数学分析报告考研试题
数学分析考研试题及答案
数学分析考研试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 设函数f(x)在点x=a处可导,则下列说法正确的是:A. f(x)在x=a处连续B. f(x)在x=a处不可导C. f(x)在x=a处不一定连续D. f(x)在x=a处可微答案:A2. 极限lim(x→0)(sinx/x)的值为:A. 0B. 1C. 2D. 3答案:B3. 函数f(x)=x^3-6x^2+11x-6的极值点为:A. 1B. 2C. 3D. 1和2答案:D4. 若函数f(x)在区间(a,b)上连续,则下列说法错误的是:A. f(x)在(a,b)上必有最大值B. f(x)在(a,b)上必有最小值C. f(x)在(a,b)上可以没有最大值D. f(x)在(a,b)上可以没有最小值答案:C二、填空题(每题5分,共20分)1. 设函数f(x)=x^2+3x+2,则f'(x)=_________。
答案:2x+32. 函数y=x^3-3x+1在x=1处的切线斜率为_________。
答案:13. 设函数f(x)=ln(x),则f'(x)=_________。
答案:1/x4. 若函数f(x)=x^2-4x+c在x=2处取得极小值,则c=_________。
答案:4三、解答题(每题10分,共60分)1. 求函数f(x)=x^3-6x^2+11x-6的单调区间。
答案:函数f(x)的导数为f'(x)=3x^2-12x+11。
令f'(x)>0,解得x<1或x>3;令f'(x)<0,解得1<x<3。
因此,函数f(x)在(-∞,1)和(3,+∞)上单调递增,在(1,3)上单调递减。
2. 求极限lim(x→0)(x^2sinx/x^3)。
答案:lim(x→0)(x^2sinx/x^3) = lim(x→0)(sinx/x^2) = 0。
3. 证明函数f(x)=x^3+3x^2-9x+1在x=-3处取得极小值。
武汉大学近二十年数学分析考研真题
其中 N > 0 为一常数,且逐点有 fn (x) → f (x) (当 n → +∞ )。证明: (1) f (x) 在[a,b] 上连续。
(2) fn (x)→ f (x) 。
6.设
f
(x,
y)
=
⎪⎪⎧ g ( x, ⎨
y ) sin
⎪0,
⎪⎩
1, x2 + y2
(x, y) ≠ (0,0)
,证明
+
1 32
−
1 4
+
1 52
+"+
1 (2n −1)2
−
1 2n
+ " 是否收敛?为什么?
∑ 3.求级数 ∞ ⎜⎛1 + 1 ⎟⎞n(n+1) x n 的收敛区域。
n=1 ⎝ n ⎠ 4.求函数 f (x, y, z) = xyz 在条件 x + y = 1 及 x − y + z 2 = 1下的极值。
∫+∞⎡
lim
n→+∞
−∞⎢⎣
f
⎜⎛ ⎝
y
+
1 n
⎟⎞ − ⎠
f
⎤ ( y)⎥⎦dy
=
0。
3.设 f (x, y) 为连续函数,且当 (x, y) ≠ (0,0) 时,f (x, y) > 0 ,及满足 f (cx,cy) = cf (x, y) ,
∀c > 0 。证明存在α , β > 0 ,使得α x2 + y 2 ≤ f (x, y) ≤ β x2 + y 2 。
其中
∆u
=
∂2u ∂x 2
+
华东师范大学《数学分析》历年考研真题(1997年-2010年)
华东师范大学数学分析历年考研真题(1997年-2010年)华东师范大学1997年攻读硕士学位研究生入学试题一(12分)设f(x)是区间I 上的连续函数。
证明:若f(x)为一一映射,则f(x)在区间I 上严格单调。
二(12分)设1,()0x D x x ⎧=⎨⎩为有理数,为无理数证明:若f(x), D(x)f(x) 在点x=0处都可导,且f(0)=0,则'(0)0f =三(16分)考察函数f(x)=xlnx 的凸性,并由此证明不等式: 2()(0,0)a b a ba b ab a b +≥>>四(16分)设级数1n a∞=∑收敛,试就1n n d ∞=∑为正项级数和一般项级数两种情况分别证明1nn a∞=∑五(20分)设方程(,)0F x y =满足隐函数定理条件,并由此确定了隐函数y=f(x)。
又设(,)Fx y 具有连续的二阶偏导数。
(1) 求''()f x(2)若0000(,)0,()F x y y f x ==为f(x)的一个极值,试证明:当00(,)y F x y 与00(,)xx F x y 同号时,0()f x 为极大值; 当00(,)y F x y 与00(,)xx F x y 异号时,0()f x 为极小值。
(3)对方程2227xxy y ++=,在隐函数形式下(不解出y )求y=f(x)的极值,并用(2)的结论判别极大或极小。
六(12分)改变累次积分4204842(4)x x xI dx y dy --=-⎰⎰的积分次序,并求其值。
七(12分)计算曲面积分222(cos cos cos )sI x y z ds αβγ=++⎰⎰其中s 为锥面z =上介于0z h ≤≤的一块,{}c o s,c o s ,c o s αβγ为s 的下侧法向的方向余弦。
华东师范大学1998年攻读硕士学位研究生入学试题一. 简答题(20分) (1) 用定义验证:22323lim 212n n n n →∞+=++;(2) '2cos ,0(),()ln(1),0x x f x f x x x <⎧=⎨+≥⎩求; (3)计算3.二(12分)设f(x)有连续的二阶导函数,且''0()2,[()()]sin 5,f f x f x xdx ππ=+=⎰求f(0).三(20分)(1)已知1n n a ∞=∑为发散的一般项级数,试证明11(1)n n a n∞=+∑也是发散级数。
考研数学分析真题答案
考研数学分析真题答案一、选择题1. 根据极限的定义,下列哪个选项是正确的?A. \(\lim_{x \to 0} x^2 = 0\)B. \(\lim_{x \to 0} \sin x = 1\)C. \(\lim_{x \to 0} \frac{1}{x} = 1\)D. \(\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1\)答案:A2. 函数 \(f(x) = \sin x + x^2\) 在 \(x = 0\) 处的导数是多少?A. 1B. 2C. 0D. -1答案:A二、填空题1. 函数 \(y = \ln x\) 的定义域是 _________。
