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试题分析与点评:第十五届全国大学生数学竞赛决赛《非数学类》试题

 考研竞赛数学 2024-04-21 发布于湖南

2024年4月20日,第十五届全国大学生数学竞赛决赛!根据全国大学生数学竞赛工作组发布的竞赛试题,咱们对试卷不做评价,仅仅结合咱们的学习、复习备赛简要的点评分析一下各个试题,希望能够给学友们的学习、复习提供一定的参考借鉴!

本次竞赛的试卷结构继续保持不变,5个填空题(每个6分,共30分),6个大题(共70分)。下面逐个进行分析:

【点评与分析】 此题属于最基本的高数题,也是平时高数课堂教学与练习中必做的题目,比如微信公众号推送的高等数学上册推文:第11讲 导数的概念与基本性质(点击直接查看推文) 中对导数存在的必要条件的讨论的例题,只是换了分段函数的两个表达式,也是初等函数表达式,求左右极限也一样就是直接代 得函数值即为极限值。

【点评与分析】 这个题目和初赛中给出的第一个极限题一样,应该来说没有这么简单的极限题了,不需要洛必达法则,不需要泰勒公式,只需要一个等价无穷小与极限的四则运算法则就直接得到了结果,由于
所以直接由等价无穷小得

【点评与分析】 这个题目本质上就是求两个偏导数 ,对于这个题目可以说就是原题,在公众号:考研竞赛数学 的高等数学数学学习和考研、竞赛的两个主要专题系列推文中都出现过了。比如推送的高等数学下册推文:第13讲 隐函数的偏导数求导(点击直接查看推文)的例3,这是应知应会的基本练习题,只是两个中间函数稍微不同而已。

而在高数、数分综合提高练习册点击查看:竞赛、考研综合提高练习册:竞赛、考研、课程学习,有这一套就够了),或者竞赛、考研练习打卡100天点击查看:竞赛、考研、课程学习练习打卡100天:综合提高专题练习)的练习61:隐函数求导 中,其中的第4题就是完全一模一样的题目,只是中间函数加上了不同的常系数,右侧的0改成了2024而已。

【点评与分析】 这个题目画一个图思路就出来了!如下图。
求出两条直线与平面的交点,两个交点的的坐标相减然后单位化即得所求的直线的单位方向向量。对于直线与平面的交线可以写出直线的参数方程表达式代入平面方程得到交点处的参数值来得到,也可以通过解直线的一般式方程再联立平面方程,通过解一个由三个三元一次方程构成的方程组来得到。

【点评与分析】 这个定积分的计算没有任何拐弯抹角的地方,有理式的积分,将被积函数执行部分分式分解,拆分为多项式函数与最简部分分式之和的形式,然后直接积分就可以了。这类题在咱们的高等数学上册系列推文:第22讲 不定积分的基本概念、性质与基本计算方法(点击查看推文)中也以基本相同的形式出现过,下图中的例3就基本一致,只是分子的次数要低一些而已.
对于这个题目中的有理式,可以完全按照比较笨的拆分分子的方法来实现化简,首先展开分子,然后从最高次幂依次凑项 因式,可以得到
所以被积函数可以化简为
于是直接积分,可得不定积分为
代入 即得积分值.

【点评与分析】 先看看高数、数分综合提高练习册点击查看:竞赛、考研综合提高练习册:竞赛、考研、课程学习,有这一套就够了),或者竞赛、考研练习打卡100天点击查看:竞赛、考研、课程学习练习打卡100天:综合提高专题练习练习35:定积分在几何学上的应用 中的第19题。
这是2012年的全国硕士研究生招生的考试数学一(点击查看完整试题及完整解答推文)的一个大题,而且仅仅是其中的一部分,只是吧交点到切点的距离改了一下而已。
该题是两个简单的小题的一个组合,一个是求参数方程确定的曲线的切线,一个是求一阶线性微分方程。这都是日常练习中最为常见的简单问题,并且计算上也没有任何难度。对于能够参加决赛的学友来说,应该妥妥的满分。

【点评与分析】 对于这个题目,还是原题!首先看看高数、数分综合提高练习册点击查看:竞赛、考研综合提高练习册:竞赛、考研、课程学习,有这一套就够了),或者竞赛、考研练习打卡100天点击查看:竞赛、考研、课程学习练习打卡100天:综合提高专题练习练习26:具有特定结构的函数的不定积分的计算 中的第2(1)题.
直接给这个不定积分计算过程加上积分上下限,记
则由三角函数恒等变换公式,得
从容可得递推公式
所以
其中. 故得
所以
后面这个常值级数的和在第十五届全国大学生数学竞赛初赛非数学B卷(点击查看完整试题及参考解答)第二题的求和函数的一个中间步骤,通过构造幂级数的方式可以得到它的和。尤其是高数、数分综合提高练习册点击查看:竞赛、考研综合提高练习册:竞赛、考研、课程学习,有这一套就够了),或者竞赛、考研练习打卡100天点击查看:竞赛、考研、课程学习练习打卡100天:综合提高专题练习练习88:幂级数的收敛域与和函数 中的第9题的解答过程,如下图,则完全给出了对应的幂级数的和函数的计算方法与结果。
由和函数
直接代入 即得。 
最后再看看微信公众号推送的:大学生数学竞赛模拟综合练习题(三十四)及详细参考解答(点击查看完整推文),看看其中的第十一题,这个题目仅仅是其中的一部分,而且给出的参考解答还对于后面的常值级数求和给出了详细的求解思路与方法。

【点评与分析】 这个题目无话可说,它就是第十五届全国大学生数学竞赛初赛非数学A卷的第三题(点击查看完整推文),也是2009年全国硕士研究生招生考试数学一的第17题(点击查看完整推文).

对于这个题目,咱们在第十五届全国大学生数学竞赛初赛非数学真题解析在线课程中给出了四种计算思路与方法,分别是:
  • 旋转体体积的计算思路与方法
  • 基于二重积分的几何意义计算立体体积的思路与方法
  • 图形的标准化与直接体积计算公式法
  • 帕普斯一古尔丁定理及求体积的思路与方法

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