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河南专升本高等数学

2010河南专升本高等数学全卷预览

2010年河南专升本高等数学真题

2010年河南专升本高等数学真题完整试卷,包含 30 道选择题、10 道填空题和 12 道解答题,共 52 题,题目分值合计 150 分。可按目录阅读全卷,展开参考答案解析,或进入对应题目练习。

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52题全卷题目
150分题目分值合计
30题选择题 · 60分
10题填空题 · 20分
12题解答题 · 70分

选择题

30 题 · 共 60 分

第 1 题

高等数学
2 分

设ff的定义域为(−1,1](-1,1],则ef(x−1)e^{f(x-1)}的定义域为( )。
A. [−2,2][-2,2]
B. (−1,1](-1,1]
C. (−2,0](-2,0]
D. (0,2](0,2]。

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参考答案:D

答案:D

指数函数对指数没有额外限制,只需内层x−1∈(−1,1]x-1\in(-1,1]。解不等式−1<x−1≤1-1<x-1\le1得0<x≤20<x\le2,选D。

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第 2 题

高等数学
2 分

若f(x)f(x)在R\mathbb R上为奇函数,下列函数为偶函数的是( )。
A. y=x3−13f(x), x∈[−1,1]y=\sqrt[3]{x^3-1}f(x),\ x\in[-1,1]
B. y=xf(x)+tan⁡3x, x∈(−π/2,π/2)y=xf(x)+\tan^3x,\ x\in(-\pi/2,\pi/2)
C. y=x3sin⁡x−f(x), x∈[−1,1]y=x^3\sin x-f(x),\ x\in[-1,1]
D. y=f(x)ex2sin⁡5x, x∈[−π/2,π/2]y=f(x)e^{x^2}\sin^5x,\ x\in[-\pi/2,\pi/2]。

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参考答案:D

答案:D

奇函数满足f(−x)=−f(x)f(-x)=-f(x)。D中ex2e^{x^2}为偶函数,sin⁡5x\sin^5x为奇函数,所以f(−x)e(−x)2sin⁡5(−x)=f(x)ex2sin⁡5xf(-x)e^{(-x)^2}\sin^5(-x)=f(x)e^{x^2}\sin^5x,为偶函数。其余选项没有这种必然性。

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第 3 题

高等数学
2 分

当x→0x\to0时,e2x−1e^{2x}-1是sin⁡3x\sin3x的( )。
A. 低阶无穷小
B. 高阶无穷小
C. 等价无穷小
D. 同阶非等价无穷小。

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参考答案:D

答案:D

利用eu−1∼ue^u-1\sim u和sin⁡u∼u\sin u\sim u,比值趋于2/32/3。极限是非零有限数但不是1,因此同阶而不等价。

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第 4 题

高等数学
2 分

设f(x)={x2sin⁡(1/x5),x>0,e1/x3,x<0.f(x)=\begin{cases}x^2\sin(1/x^5),&x>0,\\ e^{1/x^3},&x<0.\end{cases},则x=0x=0是ff的( )。
A. 可去间断点
B. 跳跃间断点
C. 连续点
D. 第二类间断点。

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参考答案:A

答案:A

右侧有∣x2sin⁡(1/x5)∣≤x2→0|x^2\sin(1/x^5)|\le x^2\to0;左侧1/x3→−∞1/x^3\to-\infty,所以e1/x3→0e^{1/x^3}\to0。两侧极限相同且有限,但函数在0处未定义,补f(0)=0f(0)=0即可连续,故为可去间断点。

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第 5 题

高等数学
2 分

下列方程在(0,1)(0,1)内至少有一个实根的是( )。
A. x2+2=0x^2+2=0
B. sin⁡x=1−π\sin x=1-\pi
C. x3+5x2−2=0x^3+5x^2-2=0
D. x2+1+arctan⁡x=0x^2+1+\arctan x=0。

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参考答案:C

答案:C

令F=x3+5x2−2F=x^3+5x^2-2,连续且F(0)=−2<0F(0)=-2<0、F(1)=4>0F(1)=4>0,零点定理保证(0,1)(0,1)有根。A、D左边恒正;B右边负而sin⁡x>0\sin x>0,均不成立。

