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考研数学高数阶段测试(含数一、二、三)
(满分:150分 时间:180分)
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,只有一个选项符
合题目要求的.
(1)【答案】B.
1
【解析】因为当x0 时,(1cos x)ln(1x3) x4,xarcsinxn xn1,(ex2 1) x2,
2
所以2n14满足题设条件的n2.故选B.
(2)【答案】D.
1
【解析】因为lim[ ln(1ex)],所以x0为垂直渐近线;
x0 x2
1
又 lim[ ln(1ex)]0,所以y 0为水平渐近线;
x x2
y 1 ln(1ex) ln(1ex) ex
进一步, lim lim[ ] lim = lim 1,
x x x x3 x x x x1ex
1
lim[y1x] lim[ ln(1ex)x]= lim[ln(1ex)x]
x x x2 x
= lim[lnex(1ex)x] lim ln(1ex)0,所以y x为斜渐近线,故选(D).
x x
(3)【答案】B.
【解析】在(2,2)上,函数
x, 2 x0
f(x)min{x,x2}x2, 0 x1 ,
x, 1 x2
f(x) 在(2,2)上连续,在除分界点外其余各点处均可导,而 f (0)1, f (0)0,故
f(x)在x0处不可导;又 f (1)2, f (1)1,故 f(x)在x1处不可导,故选(B).
(4)【答案】D.
x2 x2 x2
【解析】因为F(x) x2f(t2)dt x2 f(t2)dt ,F(x)2x f(t2)dt2x3f(x4).所
0 0 0以(D)为正确选项.
(5)【答案】D.
1mln2(1x) 1 mln2(1x) 1mln2(1x)
【解析】 dx2 dx+ dx
1
0 n x 0 n x n x
2
1 mln2(1x) 1
2 mln2(1x)
2 dx在x0可能是瑕点,且limxn m 1,当m,n为任意正整
0 n x x0 n x
1 2 1 mln2(1x) 1mln2(1x)
数时,都有 1,故2 dx收敛,与m,n的取值无关;而 dx
1
n m 0 n x n x
2
mln2(1x)
在x1是瑕点,由于lim(1x) 0,其中是可以任意小的正数,所以对任
x1 n x
1mln2(1x)
意m,n,都有 dx收敛,故选(D).
1
n x
2
(6)【答案】D.
【解析】I ex2 sinxdx,I 2 ex2 sinxdx,I 3 ex2 sinxdx
1 2 3
0 0 0
I I 2 ex2 sinxdx0 I I ,I I 3 ex2 sinxdx0 I I ,
2 1 2 1 3 2 3 2
2
I I 3 ex2 sinxdx 2 ex2 sinxdx 3 ex2 sinxdx
3 1
2
3 e(t)2 sin(t)dt 3 ex2 sinxdx 3 (ex2 e(x)2)sinxdx0 I I 0
3 1
2 2 2
因此I I I .故选(D).
2 1 3
(7)【答案】A.
(y1)
【解析】当x0时,z f(0,y) ,于是
1sin(y1)
z 1sin(y1)(y1)cos(y1)
1,
y (0,1) [1sin(y1)]2 y1
故选(A).
(8)【答案】D.
【解析】积分域x2 y2 2x2y为圆域(x1)2 (y1)2 2.令x1u,y1v, 则(x y2)d (u2v2v2)dudv
D u2v22
(2v2)dudv
u2v22
1
4 (u2 v2)dudv
2
u2v22
1 2 2
4 d r3dr
2 0 0
45.
故选(D).
(9)【答案】D.
【解析】根据特征方程r2 2r 0,可得r 0,r 2.因此特解y* 形式为y* x(axb)e2x .
故选(D).
(10)(数一、三)【答案】B.
【解析】因为
a
条件收敛,所以
a xn
的收敛半径为1,又平移、逐项求导不改变收
n n
n1 n1
敛半径,所以 na (x1)n1 的收敛半径为1,收敛区间为(0,2).因此,x 3与x3依
n
n1
次为幂级数
na (x1)n1
的收敛点,发散点.故选(B).
n
n1
(数二)【答案】C.
f(x)
【解析】 因为lim 0,且 f(x)在x0的邻域内连续,
x0 x
所以lim f(x) f(0)0.
x0
x
令xt u,则g(x) x3 (xu)f(u)du
0
x x
x3x f(u)du uf(u)du,g(0)0,
0 0
x
所以g(x)3x2 f(u)du,g(0)0,
0
g(x)6x f(x),g(0)0,
g(x)g(0) 6x f(x) f(x)
g(0)lim lim 6lim 60,
x0 x0 x0 x x0 x所以,(0,0)是曲线y g(x)的拐点,应选(C).
二、填空题:11~16小题,每小题5分,共30分.
1
(11) 【答案】 ln2.
cos2( t)
cos2 x sin2t
2
【解析】令x t,则3 dx 3 dt 3 dt.
2 x(2x) t(2t)
6 6 ( t)(2t) 6
2
1 cos2 x sin2 x
所以,原式= [3 dx3 dx]
2 x(2x) x(2x)
6 6
1 1 1 1 2
3 dx 3( )dx
2 x(2x) 2 x 2x
6 6
1
ln2.
