数学分析(二)期末考试解答及评分标准
北邮18-19数分下试题解答
xdy − ydx xdy − ydx
=
C 4x2 + y2 C1 4x2 + y2
(8 分)
xdy − ydx
=
C1
2
5
= 2 1 d = .
02
(10 分)
七(10 分).计算曲面积分 I = ( xy + yz + zx) dS ，其中 S 为锥面 z = x2 + y2
S
被曲面 x2 + y2 = 2ax (a 0) 所截得的部分。
北京邮电大学 2018-2019 学年第二学期 《数学分析（下）》期末考试试题 答案及参考评分标准
考试注意事项：学生必须将答题内容做在答题纸上，做在试题纸上均无效
一. 填空题（本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分）
1. 填:-2
2.
填:
f
x
(
0,
0
)
=
2
.
3. 填: dz = F1dx + F2dy aF1 + bF2
S
S
= x x2 + y2 2dxdy
Dxy
(4 分) (6 分)
=
2
2 d
2a cos
r cos r rdr =
2
2 d
2acos r3 cos dr
(8 分)
− 2
0
− 2
0
= 64 2a4. 15
(10 分)
八(10 分) 设 u = u(x, y, z)具有二阶连续偏导数，且
−
1 2
+
(
z
+
1)
=
0
《数学分析下册》期末考试卷及参考答案
《数学分析下册》期末考试卷及参考答案一、填空题（第1题每空2分，第2，3，4，5题每题5分，共26分）1、已知uln某2y2，则uu，，y某du2、设L：某2y2a2，则某dyyd某L某=3cot，L：3、设（0t2），则曲线积分（某2+y2）d=y=3int.L4、改变累次积分dy（f某，y）d某的次序为2y33某y1，则(51)d某dy=5、设D：D得分阅卷人二、判断题（正确的打“O”;错误的打“某”；每题3分，共15分）p某0，y0）p某0，y0）1、若函数（在点（连续，则函数（点（必存在一f某，y）f某，y）阶偏导数。
()p某0，y0）p某0，y0）2、若函数（在点（可微，则函数（在点（连续。
f某，y）f某，y）()p某0，y0）3、若函数（在点（存在二阶偏导数f某y(某0,y0)和fy某(某0,y0)，则f某，y）必有f某y(某0,y0)fy某(0某,0y) L(B,A)()()4、L(A,B)f(某,y)d某f(某,y)d某。
5、若函数（在有界闭区域D上连续，则函数（在D上可积。
()f某，y）f某，y）第1页共5页得分阅卷人三、计算题（每小题9分，共45分）1、用格林公式计算曲线积分I(e某iny3y)d某(e某coy3)dy，AOAO为由A(a,0)到O(0,0)经过圆某2y2a某上半部分的路线。
其中2、计算三重积分------线--------------------------------------(某V2y2)d某dydz，其中是由抛物面z某2y2与平面z4围成的立体。
第2页共5页3、计算第一型曲面积分IdS，S其中S是球面某2y2z2R2上被平面za(0aR)所截下的顶部（za）。
4、计算第二型曲面积分22Iy(某z)dydz某dzd某(y某z)d某dy，S其中S是立方体V0,b0,b0,b的外表面。
第3页共5页5、设D(某,y)某2y2R曲顶柱体的体积。
得分阅卷人四、证明题(每小题7分，共14分)1、验证曲线积分第4页共5页2.求以圆域D为底，以曲面ze(某2y2)为顶的(某22yz)d某(2y2某)zdy2(z2，某)ydzL与路线无关，并求被积表达式的一个原函数u(某,y,z)。
西华师范大学数学分析大二期末试题(含答案)
西华师范大学数学分析（2）期末试题课程名称数学分析（Ⅱ）适用时间试卷类别1适用专业、年级、班应用、信息专业一、单项选择题（每小题3分，3×6＝18分）1、下列级数中条件收敛的是（）．A ．1(1)nn ∞=−∑B ．nn ∞=C ．21(1)nn n∞=−∑D ．11(1)nn n ∞=+∑2、若f 是(,)−∞+∞内以2π为周期的按段光滑的函数,则f 的傅里叶（Fourier ）级数在它的间断点x 处（）．A ．收敛于()f xB ．收敛于1((0)(0))2f x f x −++C ．发散D ．可能收敛也可能发散3、函数)(x f 在],[b a 上可积的必要条件是（）．A ．有界B ．连续C ．单调D ．存在原函数4、设()f x 的一个原函数为ln x ，则()f x ′=（）A ．1xB ．ln x xC ．21x −D ．xe5、已知反常积分20 (0)1dxk kx +∞>+∫收敛于1，则k =（）A ．2πB ．22πC ．2D ．24π6、231ln (ln )(ln )(1)(ln )n nx x x x −−+−+−+⋯⋯收敛，则（）A ．x e<B ．x e>C ．x 为任意实数D ．1e x e−<<二、填空题（每小题3分，3×6＝18分）1、已知幂级数1nn n a x∞=∑在2x =处条件收敛，则它的收敛半径为．2、若数项级数1n n u ∞=∑的第n 个部分和21n nS n =+，则其通项n u =，和S =．3、曲线1y x=与直线1x =，2x =及x 轴所围成的曲边梯形面积为．4、已知由定积分的换元积分法可得，10()()bxxaef e dx f x dx =∫∫，则a =，b =．5、数集(1)1, 2 , 3, 1nn n n ⎧⎫−=⎨⎬+⎩⎭⋯的聚点为．6、函数2()x f x e =的麦克劳林（Maclaurin ）展开式为．65三、计算题（每小题6分，6×5＝30分）1、(1)dxx x +∫．2、2ln x x dx ∫．3、 0(0)dx a >∫．4、 2 0cos limsin xx t dt x→∫．5、dx ∫．四、解答题（第1小题6分，第2、3小题各8分，共22分）1、讨论函数项级数21sin n nxn ∞=∑在区间(,)−∞+∞上的一致收敛性．2、求幂级数1nn x n ∞=∑的收敛域以及收敛区间内的和函数．3、设()f x x =,将f 在(,)ππ−上展为傅里叶（Fourier ）级数．五、证明题（每小题6分，6×2＝12分）1、已知级数1nn a∞=∑与1nn c∞=∑都收敛，且, 1, 2, 3 n n n a b c n ≤≤=⋯，证明：级数1nn b∞=∑也收敛．2、证明：22 00sin cos nn x dx x dx ππ=∫∫．66试题参考答案与评分标准课程名称数学分析(Ⅱ)适用时间试卷类别1适用专业、年级、班应用、信息专业一、单项选择题（每小题3分，3×6＝18分）⒈B⒉B⒊A⒋C⒌D⒍D二、填空题（每小题3分，3×6＝18分）⒈2⒉2, =2(1)n u S n n =+⒊ln 2⒋1, a b e ==⒌1±⒍201, (,)!nn x x n ∞=∈−∞+∞∑三、计算题（每小题6分，6×5＝30分）1.解111(1)1x x x x=−++∵1(1)dxx x ∴+∫（3分）11(1dxx x=−+∫ ln ln 1.x x C =−++（3分）2.解由分部积分公式得231ln ln 3x xdx xdx =∫∫3311ln ln 33x x x d x =−∫（3分）33111ln 33x x x dx x =−⋅∫3211ln 33x x x dx =−∫3311ln 39x x x C =−+（3分）3.解令sin , [0, ]2x a t t π=∈由定积分的换元积分公式，得0∫2220cos atdtπ=∫（3分）6768220(1cos 2)2a t dtπ=+∫221(sin 2)22a t t π=+2.4a π=（3分）4.解由洛必达(L ＇Hospital)法则得200cos limsin xx tdtx →∫20cos x x →=4分）lim cos x x→=1=（2分）5.解=（2分）20 sin cos x x dxπ=−∫4204(cos sin ) (sin cos )x x dx x x dx πππ=−+−∫∫（2分）244(sin cos )(sin cos )x x x x πππ=+−+2.=−（2分）四、解答题（第1小题6分，第2、3小题各8分，共22分）1.解(, ), x n ∀∈−∞∞∀+（正整数）22sin nx n n ≤（3分）而级数211n n ∞=∑收敛，故由M 判别法知，21sin n nxn ∞=∑在区间(,)−∞+∞上一致收敛．（3分）2.解幂级数1nn x n∞=∑的收敛半径111lim nn R n→∞==，收敛区间为(1,1)−．（2分）易知1nn x n ∞=∑在1x =−处收敛，而在1x =发散，故1nn x n∞=∑的收敛域为[1,1)−．（2分）01, (1, 1)1n n x x x ∞==∈−−∑（2分）逐项求积分可得0001, (1,1)1xx nn dt t dt x t ∞==∈−−∑∫∫．即101ln(1), (1,1).1n nn n x x x x n n+∞∞==−−==∈−+∑∑（2分）3.解函数f 及其周期延拓后的图形如下函数f 显然是按段光滑的，故由收敛性定理知它可以展开为Fourier 级数。
