[考研类试卷]考研数学二(高等数学)历年真题试卷汇编29及答案与解析.doc
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1、考研数学二(高等数学)历年真题试卷汇编 29 及答案与解析一、选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。1 甲乙两人赛跑,计时开始时,甲在乙前方 10(单位:米)处,图中实线表示甲的速度曲线 v=v1(t)(单位:m s),虚线表示乙的速度曲线 v=v2(t),三块阴影部分的面积的数值依次为 10,20,3。计时开始后乙追上甲的时刻记为 t0(单位:s) ,则( )(A)t 0=10。(B) 15t 020。(C) t0=25。(D)t 025。2 设 f(x)=x2(x1)(x2) ,则 f(x)的零点个数为( )(A)0。(B) 1。(C) 2。(D)3。二、填空题3 一根
2、长为 1 的细棒位于 x 轴的区间0,1上,若其线密度 (x)=x 2+2x+1,则该细棒的质心坐标 =_。三、解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。4 设函数 f(x)= ,x 0,1,定义函数列:f 1(x)=f(x),f 2(x)=ff1(x),f n(x)=ffn1 (x),。记 Sn 是由曲线 y=fn(x),直线 x=1 及 x 轴所围成平面图形的面积,求极限 nSn。5 设 A0,D 是由曲线段 y=Asinx(0x2)及直线 y=0,x=2 所围成的平面区域,V 1,V 2 分别表示 D 绕 x 轴与绕 y 轴旋转成旋转体的体积,若 V1=V2,求 A 的值。6 设 D
3、 是由曲线 y= (0x1)与 (0t2)围成的平面区域,求 D绕 x 轴旋转一周所得旋转体的体积和表面积。7 为清除井底的污泥,用缆绳将抓斗放人井底,抓起污泥后提出井口(见图),已知井深 30m,抓斗自重 400N,缆绳每米重 50N,抓斗抓起的污泥重 2000N,提升速度为 3ms ,在提升过程中,污泥以 20Ns 的速度从抓斗缝隙中漏掉,现将抓起污泥的抓斗提升至井口,问克服重力需做多少焦耳的功?(说明: 1N1m=1J;其中 m,N,S, J 分别表示米,牛顿,秒,焦耳; 抓斗的高度及位于井口上方的缆绳长度忽略不计。)8 某闸门的性状与大小如图所示,其中直线 l 为对称轴,闸门的上部为矩
4、形ABCD,下部由二次抛物线与线段 AB 所围成,当水面与闸门的上端相平时,欲使闸门矩形部分承受的水压力与闸门下部承受的水压力之比为 5:4,闸门矩形部分的高 h 应为多少米?8 一容器的内侧是由图中曲线绕 y 轴旋转一周而成的曲面,该曲线由x2+y1=2y(y12)与 x2+y2=1(y12)连接而成。9 求容器的容积;10 若将容器内盛满的水从容器顶部全部抽出,至少需要做多少功?(长度单位:m,重力加速度为 gms 2,水的密度为 103kgm 3)10 设曲线 L 的方程为 y= lnx(1xe)。11 求 L 的弧长;12 设 D 是由曲线 L,直线 x=1,x=e 及 x 轴所围平面
5、图形,求 D 的形心的横坐标。13 设 y=f(x)是区间0,1上的任一非负连续函数。 ()试证存在 x0(0,1),使得在区间0 ,x 0上以 f(x0)为高的矩形面积,等于在区间x 0,1 上以 y=f(x)为曲边的梯形面积。 () 又设 f(x)在区间 (0,1)内可导,且 f(x)2f(x) x,证明()中的 x0是唯一的。14 设 f(x)在区间a,b上具有二阶导数,且f(a)=f(b)=0,f(a)f(b)0,试证明:存在 (a,b) 和 (a,b),使 f()=0 及 f“()=0。15 设函数 f(x)在0,上连续,且 0f(x)dx=0, 0f(x)cosxdx=0,试证:在
