高等数学第八章练习题
高等数学同济版 第八章 习题
z Fy . y Fz
19
(3)
F ( x, y,u,v) 0 G( x, y,u,v) 0
隐函数存在定理 3 设F ( x, y, u,v)、G( x, y, u,v) 在
点P( x0 , y0 , u0 ,v0 )的某一邻域内有对各个变量的连续 偏导数，且F ( x0 , y0 , u0 , v0 ) 0,G( x0 , y0 , u0 ,v0 )
1、区域
（1）邻域
设P0 ( x0 , y0 )是xoy 平面上的一个点， 是某 一正数，与点P0 ( x0 , y0 )距离小于 的点P( x, y) 的全体，称为点P0 的 邻域，记为U ( P0 , ) ，
U(P0, ) P | PP0 |
( x, y) | ( x x0 )2 ( y y0 )2 .
3
2、多元函数概念
定义 设D是平面上的一个点集，如果对于每个
点 P( x. y) D，变量 z按照一定的法则总有确定 的值和它对应，则称 z是变量 x, y的二元函数， 记为z f ( x, y)（或记为z f (P)）.
类似地可定义三元及三元以上函数．
当n 2时，n 元函数统称为多元函数.
v v( x, y)，它们满足条件u0 u( x0 , y0 ) ,v0 v
( x0 , y0 )，并有
Fx Fv
u 1 (F ,G) Gx Gv , x J ( x,v) Fu Fv
Gu Gv
21
v 1 (F ,G) Fu Fx Fu Fv x J (u, x) Gu Gx Gu Gv u 1 (F ,G) Fy Fv Fu Fv , y J ( y,v) Gy Gv Gu Gv v 1 (F ,G) Fu Fy Fu Fv . y J (u, y) Gu Gy Gu Gv
《高等数学》第八章习题答案
6、 x − y + 2 z = ± （B） 1、略。 8.6
11 。 2
1、 （1）0； （2）0； （3）
3 5 3 + 2； （4） + 2。 2 2 2
2、
1 2 3 + + 3。 2 2 2
3、 x0 − y 0 + z 0 。 4、略。 5 、 gradu = 2i − 4 j + k 是 方 向 导 数 取 最 大 值 的 方 向 。 此 方 向 导 数 的 最 大 值 为
(x2 + y 2 ) 2 2 (dx + dy ) 。 3 12 π 3、 ∆z = arctan − ， dz = 0.05 。 11 4
2、 （B） 1、 2.95 。2、 2.039 。 8.4 （A） 1、 e 2、
sin t − 2 t 2
(cos t − 4t ) 。
1 (2 − 15t 2 ) 。
（5）
∂z yze xy ∂z yxe xy = = ； 。 ∂x 3 z − 1 ∂y 3z − 1 ∂f ∂f ∂f ， ， 。 ∂x ∂y ∂z
（B） 1、提示：求出
∂2z ∂2z 2、提示：求出 2 ； 2 。 ∂x ∂y
8.5 （A） 1、 { ,2,3} ， 1
x −1 y −1 z −1 = = 。 1 2 3 x − 1 + sin 1 y − 1 + cos 1 z − 4 sin 1 2、 = = ； 1 + cos 1 sin 1 4 cos 1
1 − (2t − 5t )
3 2
3、
∂z ∂z = 4x ； = 4y 。 ∂x ∂y
高等数学作业集答案第八章Word版
1 / 16第八章 空间解析几何与向量代数§8.1向量及其线性运算 1.填空题（1）点)1,1,1(关于xoy 面对称的点为（)1,1,1(-），关于yoz 面对称的点为（)1,1,1(-），关于xoz 面对称的点为（)1,1,1(-）.（2）点)2,1,2(-关于x 轴对称的点为（)2,1,2(-），关于y 轴对称的点为（)2,1,2(---），关于z 轴对称的点为（)2,1,2(-），关于坐标原点对称的点为（)2,1,2(--）.2. 已知两点)1,1,1(1M 和)1,2,2(2M ，计算向量21M M 的模、方向余弦和方向角.解：因为)0,1,1(21=M M ，故2||21=M M ，方向余弦为22cos =α，22cos =β，0cos =γ，方向角为4πα=，4πβ=， 2πγ=. 3. 在yoz 平面上，求与)1,1,1(A 、)2,1,2(B 、)3,3,3(C 等距离的点. 解：设该点为),,0(z y ，则222222)3()3(9)2()1(4)1()1(1-+-+=-+-+=-+-+z y z y z y ，即⎪⎩⎪⎨⎧-+-+=-+-+-+=-+222222)3()3(9)2()1(4)2(4)1(1z y z y z z ，解得⎩⎨⎧==33y z ，则该点为)3,3,0(.4. 求平行于向量k j i a 432-+=的单位向量的分解式.解：所求的向量有两个，一个与a 同向，一个与a 反向. 因为29)4(32||222=-++=a ，所以)432(291k j i e a -+±=.5.设k j i m 22-+=，k j i n ++=2，求向量n m a +=4在各坐标轴上的投影及分向量.解：因为k j i k j i k j i n m a 796)2()22(44-+=+++-+=+=， 所以在x 轴上的投影为6=x a ，分向量为i i a x 6=，y 轴上的投影为9=y a ，分向量为j j a y 9=，z 轴上的投影为7-=z a ，分向量为k k a z 7-=.6. 在yOz 平面上，求与)1,2,1(A 、)0,1,2(B 和)1,1,1(-C 等距离的点.解：设所求的点为),,0(z y P ，由||||||CM BM AM ==可得⎪⎩⎪⎨⎧-+++=+-++-+=-+-+222222222222)1()1(1)1(2)1(2)1()2(1z y z y zy z y ，解之得21=y ，0=z 故所求的点为)0,21,0(.7. 已知点)6,2,1(-B 且向量AB 在x 轴、y 轴和z 轴上的投影分别为1,4,4-，求点A 的坐标.解：设点A 的坐标为),,(z y x ，由题意可知)1,4,4()6,2,1(-=----z y x ，则5,6,5=-==z y x ，即点A 的坐标为)5,6,5(-.8.试用向量法证明：三角形各边依次以同比分之，则三个分点所成的三角形必与原三角形有相同的重心.证明：若),,(111z y x A 、),,(222z y x B 、),,(333z y x C 是一个FGH ∆的三个顶点，设三角形的重心为E，则),,(31)(31321321321z z z y y y x x x C B A E ++++++=++=设ABC ∆的同比nm之分点分别为F 、G 、H ，分点的坐标为),,(212121mn mz nz m n my ny m n mx nx F ++++++),,(323232mn mz nz m n my ny m n mx nx G ++++++),,(131313mn mz nz m n my ny m n mx nx H ++++++则三角形FGH ∆的重心为,()(31133221mn mx nx m n mx nx m n mx nx H G F ++++++++=++),133221133221mn mz nz m n mz nz m n mz nz m n my ny m n my ny m n my ny ++++++++++++++++),,(31321321321z z z y y y x x x ++++++=. 所以三个分点所成的三角形必与原三角形有相同的重心. §8.2 数量积 向量积 1.若3),(,4||,3||π===Λb a b a ，求b ac 23-=的模.解：b b b a a b a a b a b a c 22233233)23()23(||2⋅+⋅-⋅-⋅=-⋅-=73443cos431239||412||92222=⨯+⨯⨯⨯-⨯=+⋅-=πb b a a所以73||=c .2.已知||||b a b a -=+，证明：0=⋅b a .证明：由||||b a b a -=+，可得22||||b a b a -=+，可知)()()()(b a b a b a b a -⋅-=+⋅+，展开可得b a b a b a b a ⋅-+=⋅++2||||2||||2222，即04=⋅b a ，故0=⋅b a . 3.已知20||,18||,10||=+==b a b a ，求||b a -. 解：因为ba b a b a b a b a b a ⋅++=⋅++=+⋅+=+=23241002||||)()(||400222 所以242-=⋅b a ，)()(||b a b a b a -⋅-=-b a b a ⋅-+=2||||227824324100=++=.4.已知)4,2,1(=a ，)3,3,3(-=b ，求a 与b 的夹角及a 在b 上的投影. 解：934)3(231=⨯+-⨯+⨯=⋅b a ，7799916419cos =++⋅++=θ，77arccos =θ. 因为a jb b a b Pr ||=⋅，所以3339Pr ==a jb .5.已知a ,b ,c 为单位向量，且满足0=++c b a ，计算a c c b b a ⋅+⋅+⋅.解：因为0)()(=++⋅++c b a c b a ，所以0222||||||222=⋅+⋅+⋅+++a c c b b a c b a ，而1||||||222===c b a ，所以23-=⋅+⋅+⋅a c c b b a .6.求与k j i b k j i a 32,2-+=++=都垂直的单位向量. 