(12)【答案】I I
1 2
sinx sinx xcosxsinx
【解析】只须考察 在(0,)上的单调性.因 ,
x x x2
令F(x) xcosxsinx,F(0)0,
F(x)cosxxsinxcosxxsinx0,x(0,),
sinx
所以xcosxsinx0,x0,
,进而
0,x0,
,
x
sinx sinx sin y
故 在(0,)上是单调递减;当0 x y时, ,故I I .
x x y 1 2
1
(13)【答案】 ;
6
1
【解析】令 f(x)dx A,两边同时从0到1求积分得
0
1
2A A 0
2
1
解得A .
6(14)【解析】由已知,V(a)
a xex2
dx
a2e2a ae2a
1
e2a
1
0 2 2 2
1
所以, limV(a) .
a 4
1
(15)(数一、三)【答案】s(x) .
1x2
' x ' 1
【解析】 (1)n1nxn1 (1)n1xn .
1x (1x)2
n1 n1
3
(数二)【答案】k .
4
【解析】由题设,
(x) 1xarcsinx cosx xarcsinx1cosx
lim lim =lim
x0(x) x0 kx2 x0 kx2( 1 xarcsinx cosx)
1 xarcsinx1cosx 1 arcsinx 1cosx 3
lim lim lim 1,
2k x0 x2 2k x0 x x0 x2 4k
3
故k .
4
(16)【答案】y4y sin2x
【解析】由二阶线性微分方程解的性质可知, y y cos2xsin2x是该方程对应的齐
1 2
次方程(记为(*))的一个解,于是cos2x(cos2xsin2x) sin2x也是方程(*)的解,即(*)
有两个线性无关的解cos2x和sin2x,由此可见方程的特征根为2i,特征方程r2 40,
从而知原方程为y4y f(x)
x
注意 1 cos2x是这个方程的一个解,从而
4
1 1
f(x)
1 x
cos2x
4
1 x
cos2x
sin2x.
4 4
故该微分方程为y4y sin2x.
三、解答题:16~22小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.1 1 x3
(17)【解析】令u x3t,则 f(tx3)dt f(u)du,于是
0 x3 0
1 f(tx3)dt 1 x3 f(u)du x3 f(u)dt
lim 0 lim x3 0 lim 0
x0 etanx esinx x0 etanx esinx x0 x3(etanxsinx 1)esinx
x3 x3
f(u)dt f(u)dt f(x3)
lim 0 lim 0 lim 1
x0 x3(tanxsinx) x0 1 x6 x0 x3
2
(18)【解析】令x tant,
dx sec2t cost dsint
dt dt
(2x2 1) 1x2 (2tan2t1)sect 2sin2tcos2t 1sin2t
x
arctansintC arctan C.
1x2
(19)【解析】由分部积分法可知,
1 f(x) 1
I dx2 xf(x) 1 2 xf '(x)dx.
0
0 x 0
ex
又因为 f(1)0, f '(x) ,故
2 x
1
ex
1
I 2 x dx exdxex 1 e11.
0
0 2 x 0
(20)【解析】
y2x4,y04,y32,
则过点A0,3 与点B3,0 的切线方程分别是y 4x3与y 2x6.
3 3
因此两条切线的交点是 ,3 ,用直线x 将围成的区域分成两部分,则所求面积
2 2
为A 3 24x3 x2 4x3 dx 3 2x6 x2 4x3 dx 9 .
3
0 4
2
x 1 0
(21)【解析】 令u t2 x2,du 2tdt , tf(t2 x2)dt f(u)du,故
0 2 x2
1 0 x2 1
f(u)du ln(1x2),
2 x2 1x2 21 0 t 1
再令t x2 , f(u)du ln(1t),对t求导,得
2 t 1t 2
2 1 1t
f(t) (t 0),
(1t)2 1t (1t)2
1x 3x
故 f(x) (x0),令 f(x) 0得,x3.
(1x)2 (1x)3
当x3时, f(x)0,当3 x0时, f(x)0,所以当x3时, f(x)取得
1
极小值 f(3) .
8
(22)(数一)【解析】记J PdxQdy.
L
Q P
1) (3x2 1)3x2 1;
x y
2)曲线L不封闭,添加辅助线L :沿y轴由点B(0,2)到点O(0,0).
1
0 2
Q(0,y)dy 2ydy 2ydy 4;
L 2 0
1
3)在L 与L围成的区域D上用格林公式(边界取正向,即逆时针方向):
1
Q P 1 1
PdxQdy ( )d1d 22 12 ,
LL x y 4 2 2
1
D D
因此J PdxQdy 4.
L 2
(数二)【解析】 3x2ln y 1 y2 6x9 y2 d6x9dy2d
D D D
2cos
6xS9S2 d r2sin2rdr
0
2
1
152 2cos4 sin2d
4
2
61
.
4
x
(数三)【解析】:(I)收益函数:R(x) xP10xe 2,0 x6.
dR x
边际收益函数:MR 5(2x)e 2.
dxdR x
(II)由 5(2x)e 2 0,得x2.
dx
d2R 5 x 5
又 (x4)e 2 0.因此R(x)在x2取极大值.
dx2 2 e
x2 x2
20
又因为极值点唯一,故此极大值必为最大值,其最大值为R(2) .所以,当产量为2
e
20 10
时,收益取最大值,收益最大值为 ,相应的价格为 .
e e