6、(0,)内至少存在两个不同的点 1, 2,使 f(1)=f(2)=0。16 设函数 f(x),g(x) 在a,b上连续,在(a ,b)内具有二阶导数且存在相等的最大值,f(a)=g(a),f(b)=g(b),证明:存在 (a,b),使得 f“()=g“()。17 设函数 f(x)在区间0, 1上具有二阶导数,且 f(1)0, f(x)x0。证明:()方程 f(x)=0 在区间(0,1)内至少存在一个实根;()方程 f(x)f“(x)+f(x)2=0 在区间(0 ,1) 内至少存在两个不同的实根。18 ()证明积分中值定理:若函数 f(x)在闭区间a,b上连续,则至少存在一点a, b,使得 ab
7、f(x)dx=f()(ba); ()若函数 (x)具有二阶导数,且满足 (2)(1),(2) 23(x)dx,则至少存在一点 (1,3),使得 “()0。19 ()证明拉格朗日中值定理:若函数 f(x)在a,b上连续,在(a,b)内可导,则存在 (a,b) ,使得 f(b)f(a)=f()(ba);() 证明:若函数 f(x)在 x=0 处连续,在(0,)(0)内可导,且 f(x)=A,则 f+(0)存在,且 f+(0)=A。20 设奇函数 f(x)在1, 1上具有二阶导数,且 f(1)=1。证明:()存在 (0,1) ,使得 f()=1;()存在 (1,1),使得 f“()+f()=1。21
8、 设函数 f(x)在闭区间a,b上连续,在开区间(a,b)内可导,且 f(x)0。若极限f(2xa) (xa)存在,证明:() 在(a ,b) 内 f(x)0;()在(a,b)内存在点 ,使(b 2a 2) abf(x)dx=2f() ;() 在(a,b)内存在与()中 相异的点,使 f()(b2a 2)=2(a) abf(x)dx。21 已知函数 f(x)在0,1上连续,在(0,1)内可导,且 f(0)=0,f(1)=1。证明:22 存在 (0,1),使得 f()=1;23 存在两个不同的点 ,(0,1) ,使得 f()f()=1。24 设函数 f(x)在闭区间0,1上连续,在开区间(0 ,
9、1) 内可导,且 f(0)=0,f(1)=13。证明:存在 (0,12),(12,1) ,使得 f()+f()=2+2。25 设函数 f(x)在闭区间 1,1上具有三阶连续导数,且 f(1)=0,f(1)=1,f(0)=0,证明:在开区间(1,1) 内至少存在一点 ,使 f“()=3。25 设 f(x)在区间a,a(a0)上具有二阶连续导数,f(0)=0。26 写出 f(x)的带拉格朗日余项的一阶麦克劳林公式;27 证明在a ,a上至少存在一点 ,使 a3f“()=3a af(x)dx。考研数学二(高等数学)历年真题试卷汇编 29 答案与解析一、选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合
10、题目要求。1 【正确答案】 C【试题解析】 从 0 到 t0 时刻,甲、乙的位移分别为 v1(t)dt 和 v2(t)dt。要使乙追上甲,则需 v2(t)v 1(t)dt=10。由定积分的几何意义可知 025v2(t)v 1(t)dt=2010=10,则 t0=25。故选 C。【知识模块】 一元函数积分学2 【正确答案】 D【试题解析】 因为 f(0)=f(1)=f(2)=0,由罗尔定理知有 1(0,1), 2(1,2)使 f(1)=f(2)=0,所以 f(x)至少有两个零点。又 f(x)中含有因子 x,故 x=0 也是 f(x)的零点,D 正确。【知识模块】 中值定理二、填空题3 【正确答案
11、】 1120【试题解析】 质心横坐标 其中 01x(x)dx=01x(x 2+2x+1)dx=()|01=1112 , 01(x)dx=01(x 2+2x+1)dx=( +x2+x)|01=53,所以得【知识模块】 一元函数积分学三、解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。4 【正确答案】 Sn=01fn(x)dx【知识模块】 一元函数积分学5 【正确答案】 方法一:V 1=02 (Asinx)xdx=2A24。 V 2=(2)2A 0A(arcsinyA) 2dy=2A。 则得 A=8。 方法二:也可以用如下公式计算V2:V 2=202 xAsinxdx=2A。【知识模块】 一元函数积
