ 11100011()11n n x x n n S f x dx dx dx nx nx+-∴===++⎰⎰⎰ 1110200111111ln(1)1dx dx nx n n nx n n =-=-++⎰⎰ 211ln(1)n n n=-+ ln(1)ln(1)1lim 1lim 1lim 1lim 1n n n x x n x nS n x x→∞→∞→∞→∞++∴=-=-=-+101=-= (21)(此题总分值11分) 已知函数(,)f x y 满足2(1)fy y∂=+∂，且2(,)(1)(2)ln ,f y y y y y =+--求曲线(,)0f x y =所围成的图形绕直线1y =-旋转所成的旋转体的体积.【解析】因为2(1)fy y∂=+∂,所以2(,)2(),f x y y y x =++ϕ其中()x ϕ为待定函数. 又因为()2(,)(1)2ln ,f y y y y y =+--则()()12ln y y y =--ϕ，从而()()22(,)212ln (1)2ln f x y y y x x y x x =++--=+--.令(,)0,f x y =可得()2(1)2ln y x x +=-，当1y =-时，1x =或2x =，从而所求的体积为()()2221122112ln ln 22V y dx x xdxx xd x =+=-⎛⎫=- ⎪⎝⎭⎰⎰⎰πππ22211221ln (2)222552ln 2(2)2ln 22ln 2.444x x x x dxx x ⎡⎤⎛⎫=--- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎛⎫=--=-⋅=- ⎪⎝⎭⎰πππππππ(22)(此题总分值11分)设矩阵123401111203A --⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭，E 为三阶单位矩阵.(I)求方程组0Ax =的一个基础解系； (II)求满足AB E =的所有矩阵B .【解析】()123410012341000111010011101012030010431101A E ----⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=-→- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭ 123410010012610111010010213100131410013141---⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪→-→--- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪------⎝⎭⎝⎭, (I)0Ax =的基础解系为()1,2,3,1T=-ξ (II)()()()1231,0,0,0,1,0,0,0,1TTT e e e ===1Ax e =的通解为()()111112,1,1,02,12,13,T Tx k k k k k =+--=--+-+ξ 2Ax e =的通解为()()222226,3,4,06,32,43,TTx k k k k k =+--=--+-+ξ 3Ax e =的通解为()()333331,1,1,01,12,13,TTx k k k k k =+-=--++ξ123123123123261123212134313k k k k k k B k k k k k k ----⎛⎫ ⎪-+-++⎪∴= ⎪-+-++ ⎪ ⎪⎝⎭〔123,,k k k 为任意常数〕(23)(此题总分值11分)证明n 阶矩阵111111111⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭与00100200n ⎛⎫⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭相似.【解析】已知()1111A ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪⎪⎝⎭，()12001B n ⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭=，则A 的特征值为n ，0(1n -重).A 属于n λ=的特征向量为(1,1,,1)T ；()1r A =，故0Ax =基础解系有1n -个线性无关的解向量，即A 属于0λ=有1n -个线性无关的特征向量；故A 相似于对角阵=0n ⎛⎫⎪⎪Λ ⎪ ⎪⎝⎭. B 的特征值为n ，0(1n -重)，同理B 属于0λ=有1n -个线性无关的特征向量，故B 相似于对角阵Λ.由相似关系的传递性，A 相似于B .。

