2026–2027 学年秋冬《微积分》小测真题归档
这是2026-2027学年秋冬学期微积分(甲)课程第一次小测的题目整理归档
以下解析与答案为整理推导。
第一部分:题目
第 1 题:乘积函数在零点的导数(10 分)
设
\[ f(x)=(e^x-1)(e^x-2)\cdots(e^x-2026), \]
则 \(f'(0)=\)( )。
- A. \(2026!\)
- B. \(2025!\)
- C. \(-2026!\)
- D. \(-2025!\)
第 2 题:数列的有界性与收敛性(10 分)
下列陈述正确的是( )。
- A. 对数列 \(\{a_n\}\),若数列 \(\{a_n^2-a_n\}\) 有界,则数列 \(\{a_n\}\) 必有界。
- B. 实数列 \(\{a_n\}\) 收敛,当且仅当对任意 \(m\in\mathbb N_+\),有 \(\displaystyle\lim_{n\to+\infty}(a_{n+m}-a_n)=0\)。
- C. 设数列 \(\{a_n\}\) 满足 \(a_1=2\),\(\displaystyle a_{n+1}=3a_n-\frac6{a_n+2}\)(\(n\ge1\)),则 \(\displaystyle\lim_{n\to+\infty}a_n=1\)。
- D. 对实数列 \(\{a_n\}\),若 \(\{a_n^3\}\) 收敛,则 \(\{a_n\}\) 必收敛。
第 3 题:等价无穷小的阶与系数(10 分)
当 \(x\to1\) 时,\(\alpha(x)=1-\sin\frac\pi2x\) 与 \(\beta(x)=A(x-1)^n\) 为等价无穷小量,则( )。
- A. \(A=\pi/2\),\(n=1\)
- B. \(A=\pi^2/2\),\(n=1\)
- C. \(A=\pi^2/4\),\(n=2\)
- D. \(A=\pi^2/8\),\(n=2\)
第 4 题:幂函数的第一类间断点(10 分)
函数
\[ f(x)=|x-1|^{\frac1{x(x-2)}} \]
的第一类间断点的个数为( )。
- A. \(3\)
- B. \(1\)
- C. \(0\)
- D. \(2\)
第 5 题:绝对值复合函数在零点的可导性(10 分)
下列函数中,在 \(x=0\) 处不可导的是( )。
- A. \(f(x)=(1-x)\sin|x|\)
- B. \(f(x)=\cos|x|\)
- C. \(f(x)=x\cos|x|\)
- D. \(f(x)=|x|\sin x\)
第 6 题:幂指型极限辨析(10 分)
下述关于极限计算错误的是( )。
- A. \(\displaystyle\lim_{x\to+\infty}\left(\frac{x+5}{x+3}\right)^x=e^2\)
- B. \(\displaystyle\lim_{x\to0}\left(\frac{2x+1}{x+1}\right)^{1/x}=e^3\)
- C. \(\displaystyle\lim_{x\to-\infty}(1-2x)^{1/x}=e^2\)
- D. \(\displaystyle\lim_{x\to+\infty}(1+x)^{1/x}=e\)
第 7 题:发散数列经过变换后的性质(10 分)
已知数列 \(\{a_n\}\)(\(a_n\in\mathbb R\),\(a_n\ne0\)),若 \(\{a_n\}\) 发散,则( )。
- A. 数列 \(\displaystyle\left\{a_n-\frac1{a_n}\right\}\) 发散。
- B. 数列 \(\{e^{a_n}-e^{-a_n}\}\) 发散。
- C. 数列 \(\{e^{a_n}+e^{-a_n}\}\) 发散。
- D. 数列 \(\displaystyle\left\{a_n+\frac2{a_n}\right\}\) 发散。
第 8 题:反三角函数的主值与符号(10 分)
当 \(x<0\) 时,\(\tan(\arccos x)=\)( )。
