2000 陕西考研数学二真题及答案
一、填空题(本题共 5 小题,每小题 3 分,满分 15 分,把答案填在题中横线上)
(1)
lim
0
x
x
arctan
x
3
ln(1 2 )
x
.
(2) 设函数
y
( )
y x
由方程 2xy
所确定,则
y
x
xdy
0
.
(3)
2
dx
7)
(
x
x
2
.
(4) 曲线
y
(2
x
1
1) x
e
的斜渐近线方程为
.
(5) 设
A
1
2
0
0
0
3
4
0
(
)
E B
1
0
0
0
0
5
0
6 7
.
, E 为 4 阶单位矩阵,且
B
(
)
E A
1
(
)
E A
则
二、选择题(本题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分,在每小题给出的四个选项中,只有一
项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内.)
(1) 设函数 ( )
f x
(A)
a
0,
b
(C)
a
0,
b
0.
x
a e
0.
在 (
bx
内连续,且 lim ( ) 0,
则常数 ,a b 满足 (
f x
)
,
x
)
(B)
a
0,
b
0.
(D)
a
0,
b
0.
(2) 设函数 ( )
f x 满足关系式
f
( )
x
[
( )]
f x
2
(A) (0)
f 是 ( )
f x 的极大值.
,且 (0) 0
,则 (
f
x
)
(B) (0)
f 是 ( )
f x 的极小值.
(C)点 (0,
f
(0))
是曲线
y
( )
f x
的拐点.
(D) (0)
f 不是 ( )
f x 的极值,点 (0,
f
(0))
也不是曲线
y
( )
f x
的拐点.
(3 ) 设 ( ),
f x g x 是大于零的可导函数,且 '( ) ( )
x g x
( )
f
( )
f x g x
'( ) 0,
则当 a
x b
时,有 (
)
(A) ( ) ( )
f x g b
( ) ( )
f b g x
(B)
( ) ( )
f x g a
( ) ( )
f a g x
(C) ( ) ( )
f x g x
( ) ( )
f b g b
(D)
( ) ( )
f x g x
( ) ( )
f a g a
(4) 若
lim
0
x
sin 6
x
3
x
( )
xf x
0
,则
lim
0
x
6
( )
f x
2
x
为 (
)
(A)0.
(B)6.
(C)36.
(D) .
y
(5) 具有特解 1
x
e
,
y
2
2
xe
x
,
y
3
的 3 阶常系数齐次线性微分方程是 (
x
3
e
)
(A)
y
y
y
y
0.
(B)
y
y
y
y
0.
(C)
y
6
y
11
y
6
y
0.
(D)
y
2
y
y
2
y
0.
三、(本题满分 5 分)
ln(1
x
(ln )
x
设
f
x
)
,计算 ( )
f x dx
.
四、(本题满分 5 分)
设 xoy 平面上有正方形
D
( ,
x y
) 0
x
1,0
及直线 :
l x
y
1
y
(
t t
0)
.若
( )S t 表示正方形 D 位于直线 l 左下方部分的面积,试求
x S t dt x
( )
,(
0
0)
.
五、(本题满分 5 分)
求函数
( )
f x
2
x
ln(1
六、(本题满分 6 分)
在 0
x 处的 n 阶导数 (0)(
nf
x
)
n
3)
.
设函数
( )
S x
x
0
| cos |
t dt
,
(1)当 n 为正整数,且
n
x
(
n
1)
时,证明 2
n
( ) 2(
S x
n
1)
;
(2)求
lim
x
( )
S x
x
.
七、(本题满分 7 分)
某湖泊的水量为V ,每年排入湖泊内含污染物 A 的污水量为
V
6
,流入湖泊内不含 A 的
V
6
水量为
,流出湖泊的水量为
,已知 1999 年底湖中 A 的含量为 05m ,超过国家规定指
标.为了治理污染,从 2000 年初起,限定排入湖泊中含 A 污水的浓度不超过 0m
V
.问至多需
V
3
要经过多少年,湖泊中污染物 A 的含量降至 0m 以内(注:设湖水中 A 的浓度是均匀的)
八、(本题满分 6 分)
f x 在
设函数 ( )
( )
f x dx
0, 上连续,且
(
, ,使 1
f
f
2
)
(
2
0
( )cos
f x
xdx
0
,试证明:在 (0,
)
0
0,
) 0.