精选文档2014 年全国硕士研究生入学一致考试数学二试题一、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 , 只有一个选项切合题 目要求的 , 请将所选项前的字母填在答题纸 指定地点上 .．．．1(1) 当 x 0时，若 ln (1 2x) ，(1 cos x) 均是比 x 高阶的无量小， 则的取值范围是 ( ) (A) (2,)(B) (1,2)(C)(1,1)(D)(0, 1)22(2) 以下曲线中有渐近线的是()(A) y x sin x(B) y x 2 sin x(C) yxsin1(D)y x 2sin1xx(3) 设函数 f ( x) 拥有 2 阶导数， g( x)f (0)(1 x) f (1)x ，则在区间 [0,1] 上（）(A) 当 f ( x) 0 时， f ( x) g ( x) (B) 当 f ( x) 0 时， f ( x) g ( x)(C) 当 f ( x) 0 时， f (x) g ( x) (D) 当 f ( x)0 时， f (x)g ( x)(4) x t 2 7 上对应于 t1 的点处的曲率半径是（）曲线t 2 4ty 1(A)10(B)10(C) 10 10(D) 5 1050100设函数 f ( x)arctan x ，若 f ( x)xf ( ) ，则 mil2(5) 0x 2（）x(A)1(B) 2(C) 1(D)1323(6) 设函数 u( x, y) 在有界闭地区D 上连续， 在 D 的内部拥有 22u阶连续偏导数， 且知足x y及2u 2u0 ，则（）x2y2(A) u(x, y) 的最大值和最小值都在 D 的界限上获得精选文档(C) u(x, y) 的最大值在 D 的内部获得，最小值在 D 的界限上获得(D) u(x, y) 的最小值在 D 的内部获得，最大值在D 的界限上获得0 a b 0(7)a 0 0b 队列式c d 0 （）c 0 0 d(A) (adbc) 2(B)(adbc)2(C) a 2d2b 2c 2(D) b 2 c 2a 2d 2(8) 设 1, 2,3均为 3 维向量， 则对随意常数k, l ，向量组 1 k 3 , 2 l 3 线性没关是向量组1, 2,3 线性没关的（ ）(A) 必需非充足条件(B) 充足非必需条件(C) 充足必需条件(D) 既非充足也非必需条件二、填空题： 914小题,每题 4 分,共 24 分 . 请将答案写在答题纸 指定地点上 .1．．．((9)1dx__________.x 2 2x5(10) 设 f ( x) 是周期为 4 的可导奇函数， 且 f (x)2( x 1),x [0, 2] ，则 f 7)(__________.(11) 设 zz(x, y) 是由方程 e2 yzx y2z7确立的函数，则dz( 1 , 1 )__________.42 2(12) 曲线 rr ( ) 的极坐标方程是 r，则 L 在点 (r , )( , ) 处的切线的直角坐标方程是 __________.2 2(13) 一根长为 1 的细棒位于 x 轴的区间 [0,1] 上 , 若其线密度 xx 22x 1, 则该细棒的质心坐标 x__________.(14) 设二次型 fx 1 , x 2 , x 3 x 12 x 2 2 2ax 1x 3 4x 2x 3 的负惯性指数为1，则 a 的取值范围为_______.三、解答题： 15～ 23 小题 , 共 94 分 . 请将解答写在答题纸 指定地点上 . 解答应写出文字说明、证．．．明过程或演算步骤 . (15)( 此题满分 10 分)精选文档x 12e t 1 t dtt1求极限 lim x2 ln 1 .x 1x(16)( 此题满分10 分)已知函数 y y x 知足微分方程x2 y2 y 1 y ，且y 2 0 ，求 y x 的极大值与极小值 .(17)( 此题满分10 分)设平面地区 D x, y 1 x2 y2 4, x 0, y 0 , 计算x sin x2 y2dxdy.x yD(18)( 此题满分 10 分)设函数 f (u) 拥有二阶连续导数，z f (e x cosy) 知足 2 z 2z (4 z e x cos y) e2x，若x2 y2f (0) 0, f ' (0) 0，求 f (u) 的表达式.