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第 6 题

高等数学
2 分

ff在x0x_0可导,f′(x0)=−1f'(x_0)=-1,求lim⁡h→0f(x0)−f(x0+3h)2h\lim_{h\to0}\dfrac{f(x_0)-f(x_0+3h)}{2h}。( )
A. 2/32/3
B. −2/3-2/3
C. −3/2-3/2
D. 3/23/2。

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参考答案:D

答案:D

将式子写成−32f(x0+3h)−f(x0)3h-\frac32\frac{f(x_0+3h)-f(x_0)}{3h},由导数定义极限为−32f′(x0)=3/2-\frac32f'(x_0)=3/2。

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第 7 题

高等数学
2 分

曲线y=xln⁡xy=x\ln x上平行于直线x−y+1=0x-y+1=0的切线方程是( )。
A. y=x−1y=x-1
B. y=−(x+1)y=-(x+1)
C. y=−x+1y=-x+1
D. y=(ln⁡x+1)(x−1)y=(\ln x+1)(x-1)。

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参考答案:A

答案:A

平行直线斜率为1。令y′=ln⁡x+1=1y'=\ln x+1=1得切点横坐标x=1x=1,纵坐标为0。点斜式为y−0=x−1y-0=x-1。

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第 8 题

高等数学
2 分

设y=1−x2−2sin⁡(π/5)y=\sqrt{1-x^2}-2\sin(\pi/5),则y′=y'=( )。
A. x/1−x2−2cos⁡(π/5)x/\sqrt{1-x^2}-2\cos(\pi/5)
B. −x/1−x2-x/\sqrt{1-x^2}
C. 2x/1−x22x/\sqrt{1-x^2}
D. 2x/1−x2−(2π/5)cos⁡(π/5)2x/\sqrt{1-x^2}-(2\pi/5)\cos(\pi/5)。

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参考答案:B

答案:B

第二项与xx无关,导数为0。第一项用复合函数求导,得到12(1−x2)−1/2(−2x)=−x/1−x2\frac12(1-x^2)^{-1/2}(-2x)=-x/\sqrt{1-x^2},适用于∣x∣<1|x|<1。

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第 9 题

高等数学
2 分

若df(x)=−2xsin⁡(x2) dxdf(x)=-2x\sin(x^2)\,dx,则f(x)=f(x)=( )。
A. cos⁡x2\cos x^2
B. cos⁡x2+C\cos x^2+C
C. sin⁡x2+C\sin x^2+C
D. −cos⁡x2+C-\cos x^2+C。

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参考答案:B

答案:B

ddxcos⁡(x2)=−2xsin⁡(x2)\frac d{dx}\cos(x^2)=-2x\sin(x^2),所以全体原函数为cos⁡(x2)+C\cos(x^2)+C。不能遗漏任意常数。

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第 10 题

高等数学
2 分

设a,ba,b为常数,则ddx∫abe−xsin⁡(1−2x) dx=\dfrac d{dx}\int_a^b e^{-x}\sin(1-2x)\,dx=( )。
A. e−xsin⁡(1−2x)e^{-x}\sin(1-2x)
B. e−xsin⁡(1−2x) dxe^{-x}\sin(1-2x)\,dx
C. e−xsin⁡(1−2x)+Ce^{-x}\sin(1-2x)+C
D. 00。

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参考答案:D

答案:D

定积分上下限固定,积分变量只是哑变量,积分结果是一个常数,与积分符号外的xx无关,其导数为0。

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第 11 题

高等数学
2 分

若f(−x)=f(x)f(-x)=f(x),且x>0x>0时f′(x)>0,f′′(x)>0f'(x)>0,f''(x)>0,则x<0x<0时( )。
A. f′<0,f′′<0f'<0,f''<0
B. f′>0,f′′>0f'>0,f''>0
C. f′>0,f′′<0f'>0,f''<0
D. f′<0,f′′>0f'<0,f''>0。

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参考答案:D

答案:D

偶函数的一阶导函数为奇函数,二阶导函数为偶函数。对x<0x<0,−x>0-x>0,所以f′(x)=−f′(−x)<0f'(x)=-f'(-x)<0,f′′(x)=f′′(−x)>0f''(x)=f''(-x)>0。

