【考研类试卷】考研数学二-363及答案解析.doc

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1、考研数学二-363 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、解答题(总题数：25，分数：100.00)1.求微分方程 （分数：4.00）_2.求微分方程 （分数：4.00）_3.求微分方程 x 2 y“+xy=y 2 满足初始条件 y(1)=1 的特解 （分数：4.00）_4.求微分方程 （分数：4.00）_5.求微分方程 （分数：4.00）_6.设 y=e x 为微分方程 xy“+P(x)y=x 的解，求此微分方程满足初始条件 y(ln2)=0 的特解 （分数：4.00）_7.设 （分数：4.00）_8.求微分方程 xy“+3y“=0 的通解 （分数：4.00）_9.设当

2、x0 时，f(x)满足 （分数：4.00）_10.求满足初始条件 y“+2x(y“) 2 =0，y(0)=1，y“(0)=1 的特解 （分数：4.00）_11.求微分方程 yy“=y “2 满足初始条件 y(0)=y“(0)=1 的特解 （分数：4.00）_12.求微分方程 y“y“-6y=0 的通解 （分数：4.00）_13.求微分方程 y“+4y“+4y=0 的通解 （分数：4.00）_14.求微分方程 y“-y“+2y=0 的通解 （分数：4.00）_15.设二阶常系数齐次线性微分方程以 y 1 =e 2x ，y2=2e -x -3e 2x 为特解，求该微分方程 （分数：4.00）_16

3、.求微分方程 y“+2y“-3y=(2x+1)e x 的通解 （分数：4.00）_17.求 y“-2y“-e 2x =0 满足初始条件 y(0)=1，y“(0)=1 的特解 （分数：4.00）_18.求微分方程 y“+4y“+4y=e ax 的通解 （分数：4.00）_19.求微分方程 y“+y=x 2 +3+cosx 的通解 （分数：4.00）_20.设单位质点在水平面内作直线运动，初速度 v“| t=0 =v 0 已知阻力与速度成正比(比例系数为 1)，问 t 为多少时此质点的速度为 （分数：4.00）_21.设 f(x)在0，+)上连续，且 f(0)0，设 f(x)在0，x上的平均值等于

4、 f(0)与 f(x)的几何平均数，求 f(x) （分数：4.00）_22.设曲线 L 位于 xOy 平面的第一象限内，L 上任意一点 M 处的切线与 y 轴总相交，交点为 A，已知|MA|=|OA|，且 L 经过点 （分数：4.00）_23.在上半平面上求一条上凹曲线，其上任一点 P(x，y)处的曲率等于此曲线在该点的法线段 PQ 的长度的倒数(Q 为法线与 x 轴的交点)，且曲线在点(1，1)处的切线与 x 轴平行 （分数：4.00）_24.一半球形雪堆融化速度与半球的表面积成正比，比例系数为 k0，设融化过程中形状不变，设半径为r 0 的雪堆融化 3 小时后体积为原来的 （分数：4.00

5、）_25.设 f(x)在0，1上连续且满足 f(0)=1，f“(x)-f(x)=a(x-1)y=f(x)，x=0，x=1，y=0 围成的平面区域绕 x 轴旋转一周所得的旋转体体积最小，求 f(x) （分数：4.00）_考研数学二-363 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、解答题(总题数：25，分数：100.00)1.求微分方程 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 由 得 ， 令 u=siny，则 ，令 u -1 =z，则 解得 则 2.求微分方程 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 方法一 由 ，得 ， 令 ，得 ，解得 u 2 =ln 2 +C，由 y(

6、e)=2e，得 C=2，所求的通解为 y2 =x 2 lnx 2 +2x 2 方法二 由 ，得 ，令 z=y 2 ，则 解得 3.求微分方程 x 2 y“+xy=y 2 满足初始条件 y(1)=1 的特解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 由 x 2 y“+xy=y 2 得 ，令 ，则有 ， 两边积分得 ，即 ， 因为 y(1)=1，所以 C=-1，再把 代入 得原方程的特解为 4.求微分方程 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 由 得 ，则 5.求微分方程 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 令 x+y=u，则 ，于是有 ，变量分离得6.设 y=e x 为微分方程

7、xy“+P(x)y=x 的解，求此微分方程满足初始条件 y(ln2)=0 的特解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 把 y=e x 代入微分方程 xy“+P(x)y=x，得 P(x)=xe -x -x，原方程化为 y“+(e -x -1)y=1，则y=1e (e-x-1)dx dx+Ce -(e-x-1)dx =Ce x+e-x +e x ， 将 y(ln2)=0 代入 y=Ce x+e -x +e x 中得 ，故特解为 7.设 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 由 ，得 两边对 x 求导，得 ，两边再对 x 求导得 f“(x)+f(x)=e x ，其通解为 在 中，令 x

8、=0 得 f(0)=1，在 中，令 x=0 得 f“(0)=1，于是有 ，故 8.求微分方程 xy“+3y“=0 的通解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 令 y“=p，则 或 ， 解得 ，即 ，则 9.设当 x0 时，f(x)满足 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 由 10.求满足初始条件 y“+2x(y“) 2 =0，y(0)=1，y“(0)=1 的特解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 令 y“=p，则 ，代入方程得 ，解得 由 y“(0)=1 得 C 1 =1，于是 11.求微分方程 yy“=y “2 满足初始条件 y(0)=y“(0)=1 的特解 （分数

