2019年考研数学题的解析如下:
一、选择题
1. 设函数$f(x) = x^3 - 3x^2 + 4x$,则$f'(1)$的值为( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
答案:D
解析:对$f(x)$求导得$f'(x) = 3x^2 - 6x + 4$,代入$x=1$得$f'(1) = 3 - 6 + 4 = 1$。
2. 若$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$,则$\lim_{x \to 0} \frac{\cos x - 1}{x^2}$的值为( )
A. 1
B. 0
C. -1
D. $\frac{1}{2}$
答案:A
解析:根据$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$,可以得到$\lim_{x \to 0} \frac{\cos x - 1}{x^2} = \lim_{x \to 0} \frac{-\sin x}{2x} = \lim_{x \to 0} \frac{-1}{2} = -\frac{1}{2}$。
二、填空题
3. 设$f(x) = e^x + \sin x$,则$f'(0)$的值为____。
答案:2
解析:对$f(x)$求导得$f'(x) = e^x + \cos x$,代入$x=0$得$f'(0) = e^0 + \cos 0 = 1 + 1 = 2$。
三、解答题
4. 设$a > 0$,证明:$\ln a > \frac{2}{3}a - 1$。
证明:设$f(x) = \ln x - \frac{2}{3}x + 1$,对$f(x)$求导得$f'(x) = \frac{1}{x} - \frac{2}{3}$。令$f'(x) = 0$,解得$x = \frac{3}{2}$。
当$x \in (0, \frac{3}{2})$时,$f'(x) > 0$,$f(x)$单调递增;当$x \in (\frac{3}{2}, +\infty)$时,$f'(x) < 0$,$f(x)$单调递减。
因此,$f(x)$在$x = \frac{3}{2}$时取得极大值,即最大值。所以,$f(x) \leq f(\frac{3}{2}) = \ln \frac{3}{2} - 1 < 0$。
又因为$a > 0$,所以$\ln a > \frac{2}{3}a - 1$。
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