河南省“专升本”高等数学试卷

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2008年河南省普通高等学校 选拔优秀专科生进入本科阶段学习考试高等数学 试卷一. 单(每题2分,共计60分)在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其代码写在题干后面的括号内.不选、错选或多选者,该题不得分.1. 函数2)1ln()(++-=x x x f 的定义域为 ( ) A. ]1,2[-- B. ]1,2[- C. )1,2[- D. )1,2(-解:C x x x ⇒<≤-⇒⎩⎨⎧≥+>-120201.2. =⎪⎭⎫ ⎝⎛π--π→3sin cos 21lim3x xx ( ) A.1 B. 0 C. 2 D.3解:0033sin cos 21lim===⎪⎭⎫ ⎝⎛π--π→x xx D x x x ⇒=⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛π-π→312323cos sin 2lim3.3. 点0=x 是函数131311+-=x xy 的 ( )A.连续点B. 跳跃间断点C.可去间断点D. 第二类间断点解: ,1111313lim110-=-=+--→x x x B x xx x xx ⇒===+-++→→13ln 33ln 3lim 1313lim 11000110. 4.下列极限存在的为 ( )A.xx e +∞→lim B. x x x 2sin lim 0→ C.xx 1cos lim 0+→ D.32lim 2-++∞→x x x解:显然只有22sin lim0=→xxx ,其他三个都不存在,应选B.5. 当0→x 时,)1ln(2x +是比x cos 1-的( )A .低阶无穷小B .高阶无穷小C .等阶无穷小 D.同阶但不等价无穷小解: 22~)1ln(x x +,D x x x ⇒=-2~2sin 2cos 122. 6.设函数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>≤≤--<+++=0,arctan 01,11,11sin )1(1)(x x x x x x x f ,则)(x f ( )A .在1-=x 处连续,在0=x 处不连续B .在0=x 处连续,在1-=x 处不连续C .在1-=x ,0,处均连续D .在1-=x ,0,处均不连续 解:⇒=-==+--→-→1)1(,1)(lim ,1)(lim 111f x f x f x x )(x f 在1-=x 处连续;⇒===+-→→1)0(,0)(lim ,1)(lim 001f x f x f x x )(x f 在0=x 处不连续;应选A. 7.过曲线xe x y +=arctan 上的点(0,1)处的法线方程为 ( ) A. 012=+-y x B. 022=+-y x C. 012=--y x D. 022=-+y x 解: D kf e xy x⇒-=⇒='⇒++='212)0(112法. 8.设函数)(x f 在0=x 处可导,)(3)0()(x x f x f α+-=且0)(lim0=α→xx x ,则=')0(f ( )A. -1B.1C. -3D. 3 解:3)(lim 3)(3lim 0)0()(lim)0(000-=α+-=α+-=--='→→→xx x x x x f x f f x x x ,应选C. 9.若函数)1()(ln )(>=x x x f x,则=')(x f ( )A. 1)(ln -x xB. )ln(ln )(ln )(ln 1x x x x x +-C. )ln(ln )(ln x x xD. x x x )(ln解:='='⇒==])ln(ln [)(ln )(ln )()ln(ln x x x y e x x f x x x x )ln(ln )(ln )(ln 1x x x x x +-,应选B.10.设函数)(x y y =由参数方程⎪⎩⎪⎨⎧==ty tx 33sin cos 确定,则=π=422x dx y d ( )A.-2B.-1C.234-D. 234解:⇒⨯=⇒-=t t t dx y d t t dx dy sin cos 31cos 1cos sin 2222 =π=422x dxyd 234,应选D. 11.下列函数中,在区间[-1,1]上满足罗尔中值定理条件的是 ( )A.x e y =B.||ln x y =C.21x y -=D.21x y = 解:验证罗尔中值定理的条件,只有21x y -=满足,应选C.12. 曲线253-+=x x y 的拐点是 ( ) A.0=x B.)2,0(- C.无拐点 D. 2,0-==y x 解: ⇒=⇒==''006x x y )2,0(-,应选B.13. 