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第 12 题

高等数学
2 分

ff在(a,b)(a,b)连续,在x0∈(a,b)x_0\in(a,b)不可导,则( )。
A. x0x_0为极大值点
B. 为极小值点
C. 不是极值点
D. 可能是极值点。

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参考答案:D

答案:D

不可导不能决定是否极值。例如∣x∣|x|在0不可导且有极小值,而x3\sqrt[3]x在0不可导且严格递增、没有极值。因此只能选“可能”。

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第 13 题

高等数学
2 分

曲线y=xe−xy=xe^{-x}的拐点为( )。
A. x=1x=1
B. x=2x=2
C. (2,2/e2)(2,2/e^2)
D. (1,1/e)(1,1/e)。

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参考答案:C

答案:C

y′=e−x(1−x)y'=e^{-x}(1-x),y′′=e−x(x−2)y''=e^{-x}(x-2)。指数因子恒正,二阶导数在2两侧变号,故拐点为(2,2/e2)(2,2/e^2),拐点应写成坐标而非仅横坐标。

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第 14 题

高等数学
2 分

曲线y=2arctan⁡x5x+Cy=\dfrac{2\arctan x}{5x}+C( )。
A. 仅有水平渐近线
B. 仅有垂直渐近线
C. 二者都有
D. 二者都无。

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参考答案:A

答案:A

当x→±∞x\to\pm\infty时分子有界,故y→Cy\to C,有水平渐近线y=Cy=C。当x→0x\to0时arctan⁡x/x→1\arctan x/x\to1,函数趋于C+2/5C+2/5,没有垂直渐近线。

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第 15 题

高等数学
2 分

若cos⁡x\cos x是f(x)f(x)的一个原函数,则∫df(x)=\int df(x)=( )。
A. −sin⁡x+C-\sin x+C
B. sin⁡x+C\sin x+C
C. −cos⁡x+C-\cos x+C
D. cos⁡x+C\cos x+C。

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参考答案:A

答案:A

原函数的导数等于被积函数,所以f(x)=(cos⁡x)′=−sin⁡xf(x)=(\cos x)'=-\sin x。又∫df=f+C\int df=f+C,得到−sin⁡x+C-\sin x+C。

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第 16 题

高等数学
2 分

曲线y=f(x)y=f(x)过(0,1)(0,1),任一点切线斜率为x+exx+e^x,则f(x)=f(x)=( )。
A. x2/2−exx^2/2-e^x
B. x2/2+exx^2/2+e^x
C. x2+exx^2+e^x
D. x2−exx^2-e^x。

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参考答案:B

答案:B

由f′=x+exf'=x+e^x积分得f=x2/2+ex+Cf=x^2/2+e^x+C,代入f(0)=1f(0)=1得到C=0C=0,因此选B。

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第 17 题

高等数学
2 分

∫−ππx2sin⁡x1+x4 dx=\int_{-\pi}^{\pi}\dfrac{x^2\sin x}{1+x^4}\,dx=( )。
A. 22
B. 00
C. 11
D. −1-1。

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参考答案:B

答案:B

x2/(1+x4)x^2/(1+x^4)为偶函数,sin⁡x\sin x为奇函数,乘积为连续奇函数。在关于原点对称的区间积分,正负部分相消,积分为0。

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第 18 题

高等数学
2 分

ff连续,则∫axf(t) dt\int_a^xf(t)\,dt是( )。
A. f(x)f(x)的一个原函数
B. f(x)f(x)的全体原函数
C. 2xf(x2)2xf(x^2)的一个原函数
D. 2xf(x2)2xf(x^2)的全体原函数。

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参考答案:A

答案:A

由微积分基本定理,ddx∫axf(t)dt=f(x)\frac d{dx}\int_a^xf(t)dt=f(x),所以它是ff的一个原函数。给定积分只是一个原函数,若表示全体原函数,还需加任意常数。