(19)( 此题满分 10 分)设函数 f ( x), g (x) 的区间 [a,b] 上连续，且 f (x) 单一增添， 0 g( x) 1.证明：(I) 0 xx a, x [ a, b] , g(t )dtaa bbg(t ) dtf (x)d x f ( x)g( x)dx .(II) aa a(20)( 此题满分 11 分)设函数 f (x) x , x 0,1 ，定义函数列 f ( x) f ( x), f ( x) f ( f (x)),,1 x 12 1f n (x) f ( f n 1 (x)), ，记 S n是由曲线 y f n ( x) ，直线x 1 及 x 轴所围成平面图形的面积，求极限 lim nS n.n(21)( 此题满分 11 分)已知函数 f ( x, y) 知足 f 2( y 1) ，且 f ( y, y) ( y 1) 2 (2 y)ln y, 求曲线 f ( x, y) 0y所围成的图形绕直线y 1旋转所成的旋转体的体积.精选文档(22)( 此题满分 11 分)1 2 34 设矩阵A 0 11 1 ， E 为三阶单位矩阵 . 1 23(I) 求方程组 (II) 求知足Ax 0的一个基础解系；AB E 的全部矩阵 .(23)( 此题满分 11 分)1 1 1 0 0 1 1 110 2证明 n 阶矩阵与相像 .1 1 1 0 0 n2014 年全国硕士研究生入学一致考试数学二试题答案一、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 , 只有一个选项切合题 目要求的 , 请将所选项前的字母填在答题纸 指定地点上 .．．．1(1) 当 x0 时，若 ln (1 2x) ，(1 cos x) 均是比 x 高阶的无量小， 则 的取值范围是 ( )(A)(2, )(B) (1,2)(C)(1,1) (D) (0, 1)【答案】 B22【分析】由定义lim ln (1 2x) lim (2 x)lim 2 x 1x 0x xxx 01 0 1 .所以，故精选文档12x2当 x0 时， (1 cos x) ~ 1 是比 x 的高阶无量小，所以10，即2.2应选 B(2) 以下曲线中有渐近线的是()(A) y x sin x(B) y x 2 sin x(C)y x sin1(D) yx2sin1xx【答案】 C11x sinsin【分析】对于 C 选项： limxlim1 lim x 1 0 1 .xxx xxlim[ x sin1x] limsin 1 0 ，所以 y x sin 1存在斜渐近线 yx .xxxx x应选 C(3) 设函数 f ( x) 拥有 2 阶导数， g( x)f (0)(1 x)f (1)x ，则在区间 [0,1] 上（）(A) 当 f ( x) 0 时， f ( x) g ( x)(B) 当 f ( x) 0 时， f ( x) g ( x)(C) 当 f ( x) 0 时， f (x)g ( x)(D) 当 f ( x) 0 时， f (x)g ( x)【答案】 D【分析】令 F ( x) g (x) f ( x)f (0)(1 x) f (1)x f ( x) ，则F (0) F (1) 0 ,F ( x) f (0) f (1) f ( x) , F ( x)f ( x) .若 f ( x) 0 ，则 F (x) 0 ， F (x) 在 [0,1] 上为凸的 .又 F(0) F (1) 0 ，所以当 x [0,1] 时， F (x) 0 ，进而 g(x)f ( x) .应选 D.(4) 曲线x t 2 7上对应于 t1 的点处的曲率半径是（）y t 2 4t 1(A)10(B)10(C) 10 10(D) 5 1050100【答案】 C精选文档【分析】dy t 12t 4 3dx 2t t 1d 2 ydy ' 2t 2 12 t 1dxt 12tt 1dxky ''1,R 1 10 10y '233k121 q 2应选 C2(5) 设函数 f ( x) arctan x ，若 f (x) xf ( ) ，则 milx2x(A) 1(B) 2(C) 1(D)13 23【答案】 D【分析】因为f ( x)f ' ( )1 2 ，所以 2x f (x) x1f (x)2x f (x)x arctanx1111 x 2lim lim lim lim x22 f ( x)2 arctanx 3x 23x 0 x 0 x x 0 x x 0应选 D.