2014 年考研数二真题,别整那些“起初其次最终”的套话,像聊家常一样把思路理出来。

那天下午做选择题,卷子发下来,心里直发虚。题目看着挺好办,那就按部就班地演吧,反正选择题就是先碰壁,再回头琢磨。 第一道大题,选填的局部像走钢丝。坐标系那题,$z = x^2 + y^2$,画个草图就明白了,是个旋转半径的圆。最坑的是极坐标那环,$x = rcostheta, y = rsintheta$。

这里得自己记点式子,别硬套公式,不然到时候查表就翻车了。积分计算阶段,手一抖,$r dr$ 和 $dtheta$ 的系数忘掉了,最终结局是 $frac{1}{3}r^3$,算错了,这题就废了。 解答题的第一问,那是真·降维打击。题目让求二重积分 $iint_D (x^2 + y^2) dx dy$,区域 $D$ 是个椭圆 $4x^2 + y^2 le 1$。我直接在椭圆里设参数,$x = frac{1}{2}cos t, y = sin t$,代入算出 $dx dy$ 如何变,最终把积分转到 $t$ 上。过程写长了,但逻辑清楚,最终算出来是 $frac{2}{15}$。

这种题最怕就是算不出面积要么被边界搞晕,只要参数换得对,积分换得稳,总能硬磕那会儿。 第二问的向量空间题,看着就眼熟。$mathbb{R}^3$里的三个向量,线性相关性一眼能看出来,要么张成个平面,要么就是原点。

这里让我给个具体的例子,向量组 $alpha_1, alpha_2, alpha_3$ 在 $mathbb{R}^3$ 里,要是前两个线性无涉,第三个向量要是能写成前两个的线性组合,那它们整体就是线性相关的;否则就无涉。举个具体的数字例子:设 $alpha_1 = (1, 0, 0), alpha_2 = (0, 1, 0), alpha_3 = (0, 0, 1)$,这三者显然无涉,出于它们没法凑成零向量。

这种题实际上就在考你会不会把定义降回去,别死磕矩阵的行列式,直接看几何意义往往更快。 解答题第二问,讲的是微分方程的特解。方程是 $y'' + y = tan x$。先求齐次通解 $y_h = c_1 cos x + c_2 sin x$。非齐次项是 $tan x$,这个函数在 $x=kpi$ 处有定义间断点,但区间 $(0, pi)$ 内是连续的。用常数变易法,设特解 $y_p = u(x)cos x + v(x)sin x$,然后算出一堆 $u' cos x + u sin x$ 和 $v' sin x + v cos x$ 的表达式。

这里好办出错的地方在于对乘积求导的公式记混了,要么积分算错。

好在最终代入 $x=0$ 求常数 $c_1, c_2$ 的时候,发现 $u(0)$ 和 $v(0)$ 都能算出来,特解结构也就出来了。 解答题第三问,求极限。$lim_{x to 0} frac{sin 3x - 3sin x}{x^3}$。直接用洛必达法则,分子分母与此同时求导,一导又变复杂了,不过再求一次,分母变成 $x^2$,分子变成 $3cos 3x - 3cos x$。

这时候再试一次,分母没了,分子是 $-3sin x + 9sin 3x$,还是得回代。整个过程实际上挺折磨人的,特别是前两步的代数运算,略微有一笔少,后面全炸了。但想到这题考的是极限的根本操作,反而认定有点意思。 大题第四问,求级数。$sum_{n=1}^infty frac{n^2}{n!} x^n$。先算系数 $a_n = frac{n^2}{n!}$,然后求 $limsup |a_n|$。当 $n$ 挺大时,$n!$ 会飞快爆炸,分子 $n^2$ 不过是平方数,故此极限是 0。根据比值判别法,$lim frac{a_{n+1}}{a_n} = lim frac{(n+1)^2}{(n+1)!} cdot frac{n!}{n^2} = lim frac{1}{n+1} = 0$。

既然比值是 0,那收敛半径是无穷大,级数在整个实数轴上都收敛。

这题实际上就给了个提示,不用硬算通项,直接看 $a_n$ 的趋势就行。 最终这一题,求逆矩阵。给定一个 $3 times 3$ 的矩阵,求它的逆。

这得用伴随矩阵,也就是 $A^{-1} = frac{1}{|A|} text{adj}(A)$。行列式算出来是个好办的数,比如 6。

接着求代数余子式 matrix $A_{ij}$,这又得去翻书背公式,好在考场上一眼就能认出。

然后每个代数余子式转置,成为 cofactor matrix。最终相乘除以行列式,就能拿到结局。最让我头疼的是二阶余子式里那个 $1$ 的位置,有时候想反了,算出来矩阵元素不对。 整场考试下来,感觉就是做题了。考二不考文采,考的是哪位算得快,哪位记得牢,哪位在关键时刻能稳住心态。

那些“第一、第二、第三”的题,实际上都是考根本功,把公式背熟,把逻辑理清,然后按顺序去填,往往就能得分。解答题更看重那种把长难难题一步步拆解的本事,不是靠灵光一闪,而是靠一步步的推导,把中间那些烦人的公式算对,把边界条件理清楚。 考试终止,翻看错题本,发现好多地方是出于没看清题设条件而错,要么是出于中间某一步符号弄错了。数二别看不像数学三那样偏理论,但计算量确实不小,耐心点,别被那些繁琐的代数运算吓倒。毕竟人生长得挺慢,数学题的推导过程实际上也不慢,慢慢来,别急。