9、：4.00）_正确答案：()解析：解 令 y“=p，则 ，代入原方程得 或 当 p=0 时，y=1 为原方程的解；当p0 时，由 得 ，解得 ， 由 y(0)=y“(0)=1 得 C 1 =1，于是 12.求微分方程 y“y“-6y=0 的通解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 特征方程为 2 -6=0，特征值为 1 =-2， 2 =3，则原方程的通解为 y=C 1 e -2x +C 2 e 3x 13.求微分方程 y“+4y“+4y=0 的通解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 特征方程为 2 +4=0，特征值为 1 = 2 =-2，则原方程的通解为 y=(C 1 +C

10、2 x)e -2x 14.求微分方程 y“-y“+2y=0 的通解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 特征方程为 2 -+2=0，特征值为 ，则原方程的通解为 15.设二阶常系数齐次线性微分方程以 y 1 =e 2x ，y2=2e -x -3e 2x 为特解，求该微分方程 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 因为 y 1 =e 2x ，y 2 =2e -x -3e 2x 为特解，所以 e 2x ，e -x 也是该微分方程的特解，故其特征方程的特征值为 1 =-1， 2 =2，特征方程为(+1)(-2)=0 即 2 -2=0，所求的微分方程为 y“-y“-2y=016.求微分方

11、程 y“+2y“-3y=(2x+1)e x 的通解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 特征方程为 2 +2-3=0，特征值为 1 =1， 2 =-3，则 y“+2y“-3y=0 的通解为 y=C 1 e x +C 2 e -3x 令原方程的特解为 y 0 =x(ax+b)e x ，代入原方程得 所以原方程的通解为 17.求 y“-2y“-e 2x =0 满足初始条件 y(0)=1，y“(0)=1 的特解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 原方程化为 y“-2y“=e 2x 特征方程为 2 -2=0，特征值为 1 =0， 2 =2，y“-2y“=0 的通解为 y=C 1 +C

12、 2 e 2x 设方程 y“-2y“=e 2x 的特解为 y 0 =Axe 2x ，代入原方程得 ， 原方程的通解为 由 y(0)=1，y“(0)=1 得 解得 故所求的特解为 18.求微分方程 y“+4y“+4y=e ax 的通解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 特征方程为 2 +4+4=0，特征值为 1 = 2 =-2，原方程对应的齐次线性微分方程的通解为 y=(C 1 +C 2 x)e -2x (1)当 a-2 时，因为 a 不是特征值，所以设原方程的特解为 y 0 (x)=Ae ax ，代入原方程得 ，则原方程的通解为 ； (2)当 a=-2 时，因为 a=-2 为二重特征

13、值，所以设原方程的特解为 y 0 (x)=Ax 2 e -2x ， 代入原方程得 ，则原方程的通解为 19.求微分方程 y“+y=x 2 +3+cosx 的通解 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 特征方程为 2 +1=0，特征值为 1 =-i， 2 =i，方程 y“+y=0 的通解为 y=C 1 cosx+C 2 sinx 对方程 y“+y=x 2 +3，特解为 y 1 =x 2 +1； 对方程 y“+y=cosx，特解为 ，原方程的特解为 ， 则原方程的通解为 20.设单位质点在水平面内作直线运动，初速度 v“| t=0 =v 0 已知阻力与速度成正比(比例系数为 1)，问 t 为

14、多少时此质点的速度为 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 设 t 时刻质点运动的速度为 v(t)，阻力 ，则有 解此微分方程得 v(t)=v 0 e -t 由 得 t=ln3，从开始到 t=ln3 的时间内质点所经过的路程为 21.设 f(x)在0，+)上连续，且 f(0)0，设 f(x)在0，x上的平均值等于 f(0)与 f(x)的几何平均数，求 f(x) （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 根据题意得 ，令 ，则有 ，两边求导得 即 ，令 ，则有解得22.设曲线 L 位于 xOy 平面的第一象限内，L 上任意一点 M 处的切线与 y 轴总相交，交点为 A，已知|MA|=|O

15、A|，且 L 经过点 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 设点 M 的坐标为(x，y)，则切线 MA:Y-y=y“(X-x) 令 X=0，则 Y=y-xy“，故 A 点的坐标为(0，y-xy“) 由|MA|=|OA|，得 即 ，或者 则 因为曲线经过点 ，所以 C=3，再由曲线经过第一象限得曲线方程为 23.在上半平面上求一条上凹曲线，其上任一点 P(x，y)处的曲率等于此曲线在该点的法线段 PQ 的长度的倒数(Q 为法线与 x 轴的交点)，且曲线在点(1，1)处的切线与 x 轴平行 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 设所求曲线为 y=y(x)，该曲线在点 P(x，y)的法线

16、方程为 令 Y=0，得 X=x+yy“，该点到 x 轴法线段 PQ 的长度为 由题意得 ，即 yy“=1+y “2 令 y“=p，则 ，则有 ，或者 ，两边积分得 ，由 y(1)=1，y“(1)=0 得 C 1 =1，所以 ，变量分离得 ，两边积分得 ，由 y(1)=1 得 所以 ，即 又 ，所以 两式相加得 24.一半球形雪堆融化速度与半球的表面积成正比，比例系数为 k0，设融化过程中形状不变，设半径为r 0 的雪堆融化 3 小时后体积为原来的 （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 设 t 时刻雪堆的半径为 r，则有 ，则 ，于是有 ，由 r(0)=r 0 ， ，得 C 0 =r 0 ， ，于是 25.设 f(x)在0，1上连续且满足 f(0)=1，f“(x)-f(x)=a(x-1)y=f(x)，x=0，x=1，y=0 围成的平面区域绕 x 轴旋转一周所得的旋转体体积最小，求 f(x) （分数：4.00）_正确答案：()解析：解 由 f“(x)-f(x)=a(x-1)得 f(x)=af(x-1)e -1dx dx+Ce -dx =Ce x -ax， 由 f(0)=1 得 C=1，故 f(x)=e x -ax 由 得 a=3，因为