时间:2016-03-05 16:57:18
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. ![]()
. 【答案】 B
【解析】根据
若![]()
分块矩阵
的行列式
即分块矩阵可逆


(8)设
均为3阶矩阵,
为
的转置矩阵,且
,若
,则
为
.
.
.
.
【答案】 A
【解析】
,即:
![]()

二、填空题:9-14小题,每小题4分,共24分,请将答案写在答题纸指定位置上.
(9)曲线
在
处的切线方程为
【答案】![]()
【解析】![]()
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所以 ![]()
所以 切线方程为![]()
(10)已知
,则
【答案】![]()
【解析】
因为极限存在所以![]()
![]()
![]()
(11)
【答案】0
【解析】令![]()
![]()
所以![]()
即![]()

(12)设
是由方程
确定的隐函数,则
【答案】![]()
【解析】对方程
两边关于
求导有
,得![]()
对
再次求导可得
,
得
![]()
当
时,
,
,代入
得
![]()
(13)函数
在区间
上的最小值为 【答案】![]()
【解析】因为
,令
得驻点为
。
又
,得
,
故
为
的极小值点,此时
,
又当
时,
;
时,
,故
在
上递减,在
上递增。
而
,
,
所以
在区间
上的最小值为
。
(14)设
为3维列向量,
为
的转置,若矩阵
相似于
,则![]()
【答案】![]()
【解析】因为
相似于
,根据相似矩阵有相同的特征值,得到
的特征值是
,而
是一个常数,是矩阵
的对角元素之和,则
。
三、解答题:15-23小题,共94分.请将解答写在答题纸指定的位置上.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
(15)(本题满分9分)求极限![]()
【解析】
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(16)(本题满分10 分)
计算不定积分
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【解析】方法一:令
得![]()

方法二: 

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即![]()
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(17)(本题满分10分)设
,其中
具有2阶连续偏导数,求
与![]()
【解析】
(18)(本题满分10分)设非负函数![]()
满足微分方程
,当曲线
过原点时,其与直线
及
围成平面区域
的面积为2,求
绕
轴旋转所得旋转体体积。
【解析】微分方程
得其通解
为任意常数
令
,则
,微分方程
变形为![]()
得到
其中
为任意常数
即
得到
其中
为任意常数
又因为
通过原点时与直线
及
围成平面区域的面积为2,于是可得![]()

从而![]()
于是,所求非负函数![]()
又由
可得,在第一象限曲线
表示为![]()
于是D围绕
轴旋转所得旋转体的体积为
,其中

![]()
(19)(本题满分10分)
求二重积分
,其中
。
【解析】由
得
,





![]()
(20)(本题满分12分)
设
是区间
内过
的光滑曲线,当
时,曲线上任一点处的法线都过原点,当
时,函数
满足
。求
的表达式
【解析】由题意,当
时,
,即
,得
,
又
代入
得
,从而有![]()
当
时,
得
的通解为
令解为
,则有
,得
,
故
,得
的通解为
由于
是
内的光滑曲线,故
在
处连续
于是由
,故
时,
在
处连续
又当
时,有
,得
,
当
时,有
,得
由
得
,即
故
的表达式为
或
,又过点
,
所以
。
(21)(本题满分11分)
(Ⅰ)证明拉格朗日中值定理:若函数
在
上连续,在
可导,则存在
,使得![]()
(Ⅱ)证明:若函数
在
处连续,在
内可导,且
,则
存在,且
。
【解析】(Ⅰ)作辅助函数
,易验证
满足:
;
在闭区间
上连续,在开区间
内可导,且
。
根据罗尔定理,可得在
内至少有一点
,使
,即
![]()
![]()
(Ⅱ)任取
,则函数
满足;
在闭区间
上连续,开区间
内可导,从而有拉格朗日中值定理可得:存在
,使得
……![]()
又由于
,对上式(*式)两边取
时的极限可得:
![]()
故
存在,且
。
(22)(本题满分11分)设
,
(Ⅰ)求满足
的所有向量![]()
(Ⅱ)对(Ⅰ)中的任一向量
,证明:
线性无关。
【解析】(Ⅰ)解方程![]()

故有一个自由变量,令
,由
解得,![]()
求特解,令
,得![]()
故
,其中
为任意常数
解方程![]()

故有两个自由变量,令
,由
得![]()
令
,由
得![]()
求特解
故
,其中
为任意常数
(Ⅱ)证明:由于
故
线性无关.
(23)(本题满分11分)设二次型![]()
(Ⅰ)求二次型
的矩阵的所有特征值;
(Ⅱ)若二次型
的规范形为
,求
的值。
【解析】(Ⅰ) 


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(Ⅱ) 若规范形为
,说明有两个特征值为正,一个为0。则
1) 若
,则
,
,不符题意
2) 若
,即
,则
,
,符合
3) 若
,即
,则
,
,不符题意
综上所述,故![]()