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第 19 题

高等数学
2 分

下列广义积分收敛的是( )。
A. ∫1∞dx/x\int_1^{\infty}dx/\sqrt x
B. ∫e∞(ln⁡2x)/x dx\int_e^{\infty}(\ln^2x)/x\,dx
C. ∫e∞dx/(xln⁡2x)\int_e^{\infty}dx/(x\ln^2x)
D. ∫1∞x/(1+x2) dx\int_1^{\infty}x/(1+x^2)\,dx。

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参考答案:C

答案:C

C令t=ln⁡xt=\ln x,化为∫1∞t−2dt=1\int_1^{\infty}t^{-2}dt=1,收敛。A为p=1/2p=1/2的发散pp积分;B化为∫1∞t2dt\int_1^{\infty}t^2dt;D原函数是12ln⁡(1+x2)\frac12\ln(1+x^2),也发散。

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第 20 题

高等数学
2 分

微分方程x4(y′′)2+y′−x2y=0x^4(y'')^2+y'-x^2y=0的阶数是( )。
A. 11
B. 22
C. 33
D. 44。

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参考答案:B

答案:B

微分方程的阶数是出现的最高阶导数的阶数,与其幂次无关。最高阶是y′′y'',所以为二阶。

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第 21 题

高等数学
2 分

向量a=(5,x,−2)\boldsymbol a=(5,x,-2)与b=(y,6,4)\boldsymbol b=(y,6,4)平行,则x,yx,y分别为( )。
A. −4,5-4,5
B. −3,−10-3,-10
C. −4,−10-4,-10
D. −10,−3-10,-3。

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参考答案:B

答案:B

由最后一个分量得b=−2a\boldsymbol b=-2\boldsymbol a。因此6=−2x6=-2x、y=−2⋅5y=-2\cdot5,解得x=−3,y=−10x=-3,y=-10。

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第 22 题

高等数学
2 分

平面x+y+z=1x+y+z=1与x+y−z=2x+y-z=2的位置关系是( )。
A. 重合
B. 平行
C. 垂直
D. 相交但不垂直。

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参考答案:D

答案:D

两法向量为(1,1,1)(1,1,1)和(1,1,−1)(1,1,-1),不成比例,所以不平行;点积为1而非0,所以不垂直。故相交但不垂直。

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第 23 题

高等数学
2 分

下列方程在空间直角坐标系中表示柱面的是( )。
A. y2+z2=1y^2+z^2=1
B. x2+y2+z2=1x^2+y^2+z^2=1
C. z2=x2+y2z^2=x^2+y^2
D. z=x2−y2z=x^2-y^2。

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参考答案:A

答案:A

A方程不含xx,表示yzyz平面上的单位圆沿xx轴平移形成的圆柱面。编辑补入的B为球面;C为圆锥面;D为双曲抛物面,均不是柱面,故唯一答案为A。B项是为补齐本地缺失选项而创设的错误干扰项,不代表原卷原文。

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第 24 题

高等数学
2 分

设f(x,y)={xy/(x2+y2),x2+y2≠0,0,x=y=0.f(x,y)=\begin{cases}xy/(x^2+y^2),&x^2+y^2\ne0,\\0,&x=y=0.\end{cases},下列错误的是( )。
A. 原点连续
B. fx(0,0)=0f_x(0,0)=0
C. fy(0,0)=0f_y(0,0)=0
D. 原点不可微。

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参考答案:A

答案:A

沿xx轴函数为0,沿y=x≠0y=x\ne0函数为1/21/2,极限不存在,因此不连续。两个偏导数按坐标轴方向求得均为0。可微必连续,所以原点不可微。只有A错误。

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第 25 题

高等数学
2 分

设z=xyln⁡(x−y)z=\dfrac{x}{y}\ln(x-y),则∂z/∂y=\partial z/\partial y=( )。
A. x/[y(x−y)]x/[y(x-y)]
B. −xln⁡(x−y)/y2-x\ln(x-y)/y^2
C. ln⁡(x−y)/y+x/[y(x−y)]\ln(x-y)/y+x/[y(x-y)]
D. −xln⁡(x−y)/y2−x/[y(x−y)]-x\ln(x-y)/y^2-x/[y(x-y)]。

