写这个系列是为了逼自己总结

题目复盘

  1. cosxcosxcosx正常按泰勒展开,答案将后面一项1−ax21-ax^{2}1−ax2系数单独提到因式外面来,然后对11−bx2\frac{1}{1-bx^{2}}1−bx21​做泰勒展开,也可以,我是先把题给式子拆成cosx−11−bx2+ax21−bx2cosx-\frac{1}{1-bx^{2}}+\frac{ax^{2}}{1-bx^{2}}cosx−1−bx21​+1−bx2ax2​,然后按按无穷等比递降数列求和公式和泰勒公式展开得1−12x2+14!x4−16!x6−(1+(−bx2)+(−bx2)2+(−bx2)3)+ax2+abx4+ab2x61-\frac{1}{2}x^{2}+\frac{1}{4!}x^{4}-\frac{1}{6!}x^{6}-(1+(-bx^{2})+(-bx^{2})^{2}+(-bx^{2})^{3})+ax^{2}+abx^{4}+ab^{2}x^{6}1−21​x2+4!1​x4−6!1​x6−(1+(−bx2)+(−bx2)2+(−bx2)3)+ax2+abx4+ab2x6,要让二次项和四次项系数为0即−12+b+a=0-\frac{1}{2}+b+a=0−21​+b+a=0与14!−b2+ab=124−b(b+a)=0\frac{1}{4!}-b^{2}+ab=\frac{1}{24}-b(b+a)=04!1​−b2+ab=241​−b(b+a)=0把a+b=12a+b=\frac{1}{2}a+b=21​带入就解出参数bbb,然后再解出参数aaa,然后就得出正确答案(关于什么是无穷等比递降数列求和公式,详见王谱老师“一减疯猴”法)。
  2. 用导数定义先看000点导数是否存在,经过计算得0,再用导数定义看0点二阶导数是否存在,经过计算为∞\infty∞,不存在,选出答案。
  3. 这题就考一个结论,lim⁡n→∞enx={0,x<0+∞,x>01,x=0\lim _{n \rightarrow \infty}\limits e^{n x}=\left\{\begin{array}{l} 0, x<0 \\ +\infty, x>0 \\ 1, x=0 \end{array}\right.n→∞lim​enx=⎩⎨⎧​0,x<0+∞,x>01,x=0​,知道这个就很容易写出f(x)f(x)f(x)的表达式,f(x)={x,x>0,0,x=0,−x,x<0.f(x)=\left\{\begin{array}{ll} x, & x>0, \\ 0, & x=0, \\ -x, & x<0 . \end{array}\right.f(x)=⎩⎨⎧​x,0,−x,​x>0,x=0,x<0.​,不难发现f(x)f(x)f(x)为偶函数,然后下面就用到另一个结论,变上限积分存在跳跃间断点才不可导,考研数学范围内变上限积分都是连续的,f(x)f(x)f(x)没有跳跃间断点,所以f(x)f(x)f(x)连续,然后又用到一个结论,连续函数 f(x)是奇 (偶) 函数 ⇒{F(x)=∫0xf(t)dt是偶 (奇) 函数, F(x)=∫axf(t)dt是偶函数 (a≠0,f(x)是 偶函数, F(x)不一定是奇函数). \text { 连续函数 } f(x) \text { 是奇 (偶) 函数 } \Rightarrow\left\{\begin{array}{l} F(x)=\int_{0}^{x} f(t) \mathrm{d} t \text { 是偶 (奇) 函数, } \\ F(x)=\int_{a}^{x} f(t) \mathrm{d} t \text { 是偶函数 }(a \neq 0, f(x) \text { 是 } \\ \text { 偶函数, } F(x) \text { 不一定是奇函数). } \end{array}\right. 连续函数 f(x) 是奇 (偶) 函数 ⇒⎩⎨⎧​F(x)=∫0x​f(t)dt 是偶 (奇) 函数, F(x)=∫ax​f(t)dt 是偶函数 (a=0,f(x) 是  偶函数, F(x) 不一定是奇函数). ​,这一看,下限是0,不用考虑不一定是奇函数的情况,所以F(x)F(x)F(x)是奇函数。