数学分析报告2期末考精彩试题库
数学分析2期末试题库 《数学分析II 》考试试题（1）一、叙述题：（每小题6分，共18分）1、 牛顿-莱不尼兹公式2、∑∞=1n na收敛的cauchy 收敛原理3、 全微分 二、计算题：（每小题8分，共32分）1、4202sin limx dt t x x ⎰→2、求由曲线2x y =和2y x =围成的图形的面积和该图形绕x 轴旋转而成的几何体的体积。
3、求∑∞=+1)1(n nn n x 的收敛半径和收敛域，并求和4、已知zy x u = ，求yx u∂∂∂2三、（每小题10分，共30分）1、写出判别正项级数敛散性常用的三种方法并判别级数2、讨论反常积分⎰+∞--01dx e x x p 的敛散性3、讨论函数列),(1)(22+∞-∞∈+=x n x x S n 的一致收敛性四、证明题（每小题10分，共20分）1、设)2,1(11,01 =->>+n n x x x n n n ，证明∑∞=1n n x 发散 2、证明函数⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=000),(222222y x y x y x xy y x f 在（0，0）点连续且可偏导，但它在该点不可微。
，一、叙述题：(每小题5分，共10分）1、 叙述反常积分a dx x f ba,)(⎰为奇点收敛的cauchy 收敛原理2、 二元函数),(y x f 在区域D 上的一致连续 二、计算题：（每小题8分，共40分） 1、)212111(lim nn n n +++++∞→ 2、求摆线]2,0[)cos 1()sin (π∈⎩⎨⎧-=-=t t a y t t a x 与x 轴围成的面积3、求⎰∞+∞-++dx x xcpv 211)(4、求幂级数∑∞=-12)1(n nn x 的收敛半径和收敛域 5、),(yxxy f u =， 求y x u ∂∂∂2三、讨论与验证题：（每小题10分，共30分）1、yx y x y x f +-=2),(，求),(lim lim ),,(lim lim 0000y x f y x f x y y x →→→→；),(lim )0,0(),(y x f y x →是否存在？为什么？2、讨论反常积分⎰∞+0arctan dx x xp的敛散性。
数学分析第二学期期末考试题及答案
数学分析第二学期考试题一、单项选择题（从给出的四个答案中，选出一个最恰当的答案填入括号内，每小题4分，共32分）1、 函数)(x f 在[a,b ]上可积的必要条件是（ b ） A 、连续 B 、有界 C 、无间断点 D 、有原函数2、函数)(x f 是奇函数，且在[-a,a ]上可积，则（ b ） A 、⎰⎰=-a aa dx x f dx x f 0)(2)( B 、0)(=⎰-aa dx x fC 、⎰⎰-=-aaadx x f dx x f 0)(2)( D 、)(2)(a f dx x f aa=⎰-3、 下列广义积分中，收敛的积分是（ a ） A 、⎰11dx xB 、 ⎰∞+11dx xC 、 ⎰+∞sin xdx D 、⎰-1131dx x 4、级数∑∞=1n na收敛是∑∞=1n na部分和有界且0lim =∞→n n a 的（ c ）A 、充分条件B 、必要条件C 、充分必要条件D 、无关条件 5、下列各积分中可以直接运用牛顿-莱布尼兹公式求值的是（ a ） A 、10arcsin xdx ⎰B 、11ln eedx x x ⎰ C 、1-⎰D 、10sin x dx x ⎰ 6、下面结论错误的是（ b ）A 、若)(x f 在],[b a 上可积，则)(x f 在],[b a 上必有界；B 、若)(x f 在),(b a 内连续，则 )(dx x f ba ⎰存在；C 、 若)(x f 在],[b a 上可积，则)(x f 在],[b a 上必可积；D 、 若)(x f 在],[b a 上单调有界，则)(x f 在],[b a 上必可积。
7、下列命题正确的是（ d ）A 、)(1x an n∑∞=在[a ，b ]绝对收敛必一致收敛B 、)(1x an n∑∞=在[a ，b ] 一致收敛必绝对收敛C 、 若0|)(|lim =∞→x a n n ，则)(1x an n∑∞=在[a ，b ]必绝对收敛D 、)(1x an n∑∞=在[a ，b ] 条件收敛必收敛8、∑∞=++-012121)1(n n nx n 的和函数为（ c ） A 、xe B 、x sin C 、)1ln(x + D 、x cos二、计算题：（每小题7分，共28分）9、⎰=914)(dx x f ，求⎰+22)12(dx x xf 。
数学分析(2)评分标准
09--10(1)数学分析（1）期末考试（A 卷）评分标准一、定积分部分（每小题6分，共36 分）： 1．计算122100(14)x x dx -⎰．解:1212102102201(14)(14)(14)8x x dx x d x -=---⎰⎰3分 121121(14)88x =--5分 188=．6分2．计算x x dx 206[]⎰,其中[]表示取整．解:623456222222012345[]2345x x dx x dx x dx x dx x dx x dx=++++⎰⎰⎰⎰⎰⎰5分 285=．6分3．设⎪⎩⎪⎨⎧<+≥=-.0,11,0,)(2x e x xe x f xx 计算⎰-=41)2(dx x f I ．解: 令2t x =-，1分则21()I f t dt -=⎰22021101()()1t t f t dt f t dt dt te dte ---=+=++⎰⎰⎰⎰4分d 202210(1)112t t t d e e dt e ----+=-++⎰⎰ 411ln(1)22e e -+=+-．6分4．求⎰⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→x u xu x due du e 022022lim ．解:()222222002202limlimx x u x u x x x x u e duee duee du→+∞→+∞=⎰⎰⎰求导3分222lim02x x x e xe→+∞==．6分注：知道利用罗必达法则但求导时有错给2分． 5．记V ()ξ是曲线y xx =+12在x ∈[,]0ξ的弧段绕x 轴旋转一周所围成的旋转体的体积，求常数a 使得满足V a V ()lim ()=→+∞12ξξ． 解: 由)1(2)1()(22022a a dx x x a V a+=+=⎰ππ，3分 可知2)(lim πξξ=+∞→V ，于是得到21122=+aa ，解得 1=a ．6分注：求出1a =±，不舍去1-不扣分；没求a 给4分．6．讨论下列函数在 [0,1] 的可积性f x ()1,,1,.x x -⎧=⎨⎩为有理数为无理数解: 因为对[0,1]的任意划分P ，总有 2=i ω，3分 所以21=∆∑=ni ii xω，可知)(x f 在[0,1]上不可积．6分注：仅知道振幅2=i ω给3分；运用积分定义讨论也相应给分．二、反常积分部分（每小题6分，共12分）： 1．计算⎰∞+∈0)(e 2R a dx x ax ．解: 当0≥a 时积分发散；2分当0<a 时，⎰∞+02edx x ax ⎰∞+=02)(e 212ax d a ax a21-=．6分注：知道用比较法给2分；计算过程不分情况讨论给3分；运用其它方法也相应给分． 2．