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参考答案:D

答案:D

将xx看作常数,对z=(x/y)ln⁡(x−y)z=(x/y)\ln(x-y)求导:∂z∂y=−xln⁡(x−y)y2−xy(x−y)\dfrac{\partial z}{\partial y}=-\dfrac{x\ln(x-y)}{y^2}-\dfrac{x}{y(x-y)},对应D。定义条件为y≠0y\ne0且x−y>0x-y>0。选项中模糊的符号按本稿所列导数式作编辑性规范;PDF图像保持原样。

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第 26 题

高等数学
2 分

将I=∫02dx∫−2x−x22x−x2f(x,y)dyI=\int_0^2dx\int_{-\sqrt{2x-x^2}}^{\sqrt{2x-x^2}}f(x,y)dy交换次序得( )。
A. ∫01dy∫−yyf(x,y)dx\int_0^1dy\int_{-y}^yf(x,y)dx
B. ∫02dy∫−2y−y22y−y2f(x,y)dx\int_0^2dy\int_{-\sqrt{2y-y^2}}^{\sqrt{2y-y^2}}f(x,y)dx
C. ∫−11dy∫−1−y21−y2f(x,y)dx\int_{-1}^1dy\int_{-\sqrt{1-y^2}}^{\sqrt{1-y^2}}f(x,y)dx
D. ∫−11dy∫1−1−y21+1−y2f(x,y)dx\int_{-1}^1dy\int_{1-\sqrt{1-y^2}}^{1+\sqrt{1-y^2}}f(x,y)dx。

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参考答案:D

答案:D

原区域满足(x−1)2+y2≤1(x-1)^2+y^2\le1,是圆心(1,0)(1,0)、半径1的整圆盘。按水平切片,−1≤y≤1-1\le y\le1,固定yy后有1−1−y2≤x≤1+1−y21-\sqrt{1-y^2}\le x\le1+\sqrt{1-y^2},所以选D。不能漏掉原内积分的负下限而把整圆误作上半圆。

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第 27 题

高等数学
2 分

设D={(x,y):∣x∣≤2,∣y∣≤2}D=\{(x,y):|x|\le2,|y|\le2\},则∬Ddxdy=\iint_Ddxdy=( )。
A. 22
B. 1616
C. 1212
D. 44。

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参考答案:B

答案:B

常数1的二重积分等于区域面积。矩形长宽均为4,所以积分为4⋅4=164\cdot4=16。

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第 28 题

高等数学
2 分

若∑n=0∞anxn\sum_{n=0}^{\infty}a_nx^n的收敛半径为RR,则∑n=0∞an(x−2)2n\sum_{n=0}^{\infty}a_n(x-2)^{2n}的收敛区间为( )。
A. (−R,R)(-\sqrt R,\sqrt R)
B. (2−R,2+R)(2-R,2+R)
C. (−R,R)(-R,R)
D. (2−R,2+R)(2-\sqrt R,2+\sqrt R)。

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参考答案:D

答案:D

把(x−2)2(x-2)^2看作原幂级数的变量,绝对收敛条件为(x−2)2<R(x-2)^2<R,等价于∣x−2∣<R|x-2|<\sqrt R。端点须另查,题中“收敛区间”指开区间。

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第 29 题

高等数学
2 分

下列级数绝对收敛的是( )。
A. ∑n=1∞(−1)n/n\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^n/\sqrt n
B. ∑n=1∞(−1)n3n/22n\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^n3^n/2^{2n}
C. ∑n=1∞(−1)n(n+1)/(2n−1)\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^n(n+1)/(2n-1)
D. ∑n=1∞(−1)nn/2n2−1\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^nn/\sqrt{2n^2-1}。

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参考答案:B

答案:B

B取绝对值后为公比3/43/4的几何级数,收敛。A取绝对值后为p=1/2p=1/2的发散级数;C、D的通项甚至不趋于0,原级数也不收敛。

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第 30 题

高等数学
2 分

幂级数∑n=0∞an(x−3)n\sum_{n=0}^{\infty}a_n(x-3)^n在x=1x=1发散,在x=5x=5收敛。x=0,2,4,6x=0,2,4,6中使级数发散的点有几个?
A. 00
B. 11
C. 22
D. 33。