曲线|1|1-=x y ( )A. 只有水平渐进线B. 既有水平渐进线又有垂直渐进线C. 只有垂直渐进线D. 既无水平渐进线又无垂直渐进线解:,0|1|1lim=-∞→x x B x x ⇒∞=-→|1|1lim 1. 14.如果)(x f 的一个原函数是x x ln ,那么=''⎰dx x f x )(2( ) A. C x +ln B. C x +2C. C x x +ln 3D. x C - 解:⇒-=''⇒+='=21)(ln 1)ln ()(xx f x x x x f C x dx dx x f x +-=-=''⎰⎰)(2,应选D.15.=+-⎰342x x dx( )A .C x x +--13ln 21 B.C x x +--31ln 21 C. C x x +---)1ln()3ln( D. C x x +---)3ln()1ln(解:C x x dx x x x x dx x x dx +--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=--=+-⎰⎰⎰13ln 21113121)1)(3(342,应选A. 16.设⎰+=1041x dxI ,则I 的取值范围为 ( )A .10≤≤I B.121≤≤I C. 40π≤≤I D.121<<I解:此题有问题,定积分是一个常数,有111214≤+≤x,根据定积分的估值性质,有121≤≤I ,但这个常数也在其它三个区间,都应该正确,但真题中答案是B. 17. 下列广义积分收敛的是 ( ) A.dx x ⎰+∞13B. ⎰+∞1ln dx xxC.⎰+∞1dx xD. dx e x ⎰+∞-0解:显然应选D. 18.=-⎰-33|1|dx x ( )A.⎰-30|1|2dx x B.⎰⎰-+--3113)1()1(dx x dx xC. ⎰⎰----3113)1()1(dx x dx x D.⎰⎰-+--3113)1()1(dx x dx x解:=-⎰-33|1|dx x =-+-⎰⎰-3113|1||1|dx x dx x ⎰⎰-+--3113)1()1(dx x dx x ,应选D.19.若)(x f 可导函数,0)(>x f ,且满足⎰+-=xdt ttt f x f 022cos 1sin )(22ln )(,则=)(x f( )A. )cos 1ln(x +B. C x ++-)cos 1ln(C. )cos 1ln(x +-D. C x ++)cos 1ln(解:对⎰+-=xdt t t t f x f 022cos 1sin )(22ln )(两边求导有:xxx f x f x f cos 1sin )(2)()(2+-=', 即有 ⎰⎰++=+-=⇒+-='xx d dx x x x f x x x f cos 1)cos 1(cos 1sin )(cos 1sin )(C x ++=)cos 1ln(,还初始条件2ln )0(=f ,代入得0=C ,应选A.20. 若函数)(x f 满足⎰--+=11)(211)(dx x f x x f ,则=)(x f ( )A. 31-x B. 21-x C. 21+x D. 31+x解:令⎰-=11)(dx x f a ,则a x x f 211)(-+=,故有⎰⎰--⇒=⇒-=-+==111112)211()(a a dx a x dx x f a =)(x f 21+x ,应选C.21. 若⎰=edx x f x I 023)( 则=I ( )Adx x f )(0⎰2e x Bdx x f )(0⎰ex C dx x f )(210⎰2e x D dx x f )(210⎰ex解: ⎰⎰⎰======22200222)()(21)()(21)()(21e e t x e x d x xf t d t tf x d x f x I ,应选C.22.直线19452zy x =+=+与平面5734=+-z y x 的位置关系为 A. 直线与平面斜交 B. 直线与平面垂直C. 直线在平面内D. 直线与平面平行解:n s n s⊥⇒-==}7,3,4{},1,9,5{ ,而点(-2,-4,0)不在平面内,为平行,应选D. 23.=-+++→→11lim222200y x yx y x ( )A. 2B.3C. 1D.不存在 解: 2222220022220)11)((lim11limy x y x y x y x y x y x y x +++++=-+++→→→→2)11(lim 22=+++=→→y x y x ,应选A.24.曲面22y x z +=在点(1,2,5)处切平面方程( ) A .542=-+z y x B .524=-+z y x C .542=-+z y x D .542=+-z y x解:令z y x z y x F -+=22),,(,⇒-='='='1)5,2,1(,4)5,2,1(,2)5,2,1(z yx F F F ⇒=---+-0)5()2(4)1(2z y x 542=-+z y x ,也可以把点(1,2,5)代入方程验证,应选A.25.