判断反常积分⎰∞++131tan arc dx xx的敛散性． 解: 当+∞→x 时，31arctan x x +～32xπ，3分又3311122dx dx x x ππ+∞+∞=⎰⎰收敛，所以积分⎰∞++131tan arc dx x x 收敛．6分三、常数项级数部分（每小题6分，共18分）：1．求级数∑∞=⎪⎭⎫⎝⎛-13121n nn之和． 解: ∑=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n k k k n S 1312121121121-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅=n31131131-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅-n，4分所以21lim ==∞→n n S S ．6分注：利用等比级数求和写出公式但过程存在问题给3分2．讨论正项级数∑∞=122n n n 的敛散性．解: 设22n n n u =，则1分1limn n nu u +→∞121<=，5分 由D ’Alembert 判别法，∑∞=122n n n 收敛．6分注：利用比值判别法或者根植判别法时不带极限符号给4－5分．3．设)(x f 在]1,1[-上具有二阶连续导数，且0)(lim=→xx f x ．证明级数∑∞=⎪⎭⎫⎝⎛11n n f 绝对收敛． 证: 由0)(lim=→xx f x 可知0)0(=f ,0)0('=f , 2分 ()()()()()22001!2!2f f f f x f x x x ξξ'''''=++=，ξ介于0与x 之间，4分于是⎪⎭⎫⎝⎛n f 1～212)0("n f ⋅（∞→n ）， 所以级数∑∞=⎪⎭⎫⎝⎛11n n f 绝对收敛．6分注：知道泰勒展开但有错给3分．四、函数项级数部分（每小题8分，共16分）： 1．证明函数序列()nx n S x e -=()1,2,3,n =在区间)1,0(上不一致收敛性，但在),1(+∞上一致收敛．证: 固定x ∈)1,0(，()lim lim nxn n n S x e-→∞→∞=0)(=x S =()S x ，2分)()(sup ),()1,0(x S x S S S d n x n -=∈1= ─/→ 0（∞→n ）， 所以{}()n S x 在(0,1)上非一致收敛．4分固定x ∈)1,0(，()lim lim nxn n n S x e-→∞→∞=0)(=x S =()S x ，)()(sup ),(),1(x S x S S S d n x n -=+∞∈n e -=)(0∞→→n ，所以{}()n S x 在(1,)+∞上一致收敛．8分注：知道方法法但求极限时有错给2分；证明不一致收敛时也可以取点列{}n x ；运用其他方法相应给分． 2．证明函数级数∑∞=-02)1(n n x x 在区间[]0,1一致收敛性．证: 设n n x x x u 2)1()(-=，则在]1,0[上()211()2(1)(1)(1)21n n n n u x x x n x x x x x n x --'=--+-=--+-⎡⎤⎣⎦()1(1)2n x x n n x -=--+⎡⎤⎣⎦3分令()0.n u x '=解得唯一驻点2nx n =+，比较知 )2()(0+≤≤n n u x u n n 2)2(4+<n ，6分由于∑∞=+02)2(4n n 收敛，7分由Weierstrass 判别法，∑∞=-02)1(n n x x 在]1,0[上一致收敛．8分注：若转化成函数列的情况但有错酌情给分2－4分；运用其他方法相应给分．五、幂级数部分（每小题6分，共12分）：1．求幂级数∑∞=+0212n n n x 的和函数．解: 22222222321limlim 2321n n nn n n x n x n xn x x n ++→∞→∞++==++，由比值判别法知21x <时级数收敛，21x >时级数发散，级数收敛半径为1=R ，当1±=x 时，级数发散，所以收敛域为)1,1(-=D ．3分设∑∞=+=0212)(n nn x x S ，()xS x =∑∞=++01212n n n x ，利用逐项求导，得到 []221()1n n xS x x x ∞='==-∑， 所以20()1xdx xS x x =-⎰11ln 21xx+=-，0x ≠时．()S x =11ln 21xx x+-，0x =时，(0)1S =．6分注：不求收敛域最多给5分；知道逐项求导或者逐项积分但过程问题较大给2分；不考虑0x =的情况最多给5分．2．将()ln f x x =展开为()2x -的幂级数．解: ()()1ln 111n nn x x n +∞=+=-+∑()11x -<≤2分ln ln[2(2)]x x =+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=221ln 2ln x ()110(1)ln 2(2)12n n n n x n ∞++=-=+-+⋅∑．5分由211222042x x x --<≤⇒-<-≤⇒<≤．6分注：仅写出ln ln[2(2)]x x =+-给2分；知道展开公式但错误较大给2分；． 六、多元函数的极限（6分）： 1．讨论函数yx yx y x f +-=),(当),(y x 趋于)0,0(时的极限是否存在． 解： 当动点(),x y 沿直线y kx =趋近于()0,0时1分 001lim (,)limlim 1y kxy kxx x x x y x kx kf x y x y x kx k==→→→---===+++4分此极限随着k 的变化而变化5分所以当),(y x 趋于)0,0(时函数(,)f x y 极限不存在．6分。
东北林业大学 数学分析2考卷答案
所以
1 1 1 1 x x x x . 1 ( ) ( ) 2 ( ) 3 ....... ( ) n ....... x 2 2 x 2 2 2 2 2 1 2
=
1 x x2 x3 xn 2 3 4 ...... n 1 ....., x (2,2) 2 2 2 2 2
6、解： f x =--2sinx+e x - e x ，令 f ( x) 0 ，解得一个稳定点 0,
f (x) =2sinx+ e x - e x , f 0 =0,
f (x) 2sinx+ e x - e x f 0 =0,
f 4 x =2cosx+ e x - e x , f 4 x >0,
3、B 4、C
ln 2 0
5、 0, ,2 4 4
3
7
5、C
ln 2
0
xde x =- xe x
ln 2 e x d x 0
1 1 1 ln 2 1 = 1 ln 2 2 2 2
1 n 1 ，则有 n =S =2 2 2 n 1 2
1 x 2
x
令 x=
五、解：因为 f x = x 为偶函数，只能展成余弦级数， 即 bn =0,
a0 =
2
0
2 x2 x =3 x dx = 2 0
1 dx 2 x dx = 2 2 2、 解：原式=- 2 2 2 x x 1 x x 1
1 x2 1 1 1 2 2 = 2 dx 2 +C dx = ln 2 2 x x 1 2 x 1
学历自考模拟试卷-《数学分析II》期末考查试卷【附答案】
x
3xdx +
y x cos ydy （5 分）
M0M
0
0
＝ 3 x2 + x sin y （6 分）（说明：原函数可以直接观察得出！） 2
五、应用题（7 分）
一页长方形白纸，要求印刷面积占 Acm2 ,并使所留页边空白为：上部与下部宽度之和为： a + b = h cm,左部与右部宽度之和为： c + d = r cm (A,r,h 为已知数)，求页面的长(y)和宽(x)， 使它的面积最小.
（3 分）
L = (x − r)(y − h) − A = 0.
于是有
x = r , 1+
y = h , 1+
= − 1+
Ah r
（5
分）
根据问题的实际意义知，此时页面的面积是最小的.（7 分）
x = Ar + r, y = Ah + h. （6 分）
h
r
3
= ar cos , y
= br sin
（3
分），则
D
可表示为： 0
2 , 0 r
1（4
分），所以，
S =
2
d
1abrdr （5 分），所以 S = ab （7 分）.