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参考答案:C

答案:C

中心为3,两个已知点距离中心均为2,故收敛半径恰为2。0和6在半径外必发散;2和4在半径内绝对收敛。因此有2个。

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填空题

10 题 · 共 20 分

第 31 题

高等数学
2 分

若f(3−2x)f(3-2x)的定义域为(−3,4](-3,4],求f(x)f(x)的定义域。

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内层自变量u=3−2xu=3-2x随x∈(−3,4]x\in(-3,4]变化。因斜率为负,右端x=4x=4给u=−5u=-5可取,左端x→−3+x\to-3^+给u→9−u\to9^-不可取,故为[−5,9)[-5,9)。

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第 32 题

高等数学
2 分

求lim⁡x→+∞x(x+2−x−3)\lim_{x\to+\infty}\sqrt x(\sqrt{x+2}-\sqrt{x-3})。

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利用共轭有x+2−x−3=5/(x+2+x−3)\sqrt{x+2}-\sqrt{x-3}=5/(\sqrt{x+2}+\sqrt{x-3})。约去分母的x\sqrt x,极限为5/(1+1)=5/25/(1+1)=5/2。

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第 33 题

高等数学
2 分

f(x)=(x+1)(x+2)(x−3)(x−4)f(x)=(x+1)(x+2)(x-3)(x-4),求f(4)(x)f^{(4)}(x)。

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该式是首项为x4x^4的四次多项式。四次求导后低于4次的项均消失,x4x^4变为4!=244!=24。

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第 34 题

高等数学
2 分

参数方程x=2t+1,y=3t2−1x=2t+1,y=3t^2-1确定y=y(x)y=y(x),求d2y/dx2d^2y/dx^2。

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先求dy/dx=(dy/dt)/(dx/dt)=6t/2=3tdy/dx=(dy/dt)/(dx/dt)=6t/2=3t。再对xx求导,得到(d(3t)/dt)/(dx/dt)=3/2(d(3t)/dt)/(dx/dt)=3/2。

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第 35 题

高等数学
2 分

求∫(ln⁡x+1)dx\int(\ln x+1)dx。

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在x>0x>0上,(xln⁡x)′=ln⁡x+1(x\ln x)'=\ln x+1,故原函数为xln⁡x+Cx\ln x+C。也可分部积分求∫ln⁡xdx\int\ln xdx再合并。

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第 36 题

高等数学
2 分

求点(3,2,−1)(3,2,-1)到平面x+y+z−1=0x+y+z-1=0的距离。

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点到平面的距离为∣Ax0+By0+Cz0+D∣/A2+B2+C2|Ax_0+By_0+Cz_0+D|/\sqrt{A^2+B^2+C^2}。代入得∣3+2−1−1∣/3=3|3+2-1-1|/\sqrt3=\sqrt3。

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第 37 题

高等数学
2 分

求z=(1+y)xz=(1+y)^x在(1,1)(1,1)处的全微分。

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zx=(1+y)xln⁡(1+y)z_x=(1+y)^x\ln(1+y),zy=x(1+y)x−1z_y=x(1+y)^{x-1}。在(1,1)(1,1)分别为2ln⁡22\ln2和1,所以dz=2ln⁡2dx+dydz=2\ln2dx+dy。

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第 38 题

高等数学
2 分

LL是顶点(0,0),(1,0),(0,1)(0,0),(1,0),(0,1)的三角形边界,逆时针方向,求∮L(xy2−y3)dx+(x2y−3xy2)dy\oint_L(xy^2-y^3)dx+(x^2y-3xy^2)dy。

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令P=xy2−y3,Q=x2y−3xy2P=xy^2-y^3,Q=x^2y-3xy^2。由格林公式,积分等于∬D(Qx−Py)dxdy\iint_D(Q_x-P_y)dxdy。两偏导均为2xy−3y22xy-3y^2,相减为0,故积分为0。