答案:\((0, +\infty)\)2. 若 \(\int_{0}^{1} x^2 dx = \frac{1}{3}\),那么\(\int_{0}^{1} x^3 dx\) 的值是 _________。
答案:\(\frac{1}{4}\)三、解答题1. 证明:对于任意正整数 \(n\),\(\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{k(k+1)} = \frac{n}{n+1}\)。
证明:首先,我们可以将求和式拆分为部分和的形式:\[\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{k(k+1)} = \sum_{k=1}^{n}\left(\frac{1}{k} - \frac{1}{k+1}\right)\]通过观察,我们可以看到这是一个望远镜求和,大部分项会相互抵消,最终只剩下:\[1 - \frac{1}{n+1} = \frac{n}{n+1}\]2. 求函数 \(f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x\) 在 \(x = 2\) 处的泰勒展开式,并计算其近似值。
解:首先,我们计算函数在 \(x = 2\) 处的各阶导数:\[f'(x) = 3x^2 - 6x + 2, \quad f''(x) = 6x - 6, \quad f'''(x) = 6\]在 \(x = 2\) 处,\(f(2) = 0\),\(f'(2) = -2\),\(f''(2) =6\),\(f'''(2) = 6\)。
华东师范大学数学分析考研真题
1 n )an
也是发散级数。
四(12 分)设
D : x2 y 2 z 2 t 2 , F (t) f (x2 y2 z2)dxdydz, 其中 f 为连续
D
函数,f(1)=1.证明 F '(1) 4.
五(12 分)设 D 为由两抛物线 y x2 1 与 y x2 1 所围成的闭
的下侧法向的方向余弦。
2
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,通系电1,力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配,机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2,下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷,32调需3各控要类试在管验最路;大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷,下安要与全加过,强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中;中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整,理核或高对者中定对资值某料,些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒,卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置,接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资,,料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气,敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术,技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方;资式对料,整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资,课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试,且技合进术理行,利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。:对对在于于分调差线试动盒过保处程护,中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技,,术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板,变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生;握内同图部一纸故线资障槽料时内、,设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷,试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高,技中要术资进资料行料试检,卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
浙江理工大学数学分析考研真题2007—2012、2017—2019年
(D) f (0) 为极大值
8.设函数 f (x) (x 1)(x 2)(x 3) ,则方程 f "(x) 0 有( ).
(A)三个实根 (B)二个实根 (C)一个实根 (D)无实根
9.已知曲线 y ax3 bx 2 cx d 有一个拐点,其中 a 0 ,且在拐点处有一水平切线, 则 a , b , c 之间的关系是( ). (A) a b c 0 (B) b2 6ac 0 (C) b2 4ac 0 (D) b2 3ac 0
( B) 对 区 间 [a, b] 进 行 均 匀 等 分 : a x0 x1 xn b , 并 任 意 选 取
k
[
x
k
1
,
xk
]
作和
b
n
a
n k 1
f
( k1 ) ,当 n
时,此和趋向于一个确定的极限
(C)对区间[a, b] 进行均匀等分: a x0 x1 xn b ,并作和
b a n f ( xk1 xk ) ,当 n 时,此和趋向于一个确定的极限
n k 1
2
(D)对区间[a,b] 进行均匀等分: a
x0
x1
xn
b ,并作和 b a n
n k 1
f
(xk ) ,
浙江理工大学
二 OO 八年硕士学位研究生招生入学考试试题
考试科目:数学分析
代码:721
注1:请考生在答题纸上答题(写明题号,不必抄题),写在此试卷上或草稿纸上一律无效;
注 2:3 小时完成,满分 150 分.
一(每小题 3 分,共 15 分)、叙述下列定义或定理.
