考研数学综合大题解析
注会查分-干部作风自查报告
万学教育公共课事业部
三、解答题
(15)【详解】
方法一:
lim<
br>[sinxsin(sinx)]sinxsin
x0
x
4
li
m
xsin(sinx)
x0
x
3
1
li
m
cosxcos(sinx)cosx1cos(sinx
sin
2
x
x0
3x
2
lim
)
2
1
x03x
2
lim
x0
3x
2
6
方法二:
sinxx
1
6
x
3
o(x
3
)
sin(sinx)sinx
1
336
sinxo(sinx)
lim
[sinxsin(sinx)]sinx
sin
4
xo(sin
4
x)
1
x0
x
4
lim
x0
6x
4
x
4
6
本题的难度值为0.823.
(16)【详解】
方法一:
由
dx
dt
2te
x
0
得
e
xdx2tdt
,积分并由条件
x
t0
得
e
x
1t
2
,即
xln(1t
2
)
dy
所以
dy
dt
ln(1t
2
)2t
dx
dx
2t
(1t
2
)ln(1t
2<
br>)
dt1t
2
d
[(1
d
2
yd
dy
dt
t
2)ln(1t
2
)]
2tln(1t
2
)2t
d
x
2
dx
dx
dx
2t
dt1t
2
(1t
2)[ln(1t
2
)1]
方法二:由
dx
dt<
br>2te
x
0
得
e
x
dx2tdt
,
积分并由条件
x
t0
得
e
x
1t
2
,即
xln(1t
2
)
dy
所以 dy
dt
ln(1t
2
)2t
dx
dx
2t
(1t
2
)ln(1t
2
)ex
x
dt1t
2
所以
d
2
y
dx
2
e
x
(x1)
本题的难度值为0.742.
(17)【详解】
方法一:由于
limx
2
arcsinx
x1
1x
2
,故
1
x
2
arcsinx
0
是反常积
分.
1x
2
dx
令
arcsinxt
,有
xsint
,
t[0,
2)
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1
x
2arcsinx
dx
2
tsin
2
t
0
1x
2
0
cost
costdt
2
0
tsin
2
tdt
2
0
(
t
2
tcos2t
2
)dt
2
2
2
t
1
tsin2t
2
1
4
0
4
2
0
tdsin2t
16
4
0
4
2
0
sin2tdt
2
2
16
1
8
cos2
t
2
1
0
164
方法二:
1
x
2
arcsinx
0
1x
2
d
x
1
1
2
0
x
2
d(arc
sinx)
2
1
1
2
x
2
(
arcsinx)
2
1
x(arcsinx)
2
dx
2
1
x(arcsinx)
20
0
8
0
dx
令
arcs
inxt
,有
xsint
,
t[0,
2)
1
x(arcsinx)
2
1
2
1
2
2
0
dx
2
0
sin2tdt
4
0
tdcos2t
1
2
4
(t
2
cos2t)
1
2
<
br>2
1
0
2
0
tcos2tdt
16
4
2
故,原式
16
1
4
本题的难度值为0.631.
(18)【详解】
曲线
xy1
将区域分成两
D
1
个区域
D1
和
D
2
D
3
,为了便于计算继续对
区域分割,最后为
max
xy,1
dxdy
D
3
D
2
D
xydxdy
dxdy
dxdy
D
1
D
2
D
3
O 0.5
2 x
1
2
dx
2
1dy<
br>
2
1
x
22
00
1
dx
0
1dy
1
dx
2
1
xydy<
br>
2x
12ln2
15
4
ln2
194
ln2
本题的难度值为0.524.
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(19)【详解】旋转体的体积
V
t
f(x)dx
,侧面积
S2
f(x)1f
2
(x)dx
,由题设条件知
2
t
0
0
t
2
t
0
f(x)dx
0
f(
x)1f
2
(x)dx
上式两端对
t
求导得
f
2
(t)f(t)1f
2
(t)
, 即
y
y
2
1
由分离变量法解得
lny(y
2
1)t
1
C
, 即
yy
2
1C
t
e
将
y(0)1
代入知
C1
,故
yy
2
1e
t
,
y
1
2
(e
t
e
t
)
于是所求函数为
yf(x)
1
2
e(
x
e
x
)
本题的难度值为0.497.
(20)【详解】(I) 设
M
与
m
是连续函数
f(x)
在
[a,b]
上的最大值与最小值,
即
mf(x)M
x[a,b]
b
由定积分性质,有
m(ba)
b
f(x)dxM(ba)
,即
m
a
f(x)dx
a
ba
M
b
由连续函数介值定理,至少存在一点
[a,b]
,使得
f(
)
a
f(x)dx
ba
即
b
a
f(x)dxf(
)(ba)
(II) 由(I)的结论可知至少存在一点
[2,3]
,使
3
2
(x)dx
(
)(32
)
(
)
又由
(2)
3
2
x(d)x
(
,知
)
2
3
对
(x)
在
[1,2][2,
]
上分别应用拉格朗日中值定理,并注意到
(1)
(2)
,
(
)
(2)
得
(
1
)
<
br>(2)
(1)
21
0
1
1
2
(
)
(2)
2
)
(
2
0
2
1
3
在
[
1
,
2
]
上对导函数
(x)
应用拉格朗日中值定理,有
(
)
(
2
)
(
1
)
0
(
1
,
2
)(1,3)
2
1
本题的难度值为0.719.