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第 39 题

高等数学
2 分

微分方程y′+ay=exy'+ay=e^x有一个特解y=xexy=xe^x,求aa。

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代入y′=(1+x)exy'=(1+x)e^x得[1+(1+a)x]ex=ex[1+(1+a)x]e^x=e^x。对所有xx成立须1+a=01+a=0,所以a=−1a=-1。

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第 40 题

高等数学
2 分

求∑n=0∞3n/n!\sum_{n=0}^{\infty}3^n/n!的和。

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指数函数的幂级数为ex=∑n=0∞xn/n!e^x=\sum_{n=0}^{\infty}x^n/n!,对全部实数成立。代x=3x=3即为e3e^3。

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解答题

12 题 · 共 70 分

第 41 题

高等数学
5 分

求lim⁡x→0[(ex−1)sin⁡x1−cos⁡x−∫0x2sin⁡t dtx4]\lim_{x\to0}\left[\dfrac{(e^x-1)\sin x}{1-\cos x}-\dfrac{\int_0^{x^2}\sin t\,dt}{x^4}\right]。

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第一项用ex−1∼x,sin⁡x∼x,1−cos⁡x∼x2/2e^x-1\sim x,\sin x\sim x,1-\cos x\sim x^2/2得极限2。第二项积分为1−cos⁡(x2)1-\cos(x^2),除以x4x^4趋于1/21/2。相减得到3/23/2。

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第 42 题

高等数学
5 分

由ey−xy2=e2e^y-xy^2=e^2确定y=y(x)y=y(x),求dy/dx∣x=0\left.dy/dx\right|_{x=0}。

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先由x=0x=0得ey=e2e^y=e^2,故y=2y=2。对原式求导:eyy′−y2−2xyy′=0e^yy'-y^2-2xyy'=0,得到y′=y2/(ey−2xy)y'=y^2/(e^y-2xy)。代入(0,2)(0,2)得4/e24/e^2,分母非0,隐函数求导有效。

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第 43 题

高等数学
5 分

求∫e2x/ex+1 dx\int e^{2x}/\sqrt{e^x+1}\,dx。

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令t=ex+1t=\sqrt{e^x+1},则ex=t2−1e^x=t^2-1、exdx=2tdte^xdx=2tdt。原积分化为∫2(t2−1)dt=23t3−2t+C\int 2(t^2-1)dt=\frac23t^3-2t+C,再代回。对结果求导可还原被积函数。

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第 44 题

高等数学
5 分

求∫02(x+2x−x2)dx\int_0^2(x+\sqrt{2x-x^2})dx。

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∫02xdx=2\int_0^2xdx=2。又2x−x2=1−(x−1)2\sqrt{2x-x^2}=\sqrt{1-(x-1)^2}代表半径1的上半圆,其积分为半圆面积π/2\pi/2。两部分相加为2+π/22+\pi/2。

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第 45 题

高等数学
5 分

求过(1,2,−5)(1,2,-5)且与直线{2x−y+z=1,x−3y=3\begin{cases}2x-y+z=1,\\x-3y=3\end{cases}平行的直线方程。

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给定直线是两平面的交线,方向向量可取法向量叉积(2,−1,1)×(1,−3,0)=(3,1,−5)(2,-1,1)\times(1,-3,0)=(3,1,-5)。所求直线经过给定点并具有同方向,得到对称式(x−1)/3=(y−2)/1=(z+5)/(−5)(x-1)/3=(y-2)/1=(z+5)/(-5)。

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第 46 题

高等数学
5 分

求f(x,y)=x2+3y2−2xy+8xf(x,y)=x^2+3y^2-2xy+8x的极值。

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驻点满足2x−2y+8=0,6y−2x=02x-2y+8=0,6y-2x=0,解得(−6,−2)(-6,-2)。二阶导为A=2,B=−2,C=6A=2,B=-2,C=6,AC−B2=8>0AC-B^2=8>0且A>0A>0,故为极小值。代入得−24-24。还可配方f=(x−y+4)2+2(y+2)2−24f=(x-y+4)^2+2(y+2)^2-24,证明这是全局最小值,且函数向无穷增长,无极大值。