  4. 答案用的反证法,我是直接证,首先选项中问的是F+′′(a)F^{\prime \prime}_{+}(a)F+′′​(a)和F−′′(b)F^{\prime \prime}_{-}(b)F−′′​(b)的大小关系,那么先求F(x)F(x)F(x)的一阶导数,然后二阶导数用定义判断邻域内的情况即可,F′(x)=f(x)F^{\prime}(x)=f(x)F′(x)=f(x),题中又告知f(x)f(x)f(x)在x=ax=ax=a处取得最小值,在x=bx=bx=b处取得最大值,则x∈(a,a+δ),F′(x)=f(x)≥f(a),x∈(b−δ,b),F′(x)=f(x)≤f(a),δx \in(a, a+\delta), F^{\prime}(x)=f(x) \geq f(a) , x \in(b-\delta, b), F^{\prime}(x)=f(x) \leq f(a) ,\deltax∈(a,a+δ),F′(x)=f(x)≥f(a),x∈(b−δ,b),F′(x)=f(x)≤f(a),δ是一个极小的数,故F+′′(a)=f+′′(a)=lim⁡x→a+f(x)−f(a)x−aF_{+}^{\prime \prime}(a)=f_{+}^{\prime \prime}(a)=\lim _{x \rightarrow a^{+}}\limits \frac{f(x)-f(a)}{x-a}F+′′​(a)=f+′′​(a)=x→a+lim​x−af(x)−f(a)​,此时f(x)≥f(a)f(x)\geq f(a)f(x)≥f(a)即f(x)−f(a)≥0f(x)-f(a)\geq 0f(x)−f(a)≥0,x−a>0x-a>0x−a>0,所以F+′′(a)≥0F_{+}^{\prime \prime}(a)\geq 0F+′′​(a)≥0,同理F−′′(b)=f−′′(b)=lim⁡x→b−f(x)−f(b)x−bF_{-}^{\prime \prime}(b)=f_{-}^{\prime \prime}(b)=\lim _{x \rightarrow b^{-}}\limits \frac{f(x)-f(b)}{x-b}F−′′​(b)=f−′′​(b)=x→b−lim​x−bf(x)−f(b)​,此时f(x)≤f(b)f(x)\leq f(b)f(x)≤f(b)即f(x)−f(b)≤0f(x)-f(b)\leq 0f(x)−f(b)≤0,x−b<0x-b<0x−b<0,所以F−′′(b)≥0F_{-}^{\prime \prime}(b)\geq 0F−′′​(b)≥0
  5. 模拟考试的时候,看到不等式f′(x)<f(x)f^{\prime}(x)<f(x)f′(x)<f(x)立刻开始构造辅助函数F(x)=e−xf(x)F(x)=\mathrm{e}^{-x}f(x)F(x)=e−xf(x)则F′(x)=e−x[f′(x)−f(x)]<0F^{\prime}(x)=\mathrm{e}^{-x}\left[f^{\prime}(x)-f(x)\right]<0F′(x)=e−x[f′(x)−f(x)]<0,所以F(x)F(x)F(x)在题给区间范围内单调减少,然后我就没有仔细观察,在积分区间[0,1][0,1][0,1]上,按答案的做法,因为F(x)F(x)F(x)单调减少,则由F(0)=e0f(0)=1F(0)=\mathrm{e}^{0} f(0)=1F(0)=e0f(0)=1可知,当x∈(0,1)x \in(0,1)x∈(0,1)时,F(x)=e−xf(x)≤F(0)=1F(x) =\mathrm{e}^{-x}f(x)\leq F(0)=1F(x)=e−xf(x)≤F(0)=1,则f(x)≤exf(x) \leq \mathrm{e}^{x}f(x)≤ex,则∫01f(x)dx<∫01exdx=e−1\int_{0}^{1} f(x) \mathrm{d} x<\int_{0}^{1} \mathrm{e}^{x} \mathrm{~d} x=\mathrm{e}-1∫01​f(x)dx<∫01​ex