设函数33xy y x z -=,则=∂∂∂xy z2 ( )A. xy 6B. 2233y x -C. xy 6-D. 2233x y -解: ⇒-=∂∂233xy x y z =∂∂∂xy z 22233y x -,应选B. 26.如果区域D 被分成两个子区域1D 和2D 且5),(1=⎰⎰dxdy y x f D ,1),(2=⎰⎰dxdy y x f D ,则=⎰⎰dxdy y x f D),( ( )A. 5B. 4C. 6D.1 解:根据二重积分的可加性,6),(=⎰⎰dxdy y x f D,应选C.27.如果L 是摆线⎩⎨⎧-=-=ty tt x cos 1sin 从点)0,2(πA 到点)0,0(B 的一段弧,则=-++⎰dy y y x dx xe y x xL)sin 31()3(32 ( ) A.1)21(2-π-πe B. ]1)21([22-π-πe C.]1)21([32-π-πe D. ]1)21([42-π-πe解:有⇒=∂∂=∂∂2x x Qy P 此积分与路径无关,取直线段x y x x ,0⎩⎨⎧==从π2变到0,则2020232)(333)sin 31()3(πππ-===-++⎰⎰⎰x x x x xL e xe xde dx xe dy y y x dx xe y x ]1)21([32-π-=πe ,应选C.28.以通解为xCe y =(C 为任意常数)的微分方程为 ( ) A. 0=+'y y B. 0=-'y y C. 1='y y D. 01=+'-y y解: 0=-'⇒='⇒=y y Ce y Ce y xx,应选B.29. 微分方程x xe y y -='+''的特解形式应设为=*y ( )A .xeb ax x -+)( B.b ax + C.x e b ax -+)( D.xeb ax x -+)(2解:-1是单特征方程的根,x 是一次多项式,应设xeb ax x y -+=*)(,应选A.30.下列四个级数中,发散的级数是 ( ) A.∑∞=1!1n n B. ∑∞=-1100032n n n C. ∑∞=12n nnD.∑∞=121n n解:级数∑∞=-1100032n n n 的一般项n n 100032-的极限为05001≠,是发散的,应选B.二、填空题(每题2分,共30分)31.A x f x x =→)(lim 0的____________条件是A x f x f x x x x ==-+→→)(lim )(lim 00. 解:显然为充要(充分且必要).32. 函数x x y sin -=在区间)2,0(π单调 ,其曲线在区间⎪⎭⎫⎝⎛π2,0内的凹凸性为 的.解:⇒>-='0cos 1x y 在)2,0(π内单调增加,x y sin =''在π0,2⎛⎫⎪⎝⎭内大于零,应为凹的.33.设方程a a z y x (23222=++为常数)所确定的隐函数),(y x f z = ,则=∂∂xz_____. 解:⇒='='⇒-++=x F z F a z y x F x z 6,223222zx F F x z z x 3-=''-=∂∂. 34.=+⎰xdx 1 .解:⎰⎰⎰++-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+==+=C t t dt t t tdt xdx tx )1ln(221112121 C x x ++-=)1ln(22.35.⎰ππ⋅-=+33________cos 1dx xx. 解:函数x x cos 1+在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡ππ-3,3是奇函数,所以⎰ππ⋅-=+330cos 1dx x x .36. 在空间直角坐标系中,以)042()131()140(,,,,,,,,----C B A 为顶点的ABC ∆的面积为__ .解:}2,1,1{102011}1,0,2{},0,1,1{---=--=⨯⇒-=-=kj i ,所以ABC ∆26=. 37. 方程⎪⎩⎪⎨⎧-==+214922x y x 在空间直角坐标下的图形为__________. 解:是椭圆柱面与平面2-=x 的交线,为两条平行直线. 38.函数xy y x y x f 3),(33-+=的驻点为 .解: )1,1(),0,0(03303322⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=∂∂=-=∂∂x y yz y x xz .39.若x y xy ey x z xtan2312++=-,则=∂∂)0,1(xz .