1994年考研数学一试卷I的解析如下:
一、选择题
1. 答案:A
解析:根据二项式定理,$(a+b)^n=\sum_{k=0}^{n}C_n^ka^{n-k}b^k$,其中$C_n^k$为组合数,表示从n个不同元素中取k个元素的组合数。因此,$(1+x)^5$的展开式中$x^2$的系数为$C_5^2=10$。
2. 答案:C
解析:根据拉格朗日中值定理,若函数$f(x)$在闭区间$[a,b]$上连续,在开区间$(a,b)$内可导,则存在$\xi\in(a,b)$,使得$f(b)-f(a)=f'(\xi)(b-a)$。因此,对于函数$f(x)=x^2$,在区间$[0,1]$上,存在$\xi\in(0,1)$,使得$f(1)-f(0)=f'(\xi)(1-0)=2\xi$。
3. 答案:D
解析:根据泰勒公式,若函数$f(x)$在点$x_0$的某邻域内具有直到$n$阶导数,则$f(x)$在$x_0$处可展开为泰勒公式:
$$f(x)=f(x_0)+f'(x_0)(x-x_0)+\frac{f''(x_0)}{2!}(x-x_0)^2+\cdots+\frac{f^{(n)}(x_0)}{n!}(x-x_0)^n+o((x-x_0)^n)$$
其中$o((x-x_0)^n)$表示当$x\rightarrow x_0$时,比$(x-x_0)^n$高阶的无穷小。
二、填空题
1. 答案:$\frac{1}{2}$
解析:根据二项式定理,$(1+x)^n=\sum_{k=0}^{n}C_n^kx^k$,其中$C_n^k$为组合数。因此,$(1+x)^2$的展开式中$x^2$的系数为$C_2^2=1$,即$(1+x)^2=1+2x+x^2$。所以,$(1+x)^2$的展开式中$x^2$的系数为$\frac{1}{2}$。
2. 答案:$-2$
解析:根据拉格朗日中值定理,若函数$f(x)$在闭区间$[a,b]$上连续,在开区间$(a,b)$内可导,则存在$\xi\in(a,b)$,使得$f(b)-f(a)=f'(\xi)(b-a)$。对于函数$f(x)=x^2$,在区间$[0,1]$上,存在$\xi\in(0,1)$,使得$f(1)-f(0)=f'(\xi)(1-0)=2\xi$。由于$f'(x)=2x$,所以$f'(1)=2$,即$\xi=1$。因此,$2\xi=2$。
三、解答题
1. 解题思路:
(1)求函数$f(x)$的一阶导数$f'(x)$;
(2)求函数$f(x)$的二阶导数$f''(x)$;
(3)求函数$f(x)$的三阶导数$f'''(x)$;
(4)求函数$f(x)$的四阶导数$f^{(4)}(x)$;
(5)求函数$f(x)$的极值点。
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(1)$f'(x)=\frac{d}{dx}(x^3-3x^2+2x-1)=3x^2-6x+2$;
(2)$f''(x)=\frac{d}{dx}(3x^2-6x+2)=6x-6$;
(3)$f'''(x)=\frac{d}{dx}(6x-6)=6$;
(4)$f^{(4)}(x)=\frac{d}{dx}(6)=0$;
(5)求$f'(x)=0$的解,得$x_1=1$,$x_2=\frac{1}{3}$。当$x<\frac{1}{3}$或$x>1$时,$f'(x)>0$,函数$f(x)$单调递增;当$\frac{1}{3}