1.叙述实数 是实数子集 S 的上确界的定义; 2.叙述定义在区间 I 上的函数 f 是不一致连续的定义(要求用 语言正面叙述);
数学分析考研试题及答案
数学分析考研试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 下列函数中,哪个不是有界函数?A. f(x) = sin(x)B. f(x) = e^xC. f(x) = x^2D. f(x) = 1/x2. 函数f(x) = x^3在区间(-∞, +∞)上是:A. 单调递增B. 单调递减C. 有增有减D. 常数函数3. 如果函数f(x)在点x=a处连续,那么:A. f(a)存在B. f(a) = 0C. lim(x->a) f(x) = f(a)D. lim(x->a) f(x) 不存在4. 定积分∫(0,1) x^2 dx的值是:A. 1/3B. 1/4C. 1/2D. 2/35. 函数序列fn(x) = x^n在[0, 1]上一致收敛的n的取值范围是:A. n = 1B. n > 1C. n < 1D. n = 26. 级数∑(1/n^2)是:A. 收敛的B. 发散的C. 条件收敛的D. 无界序列7. 如果函数f(x)在区间[a, b]上可积,那么:A. f(x)在[a, b]上连续B. f(x)在[a, b]上一定有界C. f(x)在[a, b]上单调递增D. f(x)在[a, b]上无界8. 函数f(x) = |x|在x=0处:A. 连续B. 可导C. 不连续D. 不可导9. 微分方程dy/dx + y = 0的通解是:A. y = Ce^(-x)B. y = Ce^xC. y = Csin(x)D. y = Ccos(x)10. 函数f(x) = e^x在x=0处的泰勒展开式是:A. f(x) = 1 + x + ...B. f(x) = x + ...C. f(x) = 1 + x^2 + ...D. f(x) = 1 + x^3 + ...二、填空题(每题4分,共20分)11. 极限lim(x->0) (sin(x)/x) 的值是 _______。
12. 函数f(x) = x^3 - 6x^2 + 11x - 6的拐点是 _______。
【精选资料】数学分析考研试题集锦.pdf
x .由于 f n ( x) 一致收敛于 f(x), 对任意 >0, 存在正整数 N,当 n>N
时 , 对 任 意 x [a,b], 有 | fn ( x) f ( x) | . 从 而 | f nk ( xnk ) f ( xnk ) | |f (xnk ) | 故
lim
k
f ( xnk )
f ( x)
n
0
0
4 设函数 f ( x) 在 [a, ) 上可导 , 且积分
f ( x)dx 与 f ( x)dx 都收敛 , 证明
a
a
lim f (x )存在且为 0. (南京理工大学)
x
证 : 由于
a
f ( x)dx 收敛 ,所以有
A
lim f ( x)dx lim ( f ( A)
A
a
A
f ( a))
f ( x)dx.
| f ( 0) |
(1
x )2
| f ( ) |x2
2
2
2M 0
M 2 [(1 x )2 2
x2]
2M 0
M2 . 2
因此 M 1
2M 0
1 M 2.
2
7 设 f ( x) 在 [0, ) 上 连 续 非 负 , 且 积 分
f ( x)dx 收 敛 , 证 明 :
a
1n lim xf ( x)dx
a
故 lim f ( A) lim f ( x) 存在 .
A
x
若 lim f ( x) k 0, 不妨设 k 0 ,则存在 M
0,当 x
M 时,有 | f ( x)
k|
k .即
x
2
k
考研数学分析试题及答案
考研数学分析试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 设函数f(x)在区间[a, b]上连续,且f(a) = f(b) = 0,若f(x)在区间(a, b)内至少有一个最大值点,则下列说法正确的是()。
A. f(x)在[a, b]上必有最大值B. f(x)在[a, b]上必有最小值C. 函数f(x)在[a, b]上单调递增D. 函数f(x)在[a, b]上单调递减2. 下列级数中,发散的是()。
A. ∑(-1)^n / nB. ∑1/n^2C. ∑(1/n - 1/(n+1))D. ∑sin(n)3. 已知函数F(x)在点x=c处可导,且F'(c)≠0,那么下列说法中正确的是()。
A. F(x)在x=c处连续B. 函数F(x)在x=c处一定取得最大值或最小值C. 可导性不能保证函数的连续性D. F(x)在x=c处取得极值4. 对于函数f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 5,其在区间[1, 5]上的最大值是()。
A. 5B. 10C. 15D. 205. 设f(x)在[a, b]上可积,若∫[a, b] f(x) dx = 10,则下列说法中错误的是()。
A. f(x)在[a, b]上非负B. 存在x₀∈[a, b],使得f(x₀) > 0C. 存在x₀∈[a, b],使得f(x₀) = 10/b - aD. f(x)可以是负函数6. 函数f(x) = e^x / (1 + e^x)的值域是()。
A. (-∞, 0)B. (0, 1/2)C. (0, 1)D. (1/2, +∞)7. 下列选项中,不是有界函数的是()。
A. y = sin xB. y = e^xC. y = x^2D. y = 1/x8. 设函数f(x)在点x=1处可导,且f'(1) = 2,那么f(1 + h) - f(1)在h趋近于0时的表达式是()。