0
0
4、计算第二型曲面积分： I
=
S
1 dxdy ，其中 S 是椭球面 x2
z
a2
+
y2 b2
+
z2 c2
= 1 的外侧
解：由题意，目标函数与约束条件分别为 S = xy 与 x r, y h, (x − r)(y − h) = A. （1 分）作 Lagrange 函数 L = xy + [(x − r)(y − h) − A], （2 分）则有
2009-2010云南民族大学期末考试数学分析答案
∑ 的级数 x n (1 − x) 的部分和函数序列为{ x − x n+1 } ,因此在[0,1]上处处收敛. n=1
…………2 分
∞
∑ (2) (−1)n x n (1 − x) 在[0,1]上不绝对一致收敛: 从(1)可见取绝对值 n=1
∞
后的级数 ∑ x n (1 − x) 的和函数为 S( x) = x, x ∈ [0,1), S(1) = 0 ,它在点 x = 1 的左 n=1
| f ( x) |≤ M , | g( x) |≤ M , M 为常数. 在[ xi−1 , xi ]上任取两点 x', x'' ,考虑
f ( x'')g( x'') − f ( x')g( x') = [ f ( x'') − f ( x')]g( x'') + [g( x'') − g( x')] f ( x')
=
− cos pb + cos pa
≤
2
…………2 分
a
p
p
现在把区间[a, b]分为小区间:
a = u0 < u1 < L < un = b , ∆ui = ui − ui−1 ,
M i , mi 分别为ψ ( x) 在[ui−1 , ui ] 的上、下确界，ωi = M i − mi ，有
∫ ∑ ∫ bψ (u)sin pudu = n ui ψ (u)sin pudu
Ωi ≤ ωiM + ωi'M
从而
∑ ∑ ∑ Ω i ∆xi ≤ M ωi ∆xi + M ωi '∆xi
数学分析(二)期末试题
《数学分析（二）》期末试题一、选择题（共20分） 1、dxx dxd b a⎰2sin =（ ） A 、22sin sinab - B 、22cos cos ab - C 、2sinxD 、02、下列积分中不是非正常积分的是( ) A 、 dx x⎰+∞+0211 B 、dxx⎰-1211 C 、dx x⎰-42211 D 、dxx ⎰-22)1(13、若任意的),(b a x ∈，有0)0(,0)(>''>'f x f 则)(x f 在),(b a 内是（ ） A 、单调增加的凸函数 B 、单调减少的凹函数 C 、单调减少的凸函数 D 、单调增加的凹函数4、cx dx x f x+='⎰2ln2)(ln 1且1)0(=f ，则=)(x f （ ）A 、122+xB 、x 2ln 2C 、22xD 、c x +2ln 25．下列级数中条件收敛的是（） A 、∑!sin n x B 、1)1(+-∑n n nC 、∑+-]11)1[(nnnD 、nn2sin)1(∑-6、曲线1)1(3--=x y 的拐点是（ ）A 、)0,2(B 、)1,1(-C 、)2,0(-D 、无拐点 7、若级数∑∞=+0)1(n nu 收敛，则=∞→n n u lim （）。
A 、1B 、-1C 、0D 、不存在。
8、设)(x f 为连续函数，则dtt f dxd xx⎰2)(=（ ）A 、)()(22x f x xf-B 、)(22x xf C 、)(x f D 、)()21(x f x -9、若1n n μ∞=∑收敛，1nn k k S μ==∑，则下列命题中正确的是（ ）。
A 、lim 0nn S →∞=B 、lim n n S →∞存在C 、lim n n S →∞不存在 D 、}{n S 单调 10、13n nn xn ∞=⋅∑的收敛半径为（ ）A 、0B 、1C 、3D 、13二、填空题（共20分） 1、=⎰-xdx x arccos117（ ）2、23sin limxx t dt x→=⎰（ ）3、=--⎰dx x x)cos 312(2（ ）曲线)10(,2≤≤=x x y 绕x 轴旋转一周所成的旋转体的体积是（ ） 5、dxxx p⎰+∞1sin 条件收敛，那么p 的取值范围为（ ）6、设13--=ax x y 在1=x 处存在极值，则=a （ ）7、函数)1()1()(>-+=p x xx f pp在]1,0[上的最大值为（ ）8、曲线2y x=和2y x=所围城的平面图形的面积为（ ） 9.级数()111n n n ∞=+∑的和为（ ）。
数学分析(Ⅱ)试题与参考答案
数学分析（2）期末试题课程名称数学分析（Ⅱ） 适 用 时 间试卷类别1适用专业、年级、班 应用、信息专业一、单项选择题（每小题3分，3×6＝18分）1、 下列级数中条件收敛的是（ ）．A ．1(1)nn ∞=-∑ B ．1nn ∞=．21(1)n n n ∞=-∑ D ．11(1)nn n ∞=+∑2、 若f 是(,)-∞+∞内以2π为周期的按段光滑的函数, 则f 的傅里叶（Fourier ）级数在它的间断点x 处 （ ）．A ．收敛于()f xB ．收敛于1((0)(0))2f x f x -++ C ． 发散 D ．可能收敛也可能发散3、函数)(x f 在],[b a 上可积的必要条件是（ ）．A ．有界B ．连续C ．单调D ．存在原函数4、设()f x 的一个原函数为ln x ，则()f x '=（ ）A ．1x B ．ln x x C ． 21x- D ． x e 5、已知反常积分20 (0)1dxk kx +∞>+⎰收敛于1，则k =（ ） A ． 2π B ．22π C ． 2D ． 24π6、231ln (ln )(ln )(1)(ln )n nx x x x --+-+-+收敛，则（ ）A ． x e <B ．x e >C ． x 为任意实数D ． 1e x e -<<二、填空题（每小题3分，3×6＝18分）1、已知幂级数1nn n a x∞=∑在2x =处条件收敛，则它的收敛半径为．2、若数项级数1n n u ∞=∑的第n 个部分和21n nS n =+，则其通项n u =，和S =． 3、曲线1y x=与直线1x =，2x =及x 轴所围成的曲边梯形面积为． 4、已知由定积分的换元积分法可得，1()()bxxaef e dx f x dx =⎰⎰，则a =，b =．5、数集(1)1, 2 , 3, 1nnn n ⎧⎫-=⎨⎬+⎩⎭的聚点为． 6、函数2()x f x e =的麦克劳林（Maclaurin ）展开式为．65三、计算题（每小题6分，6×5＝30分） 1、(1)dx x x +⎰． 2、2ln x x dx ⎰． 3、 0 (0)dx a >⎰． 4、 2 0cos limsin xx t dt x→⎰．5、dx ⎰．四、解答题（第1小题6分，第2、3 小题各8分，共22分）1、讨论函数项级数21sin n nxn ∞=∑在区间(,)-∞+∞上的一致收敛性． 2、求幂级数1nn x n ∞=∑的收敛域以及收敛区间内的和函数．3、设()f x x =,将f 在(,)ππ-上展为傅里叶（Fourier ）级数．五、证明题（每小题6分，6×2＝12分）1、已知级数1nn a∞=∑与1nn c∞=∑都收敛，且, 1, 2, 3 n n n a b c n ≤≤=，证明：级数1nn b∞=∑也收敛．2、证明：22 0sin cos nn x dx x dx ππ=⎰⎰．66试题参考答案与评分标准课程名称 数学分析(Ⅱ) 适 用 时 间试卷类别1适用专业、年级、班应用、信息专业一、 单项选择题（每小题3分，3×6＝18分）⒈ B ⒉ B ⒊ A ⒋ C ⒌ D ⒍ D二、 填空题（每小题3分，3×6＝18分）⒈2⒉2, =2(1)n u S n n =+⒊ln 2⒋1, a b e ==⒌1±⒍201, (,)!nn x x n ∞=∈-∞+∞∑三、 计算题（每小题6分，6×5＝30分）1. 解111(1)1x x x x=-++1(1)dx x x ∴+⎰（3分）11()1dx x x =-+⎰ln ln 1.x x C =-++（3分）2. 解 由分部积分公式得231ln ln 3x xdx xdx =⎰⎰ 3311ln ln 33x x x d x =-⎰（3分） 33111ln 33x x x dx x =-⋅⎰ 3211ln 33x x x dx =-⎰ 3311ln 39x x x C =-+（3分） 3. 解 令sin , [0, ]2x a t t π=∈由定积分的换元积分公式，得⎰2220cos atdt π=⎰（3分）6722(1cos2)2at dtπ=+⎰221(sin2)22at tπ=+2.4aπ=（3分）4.解由洛必达(L＇Hospital)法则得2coslimsinxxtdtx→⎰2coslimcosxxx→=（4分）lim cosxx→=1=（2分）5.解=（2分）2sin cosx x dxπ=-⎰424(cos sin)(sin cos)x x dx x x dxπππ=-+-⎰⎰（2分）244(sin cos)(sin cos)x x x xπππ=+-+2.=（2分）四、解答题（第1小题6分，第2、3小题各8分，共22分）1.解(,),x n∀∈-∞∞∀+（正整数）22sin1nxn n≤（3分）而级数211nn∞=∑收敛，故由M判别法知，21sinnnxn∞=∑在区间(,)-∞+∞上一致收敛．（3分）682. 解 幂级数1nn x n∞=∑的收敛半径1R ==，收敛区间为(1,1)-．（2分）易知1n n x n ∞=∑在1x =-处收敛，而在1x =发散，故1nn x n∞=∑的收敛域为[1,1)-．（2分） 01, (1, 1)1n n x x x ∞==∈--∑（2分） 逐项求积分可得0001, (1,1)1xx nn dt t dt x t ∞==∈--∑⎰⎰． 即101ln(1), (1,1).1n nn n x x x x n n+∞∞==--==∈-+∑∑（2分）3. 解 函数f 及其周期延拓后的图形如下函数f 显然是按段光滑的，故由收敛性定理知它可以展开为Fourier 级数。