12、分学6 【正确答案】 D(如图所示)绕 x 轴旋转一周所得旋转体的体积 V=V1V 2。V1 为 y= 与 x=0,y=0 所围的图形绕 x 轴旋转一周所得旋转体的体积,V 1=2 3;V 2 为曲线 与 x=0,y=0 所围的图形绕 x轴旋转一周所得旋转的体积,即 V2=x02 y2(t)|x(t)|dt=302 sin7tcos 2tdt=302 sin7t(1sin 2t)dt=302 sin7tdt 02 sin9tdt所以 V=V1V 2表面积 S=S1+S2,其中 S1,S 2 分别为两函数绕 x 轴的旋转体侧面积,S 1=2;S 2=202 |y(t)| =602 sin4tco
13、stdt=65。所以 S=2+ =165 。【知识模块】 一元函数积分学7 【正确答案】 建立坐标轴如图所示,将抓起污泥的抓斗提升至井口需做功记为W,当抓斗运动到 x 处时,作用力 f(x)包括抓斗的自重 400N,缆绳的重力50(30 x)N,污泥的重力(2000 20)N ,即 f(x)=400+50(30x)+2000 x=3900 x,于是 W=030(3900 x)dx=3900x x2|030=11700025500=91500J。故克服重力需做功 91500J。【知识模块】 一元函数积分学8 【正确答案】 方法一:如图一建立坐标系,则抛物线的方程为 y=x2。闸门矩形部分承受的水
14、压力 P1=21h+1g(h+1y)dy=2g(h+1)y |1h+1=gh2,其中 为水的密度,g 为重力加速度。闸门矩形下部承受的水压力P2=201g(h+1y) dy2g23(h+1)y 52 y52 |01由题意知 P1P 2=54,解得 h=2,h=13(舍去)。故 h=2,即闸门矩形部分的高应为 2 米。方法二:如图二建立坐标系,则抛物线的方程为x=h+1y 2。闸门矩阵部分承受的水压力为 P1=20hgxdx=gh2,闸门矩形下部承受水压力 P2=2hh+1gx dx。 令 =t,得P2=4g01(h+1t 2)t2dt=4g(h+1) |01 由题意知P1P 2=54,解得 h
15、=2,h= 13(舍去)。故 h=2,即闸门矩形部分的高应为 2 米。【知识模块】 一元函数积分学【知识模块】 一元函数积分学9 【正确答案】 曲线可表示为 则容积为V=1 2f2(y)dy=1 12 (1y 2)dy+12 2(2yy 2)dy【知识模块】 一元函数积分学10 【正确答案】 容器内侧曲线可表示为 在y 轴上任意取一个微元y,y+dy ,对应容器的小薄片的水的重量为 gf2(y)dy( 为水的密度),它升高的距离为 d(y)=2y。将此薄片抽出所作的功为 dW=gf2(y)(2y)dy,因此将容器中的水全部抽出所作的功为 W=1 2gf2(y)(2y)dy=g1 12 (1y
16、2)(2y)dy+ 12 2(2yy 2)(2y)dy,其中 12 2(2yy 2)(2y)dy=12 21 (1y) 21+(1y)dy 1 12 (1t 2)(1+t)dt=1 12 (1y 2)(1+y)dy。再代入上式可得 W=g1 12 (1y 2)(2y)dy+ 1 12 (1y 2)(1+y)dy=g 112 3(1y 2)dy=g3( y3|1 12 )【知识模块】 一元函数积分学【知识模块】 一元函数积分学11 【正确答案】 由于 y=12(x ),则曲线的弧微分为 ds=所以弧长为 s=12 0e(x+ )dx=【知识模块】 一元函数积分学12 【正确答案】 设形心坐标为(
17、 ),根据形心公式可得【知识模块】 一元函数积分学13 【正确答案】 () 要证存在 x0(0,1),使 x0f(x0)= f(x)dx;令 (x)=xf(x) x1f(t)dt,要证存在 x0(0,1),使 (x0)=0。可以对 (x)的原函数 (x)=0x。(t)dt使用罗尔定理:(0)=0 , (1)=01(x)dx=01xf(x)dx 01x1f(t)dtdx=01xf(x)dxx x1f(t)dt|x=0x=1+01xf(x)dx=0,又由 f(x)在0, 1连续 (x)在0 ,1连续,(x)在0, 1连续,在 (0,1)可导。根据罗尔定理,存在 x0(0,1),使 (x0)=(x0
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