解：kj i k j i kji b a c 357122132113112312121-+-=+---=-=⨯=而83)3(5)7(||222=-++-=c ，所以)3,5,7(831--±=c e .7.设)(8,186,5b a b a b a -=+-=+=，试证A 、B 、D三点共线.证明：只需证明BD AB //.因为b a b a 2)5(2102=+=+=+=，所以//.8.已知)3,2,1(-=a ，=b )0,,2(m ，)9,3,9(-=c（1）确定m 的值，使得b a +与c 平行. （2）确定m 的值，使得b a -与c 垂直.解：（1）要使b a +与c 平行，只需0=⨯+c b a )(，因为b a +)3,2,3(-=m ，而c b a ⨯+)()99,0,99(32m m m j--=--=，所以当1=m 时b a +与c 平行.（2）要使b a -与c 垂直，只需0)(=⋅-c b a ，因为b a -)3,2,1(---=m ，而c b a ⋅-)(24327639)9,3,9()3,2,1(+=+++-=-⋅---=m m m ，所以当8-=m 时，b a -与c 垂直. §8.3 曲面及其方程 1.填空题（1）将xOz 坐标面上的抛物线x z 42=绕x 轴旋转一周，所生成的旋转曲面的方程为（x y z 422=+），绕z 轴旋转一周，所生成的旋转曲面的方程为（2224y x z +=）.（2）以点)2,3,2(-为球心，且通过坐标原点的球面方程为（17)2()3()2(222=-+++-z y x ）.（3）将xOy 坐标面的圆422=+y x 绕x 轴旋转一周，所生成的旋转曲面的方程为（4222=++z y x ）.2.求与点)1,2,1(A 与点)2,0,1(B 之比为2:1的动点的轨迹，并注明它是什么曲面.解：设动点为),,(z y x P ，由于2:1||:||=PB PA ，所以222222)2()0()1()1()2()1(2-+-+-=-+-+-z y x z y x ，解之，可得0194166333222=+---++z y x z y x ，即920)32()38()1(222=-+-+-z y x ，所以所求的动点的轨迹为以点)32,38,1(为心，半径为352的球面. 3.求与点)3,1,2(和点)4,2,4(等距离的动点的轨迹.解：设动点为),,(z y x P ，由题意知222222)4()2()4()3()1()2(-+-+-=-+-+-z y x z y x ，整理得0112=-++z y x .4. 写出下列曲面的名称，并画出相应的图形. （1）259916222-=--z y x . 解：该曲面为单叶双曲面. （2）259916222=--z y x . 解：该曲面为双叶双曲面.（3）1254222=++z y x . 解：该曲面为旋转椭球面. （4）x y x 922=-. 解：该曲面为双曲柱面. （5）x z y 922=+. 解：该曲面为椭圆抛物面.（6）0)3()2()1(4222=---+-z y x . 解：该曲面为椭圆锥面.§8.4 空间曲线及其方程 1. 填空题（1）二元一次方程组⎩⎨⎧-=+=3412x y x y 在平面解析几何中表示的图形是（两相交直线的交点)5,2(）；它在空间解析几何中表示的图形是（两平面的交线，平行于z 轴且过点)0,5,2(）.（2）旋转抛物面)20(22≤≤+=z y x z 在xOy 面上的投影为（⎩⎨⎧=+=222z y x z ），在xOz 面上的投影为（22≤≤z x ），在yOz 面上的投影为（22≤≤z y ）.2.求球面4222=++z y x 与平面1=+z x 的交线在xOy 面上的投影方程.解：将x z -=1代入4222=++z y x ，得4)1(222=-++x y x ，因此投影方程为⎩⎨⎧=+-=322022y x x z .3.分别求母线平行于x 轴、y 轴及z 轴且通过曲线⎪⎩⎪⎨⎧=+-=++0242222222z y x z y x 的柱面方程.解：在⎪⎩⎪⎨⎧=+-=++0242222222z y x z y x 中消去x 得4322=-z y ，即为母线平行于x 轴且通过曲线的柱面方程.在⎪⎩⎪⎨⎧=+-=++0242222222z y x z y x 中消去y 得45322=+z x ，即为母线平行于y 轴且通过曲线的柱面方程.在⎪⎩⎪⎨⎧=+-=++0242222222z y x z y x 中消去z 得8522=+y x ，即为母线平行于z 轴且通过曲线的柱面方程.4.将下列曲线的一般方程化为参数方程：（1）⎩⎨⎧-==++-14)1(222x y z y x .解：将1-=x y 代入4)1(222=++-z y x 得4)1(222=+-z x ，即14)2()1(222=+-z x . 令θcos 21=-x ，θsin 2=z ，所求的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==+=θθθsin 2cos 2cos 21z y x . （2）⎪⎩⎪⎨⎧=+=++4922222z x z y x .解：做变换⎩⎨⎧==θθsin 2cos 2z x ，将其带入方程9222=++z y x ，即得52=y .所以参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧=±==θθsin 25cos 2z y x （πθ20≤≤）.5.求螺旋线⎪⎩⎪⎨⎧===θθθ3sin 2cos 2z y x 在三个坐标面上的投影曲线的直角坐标方程.解：螺旋线在xOy 面上的投影为⎪⎩⎪⎨⎧===0sin 2cos 2z y x θθ，直角坐标方程为⎩⎨⎧==+0422z y x . 螺旋线在yOz 面上的投影为⎪⎩⎪⎨⎧===03sin 2x z y θθ，直角坐标方程为⎪⎩⎪⎨⎧==03sin2x z y . 螺旋线在zOx 面上的投影为⎪⎩⎪⎨⎧===03cos 2y z x θθ，直角坐标方程为⎪⎩⎪⎨⎧==03cos2y z x . 6.画出下列方程所表示的曲线：（1）⎩⎨⎧==++1164222z z y x .（2）⎪⎩⎪⎨⎧=-+=+1)2(2222y x y z x .（3）⎪⎩⎪⎨⎧==-4116422y z x .§8.5 平面及其方程 1. 填空题（1）一平面过点)4,1,1(-且平行于向量)1,1,2(-=a 和)1,0,1(=b ，平面的点法式方程为（0)4()1(3)1(=+----z y x ）,平面的一般方程为（023=---z y x ）,平面的截距式方程（12232=-+-+z y x ）,平面的一个单位法向量为（)1,3,1(1111-）. （2）设直线L 的方程为⎩⎨⎧=+++=+++022221111D z C y B x A D z C y B x A ，当（021==D D ）时，直线L 过原点；当（021==A A ）且（01≠D 或02≠D 有一个成立）时，直线L 平行于x 轴但不与x 轴相交；当（2121D D B B =）时，直线L 与y 轴相交；当（02121====D D C C ）时，直线L 与z 轴重合.2.求过三点)1,1,1(-，)3,1,3(-和)2,1,0(的平面方程. 解：由平面的三点式方程知，所求的平面方程为131313121212111z z y y x x z z y y x x z z y y x x ---------121110131113111-+---+--+-=z y x121422111---+-=z y x =0，即0735=-++z y x . 3.求过点)1,1,1(-且垂直于两平面02=-+z y x 和052=+-z y x 的平面方程.解：该平面的法向量为k j i kj i37521211--=--，平面的方程为0)1(3)1(7)1(=--+--z y x ，即0537=---z y x .4.求点)1,2,1(到平面01022=-++z y x 的距离.解：点),,(0000z y x P =到平面0=+++D Cz By Ax 的距离公式是222000||CB A D Cz By ax d +++++=，因此点)1,2,1(到平面01022=-++z y x 的距离为1221|10122211|222=++-⨯+⨯+⨯=d .5.求平面052=-+-z y x 与各坐标面的夹角的余弦.解：所给平面的法向量为)1,2,1(-=n ，设该平面与xOy 面、yOz 面和zOx 面的夹角为z θ、x θ和y θ，于是=z θcos ||||n k n ⋅611)2(1|110201|222=+-+⨯+⨯-⨯=， =x θcos ||||n i n ⋅611)2(1|010211|222=+-+⨯+⨯-⨯=， =y θcos ||||n j n ⋅621)2(1|011201|222=+-+⨯+⨯-⨯=. 6.求过点)5,4,1(-且在三个坐标轴上的截距相等的平面的方程. 解：设所求平面的方程为1=++aya y a x ，由于点)5,4,1(-在平面上，则1541=+-+aa a ，2=a ，所求方程为02=-++z y x . 7.分别按下列条件求平面方程：（1）平行于yOz 平面且经过点)2,3,2(--；（2）通过y 轴和点)1,1,2(-；（3）求平行于x 轴，且经过两点)2,1,2(-和)1,0,4(-的平面方程. 