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第 47 题

高等数学
5 分

将f(x)=3x/(2x2+x−1)f(x)=3x/(2x^2+x-1)展开为xx的幂级数。

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因式分解分母为(2x−1)(x+1)(2x-1)(x+1),部分分式得f=1/(1+x)−1/(1−2x)f=1/(1+x)-1/(1-2x)。分别展开几何级数为∑(−x)n−∑(2x)n\sum(-x)^n-\sum(2x)^n,公共收敛范围为∣x∣<1/2|x|<1/2。两端点均有通项不趋零,故不收敛。

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第 48 题

高等数学
5 分

计算∬Dx2+y2 dσ\iint_D\sqrt{x^2+y^2}\,d\sigma,其中D:x2+y2≤3D:x^2+y^2\le3。

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改用极坐标x=rcos⁡θ,y=rsin⁡θx=r\cos\theta,y=r\sin\theta,有dσ=rdrdθd\sigma=rdrd\theta且被积函数为rr。所以积分为∫02πdθ∫03r2dr=2π⋅(3)3/3=23π\int_0^{2\pi}d\theta\int_0^{\sqrt3}r^2dr=2\pi\cdot(\sqrt3)^3/3=2\sqrt3\pi。

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第 49 题

高等数学
5 分

求9y′′−6y′+y=09y''-6y'+y=0的通解。

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特征方程为9r2−6r+1=(3r−1)2=09r^2-6r+1=(3r-1)^2=0,有二重根r=1/3r=1/3。二重实根对应两个线性无关解ex/3,xex/3e^{x/3},xe^{x/3},所以通解为(C1+C2x)ex/3(C_1+C_2x)e^{x/3}。

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第 50 题

高等数学
8 分

做容积为V>0V>0的带盖圆柱容器,问高与底面半径的比值为多少时用料最省?

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设底半径r>0r>0、高h>0h>0,由V=πr2hV=\pi r^2h得h=V/(πr2)h=V/(\pi r^2)。总面积S=2πr2+2πrh=2πr2+2V/rS=2\pi r^2+2\pi rh=2\pi r^2+2V/r。导数S′=4πr−2V/r2S'=4\pi r-2V/r^2,唯一驻点满足2πr3=V2\pi r^3=V。导数先负后正,且两端面积趋于无穷,故为全局最小。此时h/r=V/(πr3)=2h/r=V/(\pi r^3)=2。

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第 51 题

高等数学
8 分

第一象限内由曲线y=x2y=x^2、直线y=2−xy=2-x及xx轴围成平面图形DD,求:(1)DD的面积;(2)DD绕xx轴旋转形成的旋转体体积。

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小问对应结果(与结构化答案字段一致):
(1) 56\frac56
(2) 8π15\frac{8\pi}{15}

按第一象限所围区域,x2=2−xx^2=2-x在第一象限的交点为(1,1)(1,1)。面积为 S=∫01x2 dx+∫12(2−x) dx=13+12=56S=\int_0^1x^2\,dx+\int_1^2(2-x)\,dx=\frac13+\frac12=\frac56。绕xx轴旋转用圆盘法,V=π(∫01x4 dx+∫12(2−x)2 dx)=π(15+13)=8π15V=\pi\left(\int_0^1x^4\,dx+\int_1^2(2-x)^2\,dx\right)=\pi(\frac15+\frac13)=\frac{8\pi}{15}。

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第 52 题

高等数学
9 分

ff在[0,1][0,1]连续,在(0,1)(0,1)可导,且f(0)=0,f(1)=2f(0)=0,f(1)=2。证明:存在ξ∈(0,1)\xi\in(0,1)使f′(ξ)=2ξ+1f'(\xi)=2\xi+1。

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构造F(x)=f(x)−x2F(x)=f(x)-x^2。它在闭区间连续、开区间可导,且F(0)=0,F(1)=1F(0)=0,F(1)=1。由拉格朗日中值定理,存在ξ∈(0,1)\xi\in(0,1)使F′(ξ)=[F(1)−F(0)]/(1−0)=1F'(\xi)=[F(1)-F(0)]/(1-0)=1。因F′(ξ)=f′(ξ)−2ξF'(\xi)=f'(\xi)-2\xi,移项即得f′(ξ)=2ξ+1f'(\xi)=2\xi+1。

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