(21)【详解】
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方法一:作拉格朗日函数
F(x,y,z,
,
)x
2
y
2
z
2
(x
2
y
2
z)
(xyz4)
F
x
2x2
x
0
F
2y2
y
令
y
0
F
z
2z
0
F
x
2
y
2
z0
F
xyz40
解方程组得
(x
1
,y
1
,z
1
)(1,1,2),(x
2
,y
2
,z
2
)(2,2,8)
故所求的最大值为72,最小值为6.
方法二:问题可转化为求
ux
2
y
2
x
4
2x
2
y
2
y
4
在
xyx
2
y
2
4
条件下的最值
设
F(x,y,
)ux
4
y4
2x
2
y
2
x
2
y
2
(xyx
2
y
2
4)
F
2
x
4x
3
4xy2x
<
br>(12x)
令
0
Fy3
4x
2
y
4y2y
(12y
)0
F
xyx
2y
2
40
解得
(x
2
1
,y
1
)(1,1),(x
2
,y
2
)(2,2
)
,代入
zx
2
y
,得
z
1
2,z
2
8
故所求的最大值为72,最小值为6.
本题的难度值为0.486.
(22)【详解】(I)证法一:
2a1
2
a1
a
2
2a1
0
3a
2
1
A
a
2
2a
r
1
2
2
a
r
1
a
2
2a
1
a
2
2a
1
a
2
2a
2a1
0
3a
2
1
r
n1
0<
br>4a
3
3a4a(n
n
n
ar
n12a
2
3
1)a
n
(n1)a
n
1
0
(n1)an
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证法二:记
D
n
|A|
,下面用数学归纳
法证明
D
n
(n1)a
n
.
当
n1
时,
D
1
2a
,结论成立.
当
n2
时,
D
2a1
2
a2a
3a
2
2
,结论成立.
假设结论对小于
n
的情况成立.将
D
n
按第1行展开得
a
2
1
02a1
D
a
2
2a1
n
2aD
n1
1
a
2
2a
2aD
2
n1
a
2
D
n2
2ana
n1
a
2
(n1)a<
br>n
(n1)a
n
故
|A|(n1)a
n
证法三:记
D
2
n
|A|
,将其按第一列展开得
D
n
2aD
n1
aD
n2
,
所以
D
2
n
aD
n1
aD
n1
aD
n2
a(D
n1
aD
n2
)
a
2
(D
n2
n2
aD
n
3
)a(D
2
aD
1
)a
n
即
D
nn1
n
aaD
n1
a
n
a(aaD
n2
)2a
n
a
2<
br>D
n2
(n2)a
n
a
n2
D
2
(n1)a
n
a
n1
D
1
(n1)a
n
a
n1
2a(n1)a
n
(II)因为方程组有唯一解,所以由
AxB
知
A0
,又
A(n1)a
n
,故
a0
.
由克莱姆法则,将
D
n
的第1列换成
b
,得行列式为
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11
1
2a
a
2
1
2a
nn
a
2
2a
a
2
1
2a
a
2
1
2a
<
br>
a
2
1
2a
(n1)(n1)
D
n1
na
n1
02a
所以
x
1
D
n1
n
D
n
(n1)a
(III)方程组有无穷多解,由
A0
,有
a
0
,则方程组为
01
x
1
1
x
01
2
0
x
01
n1
0
0
xn
0
此时方程组系数矩阵的秩和增广矩阵的秩均为
n1
,所以方程组有无穷多解,其通解为
k
1000
<
br>
0100
,k
为任意常数.
本题的难度值为0.270.
(23)【详解】(I)
证法一:假设
1
,
2
,
3
线性相关.因为
1
,
2
分别属于不同特征值的特征向量,故
1
,
2
线性无关,则
3
可由
1
,
2
线性表出,不妨设
3
l
1
1
l
2
2
,其中
l
1,l
2
不全为零(若
l
1
,l
2
同时为0,则
3
为0,
由
A
3
2
3
可知
2
0
,而特征向量都
是非0向量,矛盾)
TT
A
1
1
,A
2
2
A
3
2
3
2
l
1
1
l
2
2
,
又
A
3
A(l
1
1
l
2
2
)l
1
1
l
2
<
br>2
l
1
1
l
2
2
2
l
1
1
l2
2
,整理得:
2l
1
1
2
0
则
1
,
2
线性相关,矛盾. 所以,
1
,
2
,
3
线性无关.
证法二:设存在数
k
1
,k
2
,k
3
,使得
k
1
1
k
2
2
k
3<
br>
3
0
(1)
用
A
左乘(1)的两边并由
A
1
1
,A
2
2
得
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k
1
1
(k
2
k
3
)
2
k
3
3
0
(2)
(1)—(2)得
2k
1
1
k
3
2
0
(3)
因为
1
,
2
是
A
的
属于不同特征值的特征向量,所以
1
,
2
线性无关,从
而
k
1
k
3
0
,代入(1)
得
k2
2
0
,又由于
2
0
,所以
k
2
0
,故
1
,
2
,
3
线性无关.
(II) 记
P(
1<
br>,
2
,
3
)
,则
P
可
逆,
APA(
1
,
2
,
3
)(A
1
,A
2
,A
3
)(
1
,
2
,
2
3
)
100
1
(
P
00
01
1
1
,
2
,
3
)
011
001
001
10
所以 <
br>P
1
AP
0
011
<
br>
001
.
本题的难度值为0.272.
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