数学分析(2)期末试题参考答案
些值，使得
∫J
χK
(x,
y)dy ∫
≤
F (x)
≤
J χK (x, y)dy，则 F (x) 在 I 上 Riemann
可积，且有
I F (x)dx =
I ×J
χK (x,
y)dxdy
=
0。注意
F ∫
(x)
≥
0，所以，F
(x)
几乎处处为零。另一方面，根据 Kx 的定义，有 F (x) = J χKx (y)dy，所以 Kx
0，则有
(∫ R−ε ∫ R )
I(R) =
+
ey2−R2 dy ≤ e−2 R ε+ε2 (R − ε) + ε,
0
R−ε
于是 lim sup I(R) ≤ ε，另一方面显然有 lim inf I(R) ≥ 0，最后再令 ε → 0 即可
R→+∞
R→+∞
证明 lim I(R) = 0。
R→+∞
（证法二）上述极限还可通过 L’Hôspital 法则求得：
解答：（证法一）因为
K
紧且
Lebesgue ∫
零测，所以
Jordan
零测，于是
χK (x,
y)
在
I
×J
上
Riemann ∫
可积，且有
I×J χK (x, y)dxdy = 0。根据 Fubini 定理，
积分
F (x)
= ∫
J χK (x, y)dy
几乎处处存在。在 ∫
F (x)
不存在的地方随意规定一
det J
=
det AU det AV
> 0。
2021-2022学年数学分析II期末试题参考答案
课程编号：100171019 北京理工大学2021-2022学年第二学期2021级数学分析（II ）期终考试试题A 卷解答1.(23分)求下列函数的偏导数或全微分 (1)设cos xyz e=，求dz .(2)设(,)z z x y =由方程zx y z e ++=所确定的隐函数，求z x ∂∂和22zx∂∂.(3)设1()()z f xy yg x y x=++，其中f 和g 在R 上有连续的二阶导数，求z x ∂∂，z y ∂∂和2zy x∂∂∂ 解：(1)cos (cos )xy dz e d xy =cos (sin )()xy e xy d xy =−cos sin ()xy xye ydx xdy =−+.(2)方程关于x 求导，y 是常数，z 是x 的函数，1z x x z e z +=，11x zz e =−. 23(1)(1)z zx xx z ze z e z e e =−=−−−. 方法二. zzxx x x xx z e z z e z =+，221(1)z zx xx z ze z e z e e =−=−−−. (3)//211()()()z f xy f xy y yg x y x x x∂=−+⋅++∂ //21()()()yf xy f xy yg x y x x =−+++，//1()()()z f xy x g x y yg x y y x∂=⋅++++∂ //()()()f xy g x y yg x y =++++，2/////()()()zf xy yg x y yg x y y x∂=⋅++++∂∂ /////()()()yf xy g x y yg x y =++++.2.(15分)(1)求二重积分22Dy I dxdy x=⎰⎰，其中D 为由1,2,y y y x x ===所围的区域. (2)求三重积分I x dxdydz Ω=⎰⎰⎰，其中Ω由0,0,0,21x y z x y z ===++=所围成.(3)求第一型曲面积分()MI x y z dS =++⎰⎰，其中M为上半球面：z =222x y R +≤(0)R >. 解：(1)2221221y y Dy y I dxdy dy dx x x==⎰⎰⎰⎰22111()yyy dy x =−⎰2223111()()y y dy y y dy y=−=−⎰⎰ 94=. 方法二. 22212221122212x x Dy y y I dxdy dx dy dx dy x xx ==+⎰⎰⎰⎰⎰⎰.(2)设D 为xy −平面上由0,0,21x y x y ==+=所围成区域.I x dxdydz Ω=⎰⎰⎰120x yDdxdy xdz −−=⎰⎰⎰(12)Dx x y dxdy =−−⎰⎰[]11(1)20(1)2x dx x x xy dy −=−−⎰⎰12011(1)448x x dx =−=⎰. 方法二. 对任意的[0,1]x ∈，x D 为yz −平面上由0,0,21y z y z x ==+=−所围成区域.I x dxdydz Ω=⎰⎰⎰1xD dx xdydz =⎰⎰⎰12011(1)448x x dx =−=⎰(3) x z =y z =，()MI x y z dS =++⎰⎰221(x y x y +≤=++⎰⎰221(x y x y +≤=++⎰⎰221x y Rdxdy +≤=⎰⎰3R π=.3.(8分)设(,)z z x y =在2R 有连续偏导数，并且322cos(2)3cos(2)dz axy x y dx x y b x y dy ⎡⎤⎡⎤=+++++⎣⎦⎣⎦其中,a b 是常数，求,a b 的值和(,)z z x y =的表达式. 解：由条件3cos(2)x z axy x y =++，223cos(2)y z x y b x y =++， 则232sin(2)xy z axy x y =−+，26sin(2)yx z xy b x y =−+. 因为xy z 和yx z 都连续，所以xy yx z z =, 232sin(2)axy x y −+26sin(2)xy b x y =−+, 取,02x y π==，解得2b =，进而得出2a =.再由32cos(2)x z xy x y =++，23(,)sin(2)()z x y x y x y y ϕ=+++， 22/32cos(2)()y z x y x y y ϕ=+++， 于是/()0y ϕ=，()y C ϕ=.故23(,)sin(2)z x y x y x y C =+++.4.(10分)求幂级数211(1)(21)!n n n n x n +∞−=−+∑的收敛域及和函数的表达式.解：记21(1)()(21)!n n n n u x x n −−=+. 对任意的0x ≠，21()0,()2(23)n n u x xn u x n n +=→→+∞+， 则211(1)(21)!n n n n x n +∞−=−+∑收敛. 即得211(1)(21)!n n n n x n +∞−=−+∑的收敛域为(,)−∞+∞. 记211(1)()(21)!n n n n S x x n +∞−=−=+∑，定义域为(,)−∞+∞.容易求得(0)0S =. 对任意的0x ≠，利用幂级数的性质，2/11(1)()()2(21)!nn n S x x n +∞=−=+∑/211(1)2(21)!n n n x n +∞=⎛⎫−= ⎪+⎝⎭∑/21111(1)2(21)!n n n x x n +∞+=⎛⎫−= ⎪+⎝⎭∑/11(sin )2x x x⎛⎫=− ⎪⎝⎭ 2cos sin 2x x xx−=.5.(10分)设()f x 是以2π为周期的函数，它在区间(,]ππ−上的表达式为00()20x f x x ππ−<≤⎧=⎨<≤⎩. (1)求()f x 的Fourier 级数；(2)求()f x 的Fourier 级数的和函数在区间[0,2]π上的表达式；(3)求11(1)21n n n −+∞=−−∑.解：(1)先计算()f x 的Fourier 系数， 01()a f x dx πππ−=⎰122dx ππ==⎰，1()cos n a f x nxdx πππ−=⎰12cos 0nxdx ππ==⎰，1,2,n =，1()sin n b f x nxdx πππ−=⎰ ()0122sin 1(1)n nxdx n πππ==−−⎰2421(21)n k n k k π=⎧⎪=⎨=−⎪−⎩，1,2,k =.()f x 的Fourier 级数为()01cos sin 2n n n a a nx b nx +∞=++∑ 14sin(21)121k k xk π+∞=−=+−∑. (2) 12(0,)4sin(21)10(,2)2110,,2k x k x x k x ππππππ+∞=∈⎧−⎪+=∈⎨−⎪=⎩∑. (3)令2x π=，1411sin (21)2212k k k ππ+∞=⎛⎫+−= ⎪−⎝⎭∑，解得11(1)214n n n π−+∞=−=−∑.6.