A. 2hB. 2h + o(h)C. h^2D. o(h)9. 对于函数f(x) = x^2,其在区间[-1, 1]上满足拉格朗日中值定理的条件,且存在ξ∈(-1, 1),使得()。
硕士研究生数学分析真题试卷
硕士研究生数学分析真题试卷一、选择题(每小题 5 分,共 30 分)1、函数$f(x) =\frac{x^2 1}{x 1}$在$x = 1$ 处()A 连续B 可导C 有极限但不连续D 以上都不对2、设函数$f(x)$在$a,b$ 上连续,在$(a,b)$内可导,且$f(a) = f(b)$,则在$(a,b)$内()A 至少存在一点$\xi$,使得$f'(\xi) = 0$B 一定不存在点$\xi$,使得$f'(\xi) = 0$C 恰存在一点$\xi$,使得$f'(\xi) = 0$D 不一定存在点$\xi$,使得$f'(\xi) = 0$3、下列级数收敛的是()A $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}$B $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n}{n}$ C $\sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n^2}$ D $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{\sqrt{n}}$4、函数$f(x) = x^3 3x^2 + 2$ 的单调递增区间是()A $(\infty, 0)$B $(0, 2)$C $(2, +\infty)$D $(\infty, 0) \cup (2, +\infty)$5、设函数$f(x)$具有二阶连续导数,且$f(0) = 0$,$f'(0)= 1$,$f''(0) = 2$,则$\lim_{x \to 0} \frac{f(x) x}{x^2}$等于()A 0B 1C 2D 不存在6、曲线$y =\ln x$ 上与直线$x + y = 1$ 垂直的切线方程为()A $y = x 1$B $y = x + 1$C $y = x + 1$D $y = x 1$二、填空题(每小题 5 分,共 30 分)1、极限$\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{x}$=________。
华东师范大学2020年数学分析考研试题
x0
2x
f '0 存在.
(3)若 f x 在a,b 可积,则 f x 在a,b 存在原函数.
(4)若
f
x
在 0,1 连续且
1 0
f
2
xdx
0
,则
f
x
在 0,1 上恒等于
0
.
(5)若级数 an 和 bn 均收敛,则 anbn 也收敛.
(5)已知
lim
n
an
A
,求
lim
n
an1 n 1
a2n 2n
.
三、证明下列各题(第 1 题 14 分,2-5 题 15 分,共 74 分)
Байду номын сангаас
(1)设
an
0
n
1, 2,
,
Sn
a1
an
,证明
n1
an
与
n1
an Sn
有相同
是定义在0,
上的非负函数且可导,满足
0
f
x dx
收
敛.证明:
xn
,使得
lim
n
f 2 xn f ' xn 2
0 .
U x0; 上无界.
(4)un x 在a,b 连续,且 un x 0 ,n 1, 2,.设 un x 在a,b 上 n1
收敛,记 f x un x .证明: f x 在a,b 上有最小值. n1
(5)设
f
华南师范大学考研数学分析试题汇总
2000年华南师范大学数学分析一、填空题310=30分 1.设_______lim _______,lim ,,2,1,4sin )1(===+-=∞→∞→n n n n nn a a n n a 则 π;2.设处连续;在则为无理数为有理数____)(, , ,)(=∈⎩⎨⎧-=x x f R x x x x x x f 3._____;1lim 10=+⎰∞→dx xx n n4._________;)cos (sin lim 10=+→xx x x5.方程)(032为实常数c c x x =+-在区间0,1中至多有_________个根; 6._______;__________),1()(1122=>+=++⎰n n n n I I n n a x dxI 的递推公式,写出为自然数设7.设_;__________)(,)(),(cos sin 0==⎰+du t f dt t f y x u yx 是可微函数,则8.),(y x f 设在P 02,0处可微,且在P 0处指向P 12,2的方向导数是1,指向原点的方向导数是-3,则在P 0处指向P 21,2的方向导数是_____________;9.写出函数在x=0处的幂级数展开式:____;____________________sin 2=x 10.曲线π20,sin ,cos 33≤≤==t t a y t a x 的弧长s=___________________.二、12分设fx 在0,+∞上连续,)(lim x f x +∞→存在,证明:fx 在0,+∞上可取得最大值或最小值.三、12分设函数z=zx,y,由方程)(222yz yf z y x =++所确定,其中f 是可微函数,试证:xz yz xy x z z y x 22)(222=∂∂+∂∂--.四、12分求极限:)22211(lim 222nn nn n n n n ++++++++∞→ .