一.选择填空题。
1已知在内具有二阶导数,且则。
a)在内在内。
b)在内在内。c)(d)
应选d.解:由题设知,令则。
于是在内单调增加,且当。
可见在点处取极小值,也即最小值,从而有即故选。
2.设常数且级数收敛,则级数。
a)发散(b)条件收敛(c)绝对收敛(d)收敛性与的取值有关。
应选(c).解:
3.交换二重积分次序。应填。解:
积分区域为d:
也可表示为d:
故交换积分次序有。
4.设满足且当。
应填。解:由已知,得,根据不定积分性质有。
所以即。分离变量,两边积分,再由已知条件得。
5.设当。应填1.
解:由知,当时,于是。
又当时,再根据题设有:可见n=1.
6.级数。a)发散。(b)绝对收敛。(c)条件收敛。(d)收敛性与k有关。
应选c.解:无论k为正为负,当时,所以当时,为交错级数,由莱布尼兹判别法,级数收敛,对于因为。
所以发散。所以级数条件收敛,且收敛性与k无关,故(c)为答案。
7.设其中而i等于。
应选a.解:区域d(如图所示)关于x轴、y轴以及原点对称。
而具有性质:故。
d1为d位于第一象限部分,见图)
因此。故选(a).
应选c.解:令则由有。
于是,既有。
可见,故。因此应选(c).
应填10解:
应填。解:因为于是。
从而有。11.已知微分方程为全微分方程,则。
应填2.解:因为。
于是由。12设曲线在原点处与相切,且则。
应填a+b.
解:由题设知,于是。
二.解答题。
1.设u(x,y)与圆盘d:内有二阶连续偏导数,且求(这里n是d的边界c的单位法向量。)
解:令n=()则切向量s=()
于是,令则。
记,则。因此,故。
2.设函数在连续,且满足证明:收敛,而发散。
解:由。知。
且有根据的表达式知,为连续函数,故存在当时,即在内单调增加,于是。
可见当时,且。
因此交错级数收敛,故而发散,故也发散。
3.设在的某领域内具有二阶连续导数,且证明:(1)及在点相切;
2)及在点的某领域中具有相同的凹凸性及在上有相同的曲率。
4.计算其中。
为连续函数,是x-y+z=1在第四卦限部分的上侧。
其中,5.2)又设且单调减少,试证明。
解:(1)令。
则。由罗尔定理使。
即得。2)(反证法)假设存在。
两式相减,得。
由条件左侧为正,右侧为负,矛盾,故假设不成立,6..求曲面s:到平面的最短距离。
解:因为曲面上任一点(x,y,z)到平面距离应用拉格朗日函数法,设。
解方程组。得。
7.设c是圆周取逆时针方向,又为正值连续函数。试证:
解:由轮换对称性。
所以。所以。
8.设函数满足且。
1)试求函数的表达式;
2)若。解:(1)设则。
9.证明是的一个特解。
所以。为连续函数,是x-y+z=1在第四卦限部分的上侧。
5.(1)设在区间[0,1]上连续,试证明存在使。
(2)又设且单调减少,试证明是唯一的。
6.求曲面s:到平面的最短距离。
7.设c是圆周取逆时针方向,又为正值连续函数。试证:
8.设函数满足且。
1)试求函数的表达式;
2)若求。
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