解:⇒=∂∂⇒=00)0,(x z x f 0)0,1(=∂∂xz .40.⎰⎰ππ=440___________cos xdy yydx 解:22sin cos cos 1cos 14040040440====πππππ⎰⎰⎰⎰⎰x ydy ydx y dy ydy y dx y x. 41.直角坐标系下的二重积分⎰⎰D dxdy y x f ),((其中D 为环域9122≤+≤y x)化为极坐标形式为___________________________.解:⎰⎰⎰⎰θθθ=π3120)sin ,cos (),(rdr r r f d dxdy y x f D.42.以x xxe C eC y 3231--+=为通解的二阶常系数线性齐次微分方程为 .解:由x x xe C e C y 3231--+=为通解知,有二重特征根-3,从而9,6==q p ,微分方程为096=+'+''y y y .43.等比级数)0(0≠∑∞=a aqn n,当_______时级数收敛,当_______时级数发散.解: 级数∑∞=0n naq是等比级数, 当1||<q 时,级数收敛,当1||≥q 时,级数发散.44.函数21)(2--=x x x f 展开为x 的幂级数为__________________解: 21161113121113121)(2x x x x x x x f -⨯-+⨯-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=--=1100011(1)1(1),(11)362332n n n nn n n n n n x x x x +∞∞∞+===⎡⎤-=---=--<<⎢⎥⋅⎣⎦∑∑∑. 45.∑∞=⎪⎭⎫⎝⎛-12n nn n 的敛散性为________的级数.解:021lim 2lim lim 2)2(2≠=⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛-=--⨯-∞→∞→∞→e n n n u nn nn n n ,级数发散.三、计算题(每小题5分,共40分)46.求2522232lim +∞→⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+x x x x .解:252)23(32252222522252231312121lim3121lim 32lim 2222⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+-⨯-∞→+∞→+∞→x x x x x x x x x x x x x x x2523252)23(32252223131lim 2121lim 22e eex x x x x x x x ==⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--⨯-∞→∞→.47. 求⎰+→23241limx x dt t t x .解:212lim214lim1lim3403423003242=+=⨯+===+→→→⎰x xx x x dtt t x x x x x .48.已知)21sin(ln x y -=,求dxdy . 解:[][])21sin()21cos(221)21sin()21cos()21sin()21sin(1x x x x x x x dx dy ---='---='--=)21cot(2x --=. 49. 计算不定积分⎰xdx x arctan .解:⎰⎰⎰+⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=dx x x x x x xd xdx x 2222112arctan 22arctan arctan ⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=dx x x x 2211121arctan 2 C x x x x ++-=arctan 2121arctan 22. 50.求函数)cos(y x e z x+=的全微分. 解:利用微分的不变性,x x x de y x y x d e y x e d dz )cos()cos()]cos([+++=+= dx e y x y x d y x e x x )cos()()sin(++++-= dx e y x dy dx y x e x x )cos(])[sin(++++-=dy y x e dx y x y x e x x )sin()]sin()[cos(+-+-+=.51.计算⎰⎰σDd yx2,其中D 是由1,,2===xy x y y 所围成的闭区域. 