(6) 设函数 u( x, y) 在有界闭地区D 上连续， 在 D 的内部拥有 2 阶连续偏导数， 且知足2u2u0 ，则及y 2x 2(A) u(x, y) 的最大值和最小值都在 D 的界限上获得 (B) u(x, y) 的最大值和最小值都在 D 的内部上获得（ ）2ux y（）(C) u(x, y) 的最大值在 D 的内部获得，最小值在 D 的界限上获得(D) u(x, y) 的最小值在D 的内部获得，最大值在D 的界限上获得精选文档【答案】 A【分析】记 A2u 2 , B2u ,C2u2 , B 0, A, C 相反数xx yy则 =AC-B2 0 , 所以 u(x, y) 在 D 内无极值，则极值在界限处获得 .应选 A0 a b 0(7) a 0 0 b ( )队列式c d 0 0c 0 0 d(A) ( ad bc )2 (B) ( ad bc)2(C) a 2d 2 b 2 c 2(D) b 2c 2a 2 d 2【答案】 B【分析】由队列式的睁开定理睁开第一列0 a b 0 a b 0 a b 0 a 0 0 b a cd 0c 0 0 b 0 cd 0 0 0 dc dc0 0 dad (ad bc) bc(ad bc)(ad bc) 2 .(8) 设 a 1 , a 2 , a 3 均为三维向量，则对随意常数 k, l , 向量组 a 1 ka 3 , a 2 la 3 线性没关是向量组a 1, a 2 ,a 3 线性没关的( )(A) 必需非充足条件 (B) 充足非必需条件(C) 充足必需条件 (D) 既非充足也非必需条件【答案】 A1 0【分析】1k32l31231 .k l1 0) 记 A1k32l3 ，B123 ，C0 1.若1,2, 3 线性无k l精选文档关，则 r ( A) r ( BC ) r (C ) 2 ，故1k3,2l 3 线性没关 .) 举反例.令30 ，则1,2 线性没关，但此时1,2, 3 却线性有关 .综上所述， 对随意常数 k ,l ，向量1k3,2l 3 线性没关是向量1, 2,3 线性没关的必要非充足条件 . 应选 A二、填空题： 914 小题 , 每题 4 分, 共 24 分 . 请将答案写在答题纸 指定地点上 .．．．(9)11 dx __________.x 22x5【答案】38【分析】111x 1 111x 2dxx 1 2dx arctan 2 2 x 542132 428(10) 设 f ( x) 是周期为 4 的可导奇函数， 且 f (x) 2( x 1), x [0, 2] ，则 f 7)(__________.【答案】 1【分析】 f ' x 2 x 1 ， x0,2 且为偶函数则 f ' x 2 x 1 ，x 2,0又 fxx 2 2x c 且为奇函数，故 c=0f xx 2 2x ，x2,0又f x 的周期为 4，f7 f1 1(11) 设 zz(x, y) 是由方程 e 2 yz x y 2z7 确立的函数，则 dz1 1)__________.4( ,2 2 【答案】1(dx dy)27【分析】对 e 2 yz x y 2z方程两边同时对 x, y 求偏导4精选文档e 2 yz2y z 1 zx xe 2 yz (2z 2 y z ) 2 yz 0y y当 x11z, y时 ,22故z1 11 , z 1 11 x ( 2,2)2 y ( 2 , 2 )2故dz1 11dx (1)dy1(dx dy)2 2222( , )(12) 曲线 lim nS n 的极坐标方程是 r，则 L 在点 (r , ) ( ,) 处的切线的直角坐标方程是n2 2__________.【答案】 y2 x2【分析】由直角坐标和极坐标的关系x r cos cosy r sin，sin于是 r ,, 2 , 对应于 x, y 0,,22切线斜率 dydycos sin dy ddx dxcossindxd20,2所以切线方程为 y2x 022x即y=2(13) 一根长为 1 的细棒位于 x 轴的区间 [0,1] 上 , 若其线密度x x 2 2x 1, 则该细棒的质心坐标 x __________.【答案】1120精选文档1x dxx【分析】质心横坐标 x1 x dx1 1 x 2x 3 x 2 10 5x dx=2x 1 dxx3 311 2x 4 2 3 x 2 1 11 xx dx= x x2x 1 dx x 0 04 3 21211x 12=115203(13) 设二次型 f x 1 , x 2 , x 3x 1 2x 22 2ax 1 x 3 4x 2 x 3 的负惯性指数是 1 ，则 a 的取值范围_________.