内至少存在两个不同的点 1
九、(本题满分 7 分)
已知 ( )
f x 是周期为 5 的连续函数,它在 0
x 的某个邻域内满足关系式
f
(1 sin ) 3 (1 sin ) 8
x
x
f
x
( )
x
其中 ( )x 是当
x 时比 x 高阶的无穷小,且 ( )
f x 在 1x 处可导,求曲线
0
y
( )
f x
在点
(6,
f
(6))
处的切线方程.
十、(本题满分 8 分)
设曲线
y
2(
ax a
0,
x
与
0)
1y
交于点 A ,过坐标原点O 和点 A 的直线与曲
x
2
线
y
2
ax 围成一平面图形.问 a 为何值时,该图形绕 x 轴旋转一周所得的旋转体体积最大?
最大体积是多少?
十一、(本题满分 8 分)
函数 ( )
f x 在[0,
) 上可导, (0) 1
且满足等式
f
( )
f x
( )
f x
x
(1)求导数 ( )
f x ;
x
1
1
0
f
( )
t dt
0,
(2)证明:当 0
x 时,成立不等式
xe
( ) 1
f x
成立
十二、(本题满分 6 分)
1
1
2
0
1
2 ,
1
设
,
0
0 ,
8
A
T
,
B
T
.其中 T 是的转置,
求解方程 2
2B A x A x B x
2
4
4
十三、(本题满 7 分)
已知向量组 1
0
1 ,
1
2
a
2 ,
1
3
b
1
0
与向量组 1
1
2 ,
3
2
3
0 ,
1
3
9
6
7
具有相同的秩,且 3 可由 1
, 线性表出,求 ,a b 的值.
,
2
3
一、填空题
参考答案
(1)【答案】 1 6
【详解】
lim
0
x
arctan
x
ln 1 2
3
x
x
3
2
x
3
ln 1 2
x
lim
0
x
arctan
2
x
x
3
x
1
洛
lim
0
x
1
1
2
x
6
x
2
lim
0
x
2
6
x
2
x
1
2
x
1
6
(2)设函数
y
( )
y x
由方程 2xy
【答案】 (ln 2 1)dx
所确定,则
y
x
xdy
0
.
【详解】
方法 1:对方程 2xy
两边求微分,有
x
y
xy
2 ln 2 (
xdy
)
ydx
.
dx dy
由所给方程知,当 0
x 时 1y . 将 0
x , 1y 代入上式,有 ln 2 dx
dx dy
.
所以,
xdy
0
(ln 2 1)
dx
.
方法 2:两边对 x 求导数,视 y 为该方程确定的函数,有
xy
2 ln 2 (
xy
y
) 1
y
.
当 0
x 时 1y ,以此代入,得
y
ln 2 1
,所以
xdy
0
(ln 2 1)
dx
.
(3)【答案】
3
【详解】由于被积函数在 2
照不定积分计算,再对其求极限即可.
x 处没有定义,则该积分为广义积分.对于广义积分,可以先按
作积分变量替换,令
x
2
,
t x
2
2
t dx
2
tdt
,
2
dx
7)
(
x
x
2
0
2
t
9)
t
2
(
t
dt
2
1
3
arctan
0
t
3
2
3 2
.
3
(4)【答案】 2
x
y
1
【公式】 y
kx b
为
y
( )
f x
的斜渐近线的计算公式:
k
y
lim ,
x
x
x
x
b
lim [
x
x
x
( )
f x
kx
]
【详解】
k
lim
x
y
x
lim (2
x
11
)
e
x
x
2,
b
lim (
x
y
2 )
x
lim[(2
x
x
1)
e
1
x
2 ]
x
令
1
x
u
lim(
0
u
u
2
e
2
u
e
u
)
lim(
0
u
u
2(
e
1)
u
u
e
)
u
e
1
lim(
u
0
u
2
u
u
u
e
) 2 1 1
所以,x 方向有斜渐近线 2
x
y
. 当 x 时,类似地有斜渐近线 2
1
x
y
1
.
