📝 2013年考研数学二

共 23 题
一、选择题 每题 4分
第1题

设 $\cos x-1=x \sin \alpha(x)$ ,其中 $|\alpha(x)|\lt\displaystyle\frac{\pi}{2}$ ,则当 $x \rightarrow 0$ 时,$\alpha(x)$ 是() (A)比 $x$ 高阶的无穷小量。 (B)比 $x$ 低阶的无穷小量。 (C)与 $x$ 同阶但不等价的无穷小量。 (D)与 $x$ 等价的无穷小量。

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第2题

设函数 $y=f(x)$ 由方程 $\cos (x y)+\ln y-x=1$ 确定,则 $\displaystyle\lim _{n \rightarrow \infty} n\left[f\left(\displaystyle\frac{2}{n}\right)-1\right]=()$ (A)2. (B) 1 . (C)-1 . (D)-2 .

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第3题

设函数 $f(x)=\left\{\begin{array}{ll}\sin x, & 0 \leqslant x\lt\pi, \\ 2, & \pi \leqslant x \leqslant 2 \pi,\end{array} \quad F(x)=\displaystyle\int_{0}^{x} f(t) \mathrm{d} t\right.$ ,则( ) (A)$x=\pi$ 是函数 $F(x)$ 的跳跃间断点. (B)$x=\pi$ 是函数 $F(x)$ 的可去间断点. (C)$F(x)$ 在 $x=\pi$ 处连续但不可导。 (D)$F(x)$ 在 $x=\pi$ 处可导。

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第4题

设函数 $f(x)=\left\{\begin{array}{ll}\displaystyle\frac{1}{(x-1)^{\alpha-1}}, & 1\lt x\lt\mathrm{e}, \\ \displaystyle\frac{1}{x \ln ^{\alpha+1} x}, & x \geqslant \mathrm{e} .\end{array}\right.$ 若反常积分 $\displaystyle\int_{1}^{+\infty} f(x) \mathrm{d} x$ 收敛,则( ) (A)$\alpha\lt-2$ . (B)$\alpha\gt 2$ . (C)$-2\lt\alpha\lt 0$ . (D) $0\lt\alpha\lt 2$ .

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第5题

设 $z=\displaystyle\frac{y}{x} f(x y)$ ,其中函数 $f$ 可微,则 $\displaystyle\frac{x}{y} \displaystyle\frac{\partial z}{\partial x}+\displaystyle\frac{\partial z}{\partial y}=()$ (A) $2 y f^{\prime}(x y)$ . (B)$-2 y f^{\prime}(x y)$ . (C)$\displaystyle\frac{2}{x} f(x y)$ . (D)$-\displaystyle\frac{2}{x} f(x y)$ .

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第6题

设 $D_{k}$ 是圆域 $D=\left\{(x, y) \mid x^{2}+y^{2} \leqslant 1\right\}$ 在第 $k$ 象限的部分。记 $I_{k}=\displaystyle\iint_{D_{k}}(y-x) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y(k=1,2$ , 3,4),则( ) (A)$I_{1}\gt 0$ . (B)$I_{2}\gt 0$ . $(\mathrm{C}) I_{3}\gt 0$. (D)$I_{4}\gt 0$ .

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第7题

设 $\boldsymbol{A}, \boldsymbol{B}, \boldsymbol{C}$ 均为 $n$ 阶矩阵。若 $\boldsymbol{A} \boldsymbol{B}=\boldsymbol{C}$ ,且 $\boldsymbol{B}$ 可逆,则( ) (A)矩阵 $\boldsymbol{C}$ 的行向量组与矩阵 $\boldsymbol{A}$ 的行向量组等价。 (B)矩阵 $\boldsymbol{C}$ 的列向量组与矩阵 $\boldsymbol{A}$ 的列向量组等价。 (C)矩阵 $\boldsymbol{C}$ 的行向量组与矩阵 $\boldsymbol{B}$ 的行向量组等价。 (D)矩阵 $\boldsymbol{C}$ 的列向量组与矩阵 $\boldsymbol{B}$ 的列向量组等价。

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第8题

矩阵 $\left(\begin{array}{ccc}1 & a & 1 \\ a & b & a \\ 1 & a & 1\end{array}\right)$ 与 $\left(\begin{array}{lll}2 & 0 & 0 \\ 0 & b & 0 \\ 0 & 0 & 0\end{array}\right)$ 相似的充分必要条件为( ) (A)$a=0, b=2$ . (B)$a=0, b$ 为任意常数. (C)$a=2, b=0$ . (D)$a$

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二、填空题 每题 4分
第9题

$\displaystyle\lim _{x \rightarrow 0}\left[2-\displaystyle\frac{\ln (1+x)}{x}\right]^{\displaystyle\frac{1}{x}}=$ $\_\_\_\_$ .

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第10题

设函数 $f(x)=\displaystyle\int_{-1}^{x} \sqrt{1-\mathrm{e}^{t}} \mathrm{~d} t$ ,则 $y=f(x)$ 的反函数 $x=f^{-1}(y)$ 在 $y=0$ 处的导数 $\left.\displaystyle\frac{\mathrm{d} x}{\mathrm{~d} y}\right|_{y=0}=$ $\_\_\_\_$ .

