考研数学二卷试题及答案

更新时间:2025-12-13 20:34:33
最佳答案

考研数学二卷试题及答案如下:

试题一:

设函数 \( f(x) = x^3 - 3x + 1 \),求 \( f(x) \) 的极值点。

答案一:

首先求导数 \( f'(x) = 3x^2 - 3 \)。令 \( f'(x) = 0 \),解得 \( x = \pm 1 \)。

当 \( x < -1 \) 时,\( f'(x) > 0 \),函数单调递增;
当 \( -1 < x < 1 \) 时,\( f'(x) < 0 \),函数单调递减;
当 \( x > 1 \) 时,\( f'(x) > 0 \),函数单调递增。

因此,\( x = -1 \) 是极大值点,\( x = 1 \) 是极小值点。

试题二:

已知 \( A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{bmatrix} \),求 \( A \) 的特征值和特征向量。

答案二:

求特征值,解方程 \( \det(A - \lambda I) = 0 \),得到特征值 \( \lambda_1 = 2 \),\( \lambda_2 = 0 \)。

对于 \( \lambda_1 = 2 \),解方程 \( (A - 2I)v = 0 \),得到特征向量 \( v_1 = \begin{bmatrix} 1 \\ -1 \end{bmatrix} \)。

对于 \( \lambda_2 = 0 \),解方程 \( (A - 0I)v = 0 \),得到特征向量 \( v_2 = \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \end{bmatrix} \)。

试题三:

设 \( f(x) = e^x \sin x \),求 \( f(x) \) 的傅里叶级数展开式。

答案三:

由于 \( f(x) \) 是周期为 \( 2\pi \) 的函数,其傅里叶级数展开式为:
\[ f(x) = \frac{a_0}{2} + \sum_{n=1}^{\infty} \left( a_n \cos(nx) + b_n \sin(nx) \right) \]

其中,
\[ a_0 = \frac{1}{\pi} \int_{-\pi}^{\pi} e^x \sin x \, dx \]
\[ a_n = \frac{1}{\pi} \int_{-\pi}^{\pi} e^x \sin x \cos(nx) \, dx \]
\[ b_n = \frac{1}{\pi} \int_{-\pi}^{\pi} e^x \sin x \sin(nx) \, dx \]

通过计算得到 \( a_0 \)、\( a_n \) 和 \( b_n \) 的具体值,即可得到 \( f(x) \) 的傅里叶级数展开式。

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