【答案】2,2f x 1, x 2 , x 3x 12a 2 x 32 x 224x 32【分析】配方法：ax 32x 3因为二次型负惯性指数为 1，所以 4 a 20 ，故 2 a 2.三、解答题： 15～ 23 小题,共 94 分 . 请将解答写在答题纸 指定地点上 . 解答应写出文字说明、证 ．．． 明过程或演算步骤 .(15)( 此题满分 10 分)x 2 1et1 t dtt1求极限 lim1 .xx 2ln 1xx1dtx1dt【分析】1t 2 (e t 1) tlim1 t 2(e t 1) tlim1 )1xx 2ln(1xx2xx1lim[ x 2 (e x 1) x]x1 tttxlime1 t lim e1 lim t1 .tt 2t 02t t 0 2t 2(16)( 此题满分 10 分)精选文档已知函数 y y x 知足微分方程x2 y2 y 1 y ，且y 2 0 ，求 y x 的极大值与极小值 .【分析】由 x2 y2 y 1 y ，得( y2 1) y 1 x2①此时上边方程为变量可分别方程，解的通解为1y3y x 1 x3 c3 3由 y(2) 0 得 c 2321 x当 y (x) 0 时，x 1 ，且有：x1, y ( x)01 x 1,y ( x)0x 1, y ( x)0所以 y(x) 在x 1 处获得极小值，在x 1 处获得极大值y( 1) 0, y(1) 1即： y(x) 的极大值为1，极小值为0.(17)( 此题满分10 分)设平面地区【分析】 D对于x, y 1 x2 y2x sin x2 y2D 4, x 0, y 0 , 计算x ydxdy .Dy x 对称，知足轮换对称性，则：xsin( x2 y2 ) ysin( x2 y2 )x y dxdyx ydxdyD DIxsin( x2 y2 ) 1 x sin( x2 y2 ) ysin( x2 y2 ) x ydxdy2 x y x ydxdy D D1 sin( x2 y2 )dxdy2 D精选文档1d2rdr2sin r 21 )1r(rd cos24 11 cos r r |122 cos rdr4 11 2 1 1sin r |124 34(18)( 此题满分 10 分)设函数 f (u) 拥有二阶连续导数，zxcosy) 知足2z 2z(4 z e xcos y) e 2x，若f (e 2y 2xf (0)0, f ' (0) 0，求 f (u) 的表达式 .【分析】由 zfe x cos y , zf (e x cos y) e xcos y, zf (e x cos y)e x sin yxy2zf (e x cos y) e x cos y e x cos y f (e x cos y) e x cos y ，x 22 zf xxxsin yf (e xcos y)xcos yy 2( e cos y)e sin ye e2z2zxcos y e 2x由2+y 24z e，代入得，xfe x cos y e 2x[4 f e x cos y e x cos y]e 2 x即f e x cos y 4 f e x cos y e x cos y ，令 e x cos y=t , 得 f t 4 f tt特点方程24 0,2得齐次方程通解y c 1e 2tc 2e 2t精选文档设特解 y * at b ，代入方程得 a1 , b 0 ，特解 y * 1 t4 1 t4则原方程通解为 y=f tc 1e 2t c 2 e 2t4由 f0, f '0 0 ，得 c 11 ,c 21, 则16 16y=f u1 e2 u 1 e 2 u 1u . (19)(10 分)16 164此题满分设函数 f ( x), g( x) 在区间 [a,b] 上连续，且 f ( x) 单一增添， 0g ( x) 1 ，证明： （ I ）xxa, x [ a,b] ,g(t) dt aab bg (t )dtf ( x)d xf ( x)g( x)dx.