解：（1）yOz 平面的法向量是)0,0,1(=n ，可作为所求平面的法向量，因此所求平面的方程为0)2(0)3(0)2(1=+⋅++⋅+-⋅z y x ，即2=x .（2）所求平面的法向量即垂直于y 轴又垂直于向量)1,1,2(-=n ，所以所求平面的法向量为k i kj i 2010112+-=-，因此所求平面的方程为0)1(2)1(0)2(1=-⋅++⋅+-⋅-z y x ，即02=-z x .（3）由于所求平面平行于x 轴，故设所求平面方程为0=++D Cz By . 将点)2,1,2(-和)1,0,4(-分别代入0=++D Cz By 得02=+-D C B 及0=+-D C ，解得D C =及D B =. 因此所得方程为0=++D Dz Dy ，即01=++z y . §8.6 空间直线及其方程 1. 填空题 （1）直线421z y x =-=和平面442=+-z z x 的关系是（平面与直线互相垂直）.（2）过点)0,1,1(-且与直线321123-+=-=-z y x 平行的直线的方程是（31121-=+=-zy x ）. （3）直线182511+=--=-z y x 与直线⎩⎨⎧=+=-326z y y x 的夹角为（3π）. 2.化直线⎩⎨⎧=++=+-522z y x z y x 为对称式方程和参数方程.解：直线的方向向量为k j i kj i n n s 3211211121++-=-=⨯=. 取10=x ，代入直线方程可得10=y ，20=z . 所以直线的对称式方程为321121-=-=--z y x . 令t z y x =-=-=--321121，所给直线的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧+=+=-=tz t y t x 32121.3.求过点)3,0,2(且与直线⎩⎨⎧-=-+=+-1253742z y x z y x 垂直的平面方程.解：直线的方向向量可作为所求平面的法向量，即21n n n ⨯=)11,14,16(253421-=--=kj i .所求平面的方程为0)3(11)0(14)2(16=-+-+--z y x ，即01111416=+--z y x .4. 求直线⎩⎨⎧=---=-+-01023z y x z y x 与直线⎩⎨⎧=-+=+-+01202z y z y x 夹角的余弦.解：因为两直线的方向向量为k j i kji n 2241111311++=---=，k j i kj i n +-=-=232101112，设两直线的夹角为θ，则422151)2(3224|122234|cos 222222=+-+++⨯+⨯-⨯=θ. 5. 求点)5,1,2(P 在直线:L13111-=-=-zy x 上的投影. 解：过)5,1,2(P 作垂直于已知直线L 的平面∏，则其法向量)1,3,1(-=n ，于是平面的方程为0)5()1(3)2(=---+-z y x ，即03=-+z y x .将已知直线的参数方程⎪⎩⎪⎨⎧-=+=+=t z t y t x 311代入03=-+z y x ，可得114-=t ，因此点)5,1,2(P 在直线L 上的投影即为平面∏与直线L 的交点)114,111,117(-.6. 求直线:L ⎩⎨⎧=---=+-083032z y x z y x 在平面:∏12=+-z y x 上的投影直线的方程. 解：设所给直线L的平面束方程为0)83(32=---++-z y x z y x λ，即08)1()3()32(=--++-+λλλλz y x ，其中λ为待定常数，要使该平面与已知平面∏垂直，则有0)1()3()32(2=-++++λλλ，解得34-=λ，将其代入08)1()3()32(=--++-+λλλλz y x ，可得32756=-+z y x ，因此直线L 在平面∏上的投影直线方程为⎩⎨⎧=+-=-+1232756z y x z y x . 7.确定λ的值，使直线:L ⎩⎨⎧=-+=-+02012z x y x 与平面1:=-+∏z y x λ平行，并求直线L 与平面∏之间的距离.解：直线L 的方向向量n k j i kj i --==2101012，要使直线L 与平面∏平行，只要0=⋅s n （其中=s )1,,1(-λ为平面∏的法向量），即0121=+-λ，解得1=λ. 令10=x ，代入直线L 的方程可得10-=y ，10=z ，直线L 与平面∏之间的距离332)1(11|1)1(11111|222=-++--⨯+⨯-⨯=d .8.求通过直线⎩⎨⎧=-++=-+-02201:z y x z y x L 的两个互相垂直的平面，其中一个平面平行于直线111121-=-+=-z y x . 解：设平面束方程为0)22(1=-+++-+-z y x z y x λ，即12)1()1()12(=--++-++λλλλz y x ，=n )1,1,12(+-+λλλ. 设平行于直线111121-=-+=-z y x 的平面为1∏，由0)1()1(2)12(=++--+λλλ，可知1-=λ，令10=x ，代入直线L 的方程，可得000==z y 平面1∏的方程为02)1(=---y x ，即012=-+y x . 设垂直于平面1∏的平面为2∏，由0)1(2)12(=-++λλ，可得41=λ，平面2∏的方程为04543)1(23=+--z y x ，即06536=-+-z y x . 第八章 空间解析几何与向量代数综合练习 1.填空题：（1）已知1||=a ，2||=b ，且a 与b 夹角为3πθ=，则=-||b a （3）.（2）若向量)1,2,1(-=a ，=b ),,3(μλ-平行，则=),(μλ（)3,6(-）. （3）已知向量OM 的模为10，且与x 轴的夹角为6π，与y 轴的夹角为3π，与z 轴的夹角为锐角，则OM =（) 0 5, , 3(5）.（4）曲线⎪⎩⎪⎨⎧===θθθb z a y a x sin cos (a 、b 为常数)在xOy 平面上投影曲线是（⎩⎨⎧==+0222z a y x ）. （5）xOy 平面上曲线16422=-y x 绕x 轴旋转一周所得旋转曲面方程是 （16)(4222=+-z y x ）. （6）直线pz z n y y m x x 111-=-=-与平面0=+++D Cz By Ax 的夹角θ 的正弦=θsin （222222CB A pn m pC nB mA ++++++）.（7）方程y z x =-22所表示的曲面名称为（双曲抛物面）.（8）与两直线⎪⎩⎪⎨⎧+=+-==tz t y x 122及112212-=-=+z y x 都平行，且过原点的平面方程是（0=+-z y x ）.（9）已知动点),,(z y x P 到yOz 平面的距离与点P 到点)2,1,1(-的距离相等，则点P 的轨迹方程为（012)2()1(22=++-+-x z y ）.（10）与两平面012=--+z y x 和032=+-+z y x 等距离的平面方程为（012=+-+z y x ）.2. 设k i a -=，k j i b ++=，求向量c ，使得b c a =⨯成立，这样的c 有多少个，求其中长度最短的c .解：设=c ),,(z y x ，则c a⨯y x z y zy++-=-=)(10，则1,1-=+=x z y ，因此这样的c )1,1,(x x --=，有无穷个.由于||c 23)21(2)1(1222++=--++=x x x ，因此，当21-=x 时，即c )21,1,21(--=长度最短.3. 已知点)0,1,1(A 和点)2,1,0(B ，试在x 轴上求一点C ，使得ABC ∆的面积最小.解：设)0,0,(x C ，则)2,0,1(-=，)0,1,1(--=x，k j x i x AC AB +-+=---=⨯)1(221101，故ABC ∆的面积为1)]1(2[221||2122+-+=⨯=x S ，显然，当1=x 时，ABC ∆的面积最小，为25，所求点为)0,0,1(. 4. 求曲线⎪⎩⎪⎨⎧+==+-2222242yx z z y x 在各坐标平面上的投影曲线方程.解：在xOy 平面投影为⎩⎨⎧==-04222z y x ；在yOz 平面投影为⎩⎨⎧==-043222x y z ；在zOx 平面投影为⎩⎨⎧==-04322y z x . 5.求原点关于平面:∏0=+++D Cz By Ax 的对称点的坐标. 解：过原点作垂直于平面0=+++D Cz By Ax 的直线，该直线的方向向量等于平面∏的法向量),,(C B A ，所求直线的对称式方程为C z B y A x ==，即⎪⎩⎪⎨⎧===Ctz Bt y Atx 为其参数方程. 将此参数方程代入平面∏，有0)(222=+++D t C B A ，解得222CB A Dt ++-=，即直线与平面的交点为),,(222222222CB A CDC B A BD C B A AD ++-++-++-. 设所求的对称点为),,(000z y x ，则222020C B A ADx ++-=+，222020C B A BD y ++-=+，222020CB A CDz ++-=+，即所求的对称点为)2,2,2(222222222C B A CDC B A BD C B A AD ++-++-++-.6.求直线11111:--==-z y x L 在平面012:=-+-∏z y x 上的投影直线绕x 轴线转一周所成曲面的方程.解：过L 作垂直于平面∏的平面0∏，所求的直线L 在平面∏上的投影就是平面∏和0∏的交线. 平面0∏的法向量为：k j i kj i n 232111210--=--=，则过点),,(101的平面0∏的方程为：0)1(23)1(=----z y x ，即0123=+--z y x . 