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diff --git a/Master/texmf-dist/doc/latex/hfutexam/hfutexam_simple.tex b/Master/texmf-dist/doc/latex/hfutexam/hfutexam_simple.tex new file mode 100644 index 00000000000..54175ece65f --- /dev/null +++ b/Master/texmf-dist/doc/latex/hfutexam/hfutexam_simple.tex @@ -0,0 +1,260 @@ +\documentclass[simple]{hfutexam} +\newcommand{\diff}{\,\mathrm{d}} +\usetikzlibrary{arrows.meta, overlay-beamer-styles} +\RequirePackage{extarrows} + +\begin{document} +\BiaoTi{合肥工业大学期中试卷} +\XueNian{2021}{2022} +\XueQi{二} +\KeChengDaiMa{034Y01} +\KeChengMingCheng{数学(下)} +\XueFen{5} +\KeChengXingZhi{必修} +\KaoShiXingShi{闭卷} +\ZhuanYeBanJi{少数民族预科班} +\KaoShiRiQi{2022年5月13日8:00-10:00} +\MingTiJiaoShi{集体} +\maketitle + +\begin{enumerate} +\item \textbf{(10分)} 求函数 $\displaystyle f(x)=\ln\frac1{\sqrt{x^2-1}}+\arctan\frac1x$ 的定义域. +\item \textbf{(5分)} 求函数 $\displaystyle y=\begin{cases} +1/x,&x<0,\\1,&x=0,\\1+e^{-x},&x>0\end{cases}$ 的反函数. +\item \textbf{(10分)} 求极限 $\displaystyle\lim_{x\to0^-}(1-x)^{1/x}$. +\item \textbf{(5分)} 求极限 $\displaystyle\lim_{x\to-2}\frac{x^2-4}{x^3+8}$. +\item \textbf{(5分)} 求极限 $\displaystyle\lim_{x\to0}\frac{\sin(e^{-x}-1)}{\arctan(1-\cos x)}$. +\item \textbf{(5分)} 求极限 $\displaystyle\lim_{x\to0}\frac{\sqrt{1+2x-x^2}-\sqrt{1-2x+x^2}}x$. +\item \textbf{(5分)} 求极限 $\displaystyle\lim_{x\to\infty}\left(\cos\frac1x\right)^{\frac1{\ln(1+x^2)-2\ln x}}$. +\item \textbf{(5分)} 求极限 $\displaystyle\lim_{x\to\infty}\left(\frac\pi{e^x-1}-\arctan\frac x2\right)$. +\item \textbf{(5分)} 求极限 $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\left(\frac1{n^2+2}+\frac2{n^2+4}+\cdots+\frac n{n^2+2n}\right)$. +\item \textbf{(5分)} 设 $a_1=4,a_{n+1}=\sqrt{a_n+6}$, 证明 $\displaystyle\lim_{n\to\infty}a_n$ 存在并求之. +\item \textbf{(10分)} 证明 $e^x+x=4$ 在 $(0,+\infty)$ 内有零点. +\item \textbf{(5分)} 设函数 $f(x)$ 在 $[-1,1]$ 上连续, 且 $f(-1)\le1\le f(1)$. 证明存在 $\xi\in[-1,1]$, 使得 $f(\xi)=\xi^2$. +\item \textbf{(10分)} 求 $y=e^{x+1}\sin x-e^2\sin1$ 的导数. +\item \textbf{(5分)} 求 $y=\arctan e^x$ 的导数. +\item \textbf{(5分)} 求曲线 $y=\tan x$ 在点 $\left(-\dfrac\pi4,-1\right)$ 处的切线方程和法线方程. +\item \textbf{(5分)} 设 +$\displaystyle f(x)=\begin{cases}\dfrac{e^{3x}-1}{\arctan x},&x<0,\\2x+a,&x\ge0\end{cases}$ +在 $x=0$ 处连续, 求常数 $a$. +\end{enumerate} +\newpage + +\BiaoTi{合肥工业大学试卷(A)} +\XueNian{2021}{2022} +\XueQi{二} +\KeChengDaiMa{034Y01} +\KeChengMingCheng{数学(下)} +\XueFen{5} +\KeChengXingZhi{必修} +\KaoShiXingShi{闭卷} +\ZhuanYeBanJi{少数民族预科班} +\KaoShiRiQi{2022年6月18日8:00-10:00} +\MingTiJiaoShi{集体} +\maketitle + +\tigan{一、填空题(每题3分,共18分)} +\begin{enumerate} +\item 如果 $f(x)>0$ 且 $\displaystyle\lim_{x\to\infty}f(x)=0$, 则 $\displaystyle\lim_{x\to\infty}\bigl[1+f(x)\bigr]^{1/f(x)}=$\fillblank{}. +\item 设 $y=\sin(x^2+1)$, 则 $\diff y=$\fillblank{}. +\item 极限 $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\left(\frac1{n^2-1}+\frac2{n^2-2}+\cdots+\frac n{n^2-n}\right)=$\fillblank{}. +\item 曲线 $y=2\ln(x+1)$ 在点 $(1,2\ln2)$ 处的切线方程为\fillblank{}. +\item 若 $e^{y-1}=1+xy$, 则 $\dfrac{\diff y}{\diff x}\bigg|_{x=0}=$\fillblank{}. +\item 如果函数 $f(x)$ 的定义域是 $(0,+\infty)$, 且 $x=0$ 是曲线 $y=f(x)$ 的垂直渐近线, 那么 $\displaystyle\lim_{x\to0^+}\frac1{f(x)}=$\fillblank{}. +\end{enumerate} + +\tigan{二、选择题(每题3分,共18分)} +\begin{enumerate} +\item 当 $x\to+\infty$ 时, $\dfrac1x$ 和(~~~~)是等价无穷小. +\xx{$\sin\dfrac1x$}{$\sin x$}{$e^{-x}$}{$e^{1/x}$} +\item 若当 $x\to0$ 时, $\arctan(e^x-1)\cdot(\cos x-1)$ 和 $x^n$ 是同阶无穷小, 则 $n=$(~~~~). +\xx{$0$}{$1$}{$2$}{$3$} +\item 设 $f(x)=\arctan\dfrac1{x(x-1)^2}$, 则 $x=0$ 是 $f(x)$ 的(~~~~). +\xx{可去间断点}{跳跃间断点}{第二类间断点}{连续点} +\item +\begin{tikzpicture}[overlay,xshift=12cm,yshift=-3cm] +\draw[-Stealth,thick](-3,0)--(3,0); +\draw[-Stealth,thick](0,-0.8)--(0,2.5); +\draw[very thick,smooth,domain=-55:55] plot ({\x/50-1.3}, {tan(\x)*tan(\x)}); +\draw[very thick,smooth,domain=0.15:2] plot ({\x}, {-ln(\x)}); +\draw + (-0.3,-0.3) node {$O$} + (2.8,-0.3) node {$x$} + (-0.3,2.3) node {$y$}; +\end{tikzpicture} +设 $f(x)$ 是定义在 $(-\infty,+\infty)$ 上的连续函数, 且 $f'(x)$ 的图像如下图所示, 则 $f(x)$ 有(~~~~). +\xx[1]{一个极大值点,没有极小值点}{没有极大值点,一个极小值点}{一个极大值点和一个极小值点}{一个极大值点和两个极小值点} +\item 设 $f(x)$ 在点 $x=0$ 处可导, 且 $f(0)=0$, 则 $\displaystyle\lim_{x\to0}\frac{f(x^{2022})+x^{2021}f(x)}{x^{2022}}=$(~~~~). +\xx{$0$}{$f'(0)$}{$2f'(0)$}{$2022f'(0)$} +\item 如果点 $(x_0,y_0)$ 是曲线 $y=f(x)$ 的拐点, 则 $f''(x_0)=$(~~~~). +\xx{$0$}{$\infty$}{不存在}{$0$ 或不存在} +\end{enumerate} + +\tigan{三、解答题(每题8分,共64分)} +\begin{enumerate} +\item 求极限 $\displaystyle\lim_{x\to-1}\frac{x^2-1}{x^2+3x+2}$. +\item 求极限 $\displaystyle\lim_{x\to0}\frac{e^x-1-x}{\arcsin x^2}$. +\item 设 $\begin{cases}x=t^2+t&\\y=t^3+t&\end{cases}$, 求 $\dfrac{\diff y}{\diff x}$ 和 $\dfrac{\diff^2 y}{\diff x^2}$. +\item 设 $f(x)=\begin{cases}x\arctan\dfrac1x,&x<0,\\x^2+ax+b,&x\ge0.