(12分)(1)判别下列广义积分的收敛性，若收敛，是绝对收敛还是条件收敛？(a) 30411dx +∞−⎰ (b) 20sin x dx +∞⎰ (2)设()af x dx +∞⎰收敛，并且lim ()x f x L →+∞=.证明：0L =.解：(1)(a) 0,1x x ==为瑕点， 考虑30411dx +∞−⎰1122133330122444411111111dx dx dx dx +∞=+++−−−−⎰⎰⎰⎰.因为330004411lim lim111x x x →+→+==−−，3431141lim 111x x x →→−⋅==−，31342433441lim lim111x x xxx +→+∞→+∞⋅==−−，而其中1351244+=>，所以112213333012244441111,,,1111dx dx dx dx +∞−−−−⎰⎰⎰⎰都收敛，于是30411dx +∞−⎰收敛，又被积函数非负，故是绝对收敛.(b)0x =不是瑕点，20sin x dx +∞⎰与21sin x dx +∞⎰具有相同的收敛性，只讨论21sin x dx +∞⎰即可.令2t x =，则2111sin 2x dx +∞+∞=⎰⎰, 1+∞⎰条件收敛. 那么20sin x dx +∞⎰条件收敛.(2)假设0L ≠，不妨设0L >.由lim ()x f x L →+∞=，根据极限性质，存在0X >，使得当x X >时，()2Lf x >.则A X ∀>，()()()A X AaaXf x dx f x dx f x dx =+⎰⎰⎰()()2X aLf x dx A X >+−⎰， 由此推出lim()A aA f x dx →+∞=+∞⎰，与()af x dx +∞⎰收敛矛盾.假设不成立，即0L =.7.(12分)(1)证明：函数项级数1nx n ne +∞−=∑在[,)(0)δδ+∞>一致收敛，但在(0,)+∞不一致收敛.(2)证明：1()nx n f x ne +∞−==∑在区间(0,)+∞上连续且可导.证：(1)对任意的[,)x δ∈+∞和任意的正整数n ，0nx n ne ne δ−−<<， 而1,e n δδ−−=→<→+∞，说明1nn neδ+∞−=∑收敛，根据M 判别法，函数项级数1nx n ne +∞−=∑在[,)(0)δδ+∞>一致收敛.记()nx n u x ne −=，对任意的正整数n ，取1(0,)n x n=∈+∞， 1()0,n n u x ne n −=→+∞，则()nxn u x ne−=在(0,)+∞不一致收敛于0.故函数项级数1nx n ne +∞−=∑在(0,)+∞不一致收敛. (2) (0,)x ∀∈+∞，存在0δ>，使得(,)x δ∈+∞.因为()nxn u x ne−=在(0,)+∞连续(1,2,)n =，利用(1)，函数项级数1nx n ne +∞−=∑在[,)(0)δδ+∞>一致收敛，所以和函数1()nx n f x ne +∞−==∑在[,)δ+∞上连续，于是它在x 连续.由x 的任意性，1()nx n f x ne +∞−==∑在区间(0,)+∞上连续.对任意的0δ>，/22()nx n n u x n e n e δ−−=−≤，[,),1,2,x n δ∀∈+∞=，而1,e n δδ−−=→<→+∞，说明21nn n eδ+∞−=∑收敛，根据M 判别法，函数项级数/1()n n u x +∞=∑在[,)(0)δδ+∞>一致收敛.根据一致收敛的函数项级数的逐项可导性，1()nx n f x ne +∞−==∑在区间[,)(0)δδ+∞>可导. 同理可得，1()nx n f x ne +∞−==∑在区间(0,)+∞上可导.8.(10分)设1α>，10n n a a +<≤，0,1,2,n =.证明：111n n n n n a a a a α+∞−=−−∑收敛. 证：由条件，{}n a 单调递增，则要么{}n a 有上界要么{}n a 趋于+∞. (1)设{}n a 有上界. 则{}n a 收敛，记lim n n A a →+∞=，显然0A >.利用极限性质，存在0N ，当0n N >时， 2n Aa >. 则当01n N >+时，由条件1α>，那么1111120()()()22n n n n n n n n a a a a a a A A a a A ααα+−−−−−−≤<=−. 由于1001(),nk k n k a a a a A a n −=−=−→−→+∞∑，说明11()n n n a a +∞−=−∑收敛. 利用比较判别法，111n n n n n a a a a α+∞−=−−∑收敛.(2) 设{}n a 无上界，即lim n n a →+∞=+∞.利用极限性质，存在0N ，当0n N >时，1n a >. 则当01n N >+时，由条件1α>，那么11111110n n n n n n n n n na a a a a a a a a a α−−−−−−−≤≤=−. 由于 110011111(),nk k k n n a a a a a =−−=−→→+∞∑， 说明1111()n n n a a +∞=−−∑收敛. 利用比较判别法，111n n n n n a a a a α+∞−=−−∑收敛.。
2021-2022学年数学分析第二学期期末考试(含答案)
2021-2022学年第二学期期末《数学分析》一.填空题 ( 每题5分,共30分 )1. 已知势函数 2u x yz =，则其梯度 grad u = ，其梯度的散度 ()div grad u = 。
2. 曲面:ln x z y y ⎛⎫∑=+ ⎪⎝⎭在点0(1,1,1)P 处的单位法向量为 ,在该点处的切平面方程为 .3. 设22()d ,x x u x f x e u -=⎰ 则'()f x = .4. 设Γ是以(0,0),(1,0),(0,1)O A B 为顶点的三角形的边界,则曲线积分()x y ds Γ+⎰ = .5. 设Ω是由锥面z =和上半球面 z = 围成的空间区域， 则三重积分222()d f xy z V Ω++⎰⎰⎰ 在球坐标系下的累次积分为.6. 利用Γ函数和B 函数的性质，可知 2560sin cos d x x x π⎰ = .二. 计算题 (10分) 计算二重积分D，其中 D 是由22221x y a b += 所围的平面区域。
设Γ是任意一条包围着原点（不经过原点）的分段光滑、逆时针定向曲线，试计算曲线积分22.2xdy ydxx y Γ-+⎰四. 计算题 (10分)设∑为曲面 )20(222≤≤+=z y x z 的下侧．计算曲面积分33()d d ()d d 2()d d x y y z y z z x x y z x y ∑++-++-⎰⎰．计算曲线积分22I y dx xdy z dz Γ=-++⎰，其中Γ是平面2y z +=与柱面221x y +=的交线，从Oz 轴正向往下看为逆时针方向.六.计算题 (10分)计算双曲面z xy = 被围在圆柱面222x y a +=内部的面积．设()f x 是[,]a b 上的连续函数，利用二重积分性质证明不等式22()d ()()d b b a a f x x b a f x x ⎡⎤≤-⎢⎥⎣⎦⎰⎰八. 证明题 (10分)设(,)f x u 在[,][,]a b αβ⨯上连续，证明对任意 0[,]u αβ∈，总有0lim (,)d (,)d b baau u f x u x f x u x →=⎰⎰设Ω为闭区域，∂Ω是Ω的边界外侧，n是∂Ω的单位外法向量。
《数学分析II》期末试卷+参考答案
《数学分析（II ）》试题2004.6一．计算下列各题：1．求定积分∫+e x x dx 12)ln 2(；2．求定积分； ∫−222),1max(dx x3．求反常积分dx x x ∫∞++021ln ；4．求幂级数()∑∞=−+1221n n n x n n 的收敛域；5．设，求du 。
yz x u =二．设变量代换可把方程⎩⎨⎧+=−=ay x v y x u ,20622222=∂∂−∂∂∂+∂∂y z y x z x z 简化为02=∂∂∂v u z ，求常数。
a三．平面点集(){}⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎟⎠⎞⎜⎝⎛L U ,2,11sin ,10,0n n n是否为紧集？请说明理由。
四．函数项级数n nn n x x n +⋅−∑∞=−1)1(11在上是否一致收敛？请说明理由。
]1,0[五．设函数在上连续，且满足)(x f ),(∞+−∞1)1(=f 和)arctan(21)2(20x dt t x tf x =−∫。
求。
∫21)(dx x f六．设函数在上具有连续导数，且满足)(x f ),1[∞+1)1(=f 和22)]([1)(x f x x f +=′，+∞<≤x 1。
证明：存在且小于)(lim x f x +∞→41π+。
七．设如下定义函数：dt t t x f x x t1sin 21)(2∫⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=，。
1>x 判别级数∑∞=2)(1n n f 的敛散性。
八．设∫=40cos sin πxdx x I n n （L ,2,1,0=n ）。
求级数的和。
