2024年数学二考研真题解析如下:
一、选择题
1. 下列函数中,定义域为全体实数的是( )
A. \( f(x) = \sqrt{x^2-1} \)
B. \( f(x) = \frac{1}{x} \)
C. \( f(x) = \log_2(x) \)
D. \( f(x) = |x| \)
答案:D
解析:选项A的定义域为\( x^2-1 \geq 0 \),即\( x \leq -1 \)或\( x \geq 1 \);选项B的定义域为\( x \neq 0 \);选项C的定义域为\( x > 0 \);选项D的定义域为全体实数。
2. 若\( \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 \),则\( \lim_{x \to 0} \frac{\cos x - 1}{x} \)等于( )
A. 0
B. 1
C. -1
D. 无极限
答案:A
解析:根据极限的运算法则,\( \lim_{x \to 0} \frac{\cos x - 1}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{-\sin x}{1} = 0 \)。
3. 设\( A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{bmatrix} \),\( B = \begin{bmatrix} 5 & 6 \\ 7 & 8 \end{bmatrix} \),则\( AB \)的行列式为( )
A. 0
B. 10
C. 20
D. 40
答案:D
解析:\( AB = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 5 & 6 \\ 7 & 8 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 19 & 22 \\ 43 & 50 \end{bmatrix} \),\( \det(AB) = 19 \times 50 - 22 \times 43 = 40 \)。
二、填空题
1. \( \lim_{x \to 0} \frac{\sin x - x}{x^3} = \)_______
答案:\(-\frac{1}{6}\)
解析:利用洛必达法则,\( \lim_{x \to 0} \frac{\sin x - x}{x^3} = \lim_{x \to 0} \frac{\cos x - 1}{3x^2} = \lim_{x \to 0} \frac{-\sin x}{6x} = -\frac{1}{6} \)。
2. 设\( A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{bmatrix} \),\( A^{-1} \)等于_______
答案:\( \begin{bmatrix} 4 & -2 \\ -3 & 1 \end{bmatrix} \)
解析:\( A^{-1} = \frac{1}{\det(A)} \begin{bmatrix} 4 & -2 \\ -3 & 1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 4 & -2 \\ -3 & 1 \end{bmatrix} \)。
三、解答题
1. 设函数\( f(x) = \sin x + x^2 \),求\( f'(x) \)。
答案:\( f'(x) = \cos x + 2x \)
解析:利用求导法则,\( f'(x) = (\sin x)' + (x^2)' = \cos x + 2x \)。
2. 设\( A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{bmatrix} \),求\( A \)的特征值和特征向量。
答案:特征值:\( \lambda_1 = 5, \lambda_2 = -1 \);特征向量:\( \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \end{bmatrix}, \begin{bmatrix} 2 \\ -3 \end{bmatrix} \)
解析:\( \det(\lambda E - A) = (\lambda - 5)(\lambda + 1) = 0 \),解得特征值\( \lambda_1 = 5, \lambda_2 = -1 \)。对应特征向量分别为\( \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \end{bmatrix}, \begin{bmatrix} 2 \\ -3 \end{bmatrix} \)。
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