\end{cases}$ +求常数 $a,b$ 使得函数 $f(x)$ 在 $(-\infty,+\infty)$ 内可导, 并求出此时曲线 $y=f(x)$ 的渐近线. +\item 求函数 $f(x)=x^3-x^2-x$ 在区间 $[-2,2]$ 上的最大值和最小值. +\item 证明: 当 $-\dfrac\pi2<x_1<x_2<\dfrac\pi2$ 时, $\tan x_2-\tan x_1\ge x_2-x_1$. +\item 设函数 $f(x)$ 在 $(-\infty,+\infty)$ 内可导, 且 $f(1)=0$. +证明: 存在 $\xi\in(0,1)$ 使得 $\xi f'(\xi)+2022f(\xi)=0$. +\item 设函数 $f(x)=\ln x+\dfrac2{x^2}, x\in(0,+\infty)$. 求 +\begin{enumerate} +\item[(1)] 函数 $f(x)$ 的增减区间及极值; +\item[(2)] 曲线 $y=f(x)$ 的凹凸区间及拐点. +\end{enumerate} +\end{enumerate} + +\newpage +\BiaoTi{合肥工业大学试卷参考答案(A)} +\XueNian{2021}{2022} +\XueQi{二} +\KeChengDaiMa{034Y01} +\KeChengMingCheng{数学(下)} +\XueFen{5} +\KeChengXingZhi{必修} +\KaoShiXingShi{闭卷} +\ZhuanYeBanJi{少数民族预科班} +\KaoShiRiQi{2022年6月18日8:00-10:00} +\MingTiJiaoShi{集体} +\maketitle + +\tigan{一、填空题(每小题3分,共18分)} + +\textbf{请将你的答案对应填在横线上:} + +\textbf{1.} \fillblank{$e$}, +\textbf{2.} \fillblank{$2x\cos(x^2+1)\diff x$}, +\textbf{3.} \fillblank{$\dfrac12$}, \\ +\textbf{4.} \fillblank{$y=x-1+2\ln 2$}, +\textbf{5.} \fillblank{$1$}, +\textbf{6.} \fillblank{$0$}. + +\tigan{二、选择题(每小题3分,共18分)} + +\textbf{请将你所选择的字母 A, B, C, D 之一对应填在下列表格里:} + +\xuanzeti{\textbf{题号}}{\textbf{答案}}% +\xuanzeti{1}{A}% +\xuanzeti{2}{D}% +\xuanzeti{3}{B}% +\xuanzeti{4}{A}% +\xuanzeti{5}{C}% +\xuanzeti{6}{D} + +\tigan{三、解答题(每小题8分,共64分)} + +\textbf{1. (8分)【解】} +\vspace{-\baselineskip} + +\begin{align*} +\lim_{x\to-1}\frac{x^2-1}{x^2+3x+2}&=\lim_{x\to-1}\frac{(x-1)(x+1)}{(x+2)(x+1)} \score3\\ +&=\lim_{x\to-1}\frac{x-1}{x+2} \score3\\ +&=\frac{-2}1=-2. \score2 +\end{align*} + +\textbf{2. (8分)【解】} +\vspace{-\baselineskip} + +\begin{align*} +\lim_{x\to0}\frac{e^x-1-x}{\arcsin x^2}&=\lim_{x\to0}\frac{e^x-1-x}{x^2} \score3\\ +&\xlongequal[]{\text{洛必达}}\lim_{x\to0}\frac{e^x-1}{2x} \score3\\ +&=\lim_{x\to0}\frac{x}{2x}=\frac12. \score2 +\end{align*} + +\textbf{3. (8分)【解】} +\vspace{-\baselineskip} + +\begin{align*} +\frac{\diff y}{\diff x}&=\frac{\diff y/\diff t}{\diff x/\diff t} \score2\\ +&=\frac{3t^2+1}{2t+1}, \score2\\ +\frac{\diff^2 y}{\diff x^2}&=\frac{\diff y'/\diff t}{\diff x/\diff t} \score2\\ +&=\frac{6t(2t+1)-(3t^2+1)2}{(2t+1)^3}=\frac{6t^2+6t-2}{(2t+1)^3}. \score2 +\end{align*} + +\newpage +\textbf{4. (8分)【解】} + +\indent 由于 $f(x)$ 在 $x=0$ 处连续, 因此 +\begin{align*} +f(0)&=f(0^+) \score1\\ +&=b=\lim_{x\to0^-}x\arctan\frac1x=0\times\left(-\frac\pi2\right)=0. \score1 +\end{align*} + +\indent 由于 $f(x)$ 在 $x=0$ 