解:积分区域D 如图所示:把区域看作 Y 型,则有⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤≤≤=y x y y y x D 1,21|),(,故 ⎰⎰⎰⎰=y y D dx y x dy dxdy yx12212yyy yx dy y xdx dy y 122121212211⨯==⎰⎰⎰481731211121213214=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎰y y dy y . 52.求微分方程x e x y y sin cos -=+'满足初始条件1)0(-=y 的特解.解:这是一阶线性非齐次微分方程,它对应的齐次微分方程0cos =+'x y y 的通解为x Ce y sin -=,设x e x C y sin )(-=是原方程解,代入方程有x x e e x C sin sin )(--=',即有1)(='x C ,所以C x x C +=)(,故原方程的通解为x x xe Ce y sin sin --+=, 把初始条件1)0(-=y 代入得:1-=C ,故所求的特解为x e x y sin )1(--=.53.求级数∑∞=+013n nn x n 的收敛半径及收敛区间(考虑区间端点).解:这是标准的不缺项的幂级数,收敛半径ρ=1R ,而321lim 33123lim lim 11=++=+⨯+==ρ∞→+∞→+∞→n n n n a a n n n n nn n ,故收敛半径31=R .当31=x 时,级数化为∑∞=+011n n ,这是调和级数,发散的;y x =→yx 11=→ 1当31-=x 时,级数化为∑∞=+-01)1(n nn ,这是交错级数,满足莱布尼兹定理的条件,收敛的;所以级数的收敛域为⎪⎭⎫⎢⎣⎡-31,31.四、应用题(每题7分,共计14分)54. 过曲线2x y =上一点)1,1(M 作切线L ,D 是由曲线2x y =,切线L 及x 轴所围成的平面图形,求(1)平面图形D 的面积;(2)该平面图形D 绕x 轴旋转一周所成的旋转体的体积.解:平面图形D 如图所示:因x y 2=',所以切线L 的斜率2)1(='=y k , 切线L 的方程为)1(21-=-x y ,即12-=x y 取x 为积分变量,且]1,0[∈x .(1)平面图形D 的面积为)(3)12(1212103121102=--=--=⎰⎰x x xdx x dx x S (2)平面图形D 绕x 轴旋转一周所生成旋转体的体积为302345)12(1212315121214π=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-π-π=-π-π=⎰⎰x x x x dx x dx x V x .55.一块铁皮宽为24厘米,把它的两边折上去,做成一正截面为等腰梯形的槽(如下图),要使梯形的面积A 最大,求腰长x 和它对底边的倾斜角α.解: 梯形截面的下底长为x 224-,上底长为 α+-cos 2224x x ,高为αsin x ,所以截面面积为 α⋅-+α+-=sin )224cos 2224(21x x x x A , )20,120(π<α<<<x即αα+α-α=cos sin sin 2sin 2422x x x A ,令⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=α-α+α-α=α∂∂=αα+α-α=∂∂0)sin (cos cos 2cos 240cos sin 2sin 4sin 242222x x x A x x x A得唯一驻点⎪⎩⎪⎨⎧π=α=38x .根据题意可知,截面的面积最大值一定存在,且在20,120:π<α<<<x D 内取得,又函数在D 内只有一个可能的最值点,因此可以断定3,8π=α=x 时,截面的面积最大.五、证明题(6分)56. 证明方程⎰π--=2cos 1ln dx x e xx 在区间),(3e e 内仅有一个实根. 证明:构造函数 ⎰π-+-=02cos 1ln )(dx x e xx x f ,即有22ln sin 2ln )(0+-=+-=⎰πexx xdx e x x x f ,显然函数)(x f 在区间],[3e e 连续,且有06223)(,022)(223<-<+-=>=e e e f e f ,由连续函数的零点定理知方程0)(=x f 即⎰π--=02cos 1ln dx x e xx 在区间),(3e e 有至少有一实数根. 另一方面, ex x f 11)(-='在区间),(3e e 内恒小于零,有方程0)(=x f ,即⎰π--=02cos 1ln dx x e xx 在区间),(3e e 有至多有一实数根.综上所述, 方程⎰π--=02cos 1ln dx x e x x 在区间),(3e e 内仅有一个实根.xy x =→2x 224-x α。