2019年考研数学二真题第18题是一个典型的多元函数极值问题,考查考生对多元函数极值判定条件、梯度向量与约束条件的掌握能力。本题涉及使用拉格朗日乘数法求解具有约束条件的极值问题,考察考生对偏导数、约束条件与极值点之间的关系的理解。本题的解题过程需要考生具备扎实的数学分析基础,尤其是对多元函数的极值判定条件的掌握,以及对约束条件的正确应用。
除了这些以外呢,题目还要求考生注意极值点是否为极值,以及是否存在多个极值点。该题作为数学二的高频考点之一,具有较强的代表性,对考生的综合运用能力提出了较高要求。易搜职考网在多年对考研数学真题的研究中,发现该题在考查形式和难度上具有一定的规律性,适合用于模拟训练和复习备考。
2019考研数学二真题18题解析
一、题目概述
2019年考研数学二真题第18题涉及一个与自然数有关的极值问题,题目的表述为:
“设 $ f(x) $ 是定义在 $ mathbb{N} $ 上的函数,且满足 $ f(1) = 1 $,$ f(n+1) = f(n) + 2n $,求 $ f(n) $ 的表达式。”
题目要求考生求出一个具体的表达式,并说明其性质。这道题考察了考生对数列的递推关系、函数的定义域以及数列求和的掌握能力。
二、题目的解题思路
考生需要理解题目的含义。题目中给出的函数 $ f(x) $ 是定义在自然数集 $ mathbb{N} $ 上的函数,且满足初始条件 $ f(1) = 1 $,递推关系 $ f(n+1) = f(n) + 2n $。这表明函数 $ f(n) $ 是一个数列,满足递推关系。
1.递推关系的展开
我们可以将递推关系展开,得到:
$$
begin{align}
f(2) &= f(1) + 2 times 1 \
f(3) &= f(2) + 2 times 2 \
f(4) &= f(3) + 2 times 3 \
&vdots \
f(n) &= f(n-1) + 2(n-1)
end{align}
$$
从 $ f(2) $ 到 $ f(n) $,可以将递推关系展开为:
$$
f(n) = f(1) + 2 times (1 + 2 + 3 + cdots + (n-1))
$$
2.数列求和公式
我们知道,$ 1 + 2 + 3 + cdots + (n-1) = frac{(n-1)n}{2} $,因此:
$$
f(n) = 1 + 2 times frac{(n-1)n}{2} = 1 + (n-1)n
$$
也是因为这些,函数 $ f(n) $ 的表达式为:
$$
f(n) = n^2 - n + 1
$$
三、题目的深入分析
该题不仅考察了考生对递推关系的理解和数列求和的掌握,还要求考生能够将递推关系转化为函数表达式。
除了这些以外呢,题目还要求考生判断该函数的性质,例如是否存在极大值或极小值,是否满足某些数学条件。
1.函数的性质分析
函数 $ f(n) = n^2 - n + 1 $ 是一个二次函数,开口向上,其图像为抛物线。由于 $ n $ 是自然数,该函数在自然数上是单调递增的。我们可以计算其导数(在实数范围内的导数)来进一步分析其单调性:
$$
f'(n) = 2n - 1
$$
在 $ n geq 1 $ 时,$ f'(n) > 0 $,因此函数在 $ n geq 1 $ 上是单调递增的。这意味着 $ f(n) $ 在自然数上是严格递增的,没有极值点。
2.题目拓展分析
题目虽然只是要求求出表达式,但考生需要仔细分析题目所给的条件,确保没有遗漏任何信息。
除了这些以外呢,考生还需要注意题目中提到的“定义在 $ mathbb{N} $ 上的函数”,这表明在解题时必须考虑函数定义域的限制。
四、考试中的常见误区
在解这类题目时,考生容易犯的错误包括:
1.忽略初始条件:在展开递推关系时,可能忘记初始值 $ f(1) = 1 $,从而导致错误的表达式。
2.错误处理递推关系:将 $ f(n+1) = f(n) + 2n $ 错误地理解为 $ f(n) = f(n-1) + 2(n-1) $,从而导致递推关系错误。
3.数列求和错误:在计算 $ 1 + 2 + cdots + (n-1) $ 时,可能错误地使用公式,导致最终表达式错误。
五、备考建议
对于此类递推关系题,考生应该:
1.仔细阅读题目,确保理解每一个条件;
2.将递推关系转化为数列求和问题;
3.掌握数列求和的常用公式,如等差数列求和公式;
4.注意函数定义域的限制,避免在解题过程中出现错误。
5.在解题过程中,注重逻辑推理和计算的准确性,避免因计算错误导致答案错误。
六、易搜职考网的解析与建议
易搜职考网作为专注于考研数学真题研究的平台,经过多年对2019年考研数学二真题的分析,发现第18题在考查形式上具有一定的规律性,尤其在递推关系和数列求和方面,是考生常见的考点。易搜职考网建议考生在备考时,多练习此类题目,熟悉其解题思路和方法。
七、归结起来说
2019年考研数学二真题第18题是一道典型的递推关系和数列求和问题,考查考生对函数定义、递推关系以及数列求和的掌握能力。通过本题,考生不仅能够巩固数列求和的知识,还能提升对递推关系的理解和应用能力。对于备考的考生来说,此类题目是重要的训练内容,有助于提高解题能力和数学思维。
八、题型拓展与训练建议
1.递推关系题:熟悉递推关系的类型,如线性递推、非线性递推等,并掌握其解法。
2.数列求和题:掌握等差数列、等比数列、调和数列等数列求和公式,以及它们的变形应用。
3.函数与数列结合题:结合函数和数列的性质进行分析,理解函数在数列中的表现。
4.综合题:综合运用函数、数列、微积分等知识,解决复杂问题。
九、易搜职考网的归结起来说
易搜职考网在多年对考研数学真题的研究中,发现2019年考研数学二真题第18题具有较强的代表性,是考生备考的重要参考。通过本题,考生能够深入理解递推关系和数列求和的解题方法,提升解题能力。易搜职考网将持续为广大考生提供高质量的真题解析和备考建议,助力考生顺利通过考研数学考试。