（II ）aaa【分析】（ I ）由积分中值定理x dt gxa ,[ a, x]g ta0 g x 1 ，0 gx ax ax t dtxaga（ II ）直接由 0 g x1，获得x dtx1dt = x ag t aauau（ II ）令 F u f x g x dxaaaF ' u f u g uf aug t dtaug t dtf x dxg ug uf uf ag t dta由（ I ）知 0uu aaau g t dtg t d t uaa又因为 fx 单增，所以 fuf au0 g t dtaF ' u0， F u 单一不减， F uF a取 ub ，得 F b 0 ，即（ II ）建立 .(20)( 此题满分 11 分)设函数 f (x)x, x 0,1 ，定义函数列1 xf 1 ( x) f ( x), f 2 ( x) f ( f 1 ( x)), , f n ( x) f ( f n 1( x)),及 x 轴所围成平面图形的面积，求极限lim nS n .n【分析】 f 1 (x)x, f 2 ( x)x, f 3 ( x)x,1 x1 2x 1 3x精选文档，记 S n 是由曲线 y f n ( x) ，直线 x 1, f n ( x)x, 1 nxxx1 1S n 1 f n ( x) dx1 dx1n ndx11nxnx111 1 111 ln(11n1dxn1dx n n 2 nx) 0nx112 ln(1 n) n nlim nS n 1lim ln(1n) 1lim ln(1x) 1 lim1 1 0 1nnnxxx1 x(21)( 此题满分 11 分)已 知 函 数 f ( x, y) 满 足f 2 (y 1 ，) 且 f ( y, y)( y 2 1 )( 2y )求yl n 曲 线,yf ( x, y) 0 所围成的图形绕直线 y1 旋转所成的旋转体的体积 .【分析】因为f 2( y 1) ,所以 f ( x, y) y 2 2 y ( x), 此中 ( x) 为待定函数 .y又因为 f ( y, y)( y 1)22 y ln y, 则 ( y) 12 y ln y ，进而f ( x, y) y 2 2y 12 x ln x ( y 1)22 x ln x .令 f ( x, y)0, 可得 ( y 1)22 x ln x ，当 y1时， x 1 或 x 2 ，进而所求的体积为V2 y 1 22 2 x ln xdx1 dx12x 2ln xd2x12x 2 22ln x(2x )12 12ln 2 (2x x2 ) 124 (22)( 此题满分11 分)精选文档2xdx22ln 2 5 2ln 25.4 41 2 3 4设矩阵A 0 1 1 1 ，E为三阶单位矩阵.1 2 0 3(I)求方程组(II)求知足【分析】Ax 0的一个基础解系；AB E 的全部矩阵 B .1 2 3 4 1 0 0 1 2 3 4 1 0 0A E 01 110 1 0 01 110 1 01 2 0 3 0 0 1 0 4 3 1 1 0 11 2 3 4 1 0 0 1 0 0 1 2 6 10 1 1 1 0 1 0 0 1 0 2 1 3 1 ,0 0 1 3 1 4 1 0 0 1 3 1 4 1(I) Ax 0 的基础解系为1,2,3,1T(II) e1T T0,0,1T 1,0,0 , e2 0,1,0 , e3Ax e1的通解为x k1 2, 1, 1,0 T 2 k1, 1 2k1 , 1 3k1, k1 TAx e2的通解为x k2 6, 3, 4,0 T6 k2 , 3 2k2 , 4T3k2 , k2Ax e3的通解为x k3T1 k3,1 2k3,1T 1,1,1,0 3k3 , k32 k1 6 k2 1 k3B 1 2k1 3 2k2 1 2k3（k1 , k2 , k3为随意常数）1 3k1 4 3k2 1 3k3k1 k2 k3(23)( 此题满分11 分)1 1 1 0 0 11 1 1 0 0 2相像 .证明 n 阶矩阵与1 1 1 0 0 n11 【分析】已知 A1 1 21 ，，B =01n则 A 的特点值为 n ， 0 ( n 1重 ).A 属于n 的特点向量为 (1,1, ,1)T ； r ( A) 1 ，故 Ax 0 基础解系有 n1个线性没关的解向量，即 An=属 于0 有 n 1 个 线 性 无 关 的 特 征 向 量 ； 故 A 相 似 于 对 角 阵.B 的特点值为 n ， 0 ( n 1重 ) ，同理 B 属于0 有 n 1 个线性没关的特点向量，故 B 相似于对角阵.由相像关系的传达性，A 相像于B .2015 年全国硕士研究生入学一致考试数学二试题及答案分析一、选择题：（ 1~ 8 小题 , 每题 4 分，共 32 分。