dx=e−1,这是答案的做法,我想到利用单调性,但是不等关系用错了,我用的是f′(x)<f(x)f^{\prime}(x)<f(x)f′(x)<f(x),然后构造了一个∫01f(x)dx>∫01f′(x)dx=f(1)−f(0)=f(1)−1\int_{0}^{1} f(x) d x>\int_{0}^{1} f^{\prime}(x) d x=f(1)-f(0)=f(1)-1∫01​f(x)dx>∫01​f′(x)dx=f(1)−f(0)=f(1)−1这样的不等式,但是没法判断出大小关系,于是情急之下我就根据题目的不等式f′(x)<f(x)f^{\prime}(x)<f(x)f′(x)<f(x)取了特殊函数f(x)=e−xf(x)=\mathrm{e}^{-x}f(x)=e−x,f′(x)=−e−x<0<f(x)=e−xf^{\prime}(x)=-\mathrm{e}^{-x}<0<f(x)=\mathrm{e}^{-x}f′(x)=−e−x<0<f(x)=e−x也做出了答案(取e=2.7.....e=2.7.....e=2.7.....),还是按答案这个方法来,构造不等式不要太死板。
  6. 偏微分方程,先解出z(x,y)=?+c(y)z(x,y)=?+c(y)z(x,y)=?+c(y),然后再把题目条件z(1,y)=sinyz(1,y)=sinyz(1,y)=siny带入得c(y)c(y)c(y),然后再求偏导数,偏导数别求错,注意lnlnln求偏导数后里面要加绝对值,不算错就能得出答案。
  7. 根据题中图像,先找假设x=1x=1x=1处最上面的曲线是f(x)f(x)f(x),观察它的单调性,找到一个与其单调性对应的图像(比如单调增加时,图像是正的,单调减少时图像是负的)就能确定f′(x)f^{\prime}(x)f′(x),然后如法炮制,找到一个与f′(x)f^{\prime}(x)f′(x)单调性对应的图像(比如单调增加时,图像是正的,单调减少时图像是负的),确定f′′(x)f^{\prime\prime}(x)f′′(x),找极值点就是一阶导数在邻域内变号的点,找拐点就是找二阶导数邻域内变号的点,找到就选出答案。
  8. 这题有意思,线性代数和高等数学结合的题目,由A2α+Aα−2α=(A2−A−2E)α=0\boldsymbol{A}^{2} \boldsymbol \alpha+\boldsymbol{A}\boldsymbol \alpha-2 \boldsymbol \alpha=(\boldsymbol{A}^{2}-\boldsymbol{A}-2\boldsymbol{E})\boldsymbol \alpha=0A2α+Aα−2α=(A2−A−2E)α=0,由于α\boldsymbol \alphaα是非零列向量且不是A\boldsymbol{A}A的特征向量,所以有λ2+λ−2=(λ−1)(λ+2)=0\lambda^{2}+\lambda-2=(\lambda-1)(\lambda+2)=0λ2+λ−2=(λ−1)(λ+2)=0,进而求出特征值为1,−21,-21,−2,所以矩阵A\boldsymbol{A}A至少有两个特征值1,−21,-21,−2,刚好f(x)=∣xE−A∣f(x)=|x \boldsymbol{E}-\boldsymbol{A}|f(x)=∣xE−A∣是特征多项式,所以f(x)=(x−1)(x+2)(x−λ3)f(x)=(x-1)(x+2)(x-\lambda_{3})f(x)=(x−1)(x+2)(x−λ3​),又因为f(1)=0=f(−2)=0f(1)=0=f(-2)=0f(1)=0=f(−2)=0,由罗尔定理可知,至少存在一点x0∈(−2,1)x_{0}\in(-2,1)x0​∈(−2,1)使得f′(x0)=0f^{\prime}(x_{0})=0f′(x0​)=0,导数为0,切线斜率为0,即和xxx轴平行和yyy轴垂直,所以找一个和yyy轴平行的直线即为选项,故选择x=1x=1x=1.