处可导, 因此 +\begin{align*} +f'_-(0)&=f'_+(0), \score1\\ +f'_-(0)&=\lim_{x\to0^-}\frac{x\arctan\frac1x}x=\lim_{x\to0^-}\arctan\frac1x=-\frac\pi2 \score1\\ +f'_+(0)&=(2x+a)|_{x=0}=a, \score1 +\end{align*} +因此 $a=-\dfrac\pi2$. \score1 + +\indent 由于 +\begin{align*} +\lim_{x\to+\infty}\frac yx&=\lim_{x\to+\infty}\left(x-\frac\pi2\right)=+\infty, \score1\\ +\lim_{x\to-\infty}\frac yx&=\lim_{x\to-\infty}\arctan\frac1x=0,\\ +\lim_{x\to-\infty}y&=\lim_{x\to-\infty}x\arctan\frac1x=\lim_{t\to0^-}\frac{\arctan t}t=1, +\end{align*} +因此曲线 $y=f(x)$ 的渐近线只有 $y=1$. \score1 + +\textbf{5. (8分)【解】} + +\indent 由 +\[f'(x)=3x^2-2x-1=(3x+1)(x-1)=0 \score2\] +可得驻点 $x=-\dfrac13,1$. \score2 + +\indent 由于 +\[f(-2)=-10,\quad f(2)=2,\quad f\left(-\frac13\right)=\frac5{27},\quad f(1)=-1, \score2\] +因此最大值为 $2$, 最小值为 $-10$. \score2 + +\textbf{6. (8分)【证明】} + +\textbf{证法一}: 设 $f(x)=\tan x-x$, 则 \score2 +\[f'(x)=\frac1{\cos^2x}-1=\tan^2x\ge0. \score2\] +因此 $f(x)$ 在 $\left(-\dfrac\pi2,\dfrac\pi2\right)$ 上单调递增, 从而 \score2 +\[f(x_2)\ge f(x_1),\quad\tan x_2-\tan x_1\ge x_2-x_1. \score2\] + +\newpage +\textbf{证法二}: 设 $f(x)=\tan x$, 则 $f(x)$ 在 $[x_1,x_2]$ 上连续, $(x_1,x_2)$ 内可导. \score2 + +\indent 由拉格朗日中值定理, 存在 $\xi\in(x_1,x_2)$ 使得 +\[\frac{f(x_2)-f(x_1)}{x_2-x_1}=f'(\xi), \score2\] +即 +\[\frac{\tan x_2-\tan x_1}{x_2-x_1}=\frac1{\cos^2\xi}\ge1. \score2\] +所以 $\tan x_2-\tan x_1\ge x_2-x_1$. \score2 + +\textbf{7. (8分)【证明】} + +\indent 设 $F(x)=x^{2022}f(x)$, \score2\\ +则 $F(x)$ 在 $[0,1]$ 上连续, $(0,1)$ 内可导, \score1\\ +且 $F(0)=0,F(1)=f(1)=0$. \score1 + +\indent 由罗尔中值定理, 存在 $\xi\in(0,1)$ 使得 $F'(\xi)=0$. \score2\\ +由于 $F'(x)=x^{2022}f'(x)+2022x^{2021}f(x)$ 且 $\xi\neq0$, \score1\\ +所以 $\xi f'(\xi)+2022f(\xi)=1$. \score1 + + +\textbf{8. (8分)【解】} + +(1) +\[f'(x)=\frac1x-\frac4{x^3}=\frac{x^2-4}{x^3}=\frac{(x+2)(x-2)}{x^3}. \score1\] +当 $0<x<2$ 时, $f'(x)<0$. 当 $x>2$ 时, $f'(x)>0$. \score1\\ +因此 $(0,2]$ 是 $f(x)$ 的单减区间,\\ +$[2,+\infty)$ 是 $f(x)$ 的单增区间. \Score{(1分, 写成开区间不扣分)}\\ +所以 $f(x)$ 只有唯一的极小值 $f(2)=\ln2+\dfrac12$. \score1 + +(2) +\[f''(x)=-\frac1{x^2}+\frac{12}{x^4}=-\frac{x^2-12}{x^4}=-\frac{(x-2\sqrt3)(x+2\sqrt3)}{x^4}. \score1\] +当 $0<x<2\sqrt3$ 时, $f''(x)>0$. 当 $x>2\sqrt3$ 时, $f''(x)<0$. \score1\\ +因此 $(0,2\sqrt3]$ 是曲线 $y=f(x)$ 的凹区间,\\ +$[2\sqrt3,+\infty)$ 是曲线 $y=f(x)$ 的凸区间,\Score{(1分, 写成开区间不扣分)}\\ +拐点为 $\left(2\sqrt3,\ln(2\sqrt3)+\dfrac16\right)$. \score1 + +\end{document} + + + + |