所以投影线为⎩⎨⎧=+--=-+-0123012z y x z y x . 将投影线表示为以x 为参数的形式：⎪⎩⎪⎨⎧--==)12(212x z x y ，则绕x 轴的旋转面的方程为2222)]12(21[)2(--+=+xx z y ，即0416*******=+---z y x x .7.求球心在直线11212--==-z y x 上，且过点)1,2,1(-和点)1,2,1(--的球面方程.解：设球心为),,(z y x ，则222222)1()2()1()1()2()1(-++++=++-+-z y x z y x ，即02=-+z y x .又因为球心在直线上，直线的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧-==+=t z t y t x 122，将直线的参数方程代入02=-+z y x ，可得61-=t ，球心坐标为)67,31,611(-，所求球面方程为665)67()31()611(222=-+++-z y x .8.已知两条直线的方程是142211:1--=+=-z y x L ，10122:2z y x L =-=-，求过1L 且平行于2L 的平面方程.解：因为所求平面过1L ，所以点)4,2,1(-在平面上. 由于平面的法向量垂直于两直线的方向向量，因此平面的法向量为k j i kj i 432102121--=-. 因此所求平面的方程为0)4(4)2(3)1(2=--+--z y x ，即08432=+--z y x .9. 在过直线⎩⎨⎧=++=+++0201z y x z y x 的所有平面中，求和原点距离最大的平面.解：设平面束方程为0)2(1=++++++z y x z y x λ，即01)1()1()12(=++++++z y x λλλ，平面与原点的距离为31)32(61)1()1()12(|10)1(0)1(0)12(|2222++=++++++⨯++⨯++⨯+=λλλλλλλd要使平面与原点的距离最大，只要32-=λ，即该平面方程为03=---z y x .10. 设两个平面的方程为052=---z y x 和062=--+z y x（1）求两个平面的夹角. （2）求两个平面的角平分面方程. （3）求通过两个平面的交线，且和yOz 坐标面垂直的平面方程.解：（1）两个平面的法向量为)1,1,2(1--=n 和)2,1,1(2-=n ，设两个平面的夹角为θ，则21)2(111)1(2|)2()1(1112|||||||cos 2222222121=-+++-+-⨯-+⨯-⨯=⋅=n n n n θ， 所以3πθ=.（2）因为角平分面上任意一点),,(z y x 到两个平面的距离相等，由点到平面的距离公式，可得222222)2(11|62|)1()1(2|52|-++--+=-+-+---z y x z y x ，即)62(52--+±=---z y x z y x ，所求的角平分面方程为12=+-z y x 或1133=-z x .（3）设通过两个平面的交线的平面方程为)62(52=--++---z y x z y x λ，即0)65)12()1()2(=--+--++λλλλz y x ，由于该平面垂直于yOz 坐标面，所以00)12(0)1(1)2(=⋅+-⋅-+⋅+λλλ，可得2-=λ，因此所求的平面方程为0733=--z y .11. 求直线321zy x =-=绕z 轴旋转所得旋转曲面的方程. 解：由于空间曲线⎪⎩⎪⎨⎧===)()()(t z z t y y t x x )(+∞<<-∞t 绕z 轴旋转所得旋转曲面的方程为⎩⎨⎧=+=+)()()(2222t z z t y t x y x )(+∞<<-∞t ，消去参数t 即可. 此直线的参数方程为 ⎪⎩⎪⎨⎧=-==t z t y tx 32，故该直线绕z 轴旋转所得旋转曲面的方程为⎩⎨⎧=-+=+t z t t y x 3)2()(2222，消去参数t ，旋转曲面的方程为22295z y x =+. 12. 画出下列各曲面所围立体的图形： （1）0,0,0,12643====++z y x z y x . （2）2,222=+=z y x z . （3）22224,y x z y x z --=+=. （4）2222,2y x z y x z +=--=.（5）222y x z +=，22x z -=.（6）2x y =，0=z ，y z =，1=y .友情提示：范文可能无法思考和涵盖全面，供参考!最好找专业人士起草或审核后使用，感谢您的下载！。
高等数学下第八章练习题答案
r r r 取 s = n1 × n2 = 1 0 2 = ( −2, 3, 1), 0 1 −3 由点向式得所求直线方 程为 x y−2 z−4 . = = 3 1 −2
r i
r j
r k
2 y + 3z − 5 = 0 l: 六、 直线 x − 2y − z + 7 = 0在平面 π
: x − y + 3z + 8 = 0 上
关系. r r r r l : s = ( −1, 2, − 1), n1 = ( 2, 1, 1), n2 = (1, 1, 1), n3 = (1, 1, 1), r r Q s ⋅ n3 = 0, ∴ l与π 3平行； 平行；
且l与π 2有公共点O(0，，)，故l在π 2上； 0 0
l与π 1既不平行也不垂直，相交，其交点为(−2, 4, − 2), 1 l与π 1的夹角为ϕ = arcsin . 6
平行， 过点M ( −1,2,4)作平面 π 1与平面 π平行，则
π 1 : 3( x + 1) − 4( y − 2) + ( z − 4) = 0,即3 x − 4 y + z + 7 = 0, 求l1与π 1的交点
x+3 y−3 z = = =t ⇒ t = 2, 得交点 M 0 ( 3, 5, 4) 1 2 3 3 x − 4 y + z + 7 = 0 r 取所求直线的方向向量 为s = MM 0 = (4, 3, 0) 所求直线方程为 x+1 y−2 = 3 . 4 z − 4 = 0
r r r r r s1 × s2 = 1 2 λ = ( 2 − λ , λ − 1, − 1) = ( 2 − λ )i + (λ − 1) j − k 1 1 1
第八章、假设检验
第八章、假设检验一、应用题：1．某工厂正常情况下生产的电子元件的使用寿命2~(1600,80)X N ，从该工厂生产的一批电子元件中抽取9个，测得它们使用寿命的平均值为1540（小时），如果使用寿命的标准差σ不变，能否认为该工厂生产的这批电子元件使用寿命的均值μ=1600（小时）？ （附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(8) 1.86,(8) 2.31u u t t α===== ）2．.某工厂正常情况下生产的电子元件的使用寿命2~(1600,80)X N ，从该工厂生产的一批电子元件中抽取9个，测得它们使用寿命的平均值为1540（小时），如果使用寿命的标准差σ不变，能否认为该工厂生产的这批电子元件使用寿命显著降低？（附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(8) 1.86,(8) 2.31u u t t α===== ）3．已知电子工厂生产的某种电子元件的平均寿命为3000（h ）,采用新技术试制一批这种电子元件，抽样检查16个，测得这批电子元件的使用寿命的样本均值x =3100（h ），样本标准差 s =170（h ），设电子元件的使用寿命服从正态分布，问：试制的这批电子元件的使用寿命是否有显著提高？（附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(15) 1.753,(15) 2.13u u t t α===== ）4．某车间用一台包装机包装葡萄糖，规定标准为每袋0.5kg ，设包装机实际生产的每袋重量服从正态分布，且长期经验知标准差σ=0.015不变，某天开工后，为了检查包装机是否正常，随机抽取了9袋，测得它们样本均值为x =0.509 kg ，能否认为这天的包装机的工作正常？（附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(8) 1.86,(8) 2.31u u t t α===== ）5． 某车间用一台包装机包装葡萄糖，规定标准为每袋0.5kg ，包装机实际生产的每袋重量服从正态分布，某天开工后，为了检查包装机是否正常，随机抽取了9袋，测得它们样本均值为x =0.509 kg ，样本标准差s = 0.015 kg ，能否认为这天的包装机工作正常？ （附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(8) 1.86,(8) 2.31u u t t α===== ）6．某装置的平均工作温度据制冷厂商称不高于190℃，今从一个有16台装置构成的随机样本测得平均工作温度的平均值和标准差分别为195℃和8℃，根据这些数据能否说明装置的平均的工作温度比制造厂商所说的要高？（附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(15) 1.753,(15) 2.13u u t t α===== ）7.已知某铁厂铁水含碳量服从正态分布N （4.55，0.1082），现测定了9炉铁水，其平均含碳量为4.484，如果方差没有变化，可否认为现在生产之铁水平均含碳量仍为4.55？ (附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(8) 1.86,(8) 2.31u u t t α===== ）8.有一批枪弹出厂时，其初速度200~(,)v N μσ，其中0μ=950米/秒，经较长储存，取9发进行测试，测得其样本均值x =928，据经验0σ=10可认为保持不变，问能否认为这批枪弹的初速度v 显著降低？(附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(8) 1.86,(8) 2.31u u t t α===== ）9. 有一批枪弹出厂时，其初速度200~(,)v N μσ，其中0μ=950米/秒，0σ=10，经较长储存，取9发进行测试，测得其样本均值x =928，样本标准差s=10，问能否认为这批枪弹的初速度v 显著降低？(附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(8) 1.86,(8) 2.31u u t t α===== ）10.设在一批木材中抽取100根，测其小头直径的样本均值x =11.2cm ，已知标准差0σ=2.6 cm ，问能否认为这批木材小头的平均直径在12 cm 以上？(附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(99) 1.66,(15) 1.99u u t t α===== )11. 设在一批木材中抽取100根，测其小头直径的样本均值x =11.2cm ，样本标准差s=2.6 cm ，问能否认为这批木材小头的平均直径在12 cm 以上？(附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(99) 1.66,(99) 1.99u u t t α===== )12.已知某厂生产的维尼纶纤度服从正态分布，标准差σ=0.048，某日抽取5跟纤维，测得纤度为1.32，1.55，1.36，1.40，1.44，问这天的维尼纶的均方差σ是否有显著变化？ (附：检验水平0.050.0250.950.97522220.05,(4)9.49,(4)11.1,(4)0.711,(4)0.484α=χ=χ=χ=χ=)13.某厂生产的保险丝规定保险丝熔化时间的方差不能超过400，今从一批产品中抽取25个，测得其熔化的样本方差s 2=388.58，若该熔化时间服从正态分布，问这批产品是否合格？(附： 0.050.0250.950.97522220.05,(24)36.4,(24)39.4,(24)13.8,(24)12.4α=χ=χ=χ=χ= )14.为检测两架光测高温计所确定的温度读数之间有无显著差异，设计一个试验：用两架仪器同时对一组10只热炽灯丝做观测，测得它们的样本均值与样本方差分别为x =1169，y =1178，2x s =51975.21，2y s =50517.33，试确定两架温度计所测温度有无显著变化？ (附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(18) 1.734,(18) 2.10u u t t α=====)15.甲、乙两台机床生产同一型号的滚珠，现从两台机床生产的产品中抽出8个和9个测得其样本均值和样本方差分别为 x =15.01，2x s =0.09554，y =14.99，2y s =0.0611，能否认为乙机床加工精度比甲机床高？(附：检验水平0.050.050.05,(7,8) 3.5,(8,9) 3.23F F α=== )16.某种物品在处理前与处理后分别抽取7个和8个样品，测得其样本均值和样本方差分别为x =0.24，2x s =0.0091，y =0.13，2y s =0.0039，能否认为处理后含脂量显著降低？(附：检验水平0.050.0250.050.0250.05, 1.645, 1.96,(13) 1.771,(13) 2.16u u t t α===== )17.已知学生的学习成绩服从正态分布，从某班的高等数学测试成绩表中抽取5人，数据如下： 60，65，70，75，80，能否认为该班的高等数学测试的平均成绩为75分。
高等数学B(2)第八章-多元函数-练习题
高等数学B （2）第八章-多元函数-练习题一、选择题50.点)1,1,1(关于xy 平面的对称点是 ( ) .A. )1,1,1(-B. )1,1,1(--C. )1,1,1(-D. )1,1,1(--- 51．函数1ln(1)z x y =--的定义域是 （ ）．A. {(,)|0}x y x y +>B. {(,)|0}x y x y +≠C. {(,)|1}x y x y +<D. {(,)|1,0}x y x y x y +<+≠52. 设函数22(,)=f x y x y xy -+，则(,)=f tx ty ( ).A. (,)tf x yB.2(,)t f x yC. 3(,)t f x yD. 以上都不对 53. 设(,)x yf x y xy+=，则(,)f x y x y +-= （ ). A. 222x y x - B. 222x x y - C. 22x x y - D. 222yx y -54．函数(,)f x y =(0,0)的两个偏导数(0,0)x f '和(0,0)y f ' （ ） . A ．都等于0 B ．分别等于0和1C ．分别等于1和0D ．不存在55．设函数),(y x f z =，则00(,)x f x y '＝ （ ）. A ．x y x f y y x x f x ∆-∆+∆+→∆),(),(lim00000B ．x y x f y x x f x ∆-∆+→∆),(),(lim 00000C ．x y x f y x x f x ∆-∆+→∆),(),(lim0000D ．xy x f y x x f x ∆-∆+→∆),(),(lim 0056．设函数(,)f x y xy =，则下列结论正确的是 （ ）． A. 点(0,0)不是驻点 B. 点(0,0)极小值点 C. 点(0,0)极大值点D. 点(0,0)是驻点但非极值点57. 点00(,)x y 使0000(,)0,(,)0x y f x y f x y ''==成立，则 （ ）.A. 00(,)x y 是(,)f x y 的极值点B.00(,)x y 是(,)f x y 的最小值点C. 00(,)x y 是(,)f x y 的最大值点D. 00(,)x y 是(,)f x y 的驻点 58. 若22(,)f x y x y x y +-=-，则(,)(,)x y x y x y∂∂+=∂∂ （ ）. A. 22x y - B. x y + C. 22x y + D. x y -59.二元函数(,)f x y 在点00(,)x y 处两个偏导数存在是在该点连续的 （ ）.A ．既非充分又非必要条件B .充分条件C ．必要条件D .充分必要条件。
高数第八章测试题及答案
高数第八章测试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 下列函数中，哪一个是奇函数？A. f(x) = x^2B. f(x) = x^3C. f(x) = sin(x)D. f(x) = cos(x)答案：C2. 函数f(x) = x^2 + 3x + 2的导数是？A. 2x + 3B. 2x^2 + 3C. 2x + 6D. x^2 + 3x答案：A3. 曲线y = x^3 - 6x + 8在点(2, -2)处的切线斜率是？A. 0B. 2C. -2D. 4答案：D4. 以下哪个选项是函数y = e^x的原函数？A. x * e^xB. e^xC. ln(x)D. x^2答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 设函数f(x) = x^2 - 4x + 5，求f(2)的值。
答案：12. 求不定积分∫(3x^2 - 2x + 1)dx。
答案：x^3 - x^2 + x + C3. 计算定积分∫[0, 2] (2x - 1)dx。
答案：34. 求极限lim (x→0) [sin(x)/x]。
答案：1三、解答题（每题10分，共60分）1. 求函数f(x) = ln(x)的导数。
答案：f'(x) = 1/x2. 求曲线y = x^2 - 4x + 5与直线y = 2x - 3的交点坐标。
答案：(1, -2) 和 (5, 7)3. 计算定积分∫[1, 4] (x^2 - 3x + 2)dx。
答案：(4/3)x^3 - (3/2)x^2 + 2x | [1, 4] = 40/3 - 9/2 + 8 = 25/64. 求函数f(x) = x^3 - 6x^2 + 11x - 6的极值点。
答案：极值点为x = 1和x = 5。
5. 求函数f(x) = e^x - x^2的原函数。
答案：F(x) = e^x - (1/3)x^3 + C6. 证明函数f(x) = x^3 + 2x + 1在(-∞, +∞)上是增函数。
高等数学第八章习题详细答案