  9. **(A)和(B)选项太复杂,我模拟考试的时候先判断(C)和(D)选项,(D)选项非齐次方程组有唯一解,则系数矩阵的秩等于增广矩阵的秩等于未知数个数3,系数矩阵的秩为3,所以齐次方程组仅有0解,(D)对,(C)选项齐次方程组有非0解说明系数矩阵的秩小于3,非齐次方程组不一定,系数矩阵的秩序小于3,增广矩阵(加一个向量进来以后)它还有可能是3,这样就出现系数矩阵的秩和增广矩阵的秩不相等的情况,这样就无解了,所以错误的是(C)选项, 模拟考试的时候选出正确选项就结束了,接下来复盘(A)(B)选项如下:


    网上有人说(A)选项是错的,后来我想想可能真是错的,题目没说α\boldsymbol \alphaα是非0向量,我就取成0向量也对,取成0向量(A)就错了,且ATx=0\boldsymbol{A}^{\mathrm{T}} \boldsymbol{x}=\mathbf{0}ATx=0和(ATβT)x=0\left(\begin{array}{l} \boldsymbol{A}^{\mathrm{T}} \\ \boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}} \end{array}\right) \boldsymbol{x}=\mathbf{0}(ATβT​)x=0不能同解,ATx=0\boldsymbol{A}^{\mathrm{T}} \boldsymbol{x}=\mathbf{0}ATx=0的解的范畴比(ATβT)x=0\left(\begin{array}{l} \boldsymbol{A}^{\mathrm{T}} \\ \boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}} \end{array}\right) \boldsymbol{x}=\mathbf{0}(ATβT​)x=0解的范畴大,因为(ATβT)x=0\left(\begin{array}{l} \boldsymbol{A}^{\mathrm{T}} \\ \boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}} \end{array}\right) \boldsymbol{x}=\mathbf{0}(ATβT​)x=0新增了约束条件,所以这个题就看看吧,(A)选项可能真的是错的。
  10. 还是那个经典结论,再放一遍:知道nnn维实列向量α\boldsymbol{\alpha}α有这样的关系:αTα=C\boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}} \boldsymbol{\alpha}=CαTα=C,CCC为非0常数,则矩阵ααT\boldsymbol{\alpha} \boldsymbol{\alpha^{\mathrm{T}}}ααT为实对称矩阵,其特征值为C,0,...,0C,0,...,0C,0,...,0,其可相似对角化于(c0...000...0⋮⋮⋱⋮0000)\begin{pmatrix} c & 0 & ...& 0\\ 0& 0 & ... &0\\ \vdots & \vdots& \ddots & \vdots \\ 0& 0& 0&0 \end{pmatrix}⎝⎛​c0⋮0​00⋮0​......⋱0​00⋮0​⎠⎞​,则r(ααT)=1r\left(\boldsymbol{\alpha} \boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}}\right)=1r(ααT)=1,由此可知2ααT+ββT2 \boldsymbol{\alpha} \boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}}+\boldsymbol{\beta} \boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}}2ααT+ββT是实对称矩阵,则Aα=(2ααT+ββT)α=2α(αTα)+β(βTα)=2α,Aβ=(2ααT+ββT)β=2α(αTβ)+β(βTβ)=β,\begin{array}{l} \boldsymbol{A} \boldsymbol{\alpha}=\left(2 \boldsymbol{\alpha} \boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}}+\boldsymbol{\beta} \boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}}\right) \boldsymbol{\alpha}=2 \boldsymbol{\alpha}\left(\boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}} \boldsymbol{\alpha}\right)+\boldsymbol{\beta}\left(\boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}} \boldsymbol{\alpha}\right)=2 \boldsymbol{\alpha}, \\ \boldsymbol{A} \boldsymbol{\beta}=\left(2 \boldsymbol{\alpha} \boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}}+\boldsymbol{\beta} \boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}}\right) \boldsymbol{\beta}=2 \boldsymbol{\alpha}\left(\boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}} \boldsymbol{\beta}\right)+\boldsymbol{\beta}\left(\boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}} \boldsymbol{\beta}\right)=\boldsymbol{\beta}, \end{array}Aα=(2ααT+ββT)α=2α(αTα)+β(βTα)=2α,Aβ=(2ααT+ββT)β=2α(αTβ)+β(βTβ)=β,​,所以这个二次型矩阵有特征值2和1,由结论r(A+B)⩽r([A,B])⩽r(A)+r(B)r(\boldsymbol{A}+\boldsymbol{B}) \leqslant r([\boldsymbol{A}, \boldsymbol{B}]) \leqslant r(\boldsymbol{A})+r(\boldsymbol{B})r(A+B)⩽r([A,B])⩽r(A)+r(B)可知,r(2ααT+ββT)⩽r(ααT)+r(ββT)=2<3r\left(2 \boldsymbol{\alpha} \boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}}+\boldsymbol{\beta} \boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}}\right) \leqslant r\left(\boldsymbol{\alpha} \boldsymbol{\alpha}^{\mathrm{T}}\right)+r\left(\boldsymbol{\beta} \boldsymbol{\beta}^{\mathrm{T}}\right)=2<3r(2ααT+ββT)⩽r(ααT)+r(ββT)=2<3,不满秩,说明行列式为0,则∣A∣=0=λ1λ2λ3=2×1×λ3|\boldsymbol{A}|=0=\lambda_{1} \lambda_{2} \lambda_{3}=2 \times 1 \times \lambda_{3}∣A∣=0=λ1​λ2​λ3​=2×1×λ3​,则λ3=0\lambda_{3}=0λ3​=0,特征值两正没有负,正惯性指数为2,直接选出答案,但是我没这么麻烦,我直接将两个向量取成(1,0,0)和(0,1,0)一样得到了结果,选择题就是要快,上面那个答案给出的是严格证明过程,要是出解答题可以直接写。
  11. 还是用到那个结论,lim⁡n→∞enx={0,x<0+∞,x>01,x=0\lim _{n \rightarrow \infty}\limits e^{n x}=\left\{\begin{array}{l} 0, x<0 \\ +\infty, x>0 \\ 1, x=0 \end{array}\right.n→∞lim​enx=⎩⎨⎧​0,x<0+∞,x>01,x=0​,然后画f(x+1)f(x+1)f(x+1)的图像(左加右减平移)就知道哪里是间断点了。
  12. 参数方程缝了个隐函数,注意别求错了就行,这个用公式一:y′′=d(dydx)/dtdx/dty^{\prime \prime}=\frac{d\left(\frac{d y}{d x}\right) / d t}{d x / d t}y′′=dx/dtd(dxdy​)/dt​不好求,用公式二:y′′=y′′(t)x′(t)−x′′(t)y′(t)[x′(t)]3y^{\prime \prime}=\frac{y^{\prime \prime}(t) x^{\prime}(t)-x^{\prime \prime}(t) y^{\prime}(t)}{\left[x^{\prime}(t)\right]^{3}}y′′=[x′(t)]3y′′(t)x′(t)−x′′(t)y′(t)​比较好算,别算错就行。
  13. 数列连续化成函数,求最小值就是求分子最大值,然后求得最大值点是eee,但是原数列要取整数,2<e<32<e<32<e<3,eee大约是2.7左右,所以更靠近3,数列最小项是a(3)a(3)a(3).