- A. \(\displaystyle\frac{\sqrt{1-x^2}}x\)
- B. \(\displaystyle-\frac{\sqrt{1-x^2}}x\)
- C. \(-\sqrt{1-x^2}\)
- D. \(\sqrt{1-x^2}\)
第 9 题:立方根之差的极限(10 分)
\[ \lim_{x\to+\infty}x\left(\sqrt[3]{x^3+7x}-\sqrt[3]{x^3+x}\right)=\text{( )}. \]
- A. \(2\)
- B. \(6\)
- C. \(1\)
- D. \(3\)
第 10 题:反函数、连续性与数列最小项(10 分)
下列陈述错误的是( )。
- A. 若 \(f(x)\) 在 \([a,b]\) 上存在反函数,则 \(f(x)\) 在 \([a,b]\) 上严格单调。
- B. 若 \(f(x)\) 在 \(x_0\) 处连续,则 \(f(x)\) 在 \(x_0\) 的某邻域内连续。
- C. 不存在定义在 \(\mathbb R\) 上只有一点连续的函数。
- D. 对实数列 \(\{a_n\}\),若 \(\displaystyle\lim_{n\to+\infty}a_n=+\infty\),则数列 \(\{a_n\}\) 一定存在最小项。
第二部分:详细解析
解析 1:只保留不含零因子的项
答案:D。
令 \(g(x)=\prod_{k=2}^{2026}(e^x-k)\),则 \(f(x)=(e^x-1)g(x)\),所以
\[ f'(0)=e^0g(0)+(e^0-1)g'(0)=g(0). \]
因此
\[ f'(0)=\prod_{k=2}^{2026}(1-k) =(-1)^{2025}\cdot2025!=-2025!. \]
第二项因含有零因子而消失;负号来自 \(2025\) 个负因子。
解析 2:固定步长差不是柯西准则
答案:AD。
A 正确。 设 \(|a_n^2-a_n|\le M\),则
\[ \left(a_n-\frac12\right)^2 =a_n^2-a_n+\frac14\le M+\frac14. \]
所以 \(|a_n|\le\frac12+\sqrt{M+\frac14}\),数列有界。
B 错误。 收敛数列当然满足固定步长之差趋于零,但反过来不成立。取 \(a_n=\sqrt n\),对每个固定正整数 \(m\),
\[ a_{n+m}-a_n =\frac{m}{\sqrt{n+m}+\sqrt n}\longrightarrow0, \]
而 \(a_n\to+\infty\),并不收敛于有限实数。柯西准则需要对所有足够靠后的两项作统一控制,不能只控制每个固定间隔。
C 错误。 当 \(t\ge2\) 时,
\[ \left(3t-\frac6{t+2}\right)-t =\frac{2(t-1)(t+3)}{t+2}>0. \]
从 \(a_1=2\) 出发,归纳可知 \(a_n\ge2\) 且严格递增,因此不可能趋于 \(1\)。进一步,若有有限极限 \(L\ge2\),则
\[ L=3L-\frac6{L+2} \quad\Longrightarrow\quad(L-1)(L+3)=0, \]
与 \(L\ge2\) 矛盾。故它实际上趋于 \(+\infty\)。
D 正确。 若 \(a_n^3\to L\),由实立方根函数的连续性,
\[ a_n=\sqrt[3]{a_n^3}\longrightarrow\sqrt[3]L. \]
解析 3:移到零点后使用三角恒等式
答案:D。
令 \(t=x-1\to0\),则
\[ \begin{aligned} 1-\sin\frac{\pi x}{2} &=1-\cos\frac{\pi t}{2}\\ &=2\sin^2\frac{\pi t}{4} \sim2\left(\frac{\pi t}{4}\right)^2 =\frac{\pi^2}{8}(x-1)^2. \end{aligned} \]
故 \(A=\pi^2/8\),\(n=2\)。
解析 4:先取对数,再逐个检查可疑点