习 题 8-11．设有一个面薄板（不计其厚度），占有xOy 面上的闭区域D ，薄板上分布有面密度为(,)x y μμ=的电荷，且(,)x y μ在D 上连续，试用二重积分表达该板上的全部电荷Q ．解 用一组曲线将D 分成n 个小闭区域i σ∆，其面积也记为(1,2,,)i i n σ∆= .任取一点(,)i i i ξησ∈∆,则i σ∆上分布的电量(,)i i i Q μξησ∆≈∆.通过求和、取极限，便得到该板上的全部电荷为1lim (,)(,)d ,ni i i i DQ x y λμξησμσ→==∆=∑⎰⎰其中1max{i i nλσ≤≤=∆的直径}．2. 设11D I σ=其中1{(,)|1,0,0}D x y x y x y =+≤≥≥；又22D I σ=其中222{(,)1,0,0}D x y x y x y =+≤≥≥．试利用二重积分的几何意义说明1I 与2I 之间的关系．解 由二重积分的几何意义知，1I 表示底为1D 、顶为曲面z =1Ω的体积；2I 表示底为2D 、顶为曲面z =2Ω的体积．由于当0,1x y ≤≤时，12()()S D S D <且12D D ⊂，位于1D 上方的曲面z 始终不低于曲面z =12I I <．3. 利用二重积分定义证明： (1) d ()DD σσσ=⎰⎰其中为的面积；(2) (,)d (,)d ()DDkf x y k f x y k σσ=⎰⎰⎰⎰其中为常数；(3)12(,)d (,)d (,)d ,DD D f x y f x y f x y σσσ=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰其中12D D D= ，1D 、2D 为两个无公共内点的闭区域.证 (1) 由于被积函数(,)1f x y ≡，故由二重积分定义得11d lim (,)lim lim .nniiii i i Df λλλσξησσσσ→→→===∆=∆==∑∑⎰⎰(2) 011(,)d lim (,)lim (,)(,)d .nni i i i i i i i DDkf x y kf k f k f x y λλσξησξησσ→→===∆=∆=∑∑⎰⎰⎰⎰(3) 因为函数(,)f x y 在闭区域D 上可积，故不论把D 怎样分割，积分和的极限总是不变的，因此在分割D 时，可以使1D 和2D 的公共边界永远是一条分割线。
（完整版）高等数学（同济版）多元函数微分学练习题册.doc
（完整版）高等数学（同济版）多元函数微分学练习题册.doc第八章多元函数微分法及其应用第一作一、填空：1. 函数 z ln(1 2 )y x23x y 的定义域为x12. 函数 f (x, y, z) arccosz的定义域为y 2x 23. 设 f ( x, y) x 2 y 2 , (x) cos x, ( x) sin x, 则f [ (x), (x)].sin xy .4. lim xx 0二、（）： 1. 函数1的所有断点是 :sin x sin y(A) x=y=2n π（ n=1,2,3,?）；(B) x=y=n π (n=1,2,3, ?) ； (C) x=y=m π (m=0, ±1，± 2，? )；(D) x=n π ,y=m π (n=0, ± 1，± 2，?，m=0,± 1,± 2,? )。
答：（）sin 2( x 2 y 2 , x 2y 22. 函数 f (x, y)x 2 y 2在点（ 0， 0）：2 ,x 2 y 2（ A ）无定；（B ）无极限；（ C ）有极限但不；（ D ）。
答：（）三、求 lim2xy 4 .x 0 xyya四、明极限 limx 2 y 22 不存在。
2 2xx y ( x y)y 0第二节作业一、填空题：1 sin( x2 y), xy 01. 设 f ( x, y)xy ,则 f x (0,1) .x 2 ,xy2. 设 f (x, y)x ( y 1) arcsinx, 则 f x ( x,1).y二、选择题（单选）：设 z 2x y 2 , 则 z y 等于 :( A) y 2 x y 2 ln 4; (B) (x y 2 ) 2 y ln 4; (C ) 2 y( x y 2 ) e x y 2 ;(D ) 2 y 4 x y 2 .答：（）三、试解下列各题：1. 设 z ln tan x , 求 z, z .2. 设 z arctan y, 求2z .y x yxx y四、验证 rx 2 y 2 z 2 满足2r2r2r 2 .x 2 y 2 z 2r第三节作业一、填空题：1. 函数 zy 当x 2, y时的全增量z全微分值x 1, x 0.1, y0.2dz.y2. 设z e x , 则dz.二、选择题（单选）：1. 函数 z=f(x,y) 在点 P 0（ x 0,y 0）两偏导数存在是函数在该点全微分存在的：（ A ）充分条件；（ B ）充要条件；（ C ）必要条件；（ D ）无关条件。
高等数学第8章答案
高等数学院系_______学号________班级_______姓名__________得分______题 号 选择题 填空题 计算题 证明题 其它题型总 分题 分 20 20 20 20 20 核分人 得 分 复查人一、选择题（共 20 小题，20 分）1、C2、(B)3、C4、A5、答：C 10分6、B7、(A)8、(C)9、(C) 10、C 11、B 12、(C) 13、C 14、D 15、(A) 16、C17、答：(B) 18、C 19、A 20、(D)二、填空题（共 20 小题，20 分）1、f z x y z x y(,ln ,)(ln )= 10分2、[]1222z xyyz x dx xz y dy --+-()() 10分 3、04、x y +≥110分5、2210x y z +++=6、（2，1）7、-48、答：-ln 2 10分 9、答：arctan14=π。
10分10、-16xy （10分） 11、1312、122y yx -13、[]sinh()sin()(d d )xy xy y x x y -+ （10分）14、15215、x x 242-（10分）16、π4（10分）17、3018、答：e e2。
10分 19、答：y 轴上的所有点。
10分20、2（10分）三、计算题（共 20 小题，20 分）1、z x x (,)arctan 02=d d (,)x z x x x0214=+ （8分）∂∂z xx y ===101（10分）2、ln ln u yz x =（4分）d d ln d ln d u u yzxx z x y y x z =++ （8分） []d d ln (d d )u x yz x x x z y y z yz =++-1（10分）3、由z f u =()可得，∂∂∂∂∂∂∂∂z x f u ux z y f u uy='='()() (3分)在方程u u p t t yx=+⎰ϕ()()d 两边分别对x , y 求偏导数，得∂∂ϕ∂∂∂∂ϕ∂∂u x u uxp x u y u uyp y =+=-''()()()() 所以∂∂ϕ∂∂ϕu x p x x u y p y x =-=--()()()()''11 (8分)p y z x p x z y()()∂∂∂∂+=0(10分)4、{}n =±-=±=±=35435212452,,,cos ,cos ,cos αβγ(4分)∂∂∂∂ux x y u yx(,,)(,,)(,,)(,,)()0110110110112870=-+==-=∂∂u z(,,)0111=所以⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+⨯+⨯±=∂∂25412102537n u =±1752 (10分) 5、由⎪⎩⎪⎨⎧=+-==-+=03306332x y z y x z yx ，得D 内驻点（1，1）且 z (,)1112=- 3分在边界x =0上，()z y y 1232302=-+≤≤'=-≤==-z y z z 111300323,(),() 在边界x =2上，z y y y 22326102=-+-≤≤()'=-+≥=-=z y z z 2223600125,(),()在边界y =0上，()z x x x 336302=-+≤≤'=-=z x 32360 得驻点x =2()z z z 33303212342(),(),==-=-在边界y =2上，)20(334≤≤-=x x z'=≥=-=z x z z 4244300325,(),()8分比较后可知，函数z 在点(,)02处取最小值z (,)023=- 在点(,)22处取最大值z (,)225=。
高等数学练习册第八章习题参考答案(1)
解 令x a cos t, y a sin t,
I
2 0
1 a2
[a 2
(cos
t
sin
t
)(
sin
t
)
(cos
t
sin
t
)
cos
t
]dt
2
0 dt 2 .
p55. 2.计算 ( x2 2xy)dx ( y2 2xy)dy,其中 L
L为抛物线y x2上从点(1,1)到点(1,1)的一段弧.
C
(2)曲线弧C的重心坐标为
xG
1 x( x, y)ds
MC
,yG
1 y( x, y)ds .
MC
p51.2.设光滑曲线L关于x轴对称, L1是L在x轴上方的部分, (1)若f ( x, y)在L上连续,且关于y为奇函数,则Biblioteka f ( x, y)ds 0 ; L
(2)若f ( x, y)在L上连续,且关于y为偶函数,
(1)当p点从点A(a , 0)经位于第一象限的弧段到 B(0,b)时, F所作的功;
(2)当p点经过全椭圆时,F所作的功.
p56. 解 F | F | F 0 x2 y2 ( x , y ) x2 y2 x2 y2
( x, y),
(1) W F d s ( x)dx ( y)dy
0
22
a2
2
| cos
t
| dt
2a 2
2 cos udu 2a2 .