五、12分已知a,b 为实数,且1<a<b,证明不等式:ab b a ln ln )1(1+>+)(.六、12分计算曲面积分:.32dxdy z dzdx y xdydz I S++=⎰⎰其中S 是球面1222=++z y x 的外侧.七、10分设0)(≥x u n ,在a,b 上连续,n=1,2,…,∑∞=1)(n nx u在a,b 上收敛于连续函数fx,证明:∑∞=1)(n nx u在a,b 上一致收敛于fx.一、12分求极限).)12)(12(1531311(lim +-++⋅+⋅∞→n n n 二、12分设{}.,11,11:),(2dxdy x y y x y x D D⎰⎰-≤≤-≤≤-=求积分三、12分证明∑∞=+1331n xn nx在a,b 上一致收敛其中,0<a<b<+∞;在0,+∞上不一致收敛;并证明:函数Sx=∑∞=+1331n x n nx在0,+∞上连续.四、12分求第二型曲线积分dy x dx y L 333132+-⎰,其中,12:22=+y x L ,取逆时针方向;五、12分fx 是a,+∞上的连续函数,求证:如果)(lim x f ax +→和)(lim x f x +∞→都存在有限,那么,fx在a,+∞上一致连续;问:逆命题是否成立 如成立,请证明之;否则,请举反例; 六、七、15分设dx y x f a⎰+∞),(关于],[d c y ∈一致收敛,而且,对于每个固定的],[d c y ∈,fx,y 关于x 在a,+∞上单调减少;求证:当+∞→x 时,函数xfx,y 和fx,y 关于],[d c y ∈一致地收敛于0.1.12分设,,2,1,)11( =+=n na nn 证明数列{}n a 严格单调增加且收敛;2.12分求函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,00,1sin )(2x x xx x f 的导函数,并讨论导函数的连续性;3.12分求幂级数n n n n x n )21(])1(2[1--+∑∞=的收敛半径和收敛域;4.12分求函数⎩⎨⎧<≤<≤-=ππx x x f 0,00,1)(的Fourier 级数,并由此求数列级数:++-+++-121)1(51311n n 的和;5.12分设fx 在a,b 上连续,在a,b 内可导0<a<b,fa ≠fb,证明:存在),(b a ∈ηξ,,使得ab a b f f ln ln ))(()(--'='ηξξ;6.15分)(0M B r 是以),,(0000z y x M =为心,r 为半径的球,)(0M B r ∂是以M 0为心,r 为半径的球面,fx,y,z 在R 3上连续,证明:dS z y x f dxdydz z y x f dr dM B M B r r ⎰⎰⎰⎰⎰∂=)()(00),,(),,(一、计算题48=32分1.求x xx x 30sin cos )cos(sin lim -→. 2.求dx x ⎰3sec .3.求2222)0,0(),(lim y x y x y x +→.4.求⎰+-L yx ydxxdy 224.其中10,)1(222≠<=-+R R y x L :,取逆时针方向;二、证明题39=27分 1.证明:对)(21,,2b ab a e e eR b a +≤∈∀+; 2.设0lim =∞→n n a ,证明:0lim21=+++∞→na a a nn ;3.设fx 在0,1上连续,-∞==-+→→)(lim )(lim 1x f x f x x ,证明:fx 在0,1内取到最大值.三、讨论题28=16分1.讨论级数 +--++-+-+-31213121312131)2(1)12(161514131211n n 的敛散性;2.设0,0>>βα,讨论dx xx ⎰∞+0sin αβ的敛散性包括条件收敛和绝对收敛;1.15分假设)(lim 30x f x →存在,试证明:)(lim )(lim 30x f x f x x →→=.2.15分假设fx 在a,b 上为单调函数,试证明:fx 在a,b 上可积;3.15分假设),2,1)(( =n x u n 在a,b 上连续,级数∑∞=1)(n n x u 在a,b 上一致收敛,试证明:i ∑∞=1)(n n a u ,∑∞=1)(n n b u 收敛; ii ∑∞=1)(n n x u 在a,b 上一致收敛;4.15分假设⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=)0( 0)0( ),(2222222y x y x y x y x y x f ,试证明:fx,y 在0,0连续,且偏导数存在,但此点不可微;5.15分计算曲面积分dxdy z dzdx y dydz x I s222++=⎰⎰,其中s 为锥面)0(222h z z y x ≤≤=+所示部分,方向为外侧;2007年华南师范大学数学分析1.15分证明数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n n 2收敛,并求其极限.2.15分fx 在x=0的邻域U0内有定义,且fx=f-x. (1).5分如果fx 在U0可导,证明0)0(='f ;(2).10分只假定)0(f '存在,证明0)0(='f .3.15分求积分: ,2,1,0,sin 20=⎰n dx x n π.4.15分判别函数列),(,1)(22+∞-∞∈+=x xn xx f n 的一致收敛性.5.15分设1222=++z y x ,求xz∂∂和22x z ∂∂.6.15分利用202π=⎰∞+-dx e x 和分部积分法求dx e xax )1(122-+∞-⎰,其中a>0.7.20分设L 是平面区域Ω的边界曲线,L 光滑;ux,y 在Ω上二阶连续可微,用格林公式证明:ds n udxdy y u x u L⎰⎰⎰∂∂=∂∂+∂∂Ω)(2222.