一、 选择题(每小题3分,共15分)
1)设,且可导,则为。
ab、cd、
分析: ,应选d。
2)从到一平面引垂线,垂足为点,则此平面方程为( )ab、cd、
分析:向量是此平面的法向量,由点法式方程,此平面方程为,应选b。
3)微分方程的通解为。
ab、cd、
分析:,应选d。
4)设平面曲线为下半圆周,则曲线积分等于( )ab、 c、 d、
分析:曲线参数方程为,应选a。
5)累次积分。
a、 b、 cd、
分析:作直线。
和曲线,它们所围成的区域为积分区域。
原式,应选a。
二、 填空题(每小题3分,共15分)
1)已知单位向量适合等式,则。
分析:因为,所以,又因为是单位向量,因此。
2)设,则。
分析: 3)曲面在点处的切平面方程是。
分析:设,
所求切平面方程为:
4)微分方程的特解形式为。
分析:解特征方程得,是单特征根,所以微分方程由特解形式。
5)设是球面的外侧,则曲面积分的值为。
分析:因为,所以。
再利用高斯公式得。
三、 a(非化工类做本题,化工类不做本题)(本题7分)求幂级数的收敛域及其收敛域上的和函数。
解:,此幂级数收敛半径为。
当时,发散;当时,收敛。
此幂级数的收敛域为。
设, b(化工类做本题,非化工类不做本题)(本题7分)一条直线在平面上,且与另两条直线及(即)都相交,求该直线方程。
解:设所求直线与已知直线的交点分别为。
而这两点一定在已知平面上,所以,所求直线方程为:
四、 a(非化工类做本题,化工类不做本题)(本题7分)求函数在处的幂级数展开式。
解: 其中,上式两边积分得。
其中,其中,b(化工类做本题,非化工类不做本题)(本题7分)求函数在点处的梯度及沿梯度方向上的方向导数。
解:,所求梯度为。
五、 应用题(本题8分)
做一个容积为1立方米的有盖圆柱形桶,问尺寸应如何,才能用料最省?
解:设圆柱形桶高为米,底面半径为米,则有。
再设表面积为平方米,此题即求表面积的最小值。
当底面半径为时用料最省。
六、 计算题(本题8分)
设积分域为所围成,试计算二重积分。
解: 七、 计算题(本题8分)
计算三重积分,式中为由所确定的圆台体。
解:方法。一、用截面法:
方法。二、用球面坐标:
八、 a(非化工类做本题,化工类不做本题)(本题8分)将函数展成傅立叶级数,并指明展开式成立的范围。
解: 其中或。
b(化工类做本题,非化工类不做本题)(本题8分)设在上有连续的一阶导数,求曲线积分。
为从点到点的直线段。
解:设。此积分与路径无关。
九、 计算题(本题8分)
计算曲面积分,其中为上半球面。
解: 注:这里利用了对称性。
一十、 计算题(本题8分)
求微分方程的解。
解:此为一阶线性微分方程。
方法。一、利用公式(略)
方法。二、常数变异法。先求的通解,变量分离两边积分得。
令,把代入原方程得。
原方程的通解为:,由初值条件得的解为。
一十一、 证明题(本题4分)
试证明在不连续,但存在一阶偏导数。
解:当时,,极限与有关,所以在不连续,一十二、 计算题(本题4分)设二阶常系数线性微分方程的一个特解为,试确定常数,并求该微分方程的通解。
解:把代入得。
解方程组得。
解对应特征方程得。
该微分方程的通解。
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