20
2
0
p52. 3.计算 | xy | ds,其中L :圆周x2 y2 a2. L
解法1
I 4
2
a3
sin t
高等数学第八章练习题及答案
第八章 空间解析几何与向量代数自测题A一、填空1. 已知空间三点(1,2,0)A 、(1,3,2)B -、(2,3,1)C ，则cos BAC ∠=AB 在AC上的投影为；三角形的面积ABC S ∆=2；同时垂直于向量AB 与AC的单位向量为1,4,3)±--. 2. xOy 面上的曲线2y x =绕y 轴旋转一周所得旋转曲面方程为22y x z =+.3. 在平面解析几何中2y x =表示抛物线_图形，在空间解析几何中表示_抛物柱面_图形.4. 球面0242222=++-++z y x z y x 的球心坐标为(1,2,1)--.5. 曲线22291x y z x z ⎧++=⎨+=⎩在xOy 面上的投影为22228x x y z ⎧-+=⎨=⎩.6.曲面z =被曲面2220x y x +-=所截下的部分在xOy 面上的投影为22200x x y z ⎧-+≤⎨=⎩.7. 过点A (3,0,1)-且与平面375120x y z -+-=平行的平面方程为37540x y z -+-=.8. 点A (3,0,1)-到平面2230x y z -+-=的距离为23. 9. 直线531123-=++=-z k y k x 与直线22531-+=+=-k z y x 相互垂直，则k =34. 二、解答题1. 求过点)2,1,4(1M ，)1,5,3(2--M ，且垂直于07326=++-z y x 的平面. 解：由已知可知，已知平面的法向量为0(6,2,3)n =-，取所求平面的法向量为120743(6,3,10)623ij kn M M n =⨯=--=--，所以所求平面方程为 6(4)3(1)10(2)0x y z -+---=，即631070x y z +--=.2. 求通过直线13213x y z +-==-与点A (3,0,1)的平面方程. 解：由已知可知，直线过点(0,1,3)P -，方向向量为(2,1,3)s =-，取所求平面的法向量 312(1,13,5)213ij kn PA s =⨯=-=---，所以所求平面方程为3135(1)0x y z ----=，即 13520x y z --+=.3. 求直线2432-=-=-z y x 与平面062=-++z y x 的交点及夹角余弦. 解：直线的参数是方程为2,3,42x t y t z t =+=+=+，代入平面方程得1t =-，所以交点坐标为(1,2,2)，5sin |cos(,)|,cos 66s ns n s n ϕϕ⋅====. 4. 求过点A (3,0,1)且与直线13213x y z +-==-垂直相交的直线方程. 解：设垂足坐标为000(,,)P x y z ，则由已知条件得00013213x y z +-==-， 0002(3)3(1)0AP s x y z ⋅=--+-=，解得11339(,,)71414P --，取所求直线方向向量为AP ，所以所求直线的方程为3122132571414x y z --==--，即31441325x y z --==--. B1. 求点A (3,0,1)到直线13213x y z +-==-的距离； 解：由已知可知，直线过点(0,1,3)P -，方向向量为(2,1,3)s =-，所以19514AP s d s ⨯==. 2. 判定直线113:213x y z l +-==-与直线2152:342x y z l -++==-是否相交，如果相交，求出交点，如果异面，求出两条异面直线间的距离；解：由已知可知，直线1l 过点1(0,1,3)P -，方向向量为1(2,1,3)s =-，直线2l 过点1(1,5,2)P--，方向向量为2(3,4,2)s =-，因为1212145[ ]2131170342PP s s --=-=-≠-，所以两直线异面，距离 121212[ ]117390PP s s d s s ==⨯；3. 求点(1,1,3)A 关于平面0x y z ++=对称的点.解：过点(1,1,3)A 且与平面垂直的直线方程为点113x y z -=-=-，所以垂足为224(,,)333P --，设对称点为(,,)M x y z ，则2AM AP =，即555(1,1,3)2(,,)333x y z ---=---，所以771(,,)333M ---.4. 求直线2432-=-=-z y x 在平面062=-++z y x 上的投影直线及直线关于平面对称的直线方程；解：由已知可知，直线0l 的参数式方程为2,3,42x t y t z t =+=+=+，代入平面方程可得1t =-，所以交点为1(1,2,2)P ，过点(2,3,4)P 且与已知平面垂直的直线2l 方程为22,3,4x t y t z t =+=+=+，垂足为211319(,,)366P ，所以已知直线0l 在平面上的投影直线为122217366x y z ---==-，即12247x z y --=-=-， 设点(2,3,4)P 关于已知平面的对称点为3P ，则322PP PP =，解得3447(,,)333P -，所以已知直线关于平面对称的直线方程为122721333x y z ---==--，即12272x y z --==---. 5. 求直线1321x y z +==--绕z 轴旋转一周所得旋转曲面方程.解：设所求曲面上任一点(,,)P x y z 是由直线上的点1111(,,)P x y z 绕z 轴旋转得来，则22221111111,,321x y x y x y z z z ++=+===--，消去111,,x y z 得22252840x y z z +-+=.。
高等数学同济第七版同步练习题第八章1-4节留空版
8-1 向量及其线性运算 8-2数量积 向量积一、填空1. 平行于向量(6,7,6)a 的单位向量为.2. 已知,a b 均为单位向量，且1,2a b则以向量,a b 为邻边的平行四边形的面积为. 2 3. 若,a b =a b 则向量a 与b 的夹角为. π4 4. 设3,5,a b 若a b +k 与a b k 垂直，则常数k . 355. 设向量x 与向量(2,1,2)a 平行，且18,a x 则x . (4,2,4)6. 设(4,2,4),(6,3,2),a b 则Pr b a j =. 107二、设长方体的各棱与坐标轴平行，已知长方体的两个顶点坐标分别为(1,1,2)(3,4,5)，，试写出余下六个顶点的坐标.三、一向量的终点为(2,1,7)，B 在,,x y z 轴上的投影依次为4,4,7, 求此向量的始点坐标，方向余弦和方向角.四、设358,247,54,a i j k b i j k c i j k 求向量43l a b c 在x 轴上的投影以及在y 轴上的分向量.五、设32,2,a i j k b i j k 求：（1）;a b （2）Pr b a j ;（3）cos(,).a b六、设,,a b c 为单位向量，且满足0a b c ,++=求++a b b c c a.七、已知(1,1,2),(5,6,2),(1,3,1)，A B C 求同时与,AB AC垂直的单位向量.八、在Oxy 面上，求垂直于(5,3,4)a ，并与a 等长的向量.b的面积.九、已知空间三点(1,1,1),(2,3,4),(3,4,5),A B C求ABC十、用向量法证明：（1）直径所对的圆周角是直角；（2）三角形的三条高交于一点.8-3平面及其方程 8-4空间直线及其方程一、填空1. 过点12(4,1,2),(3,5,1)M M 的直线方程为.412743x y z 2. 设两直线11112x y z 和11x y z 相交，则 .543. 直线320,6320x y z x y z 与z 轴的夹角为.arccos(61二、已知平面0,Ax By Cz D 求下列情况下的系数应满足什么条件：（1）过原点;（2）平行于z 轴;（3）包含x 轴;（4）平行于xOy 平面.三、求满足下列条件的平面方程：（1）过点(3,0,1) 且与平面375120x y z 平行.（2）过点(1,1,1)和点(0,1,1) 且与平面0x y z 相垂直.（3）过点(1,1,1),(2,2,2),(1,1,2).（4）平行于xOz 面且经过点(2,5,3).（5）平行于x 轴且经过两点(4,0,2),(5,1,7).（6）平面22210x y z 与平面72450x z 之间的二面角的平分面.四、求满足下列条件的直线方程：（1）过点(2,1,3) 且平行于直线21215x y z .（2）过点(0,2,4)且同时平行于平面21x z 和3 2.y z（3）过点(0,1,2)且与直线11112x y z 垂直相交.五、写出直线2530,320x z x y z的对称式方程及参量方程.六、确定下列各组中的直线和平面间的位置关系： （1）223314x y z 和3;x y z（2）3210,21030x y z x y z和4220.x y z七、（1）设0M 是直线L 外的一点，M 是直线上的任意一点，且直线L 的方向向量为,s 证明：点0M 到直线L 的距离为0.ss M M d（2）由此计算：点0(3,4,4)M 到直线452221x y z 的距离.八、求下列投影直线的方程：（1）直线240,3290x y z x y z在xOy 面上的投影直线； （2）直线4310,520x y z x y z在平面2530x y z 上的投影直线.。
高等数学第八章习题
向量代数自测题一．选择题1．点)1,3,2(-M 关于坐标原点的对称点是 （ ）(A))1,3,2(--； (B))1,3,2(---； (C))1,3,2(--； (D))1,3,2(--。
2．设b a 、为非零向量，且b a ⊥，则必有 （ ）(A)||||||b a b a +=+； (B)||||||b a b a-=-； (C)||||b a b a -=+； (D)b a b a -=+。
3．在yoz 平面内与)1,5,0()2,2,4()2,1,3(C B A 、、--等距离的点为 （ ）(A))2,1,0(-； (B))2,1,0(-； (C))2,1,0(； (D))2,1,0(--。
4．已知c b a 、、均为单位向量，并且满足关系式0 =++c b a ，则=⋅+⋅+⋅a c c b b a （ ） (A)23-； (B)1； (C)1-； (D)23。
5．设b a 、为非零向量，并且)57()3(b a b a -⊥+，)27()4(b a b a -⊥-，则a 与b 的夹角为 （ ） (A)6π； (B)3π； (C)2π； (D)32π。
二．填空题1．向量{}4,34-=，a 在向量{}1,2,2=b 上的投影为 。
2．已知向量a 的终点坐标是)0,1,2(-，模14||=a ，其方向与向量 kj i m 632++-=的方向一致，则向量a 的起点坐标是 。