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第11题

设封闭曲线 $L$ 的极坐标方程为 $r=\cos 3 \theta\left(-\displaystyle\frac{\pi}{6} \leqslant \theta \leqslant \displaystyle\frac{\pi}{6}\right)$ ,则 $L$ 所围平面图形的面积是 $\_\_\_\_$ .

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第12题

曲线 $\left\{\begin{array}{l}x=\arctan t, \\ y=\ln \sqrt{1+t^{2}}\end{array}\right.$ 上对应于 $t=1$ 的点处的法线方程为 $\_\_\_\_$ .

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第13题

已知 $y_{1}=\mathrm{e}^{3 x}-x \mathrm{e}^{2 x}, y_{2}=\mathrm{e}^{x}-x \mathrm{e}^{2 x}, y_{3}=-x \mathrm{e}^{2 x}$ 是某二阶常系数非齐次线性微分方程的 3 个解,则该方程满足条件 $\left.y\right|_{x=0}=0,\left.y^{\prime}\right|_{x=0}=1$ 的解为 $y=$ $\_\_\_\_$。

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第14题

设 $\boldsymbol{A}=\left(a_{i j}\right)$ 是 3 阶非零矩阵,$|\boldsymbol{A}|$ 为 $\boldsymbol{A}$ 的行列式,$A_{i j}$ 为 $a_{i j}$ 的代数余子式。若 $a_{i j}+A_{i j}=0 (i, j=1,2,3)$ ,则 $|\boldsymbol{A}|=$

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三、解答题
第15题

当 $x \rightarrow 0$ 时, $1-\cos x \cdot \cos 2 x \cdot \cos 3 x$ 与 $a x^{n}$ 为等价无穷小量,求 $n$ 与 $a$ 的值.

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第16题

设 $D$ 是由曲线 $y=x^{\displaystyle\frac{1}{3}}$ ,直线 $x=a(a\gt 0)$ 及 $x$ 轴所围成的平面图形,$V_{x}, V_{y}$ 分别是 $D$ 绕 $x$ 轴, $y$ 轴旋转一周所得旋转体的体积。若 $V_{y}=10 V_{x}$ ,求 $a$ 的值。

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第17题

设平面区域 $D$ 由直线 $x=3 y, y=3 x$ 及 $x+y=8$ 围成,计算 $\displaystyle\iint_{D} x^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .

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第18题

设奇函数 $f(x)$ 在 $[-1,1]$ 上具有 2 阶导数,且 $f(1)=1$ .证明: ( I )存在 $\xi \in(0,1)$ ,使得 $f^{\prime}(\xi)=1$ ; ( II )存在 $\eta \in(-1,1)$ ,使得 $f^{\prime \prime}(\eta)+f^{\prime}(\eta)=1$ .

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第19题

求曲线 $x^{3}-x y+y^{3}=1(x \geqslant 0, y \geqslant 0)$ 上的点到坐标原点的最长距离和最短距离.

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第20题

设函数 $f(x)=\ln x+\displaystyle\frac{1}{x}$ , ( I )求 $f(x)$ 的最小值; (II)设数列 $\left\{x_{n}\right\}$ 满足 $\ln x_{n}+\displaystyle\frac{1}{x_{n+1}}\lt 1$ ,证明 $\displaystyle\lim _{n \rightarrow \infty} x_{n}$ 存在,并求此极限.

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第21题

设曲线 $L$ 的方程为 $y=\displaystyle\frac{1}{4} x^{2}-\displaystyle\frac{1}{2} \ln x(1 \leqslant x \leqslant \mathrm{e})$ , (I)求 $L$ 的弧长; (II)设 $D$ 是由曲线 $L$ ,直线 $x=1, x=\mathrm{e}$ 及 $x$ 轴所围平面图形,求 $D$ 的形心的横坐标.

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第22题

设 $\boldsymbol{A}=\left(\begin{array}{ll}1 & a \\ 1 & 0\end{array}\right), \boldsymbol{B}=\left(\begin{array}{ll}0 & 1 \\ 1 & b\end{array}\right)$ 。当 $a, b$ 为何值时,存在矩阵 $\boldsymbol{C}$ 使得 $\boldsymbol{A} \boldsymbol{C}-\boldsymbol{C} \boldsymbol{A}=\boldsymbol{B}$ ,并求所有矩阵 $\boldsymbol{C}$ .

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第23题

设二次型 $f\left(x_{1}, x_{2}, x_{3}\right)=2\left(a_{1} x_{1}+a_{2} x_{2}+a_{3} x_{3}\right)^{2}+\left(b_{1} x_{1}+b_{2} x_{2}+b_{3} x_{3}\right)^{2}$ ,记
$$ \boldsymbol{\alpha}=\left(\begin{array}{l} a_{1} \\ a_{2} \\ a_{3} \end{array}\right), \quad \boldsymbol{\beta}=\left(\begin{array}{l} b_{1} \\ b_{2} \\ b_{3} \end{array}\right) . $$
(I)证明二次型 $f$ 对应的矩阵为 $2 \boldsymbol{\alpha} \boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}}+\boldsymbol{\beta} \boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}}$ ; (II)若 $\boldsymbol{\alpha}, \boldsymbol{\beta}$ 正交且均为单位向量,证明 $f$ 在正交变换下的标准形为 $2 y_{1}^{2}+y_{2}^{2}$ .

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