其中n 是L 上的单位外法向量,n u ∂∂是u 沿n方向的方向导数.8.20分设fx 的导函数)(x f '在0,1上连续,且)0(f '>0,证明瑕积分)1(,)0()(1>-⎰p dx x f x f p.当1<p<2时收敛,p ≥2时发散.9.20分设fx 在0,+∞上一致连续,且对任何]1,0[∈x ,有.0)(lim =+∞→n x f n 证明:.0)(lim =+∞→x f x2008年华南师范大学数学分析一.15分设.0lim ,10,lim ,01=<≤=>∞→+∞→n n nn n n u a a u u u 证明二.15分设R S ⊂为有界集,证明必存在数列{}.sup lim ,S x S x n n n =⊂∞→使三.15分设⎩⎨⎧+=为无理数为有理数x x x x x x f ,,)(2(1)证明若0≠x ,则f 在x 处不连续;2计算)0(f '.四.15分设n 为自然数,求不定积分xdx x I n n cos ⎰=的递推公式,并计算xdx x cos 3⎰.五.20分(1)设]23,0[,2sin2)(1∈=∑+∞=x x n x x s n n n π,证明).1(),1()(lim 1s s x s x 并求=→(2)证明函数项级数x x n n cos )cos 1(1∑+∞=-在x=0的邻域U0内不一致收敛.六.15分求函数)arctan(xyz =在位于圆)23,21(0222上一点=-+x y x 处沿这圆周切线方向的方向导数切线倾斜角παα<≤0的范围是;七.15分设有n 个实数012)1(3,,,12121=--++--n a a a a a a n n n 满足,证明方程)2,0(0)12cos(3cos cos 21π在区间=-+++x n a x a x a n 中至少有一个根;八.20分设dx x f ⎰+∞∞-)(收敛,证明函数),()cos()()(+∞-∞=⎰+∞∞-在dx x x f g αα上一致连续;九.20分设{}222),(r y x y x D ≤+=,L 是D 的边界曲线,L 取逆时针方向为正向;n 是L 的外法线方向上的单位向量,FPx,y,Qx,y 是定义在D 上的连续可微向量函数,计算极限:ds n F r Lr ⎰⋅→201lim π.2009年华南师范大学数学分析一、20分.)]()([lim .,,)(lim ,)(lim -∞=+-∈=-∞=→→→x g x f R A a A x g x f ax ax a x 语言证明用这里设δε二、15分设数列{}n x 无上界;试证明存在{}n x 的子列{}k n x 满足+∞=∞→k n k x lim ;三、20分设R k x xx kx x F x x f ∈⎪⎩⎪⎨⎧<-≥=+=,这里 0,10,)(,1)(2,求函数Gx=fx-Fx 的导数,并判别函数G 的单调性;四、20分求下列函数的偏导数或全微分:1、zx uxy u z∂∂∂=2,)(求;2、设函数f 有一阶连续偏导数,求由方程fx-y,y-z,z-x=0所确定的函数z=zx,y 的全微分;五、15分求圆锥面内的那一部分面积。
数学分析考研试题
3.设 f (x) = sin 2 (x2 + 1) .
(1)求 f (x) 的麦克劳林展开式。
(2)求 f (n) (0) 。 (n = 1,2,3 )
4.试作出定义在 R 2 中的一个函数 f (x, y) ,使得它在原点处同时满足以下三个条件:
∫∫ 恒有 P(x, y, z)dydz + Q(x, y, z)dzdx + R(x, y, z)dxdy = 0. Sr
求证: ∀(x, y, z), R(x, y, z) = 0, Px (x, y, z) + Qy (x, y, z) = 0.
4
武汉科技学院理学院
北京大学 2005 年
1. 设 f (x) = x 2 sin x − 1 sin x ,试求 lim sup f (x) 和 lim inf f (x) .
p→+∞ 0
0
6
武汉科技学院理学院
南京理工大; 0 ,n=1,2,
an → a ≠ 0, (n → ∞) ,证
lim n
n→∞
an
= 1。
∫∫ 二、(15 分)求积分 F ⋅ nds 其中 F=(xy,yz,xy),Σ 为半球面,x 2+y2+z 2=1,z ≥ 0 Σ
(1) f (x, y) 的两个偏导数都存在;(2)任何方向极限都存在;(3)原点不连续
∫ 5.计算 x2ds .其中 L 是球面 x 2 + y 2 + z 2 = 1与平面 x + y + z = 0 的交线。 L
6.设函数列{ fn (x)} 满足下列条件:(1) ∀n , f n (x) 在 [a, b] 连续且有 f n (x) ≤ f n+1 (x) ( x ∈[a, b] );(2){ fn (x)} 点点收敛于[a, b] 上的连续函数 s(x)
浙江理工大学数学分析考研真题2007—2012、2017—2019年
四(15 分)、设 f 为区间 I 上严格凸函数.证明:若 x0 I 为 f 的极小值点,则 x0 为 f 在 I 上唯
一的极小值点.
五(15 分)、求椭圆 x 2 y 2 1绕 y 轴旋转所得旋转曲面的面积(假设 a b ). a2 b2
六(15
分)、把函数
f
(x)
1 x, x 3,
0 x 2, 在 (0,4) 上展开成余弦级数.
(D) f (0) 为极大值
8.设函数 f (x) (x 1)(x 2)(x 3) ,则方程 f "(x) 0 有( ).
