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1987 年全国硕士研究生入学统一考试
数 学 试 题 参 考解答
数 学(试卷Ⅲ)
一、填空题(每小题2分,满分10分. 把答案填在题中横线上)
a a2
(1) 设y ln(1ax), 其中a为非零常数,则y , y .
1ax (1ax)2
1 2
(2) 曲线 y arctgx在横坐标为 1 点处的切线方程是 y x ; 法线方程是
2 4
y 2x(8)/4.
(3) 积分中值定理的条件是 f(x)在闭区间[a,b]上连续 ,结论是
b
[a,b],使得 f(x)dx f()(ba)
a
n2
(4) lin( )n e3 .
n n1
b 1 1
(5) f(x)dx f(x)c; f (2x)dx= f(2b) f(2a).
a 2 2
二、(本题满分6分)
1 1
求极限 lim( )
x0 x ex 1
1 1 ex 1x ex 1x ex 1 x 1
解:lim( )lim lim lim lim .
x0 x ex 1 x0 x(ex 1) x0 x2 x0 2x x0 2x 2
三、(本题满分7分)
x5(tsint) dy d2y
设 ,求 , .
y 5(1cost) dx dx2
dy dx dy (5 0+sint) sint dy sint
解:因 5sint, 55cost, ,故 ,
dt dt dx 5(1cost) 1cost dx 1cost
d2y d sint dt 1
且 ( )
dx2 dt 1cost dx 5(1cost)2
四、(本题满分8分)
1
计算定积分 xarcsinxdx.
0
1 1 1 1 x2 1 1 x2
解: xarcsinxdx x2arcsinx 1 dx dx,
0 2 0 2 0 1x2 4 2 0 1x21 x2 sin2t 1 1
令xsint,有 dx2 costdt ,因此 xarcsinxdx .
0 1x2 0 cost 4 0 4 2 4 8
五、(本题满分8分)
设D是曲线y sinx1与三条直线x0,x,y 0围成的曲边梯形.求D绕x轴旋
转一周所生成的旋转体的体积.
32
解:V (sinx1)2dx4 .
0 2
六、证明题(本题满分10分)
(1)(5分)若f(x)在(a,b)内可导,且导数 f (x)恒大于零,则f(x)在(a,b)内单调增加.
证:x,x (a,b),不妨设x x ,则f(x)在[x ,x ]上连续,在(x,x )内可导,
1 2 1 2 1 2 1 2
故由拉格朗日中值定理,(x,x )(a,b),使得 f(x ) f(x) f()(x x).
1 2 2 1 2 1
由于 f (x)在(a,b)内恒大于零,所以 f()0,又x x 0,因此 f(x ) f(x )0,
2 1 2 1
即 f(x ) f(x),表明f(x)在(a,b)内单调增加.
2 1
(2)(5分)若g(x)在xc处二阶导数存在,且g(c) 0,g(c)0,则g(c)为g(x)
的一个极大值.
g(x)g(c) g(x)
证:因g(c)lim 0,而g(c) 0,故lim 0.由极限的保号性,
xc xc xc xc
g(x)
0,当x(c,c)时,有 0,即g(x)0,从而g(x)在(c,c)单增;
xc
g(x)
当x(c,c)时,有 0,即g(x)0,从而g(x)在(c,c)单减.
xc
又由g(c) 0知,xc是g(x)的驻点,因此g(c)为g(x)的一个极大值.
七、(本题满分10分)
dx
计算不定积分 ( 其中a,b为不全为零的非负数 )
a2sin2 xb2cos2 x
1 1
解:① 当a0时,原式= sec2 xdx tanxc;
b2 b2
1 1
② 当b0时, 原式= csc2 xdx cotxc;
a2 a2
a
d( tanx)
sec2 xdx 1 b 1 a
③ 当ab0时,原式= arctan( tanx)c.
a2tan2 xb2 ab a ab b
( tanx)21
b八、(本题满分15分)
dy
(1)(7分)求微分方程x xy,满足条件y| 0的解.
dx x 2
dy 1 1 dx 1 dx 1 1
解:原方程即 y1,故其通解为ye x (e x dxc) ( x2 c).
dx x x 2
x 1
因y| 0,所以c1.于是所求初值问题的解为y .
x 2 2 x
(2)(8分)求微分方程 y2y y xex 的通解.
解:由特征方程r2 2r10,知其特征根根为r 1.
1,2
故对应齐次方程的通解为 y(C C x)ex,其中C ,C 为任意常数.
1 2 1 2
1 1
设原方程的特解为y*(x)ex(axb),代入原方程可得a ,b .
4 4
因此,原方程的通解为y(x) yy* (C C x)e2x 1 (x1)ex .
1 2
4
九、选择题(每小题4分,满分16分)
(1). f(x) xsinxecosx, - x 是 (D)
(A)有界函数 (B)单调函数 (C)周期函数 (D)偶函数
(2). 函数 f(x)xsinx (D)
(A)当x时为无穷大 (B)当x时有极限
(C)在(,)内有界 (D)在(,)内无界
f(ax) f(ax)
(3) 设 f(x)在xa处可导,则lim 等于 (B)
x0 x
(A)(cid:1)f (a) (B)2f (a) (C)0 (D) f (2a)
(4) 设.A 为(cid:1)n 阶方阵, 且 A a 0, 而(cid:1)A* 是(cid:1)A 的伴随矩阵,则 A* = (C)
(A) a (B) 1/a (C) an1 (D) an
十、(本题满分 10 分)
在第一象限内,求曲线yx21上的一点,使该点处切线与所给曲线及两坐标围成
的面积为最小,并求此最小面积.
解:设切点的横坐标为a,则切线方程为y(1a2)2a(xa),即y2axa21
故所围面积s 1 (a21) a21 1 (x21)dx a3 a 1 2 . 令s0得驻点a 3 .
2 2a 0 4 2 4a 3 3
3 2 4 2
由于s 0,故所求点的坐标为( , ),其最小值为s 3 .
a 3/3 3 3 a 3/3 9 3