总之,曲线
y
(2
x
1
1) x
e
的斜渐近线方程为 2
x
y
1
.
(5)【答案】
1
1
0
0
0
2
2
0
0
0
0
0
3
0
3 4
【详解】先求出
(
)
E B
1
然后带入数值,由于
B
(
)
E A
1
(
)
E A
,所以
(
E B
)
1
2(
)
E A
1
1
2
2
2
0
0
0
4
4
0
E
(
)
E A
1
(
)
E A
(
)
E A
1
(
)
E A
-1
)
E A
(
(
-1
1
2
0
0
0
0
6
0
6 8
-1
1
(
)
E A
)
E A
1
1
0
0
0
2
2
0
0
0
0
0
3
0
3 4
二、选择题
(1)【答案】D
【详解】排除法:
如果 0a ,则在 (
内 ( )
f x 的分母
)
,
a e 必有零点 0x ,从而 ( )
f x 在
bx
x
x 处
0
不连续,与题设不符.不选 (
)A ,若 0b ,则无论 0
a 还是 0
a 均有 lim ( )
f x
x
与题
,
设 lim ( ) 0
f x
矛盾,不选 (
x
)B 和 (
)C .故选 (
)D .
(2)【答案】C
【定理应用】判断极值的第二充分条件:设函数 ( )
f x 在 0x 出具有二阶导数且
f x
0(
) 0
,
f
x
0(
) 0
,那么:(1) 当
f
x
0(
时,函数 ( )
) 0
f x 在 0x 处取得极大值;
(2)当
f
x
0(
时,函数 ( )
) 0
f x 在 0x 处取得极小值;
【详解】令等式
f
( )
x
[
( )]
f x
2
中 0
x ,得
x
f
(0) 0
f
(0)
2
,无法利用判断极
0
值的第二充分条件,故无法判断是否为极值或拐点.
再求导数(因为下式右边存在,所以左边也存在):
f
( )
x
(
x
( )
f x
2
)
1 2 ( )
f x f
( )
x
以 0
x 代入,有 (0) 1
f
,所以
f
(0)
lim
0
x
(0)
f
( )
x
x
f
0
lim
0
x
f
( )
x
x
1
.
从而知,存在 0
x 去心邻域,在此去心邻域内, ( )
x 与 x 同号,于是推知在此去心
f
邻域内当 0
x 时曲线
y
( )
f x
是凸的,在此去心临域内 0
x 时曲线
y
( )
f x
是凹的,
点 (0,
f
(0))
是曲线
y
( )
f x
的拐点,选(C).
(3)【答案】A
【分析】由选项答案可知需要利用单调性证明,关键在于寻找待证的函数. 题设中已知
( )
f x g x
'( ) 0,
想到设函数为相除的形式
( )
f x
( )
g x
.
f
'( ) ( )
x g x
【详解】
设
( )
F x
,则
( )
F x
f
( )
f x
( )
g x
'( ) ( )
x g x
2
( )
g x
( )
'( )
f x g x
0,
则 ( )F x 在 a
时单调递减,所以对 a
x b
, ( )
F a
x b
( )
F x
( )
F b
,即
( )
f a
( )
g a
( )
f x
( )
g x
( )
f b
( )
g b
得 ( ) ( )
f x g b
( ) ( ),
f b g x
a
, (
x b
)A 为正确选项.
)C
(4)【答案】 (
【分析】本题有多种解法:(1)将含有 ( )
f x 的要求极限的表达式凑成已知极限的表达式,
或反之;(2)利用极限与无穷小的关系,从已知极限中解出 ( )
f x 代入要求极限式中;(3)将
具体函数用佩亚诺余项泰勒公式展开化简原极限.