3．已知24,19,13=+==b a b a ，则=-b a 。
4．已知)5,0,0()1,1,1()3,2,1(C B A 、、-，则三角形ABC 中角B = 。
5．设b a ,均为非零向量，则=--+→xb x a b x a x ||||lim 0 。
三．计算题1．已知,12,2,10=⋅==b a b a 求b a ⨯。
2．设6)(,3,4,π===∧b a b a ，求以b a 2+和b a 3-为边的平行四边形的面积。
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第八章 多元函数微分法及其应用练习题1、求二元函数222)3arcsin(),(yx y x y x f ---=的定义域。
2、已知函数,),(2222y x y x y x y x f +-=-+ 求),(y x f 。
3、若点),(y x 沿着无数多条平面曲线趋向于点),(00y x 时, 函数),(y x f 都趋向于A , 能否断定?),(lim ),(),(00A y x f y x y x =→4、证明 2200limyx xyy x +→→ 不存在。
5、证明 26300limyx y x y x +→→不存在。
6、讨论二元函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠++=)0,0(),(,0)0,0(),(,),(2233y x y x y x y x y x f 在)0,0(处的连续性。
7、讨论函数⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=0,00,),(2222422y x y x y x xy y x f 的连续性。
8、求223y xy x z ++=在点(1, 2)处的偏导数。
9、设),1,0(≠>=x x x z y 求证z yzx x z y x 2ln 1=∂∂+∂∂。
10、求三元函数)sin(2ze y x u -+=的偏导数。
11、求222z y x r ++=的偏导数。
12、函数 ⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=)0,0(),(,0)0,0(),(,),(22y x y x y x xyy x f 的偏导数)0,0(),0,0(y x f f 存在，但),(y x f 在)0,0(点不连续。
13、设y x xy y x x z +--+=223334, 求.,,,,33222222x zy z y x z x y z x z ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂14、设 ,cos by e u ax = 求二阶偏导数。
15、求)ln(y x x z +=的二阶偏导数。
16、验证函数 22ln ),(y x y x u +=满足方程02222=∂∂+∂∂yux u 。
17、证明函数r u 1=满足拉普拉斯方程0222222=∂∂+∂∂+∂∂zu y u x u ,其中 222z y x r ++=。
18、设 ()()⎪⎩⎪⎨⎧=≠+-=0,0),(,00,0),(,),(2222y x y x y x y x xy y x f , 试求 ()0,0xy f 及().0,0xy f 19、求函数62354y x xy z +=的全微分。
20、计算函数xye z =在点(2, 1)处的全微分。
21、求函数 yz e yx u ++=2sin的全微分。
22、求函数zy x u =的偏导数和全微分。
23、讨论函数⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=0,00,2222242y x y x y x yx z 在点(0, 0)处函数的全微分是否存在?24、设,sin t uv z +=而,cos ,t v e u t == 求导数.dt dz25、设,sin v e z u =而,,y x v xy u +== 求x z∂∂和.y z ∂∂26、求yx y x z 2422)3(++=的偏导数。
27、设222),,(z y xe z y xf u ++==, 2x z =y sin 。
求xu∂∂和.y u ∂∂ 28、设ϕϕ),(22xy xy z +=为可微的函数, 求证 .02322=+∂∂-∂∂y y z xy x z x 29、设),(22y x e f z xy-=, 其中),(ηξf 有连续的二阶偏导数, 求.,22yzy z ∂∂∂∂30、设),,(xyz z y x f w ++= 其中函数f 有二阶连续偏导数，求xw∂∂和z x w ∂∂∂2。
31、利用一阶全微分形式的不变性求函数 222z y x xu ++= 的偏导数。
32、求函数 xyyx z -+=1arctan的全微分。
33、已知,02=+--z xy e z e 求xz ∂∂和y z ∂∂。
34、设),(xyz xy x f w ++= 求.,,zw y w x w ∂∂∂∂∂∂ 35、设),sin (sin sin x y F x u -+=其中F 是可微函数, 证明.cos cos cos cos y x x yu y x u ⋅=∂∂+∂∂ 36、设,),,,(yxe u y x u f z == f 具有二阶连续偏导数, 求.2yx z ∂∂∂ 37、求由方程0=+-y x e e xy 所确定的隐函数y 的导数.,0=x dxdy dx dy38、求由方程a a xyz z (333=-是常数）所确定的隐函数),(y x f z =的偏导数xz∂∂和.y z ∂∂ 39、设,04222=-++z z y x 求 .22x z∂∂ 40、设),,(xyz z y x f z ++= 求.,,zy y x x z ∂∂∂∂∂∂ 41、设,0),,(=---x z z y y x F 其中F 具有连续偏导数，且,032≠'-'F F 求证.1=∂∂+∂∂yz x z 42、设方程 ze z y x =++确定了隐函数),,(y x z z =，求,22xz∂∂,2y x z ∂∂∂ .22y z∂∂ 43、设,),,(xyz z y x f u ==而z 是由方程03333=-++xyz z y x 所确定的y x ,的函数，求.xu∂∂ 44、设 ),(,sin ),,,(y x z z x y z y x f u ===由方程 0),,(2=z e x y ϕ确定，其中ϕ,f 具有一阶连续的偏导数，且,0≠∂∂z ϕ 求 .dxdu45、设 ⎩⎨⎧=+-+-=--+,01,0222xy v u y x v u 求.,u yu x ∂∂∂∂ 46、设⎩⎨⎧=+=-,1,0xv yu yv xu 求,x u ∂∂x v y u ∂∂∂∂,,.y v ∂∂ 47、设,sin ,0),,(),,,(2x y z e x z y x f u y===ψ其中,f ψ具有连续的偏导数且,03≠'ψ 求.dxdu48、设方程组⎪⎩⎪⎨⎧+=+-=22vu y vu x 确定反函数组⎩⎨⎧==),,(),,(y x v v y x u u 求.,,,y v y u x v x u ∂∂∂∂∂∂∂∂ 49、设,⎪⎭⎫⎝⎛=z y z x ϕ其中ϕ为可微函数, 求y z y x z x ∂∂+∂∂。
50、设,),,(223z y x z y x f =其中),(y x z z =为由方程03333=-++xyz z y x 所确定的隐函数, 试求).1,0,1(-'x f51、设),,(t x f y =而t 是由方程0),,(=t y x F 所确定的y x ,的函数, 试求.dxdy52、求曲线t tu e z t t y udu e x 301,cos sin 2,cos +=+==⎰在0=t 处的切线和法平面方程。
53、求曲线⎩⎨⎧=+=+10102222z y z x 在点)3,1,1(处的切线及法平面方程。
54、求曲线0,6222=++=++z y x z y x 在点)1,2,1(-处的切线及法平面方程。
55、求出曲线32,x z x y =-=上的点，使在该点的切线平行于已知平面.42=++z y x 56、求旋转抛物面122-+=y x z 在点)4,1,2(处的切平面及法线方程。
57、求曲面 32=+-xy e z z 在点)0,2,1(处的切平面及法线方程。
58、求曲面 2132222=++z y x 平行于平面064=++z y x 的各切平面方程。
59、求曲面03222=--++xy z y x 上同时垂直于平面0=z 与01=++y x 的切平面方程。
60、求曲线32,,t z t y t x ===在对应于1=t 的点处的切线方程及法平面方程。
61、若平面01633=+-+z y x λ与椭球面163222=++z y x 相切, 求.λ 62、求函数y xe z 2=在点)0,1(P 处沿从点)0,1(P 到点)1,2(-Q 的方向的方向导数。
63、求函数22),(y xy x y x f +-=在点)1,1(沿与x 轴方向夹角为α的方向射线l的方向导数。
并问在怎样的方向上此方向导数有 (1) 最大值; (2) 最小值; (3) 等于零?64、求函数)ln(22z y x u ++=在点A (1,0,1)处沿点A 指向点)2,2,3(-B 方向的方向导数。
65、求zx yz xy z y x f ++=),,(在点)2,1,1(沿方向l 的方向导数, 其中l 的方向角分别为60度, 45度, 60度。
66、 (1) 求.122y x grad+ (2) 设222),,(z y x z y x f ++=, 求)2,1,1(-gradf 。
67、求函数y x z y x u 2332222-+++=在点)2,1,1(处的梯度, 并问在哪些点处梯度为零? 68、求函数xyz z xy u -+=32在点)1,1,1(0P 处沿哪个方向的方向导数最大？最大值是多少。
69、函数22),(y x y x f z +==在)0,0(点处的偏导数是否存在?方向导数是否存在? 70、求函数xz yz xy u ++=在点)3,2,1(P 处沿P 点的向径方向的方向导数。
71、求函数x y x y x y x f 933),(2233-++-=的极值。
72、求函数)(2)(),(22222y x y x y x f --+=的极值。
73、求两直线⎩⎨⎧+==12x z x y 与⎩⎨⎧=+=x z x y 3之间的最短距离。
74、某厂要用铁板做成一个体积为32m 的有盖长方体水箱。
问当长、宽、高各取怎样的尺寸时, 才能使用料最省。
75、求函数xyz u =在附加条件a z y x /1/1/1/1=++ ()0,0,0,0>>>>a z y x 下的极值。
76、求表面积为2a 而体积为最大的长方体的体积。