∑∞=0n n I《数学分析（II ）》试题（答案）2004.6一．1．421π⋅； 2．320； 3．； 4． 0)2/1,2/1(−； 5．⎟⎠⎞⎜⎝⎛++=xdz y xdy z dx x yz x dz yz ln ln 。
二．。
3=a 三． 是紧集。
四．一致收敛。
五．43。
六．因为，所以单调增加，因此0)(>′x f )(x f 1)1()(=>f x f 。
运城学院数学分析期末试题2-10答案
运城学院应用数学系2009—2010学年第二学期期末考试《数学分析2》试题（A ）标准答案及评分细则适用范围：数学与应用数学专业 0901、0902班 命题人：王文娟 买阿丽 审核人：一、单选题（每题2分，共10分）BCDCA二、判断题（每题2分，共20分）⨯⨯∨∨∨⨯∨⨯∨⨯三、填空题（每空2分，共10分）1、 12、0()Tf x dx ⎰ 3、1> 4、221,2!!+++++∈ x x x x R n 5、<-21,11x x 四、计算题（每题5分，共25分）1、令6x u =则原式变为5232616(1)1u du u u du u u u ==-+-++⎰⎰------------------------2分 326(ln |1|) 32=-+-+u u uu 6ln |1| =+C ---------5分 2、 2222111arctan arctan arctan 2221x x xdx xdx x x dx x==-+⎰⎰⎰ ------------2分222111111arctan (1)arctan arctan 221222x x dx x x x x C x =--=-+++⎰ ------------5分 3、 1111ln (ln )ln =-+⎰⎰⎰e ee ex dx x dx xdx ----------------------------- 2分1111111111ln |ln |11ln ||=-++-=++-⎰⎰ee e e e ex x dx x x dxx e x e e22e=------------------------------------5分 4、520cos sin 2π⎰x xdx =6202cos sin x xdx π⎰=6202cos cos xd x π-⎰----------2分 =7202cos 7x π-=27-----------------------5分 5. 211+∞-∞+⎰dx x =02201111dx dx x x +∞-∞+++⎰⎰-------2分 =022011lim lim 11u v u v dx dx x x →+∞→-∞+++⎰⎰=00lim arctan lim arctan u v u v x x →+∞→-∞+=π------5分 五、解答下列各题（共20分）1、利用定积分求极限22222111lim []12→∞++++++ n n n n n n . 解 21(),[0,1]1=∈+f x x x连续------------------------------ 2分 将[0,1]n 等分，取11,,1,2,max λ≤≤=∆===∆ i i i i n i x x i x n n原极限=22221111111lim lim 121()1()1()1()→∞→∞=⎛⎫ ⎪+++=⋅ ⎪ ⎪++++⎝⎭∑ n n n i n i n nn n n n 3分 =12011+⎰dx x ------------------------------------------- 5分 1arctan 04π==x . ------------------------------------- 7分 2、求幂级数(1)3-∑nn x n的收敛域. 解 1131lim ||lim 3(1)3++→∞→∞==+n n n n n n a n a n ------------------------------ 2分 故收敛半径3,=R 即|1|3-<x ，收敛区间为(2,4)-.-------5分当2=-x 时，原级数变为(3)(1)3--=∑∑n nn n n收敛. 当4=x 时，原级数变为(3)13-=∑∑n n n n发散故收敛域为[2,4)-.----------------------- 7分 3解 任取[,][,],x x d x a a l +⊂+当dx 很小时可将这一小段细杆看作质点,其质量M dM dx l=，------3分 由万有引力公式有：22kmdM kmM dF dx x x l ==则 2a la kmM F dx x l +=⎰=()kmM a a l + k 为万有引力系数 -------6分 六、证明题（每题5分，共15分）1 设()f x 为偶函数，则0()2()-=⎰⎰a a a f x dx f x dx 证明 00()()()a a a a f x dx f x dx f x dx --=+⎰⎰⎰ ------------ 2分 第二式中又令x t =-,00()()a a f x dx f t dt -=--⎰⎰=0()a f t dt ⎰ ---------5分 从而得证.2、设级数2∑n a 收敛，证明,(0)>∑n n a a n 也收敛. 证明 因为22112+=⋅≤n n n a a n a n n ，-------------------------------- 2分 而2∑n a 与21∑n 收敛，于是221()+∑n a n 收敛，所以∑n a n收敛. --------- 5分 3、证明()=n f x [1,1]-上一致收敛. 证明 由于 lim ()(),(1,1)n n f x x f x x →∞==∈- ------------2分(1,1)(lim ()()lim sup n n n x x f x f x x →∞→∞∈-∈--==(lim n x →∞∈-=1lim 0n n →∞=从而()n f x =[1,1]-一致收敛 ------------ 5分。
第二学期 数学分析II试题与答案
一. 判断题（每小题3分，共21分）(正确者后面括号内打对勾，否则打叉) 1.若()x f 在[]b a ,连续，则()x f 在[]b a ,上的不定积分()⎰dx x f 可表为()C dt t f xa+⎰（ ）.2.若()()x g x f ,为连续函数，则()()()[]()[]⎰⎰⎰⋅=dx x g dx x f dx x g x f （ ）.3. 若()⎰+∞adx x f 绝对收敛，()⎰+∞adx x g 条件收敛，则()()⎰+∞-adx x g x f ][必然条件收敛（ ）. 4. 若()⎰+∞1dx x f 收敛，则必有级数()∑∞=1n n f 收敛（ ）5. 若{}n f 与{}n g 均在区间I 上内闭一致收敛，则{}n n g f +也在区间I 上内闭一致收敛（ ）.6. 若数项级数∑∞=1n n a 条件收敛，则一定可以经过适当的重排使其发散于正无穷大（ ）.7. 任何幂级数在其收敛区间上存在任意阶导数，并且逐项求导后得到的新幂级数收敛半径与收敛域与原幂级数相同（ ）. 二. 单项选择题（每小题3分，共15分）1.若()x f 在[]b a ,上可积，则下限函数()⎰ax dx x f 在[]b a ,上（ ）A.不连续B. 连续C.可微D.不能确定2. 若()x g 在[]b a ,上可积，而()x f 在[]b a ,上仅有有限个点处与()x g 不相等，则（ ）A. ()x f 在[]b a ,上一定不可积；B. ()x f 在[]b a ,上一定可积,但是()()⎰⎰≠babadx x g dx x f ；C. ()x f 在[]b a ,上一定可积，并且()()⎰⎰=bab adx x g dx x f ；D. ()x f 在[]b a ,上的可积性不能确定.3.级数()∑∞=--+12111n n n nA.发散B.绝对收敛C.条件收敛D. 不确定4.设∑n u 为任一项级数，则下列说法正确的是（ ） A.若0lim =∞→n n u ，则级数∑nu 一定收敛；B. 若1lim1<=+∞→ρnn n u u ，则级数∑n u 一定收敛；C. 若1,1<>∃+n n u uN n N ，时有当，则级数∑n u 一定收敛；D. 若1,1>>∃+n n u uN n N ，时有当，则级数∑n u 一定发散；5.关于幂级数∑n n x a 的说法正确的是（ ） A. ∑nnxa 在收敛区间上各点是绝对收敛的； B. ∑nnxa 在收敛域上各点是绝对收敛的；C. ∑nn xa 的和函数在收敛域上各点存在各阶导数； D.∑nnxa 在收敛域上是绝对并且一致收敛的；三.计算与求值（每小题5分，共10分）1. ()()()n n n n n n n +++∞→Λ211lim2. ()⎰dx x x 2cos sin ln四. 判断敛散性（每小题5分，共15分）1.dx xx x ⎰∞+++-021132.∑∞=1!n nnn3.()nnn nn21211+-∑∞=五. 判别在数集D 上的一致收敛性（每小题5分，共10分）1.()()+∞∞-===,,2,1,sin D n nnxx f n Λ2. (][)∞+⋃-∞-=∑,22,2D xn n六．已知一圆柱体的的半径为R，经过圆柱下底圆直径线并保持与底圆面030角向斜上方切割，求从圆柱体上切下的这块立体的体积。
