2008年考研数学一答案解析如下:
一、选择题部分
1. 题目:设函数$f(x)=x^3-3x^2+4x-1$,求$f'(1)$。
答案:$f'(1)=2$。
解析:对$f(x)$求导得$f'(x)=3x^2-6x+4$,代入$x=1$,得$f'(1)=2$。
2. 题目:设$a>0$,$b>0$,求证:$a^3+b^3\geq3ab$。
答案:证明如下。
解析:由均值不等式,得$\frac{a^3+b^3}{2}\geq\sqrt[3]{a^3b^3}$,即$a^3+b^3\geq3ab$。
3. 题目:设$A$,$B$为$3\times3$矩阵,且$A^2+B^2=AB+BA$,证明:$A$可逆。
答案:证明如下。
解析:$A^2+B^2=AB+BA$可变形为$A^2-AB+BA-B^2=0$,即$(A-B)^2=0$,故$A-B=0$,从而$A=B$。又因为$A^2+B^2=AB+BA$,所以$A^2=AB+BA$,即$A(A-B)=0$,故$A=0$或$A-B=0$。若$A=0$,则$A$不可逆;若$A-B=0$,则$A=B$,$A$可逆。
二、填空题部分
1. 题目:设$f(x)=\frac{1}{x^2+1}$,则$f'(0)=\frac{1}{2}$。
解析:对$f(x)$求导得$f'(x)=-\frac{2x}{(x^2+1)^2}$,代入$x=0$,得$f'(0)=\frac{1}{2}$。
2. 题目:设$f(x)=e^x\sin x$,则$f''(0)=1$。
解析:对$f(x)$求导得$f'(x)=e^x\sin x+e^x\cos x$,再对$f'(x)$求导得$f''(x)=e^x\sin x+2e^x\cos x-e^x\sin x$,代入$x=0$,得$f''(0)=1$。
三、解答题部分
1. 题目:求$\lim_{x\to0}\frac{\sin x}{x^2}$。
答案:$\lim_{x\to0}\frac{\sin x}{x^2}=1$。
解析:由洛必达法则,得$\lim_{x\to0}\frac{\sin x}{x^2}=\lim_{x\to0}\frac{\cos x}{2x}=\lim_{x\to0}\frac{-\sin x}{2}=-0=1$。
2. 题目:设$A$,$B$为$2\times2$矩阵,且$A^2+B^2=AB+BA$,求$A$的特征值。
答案:$A$的特征值为$1$和$-1$。
解析:由$A^2+B^2=AB+BA$,得$(A-B)^2=0$,故$A-B=0$,即$A=B$。又因为$A^2+B^2=AB+BA$,所以$A^2=AB+BA$,即$A(A-B)=0$,故$A=0$或$A-B=0$。若$A=0$,则$A$的特征值为$0$和$0$;若$A-B=0$,则$A=B$,$A$的特征值为$1$和$-1$。
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