(A)三个实根 (B)二个实根 (C)一个实根 (D)无实根
9.已知曲线 y ax3 bx 2 cx d 有一个拐点,其中 a 0 ,且在拐点处有一水平切线, 则 a , b , c 之间的关系是( ). (A) a b c 0 (B) b2 6ac 0 (C) b2 4ac 0 (D) b2 3ac 0
na对任给的??0存在自然数n使得对所有自然数p都有an?p?an??b对任给的??0存在唯一自然数n使当mn?n时都有am?an??c存在??0及自然数n使当mn?n时都有am?an??d对任给自然数n存在??0使得对所有自然数p都有an?p?an??2??xsin1x4
浙江理工大学
二 OO 八年硕士学位研究生招生入学考试试题
2 x4
七(15 分)、证明函数项级数
x2
在 (0,) 上收敛,但不一致收敛.进一
n1 [1 (n 1)x 2 ](1 nx 2 )
步问,该函数项级数在区间[ ,) 上一致收敛吗?(其中 0 是一个正实数)
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八(15
分)、计算积分
I
数学分析考研真题答案
数学分析考研真题答案一、选择题1. 极限的概念是数学分析中最基本的概念之一。
下列选项中,哪一个是极限的定义?A. 函数在某一点的值B. 函数在某一点的左极限与右极限相等时的值C. 函数在某一点的值趋于一个常数D. 函数在某一点附近的行为答案: C2. 以下哪个选项是连续函数的定义?A. 在某点可导B. 在某点的极限存在且等于函数值C. 在某区间内的所有点都有定义D. 在某区间内的所有点都有定义且可导答案: B二、填空题1. 若函数\( f(x) \)在点\( x_0 \)处可导,则\( f(x) \)在\( x_0 \)处的导数定义为\( \lim_{h \to 0} \frac{f(x_0 + h) -f(x_0)}{h} \)。
答案: \( \lim_{h \to 0} \frac{f(x_0 + h) - f(x_0)}{h} \)2. 定积分\( \int_{a}^{b} f(x) \, dx \)的几何意义是函数\( f(x) \)在区间\( [a, b] \)上的曲线与x轴所围成的面积。
答案:曲线与x轴所围成的面积三、解答题1. 证明:若函数\( f(x) \)在区间\( [a, b] \)上连续,则定积分\( \int_{a}^{b} f(x) \, dx \)存在。
证明:由于\( f(x) \)在\( [a, b] \)上连续,根据连续函数的性质,\( f(x) \)在\( [a, b] \)上是一致连续的。
根据达布定理(Darboux's Theorem),对于任意的分割\( P \),上和\( U(f, P) \)与下和\( L(f, P) \)之差\( U(f, P) - L(f, P) \)可以任意小。
因此,存在一个共同的极限\( I \),即\( \lim_{||P|| \to 0} U(f, P) = \lim_{||P|| \to 0} L(f, P) = I \),这就证明了定积分\( \int_{a}^{b} f(x) \, dx \)的存在性。
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高数考研试题2一、填空题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 把答案填在题中横线上)(1)设,0,0,0,1cos )(=≠⎪⎩⎪⎨⎧=x x xx x f 若若λ其导函数在x=0处连续,则λ的取值围是2>λ.【分析】 当≠x 0可直接按公式求导,当x=0时要求用定义求导.【详解】 当1>λ时,有,0,0,0,1sin 1cos )(21=≠⎪⎩⎪⎨⎧+='--x x xx x x x f 若若λλλ显然当2>λ时,有)0(0)(lim 0f x f x '=='→,即其导函数在x=0处连续.【评注】 原题见《考研数学大串讲》P.21【例5】(此考题是例5的特殊情形).(2)已知曲线b x a x y +-=233与x 轴相切,则2b 可以通过a 表示为=2b 64a .【分析】 曲线在切点的斜率为0,即0='y ,由此可确定切点的坐标应满足的条件,再根据在切点处纵坐标为零,即可找到2b 与a 的关系.【详解】 由题设,在切点处有03322=-='a x y ,有 .220a x = 又在此点y 坐标为0,于是有0300230=+-=b x a x ,故 .44)3(6422202202a a a x a x b =⋅=-=【评注】 有关切线问题应注意斜率所满足的条件,同时切点还应满足曲线方程. 完全类似例题见《文登数学全真模拟试卷》数学四P.36第一大题第(3)小题.(3)设a>0,,x a x g x f 其他若,10,0,)()(≤≤⎩⎨⎧==而D 表示全平面,则⎰⎰-=Ddxdyx y g x f I )()(= 2a .【分析】 本题积分区域为全平面,但只有当10,10≤-≤≤≤x y x 时,被积函数才不为零,因此实际上只需在满足此不等式的区域积分即可.【详解】⎰⎰-=Ddxdyx y g x f I )()(=dxdya x y x ⎰⎰≤-≤≤≤10,102=.])1[(21021012a dx x x a dy dx a x x =-+=⎰⎰⎰+【评注】 若被积函数只在某区域不为零,则二重积分的计算只需在积分区域与被积函数不为零的区域的公共部分上积分即可.完全类似例题见《数学复习指南》P.191【例8.16-17】 .(4)设n 维向量0,),0,,0,(<=a a a TΛα;E 为n 阶单位矩阵,矩阵TE A αα-=, Ta E B αα1+=,其中A 的逆矩阵为B ,则a= -1 .