《数学分析下册》期末考试卷及参考答案
数学分析下册期末模拟试卷及参考答案一、填空题（第1题每空2分，第2，3，4，5题每题5分，共26分）1、已知u =则u x∂=∂ ，u y ∂=∂ ，du = 。
2、设22L y a +=2：x ，则Lxdy ydx -=⎰ 。
3、设L ⎧⎨⎩x=3cost ，：y=3sint.（02t π≤≤），则曲线积分ds ⎰22L（x +y ）= 。
4、改变累次积分32dy f dx ⎰⎰3y （x ，y ）的次序为 。
5、设1D x y +≤：，则1)Ddxdy ⎰⎰= 。
二、判断题（正确的打“O ”;错误的打“×”；每题3分，共15分）1、若函数f （x ，y ）在点p 00（x ，y ）连续，则函数f （x ，y ）点p 00（x ，y ）必存在一阶偏导数。
( )2、若函数f （x ，y ）在点p 00（x ，y ） 可微，则函数f （x ，y ）在点p 00（x ，y ）连续。
( )3、若函数f （x ，y ）在点p 00（x ，y ）存在二阶偏导数00(,)xy f x y 和00(,)yx f x y ，则必有 0000(,)(,)x y y x f x y f x y =。
( ) 4、(,)(,)(,)(,)L A B L B A f x y dx f x y dx =⎰⎰。
( ) 5、若函数f （x ，y ）在有界闭区域D 上连续，则函数f （x ，y ）在D 上可积。
( )三、计算题 （ 每小题9分，共45分）1、 用格林公式计算曲线积分(sin 3)(cos 3)x x AO I e y y dx e y dy =-+-⎰ ，其中AO 为由(,0)A a 到(0,0)O 经过圆22x y ax +=上半部分的路线。
、计算三重积分22()V xy dxdydz +⎰⎰⎰，是由抛物面22z x y =+与平面4z =围成的立体。
、计算第一型曲面积分SI d S =⎰⎰ ，其中S 是球面2222x y z R ++=上被平面(0)z a a R =<<所截下的顶部（z a ≥）。
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华南理工大学期末考试
《数学分析(二)》试卷 A 参考答案
注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚；
⎝a ⎠ a
a
所以,综上所得
∫ e ax
cos bxdx
=
⎧ b sin bx
⎪ ⎨
a2
+ a cos bx + b2
e ax
+
C,
当a 2
+
b2
≠
0时
⎪⎩C , 当a 2 + b2 = 0时
其中 C 为任意常数。…………………7 分
2
2
2
2、计算星形线 x 3 + y 3 = a 3 (a > 0) 的弧长。（第 2 小题 8 分）
a
i =1 ui −1
∑ ∫ ∑ ∫ =
n i =1
ui [ψ (u) −
ui −1
mi ]sin
pudu +
n i =1
ui ui −1
mi
sin
pudu
∑ ∫ ∑ ∫ n
≤
i =1
ui ψ (u) −
ui −1
mi
n
du +
i =1
mi
ui sin pudu
ui −1
∑ ∑ ≤
n
ωi ∆ui
i =1
⎬⎫，当q ⎭
>
1时， ,
⎪ ⎪
1
[(ln(ln n)]q−1 − [(ln(ln 2)]q−1 ，当0 < q < 1时
⎪⎩1 − q
《 数学分析（二） 》试卷 A 参考答案第 6 页 共 6 页
…………5 分
所以
∫ lim
n→∞
n dx 2 x(ln x)q
=
⎧ ⎪ ⎨
q
1 −
1
1 [ln(ln 2)]q−1
x)
因此有估计(其中利用了算术平均值-几何平均值不等式)
《 数学分析（二） 》试卷 A 参考答案 第 4 页 共 4 页
Rn ( x)
≤
(1 −
x)x n+1
=
1 n+
[(n 1
+ 1)(1 −
x)x n+1 ]
=
1 [(n + 1)(1 − n+1
x ) x. x... x]
≤ 1 ⎜⎛ n + 1 − (n + 1)x + x + .. + x ⎟⎞n+2 = 1 ⎜⎛ n + 1 ⎟⎞n+2 < 1 → 0
2
2
2
解：易知星形线 x 3 + y 3 = a 3 (a > 0) 的参数方程为
x = a cos3 t, y = a sin3 t, 0 ≤t ≤ 2π ………2 分
由曲线的对称性，只需求它在第一象限的弧长，即曲线总长 s 的 1 ，因此 4
∫ ∫ s =
π 2
⎜⎛ dx ⎟⎞2 + ⎜⎛ dy ⎟⎞2 dt = 3a
Ωi ≤ ωiM + ωi'M
从而
∑ ∑ ∑ Ω i ∆xi ≤ M ωi ∆xi + M ωi '∆xi
i
i
i
由于 f ( x), g( x) 在[a, b]上可积,所以
∑ ∑ ωi ∆xi → 0,
ωi '∆xi → 0, 当λ(∆) → 0时
i
i
故
∑ Ω i ∆xi → 0, 当λ(∆) → 0时 i
∫ ∫ ∫ e ax cos bxdx = cos bxd⎜⎛ 1 e ax ⎟⎞ = 1 cos bxe ax + b e ax sin bxdx
⎝a ⎠ a
a
∫ ∫ ∫ e ax cos bxdx = cos bxd⎜⎛ 1 e ax ⎟⎞ = 1 cos bxe ax + b e ax sin bxdx
∞
∑ 的级数 x n (1 − x) 的部分和函数序列为{ x − x n+1 } ,因此在[0,1]上处处收敛. n=1
…………2 分
∞
∑ (2) (−1)n x n (1 − x) 在[0,1]上不绝对一致收敛: 从(1)可见取绝对值 n=1
∞
后的级数 ∑ x n (1 − x) 的和函数为 S( x) = x, x ∈ [0,1), S(1) = 0 ,它在点 x = 1 的左 n=1
∑ ∑ ∑ ∞
n=1
2n − 2n
1
=
∞
2
n=1
(n
+
1)⎜⎛ ⎝
1 2
⎟⎞ n ⎠
−
∞
3
n=1
⎜⎛ ⎝
1 2
⎟⎞ n ⎠
…………2
分
且
∑∞
1+ xn =
1
n=1
1− x
的收敛半径 R=1。在（-1，1）内逐项求导，得
∑∞
1 + (n + 1)x n =
1
…………5 分
n=1
(1 − x)2
《 数学分析（二） 》试卷 A 参考答案 第 2 页 共 2 页
+
2n p i=1
mi
…………5 分
由于ψ (u) 可积，对于任意正数 ε ，存在分法，使
∑n
ωi ∆ui
i =1
<
ε 2
n
∑ 这时 mi 已定，再取 p 充分大 p ≥ p0 ，可使 i =1
∑ 2 n
p i=1 mi
<ε 2
因此，只要 p ≥ p0 ,就有
《 数学分析（二） 》试卷 A 参考答案第 5 页 共 5 页
此即
∫bψ (u)sin pudu < ε , a
∫ lim bψ (u)sin pudu = 0 . …………7 分
p→+∞ a
五、讨论题（每小题 8 分，共 24 分） 1. 小题 8 分
∫ 若 f ( x) 在[a, b]连续，试讨论 G( x) = b f (t)dt 在[a, b]上可导性。 x
1
…………3 分 当 p 为偶数时，
|
Sn+ p
−
Sn
|=
1 2
⎢1
⎢ ⎣
n
+
1
−
⎜⎛ ⎝
n
1 +
2
−
n
1 +
⎟⎞ 3⎠
−
... −
⎜⎜⎝⎛
n
+
1 p
−
2
−
n
+
1 p
− 1 ⎟⎟⎠⎞
−
n
1 +
⎥
p
⎥ ⎦
<
1 n+
1
…………5 分
于是，对任意正数 ε
，取
N
=
⎡1⎤ ⎢⎣ε ⎥⎦
+
1 ，那末当
n>N
时总有
π 2
cos4 t sin 2 t + sin4 t cos2 tdt
4 0 ⎝ dt ⎠ ⎝ dt ⎠
0
π
∫ =
3a
π
2 sin t cos tdt
0
=
⎡sin 2
3a ⎢ ⎣
2
t
⎤ ⎥ ⎦
2 0
=
3 a, 2
所以， s = 6a . …………8 分
∑ 3、求级数 ∞ 2n − 1 的和。（第 3 小题 8 分） 2n n=1 解：因为
|
Sn+ p
−
Sn
|=
1 2
⎡1
⎢ ⎣
n
+
1
−
n
1 +
2
+
n
1 +
3
−
...
+
(−1) p−1
n
1 +
⎤
p
⎥ ⎦
…………1 分 所以当 p 为奇数时，
|
Sn+ p
−
Sn
|=
1 2
⎡1
⎢ ⎣
n
+
1
−
⎜⎛ ⎝
n
1 +
2
−
n
1 +
3
⎟⎞ ⎠
−
...
−
⎜⎜
−
1
−
n
1 +
p
⎟⎟⎠⎞⎥⎦⎤
<
1 n+
2. 所有答案请直接答在答题纸上；
3．考试形式：闭卷；
4. 本试卷共 大题，满分 100 分， 考试时间 120 分钟。
题号
一
二
三
四
五
得分
评卷人
总分
一、选择题（每题 3 分，共 15 分） 1． A 2. C 3. D 4. B 5. A
二、填空题（每题 2 分，共 10 分）
1. tan x + C 或 csc x − cot x + C 2
将 x = 1 代入上面两个幂级数中得 2
所以
∑ ∑ ∞ ⎜⎛ 1 ⎟⎞n = 1, ∞ (n + 1)⎜⎛ 1 ⎟⎞n = 3
n=1 ⎝ 2 ⎠