答案:D,共 2 个。
在自然定义域 \(\mathbb R\setminus\{0,1,2\}\) 内,
\[ \ln f(x)=\frac{\ln|x-1|}{x(x-2)}. \]
除 \(0,1,2\) 外,函数连续,只需检查这三点。
在 \(x=0\) 附近: \(\ln|x-1|=\ln(1-x)\sim-x\),所以
\[ \lim_{x\to0}\ln f(x)=\frac12, \qquad\lim_{x\to0}f(x)=e^{1/2}. \]
在 \(x=2\) 附近: 令 \(t=x-2\to0\),则
\[ \frac{\ln|x-1|}{x(x-2)} =\frac{\ln(1+t)}{(2+t)t}\longrightarrow\frac12. \]
因此 \(\lim_{x\to2}f(x)=e^{1/2}\)。\(0,2\) 两点的左右极限都有限且相等,可补值为连续,属于可去间断点,也属于第一类间断点。
在 \(x=1\) 附近: \(\ln|x-1|\to-\infty\),而 \(x(x-2)\to-1\),所以 \(\ln f(x)\to+\infty\),即 \(f(x)\to+\infty\),不属于第一类间断点。
解析 5:检查左右差商
答案:A。
A 中 \(f(0)=0\)。当 \(h\to0^+\) 时,
\[ \frac{(1-h)\sin|h|}{h}\longrightarrow1; \]
当 \(h\to0^-\) 时,\(\sin|h|=\sin(-h)\),故差商趋于 \(-1\)。左右导数不同,A 不可导。
B 中 \(\cos|x|=\cos x\),在零点可导,导数为 \(0\)。
C 中 \(x\cos|x|=x\cos x\),在零点可导,导数为 \(1\)。
D 中 \(f(0)=0\),且
\[ \left|\frac{|h|\sin h}{h}\right|=|\sin h|\longrightarrow0, \]
所以在零点可导,导数为 \(0\)。含绝对值并不必然不可导。
解析 6:分别计算对数的极限
答案:BCD(本题选错误项)。
A 的对数为
\[ x\ln\left(1+\frac2{x+3}\right) =\frac{2x}{x+3}\cdot \frac{\ln(1+\frac2{x+3})}{\frac2{x+3}} \longrightarrow2. \]
所以 A 的极限确为 \(e^2\)。
B 的对数为
\[ \frac{\ln(1+2x)-\ln(1+x)}x\longrightarrow2-1=1, \]
实际极限为 \(e\),不是 \(e^3\)。
C 中令 \(t=-x\to+\infty\),对数为
\[ \frac{\ln(1-2x)}x=-\frac{\ln(1+2t)}t\longrightarrow0, \]
实际极限为 \(1\),不是 \(e^2\)。
D 的对数 \(\ln(1+x)/x\to0\),实际极限同样为 \(1\),不是 \(e\)。不要将 \(x\to+\infty\) 的情形误套为 \(x\to0\) 的重要极限。
解析 7:用反例判断能否反推原数列收敛
答案:B。
A 不成立。 令 \(a_n=(-1)^n\),原数列发散且各项非零,但
\[ a_n-\frac1{a_n}=0 \]
恒成立,变换后的数列收敛。
B 成立。 记 \(b_n=e^{a_n}-e^{-a_n}\)。若 \(b_n\to L\),令 \(y_n=e^{a_n}>0\),则
\[ y_n-\frac1{y_n}=b_n, \qquad y_n=\frac{b_n+\sqrt{b_n^2+4}}2. \]
所以
\[ a_n=\ln\frac{b_n+\sqrt{b_n^2+4}}2 \longrightarrow \ln\frac{L+\sqrt{L^2+4}}2. \]
这与 \(\{a_n\}\) 发散矛盾,因此 \(\{b_n\}\) 必发散。
C 不成立。 仍取 \(a_n=(-1)^n\),则 \(e^{a_n}+e^{-a_n}=e+e^{-1}\) 为常数。