【详解】
方法 1: 凑成已知极限
6
( )
f x
2
x
6
x
( )
xf x
3
x
6
x
sin 6
x
sin 6
3
x
x
( )
xf x
lim
0
x
6
x
x
sin 6
3
x
洛
lim
0
x
6 6cos6
x
2
3
x
lim
0
x
(由于
1 cos
lim
0
x
6
( )
f x
2
x
lim
0
x
6
x
x
sin 6
3
x
lim
0
x
而
所以
6(1 cos6 )
x
2
3
x
21
x
2
( )
x
xf x
3
x
x
sin 6
lim
0
x
12
(6 )
x
2
2
x
1 cos(6 )
x
2
36
1
2
(6 )
x
2
)
36 0 36
方法 2:由极限与无穷小关系,由已知极限式解出
( )
xf x
sin 6
x
3
x
,
a
lim
0
x
a
0
从而
sin 6
x
( )
xf x
3
ax
( )
f x
3
ax
x
sin 6
x
3
ax
6
sin 6
x
x
3
ax
6
3
x
x
sin 6
x
6
lim
0
x
所以
( )
f x
2
x
6
2
x
ax
( )
f x
2
x
lim
0
x
sin 6
x
3
6
3
x
x
极限的四则运算
lim lim
0
x
a
0
x
6
x
x
sin 6
3
x
6 6cos6
x
2
3
x
lim
0
x
2
12
(6 )
x
2
2
x
36
0 lim
0
x
方法 3: 将sin 6x 在 0
x 处按佩亚诺余项泰勒公式展开至 3x 项:
sin 6
x
6
x
3
(6 )
x
3!
(
x
3
) 6
x
36
x
3
(
x
3
),
sin 6
x
3
x
( )
xf x
6
x
xf x
( ) 36
3
x
3
x
(
x
3
)
6
( )
f x
2
x
36
3
)
,
(
x
3
x
lim
0
x
6
( )
f x
2
x
lim
0
x
sin 6
x
( )
xf x
3
x
36 lim
0
x
3
)
(
x
3
x
0 36 0 36.
于是
从而
(5)【答案】B
y
【详解】由特解 1
x
e
,
y
2
2
xe
x
,对照常系数线性齐次微分方程的特征方程、特征根与
解的对应关系知道,2
r 为特征方程的二重根;由 3
y
1
e 可知 1 1
3 x
r 为特征方程的单根,
因此特征方程为
(
r
1)(
r
2
1)
3
r
r
2
1 0,
r
由常系数齐次线性微分方程与特征方程的关系,得该微分方程为
y
y
y
y
0.
三【详解】
方法 1:为了求不定积分,首先需要写出 ( )
f x 的表达式.为此,令 ln x
t ,有
x
t
e
f
( )
t
f
(ln )
x
x
)
ln(1
x
( )
f x dx
x
e
ln(1
x
e dx
)
ln(1
t
e
t
e
)
ln(1
x
e de
)
x
e
x
ln(1
x
e
)
e
x
ln(1
x
e
)
x
e
e
1
x
x
e
dx
x
e
1
x
e
1
x
e
dx
分部积分
拆项
e
x
ln(1
x
e
)
(1
1
dx
1
dx
1
dx
x
x
x
x
)
)
e
e
e
e
ln(1
ln(1
)
e
x
方法 2:作积分变量替换,命 ln
t
,
1
t
ln(1
x
( )
f x dx
(ln )
t
ln(1
dt
e
e
e
)
x
x
f
x
x
x
x
x
x
)
e
1
1
dx
e
e
e
1
e
1
1
e
x
ln(1
)
e
1
x
x
dx
x
de
x
(
d e
1)
C
t
)
ln(1
2
t
dt
ln(1
)
t d
1
t
dt
]
分部积分
t
)
t
ln(1
t
ln(1
t
ln(1
t
ln(1
t
x
e
)
)
x
e
)
t
1
1
(1
t
1
(
t
1
dt
t
)
1
x
t
)
dt
1
1
ln(1
t
[
四【详解】先写出面积 ( )S t 的(分段)表达式,
部分分式求和
(1
t
)
t
)
ln(1
t
ln
t
ln(1
)
t C
d
x
e
)
C
.
1
1
O
1
S(t)
x+y=t
1
1