  14. 无穷区间旋转体体积,广义的体积,用表格积分法就算出来了(表格积分法详见:武忠祥老师讲表格积分法,这个方法是陈文灯大师引入考研数学的)
  15. 一阶微分方程,化成积分因子的形式好算,只是lnlnln里面套lnlnln的积分有点恶心,容易套晕
  16. ***这题我马虎了,这一看,α1,α2,α3\boldsymbol{\alpha}_{1},\boldsymbol{\alpha}_{2},\boldsymbol{\alpha}_{3}α1​,α2​,α3​线性无关,且α4=α1−α2+α3\boldsymbol{\alpha}_{4}=\boldsymbol{\alpha}_{1}-\boldsymbol{\alpha}_{2}+\boldsymbol{\alpha}_{3}α4​=α1​−α2​+α3​则r(A)=3r(\boldsymbol{A})=3r(A)=3,说明Ax=0\boldsymbol{A}x=0Ax=0有n−r(A)=4−3=1n-r(\boldsymbol{A})=4-3=1n−r(A)=4−3=1个线性无关的解向量,基础解析只有一个解,直接改写成α1−α2+α3−α4=0\boldsymbol{\alpha}_{1}-\boldsymbol{\alpha}_{2}+\boldsymbol{\alpha}_{3}-\boldsymbol{\alpha}_{4}=0α1​−α2​+α3​−α4​=0就得出一个通解k(1,−1,1,−,1)Tk(1,-1,1,-,1)^{T}k(1,−1,1,−,1)T,然后β=α2+α3+α4\boldsymbol{\beta}=\boldsymbol{\alpha}_{2}+\boldsymbol{\alpha}_{3}+\boldsymbol{\alpha}_{4}β=α2​+α3​+α4​直接得出特解(0,1,1,1)T(0,1,1,1)^{T}(0,1,1,1)T,最后非齐次方程的通解为k(1,−1,1,−,1)T+(0,1,1,1)Tk(1,-1,1,-,1)^{T}+(0,1,1,1)^{T}k(1,−1,1,−,1)T+(0,1,1,1)T,kkk为任意常数,我就忘了写这个任意常数,还是马虎了,以后做题要认真。
  17. ***这题我做错了,这题有坑,以后遇到enxe^{nx}enx、xnx^{n}xn、x2nx^{2n}x2n和axa^{x}ax记得讨论定义域和参数aaa,我就是没讨论直接做的,重新复盘如下:


    对于这种题以后记得讨论一下参数就可以了,这个坑实在是挖的好,我就没讨论参数失分了。
  18. 这个一看f(x)f(y)=f(x+y)f(x)f(y)=f(x+y)f(x)f(y)=f(x+y),就凑导数定义f(x)f(△x)=f(x+△x)f(x)f(\bigtriangleup x)=f(x+\bigtriangleup x)f(x)f(△x)=f(x+△x)的形式,题目没说f(x)f(x)f(x)连续,所以不能从极限子推出f(0)=1f(0)=1f(0)=1,但是可以写导数定义即f(x)f(△x)=f(x+△x)f(x)f(\bigtriangleup x)=f(x+\bigtriangleup x)f(x)f(△x)=f(x+△x)等式两边除△x\bigtriangleup x△x取极限即可,然后解微分方程发现f(x)=Ce−xf(x)=Ce^{-x}f(x)=Ce−x,这一看就是初等函数,初等函数必连续,然后才可以用连续去说明f(0)=1f(0)=1f(0)=1进而解方程,第二问注意一下不可导点也可能是极值点。
  19. ***这题我算错了,这题算错算得很搞笑,有一个步骤分子分母抄反了,改正后如下:

    以后不要再计算失误了,秋梨膏。
  20. 二重积分,画图取极坐标就行,后面凑微分要凑出d(1+r2cos2θ)d (1+r^{2}cos2\theta )d(1+r2cos2θ)的形式,我就先凑的d(r2)d (r^{2} )d(r2)然后做麻烦了,不过最后也算对了,以后注意计算的技巧性。
  21. ***这题我没做出来,这题太抽象了,我本来高中物理就学的不好,出题人还给我安排了个这么难的物理应用题,重新复盘如下:


    这物理应用题对我这种物理不好的人真的折磨。
  22. 第一问,线性表示且表示法不唯一就是非齐次方程组有无穷多解,所以系数矩阵的秩等于增广矩阵的秩小于未知数个数(方阵,未知数个数就是阶数),系数矩阵行列式为0,然后求出两个参数,一个让系数矩阵的秩小于增广矩阵的秩,无解,不符合条件舍弃,另一个经过验证刚好满足条件,我个人喜欢利用行列式为0这个条件最后验证求参数,因为我不喜欢答案那个初等变换定参数的方法,容易算错,因人而异,求出的解就是线性表示的系数,别忘了k为任意常数,第二问就是简单的二次型通过正交变换化标准型,注意别求错特征向量就行,特征向量求出来刚好正交,单位化就行。

总结

这套卷做的还行,就是以后注意计算,别算错了,也要注意技巧,还有两个月,我要稳下来,接下来看看英语和专业课,Zheng zhi那个学科抽空看看。

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