D 不成立。 令 \(a_n\) 在 \(1,2\) 之间交替取值,原数列发散,而
\[ a_n+\frac2{a_n}=3 \]
恒成立。
解析 8:主值范围决定正负号
答案:A。
实数范围内 \(\arccos x\) 要求 \(x\in[-1,1]\),结合 \(x<0\),实际讨论 \(x\in[-1,0)\)。令 \(\theta=\arccos x\),则
\[ \theta\in(\pi/2,\pi],\quad \cos\theta=x,\quad \sin\theta=\sqrt{1-x^2}. \]
故
\[ \tan(\arccos x)=\frac{\sin\theta}{\cos\theta} =\frac{\sqrt{1-x^2}}x. \]
分子非负、分母为负,结果非正;负号已由分母体现。
解析 9:用立方差公式消去相减
答案:A。
令 \(u=\sqrt[3]{x^3+7x}\),\(v=\sqrt[3]{x^3+x}\),则
\[ u-v=\frac{u^3-v^3}{u^2+uv+v^2} =\frac{6x}{u^2+uv+v^2}. \]
由于 \(u/x\to1\),\(v/x\to1\),有
\[ x(u-v)=\frac{6x^2}{u^2+uv+v^2} =\frac6{(u/x)^2+(u/x)(v/x)+(v/x)^2} \longrightarrow2. \]
解析 10:区分一点性质与区间性质
答案:ABC(本题选错误项)。
A 错误。 存在反函数只要求单射,未假设连续时不能推出严格单调。例如在 \([0,1]\) 上定义
\[ f(x)=\begin{cases} 1,&x=0,\\ 0,&x=1,\\ x,&0<x<1. \end{cases} \]
这是将两个端点对调的双射,存在反函数;但它既不严格递增,也不严格递减。
B 错误,C 也错误。 同一个例子可以同时说明两点:
\[ g(x)=\begin{cases} x,&x\in\mathbb Q,\\ -x,&x\notin\mathbb Q. \end{cases} \]
因为 \(|g(x)|=|x|\),函数在 \(0\) 处连续。在任意 \(x_0\ne0\) 处,分别沿有理数与无理数趋近,函数值趋于 \(x_0\) 与 \(-x_0\),两者不等,所以不连续。
因此这个定义在 \(\mathbb R\) 上的函数恰好只在一点连续,且在该点的任何邻域内都不是处处连续。
D 正确。 由 \(a_n\to+\infty\),存在 \(N\ge2\),使 \(n\ge N\) 时 \(a_n>a_1\)。取有限集合 \(\{a_1,\ldots,a_{N-1}\}\) 的最小值,它不超过 \(a_1\),因而也不大于后面所有项,必为整个数列中的最小项。
第三部分:答案与知识点总结
| 题号 | 答案 | 主要考点 |
|---|---|---|
| 1 | D | 乘积求导与零因子 |
| 2 | AD | 有界性、固定步长差与收敛 |
| 3 | D | 等价无穷小的阶与系数 |
| 4 | D | 取对数、可去间断点与无穷间断点 |
| 5 | A | 左右导数、绝对值 |
| 6 | BCD | 幂指型极限与趋近方向 |
| 7 | B | 变换的可逆性与反例 |
| 8 | A | 反三角函数主值 |
| 9 | A | 立方差有理化 |
| 10 | ABC | 单射、连续性与最小项 |
- 判断题先确认要求选“正确”还是“错误”,再逐项验证。
- 数列收敛与变换后收敛之间,需检查变换是否丢失符号或分支信息。
- 幂指型先确认正底数,再取对数;趋近方向不可替换。
- 一点连续不意味着附近处处连续;存在反函数也不能省略额外条件就推出单调性。
小测成绩由于AI作弊行为的存在,差别很大。根据老师所说,上一个班平均分略高于60,而我所在的班则有70,且有大量满分,无论如何,不管什么考试作弊,都是不可以接受的行为。
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