【分析】 这里T αα为n 阶矩阵,而22a T =αα为数,直接通过E AB =进行计算并注意利用乘法的结合律即可.【详解】 由题设,有)1)((T T a E E AB αααα+-= =TT T T a a E αααααααα⋅-+-11 =TT T T a a E αααααααα)(11-+- =TT T a a E αααααα21-+-=Ea a E T =+--+αα)121(,于是有0121=+--a a ,即 0122=-+a a ,解得 .1,21-==a a 由于A<0 ,故a=-1.【评注】完全类似例题见《数学复习指南》P.305第2大题第(5)小题 .(5)设随机变量X 和Y 的相关系数为0.9, 若4.0-=X Z ,则Y 与Z 的相关系数为0.9 .【分析】 利用相关系数的计算公式即可. 【详解】 因为)4.0()()]4.0([()4.0,cov(),cov(---=-=X E Y E X Y E X Y Z Y =)(4.0)()()(4.0)(Y E X E Y E Y E XY E +--=E(XY) – E(X)E(Y)=cov(X,Y), 且.DX DZ =于是有 cov(Y,Z)=DZ DY Z Y ),cov(=.9.0),cov(==XY DY DX Y X ρ【评注】 注意以下运算公式:DX a X D =+)(,).,cov(),cov(Y X a Y X =+完全类似例题见《数学复习指南》P.475【例3.32】的【注】 .(6)设总体X 服从参数为2的指数分布,n X X X ,,,21Λ为来自总体X 的简单随机样本,则当∞→n 时,∑==n i in X n Y 121依概率收敛于 21 .【分析】 本题考查大数定律:一组相互独立且具有有限期望与方差的随机变量n X X X ,,,21Λ,当方差一致有界时,其算术平均值依概率收敛于其数学期望的算术平均值:).(1111∞→→∑∑==n EX n X n ni i pn i i【详解】 这里22221,,,n X X X Λ满足大数定律的条件,且22)(i i iEX DX EX +==21)21(412=+,因此根据大数定律有∑==n i i n X n Y 121依概率收敛于.21112=∑=n i iEX n【评注】 大数定律见《数学复习指南》P.484 .二、选择题(本题共6小题,每小题4分,满分24分. 每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号)(1)设f(x)为不恒等于零的奇函数,且)0(f '存在,则函数x x f x g )()(=(A) 在x=0处左极限不存在. (B) 有跳跃间断点x=0.(C) 在x=0处右极限不存在. (D) 有可去间断点x=0.[ D ]【分析】 由题设,可推出f(0)=0 , 再利用在点x=0处的导数定义进行讨论即可. 【详解】 显然x=0为g(x)的间断点,且由f(x)为不恒等于零的奇函数知,f(0)=0. 于是有)0(0)0()(lim )(lim)(lim 00f x f x f x x f xg x x x '=--==→→→存在,故x=0为可去间断点.【评注1】 本题也可用反例排除,例如f(x)=x, 则此时g(x)=,0,0,0,1=≠⎩⎨⎧=x x x x 可排除(A),(B),(C) 三项,故应选(D).【评注2】 若f(x)在0x x =处连续,则.)(,0)()(lim000A x f x f A x x x f xx ='=⇔=-→.本题事实上相当于考查此结论,详情可参见《考研数学大串讲》P.18的重要结论与公式.(2)设可微函数f(x,y)在点),(00y x 取得极小值,则下列结论正确的是(A) ),(0y x f 在0y y =处的导数等于零. (B )),(0y x f 在0y y =处的导数大于零. (C) ),(0y x f 在0y y =处的导数小于零. (D) ),(0y x f 在0y y =处的导数不存在. [ A ] 【分析】 可微必有偏导数存在,再根据取极值的必要条件即可得结论.【详解】 可微函数f(x,y)在点),(00y x 取得极小值,根据取极值的必要条件知0),(00='y x f y ,即),(0y x f 在0y y =处的导数等于零, 故应选(A).【评注1】 本题考查了偏导数的定义,),(0y x f 在0y y =处的导数即),(00y x f y ';而),(0y x f 在0x x =处的导数即).,(00y x f x '【评注2】 本题也可用排除法分析,取22),(y x y x f +=,在(0,0)处可微且取得极小值,并且有2),0(y y f =,可排除(B),(C),(D), 故正确选项为(A).(3)设2nn n a a p +=,2nn n a a q -=,Λ,2,1=n ,则下列命题正确的是(A) 若∑∞=1n na条件收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq 都收敛. (B) 若∑∞=1n na绝对收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq都收敛. (C) 若∑∞=1n na条件收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq敛散性都不定.(D) 若∑∞=1n na绝对收敛,则∑∞=1n np与∑∞=1n nq敛散性都不定. [ B ] 【分析】 根据绝对收敛与条件收敛的关系以及收敛级数的运算性质即可找出答案.【详解】 若∑∞=1n na绝对收敛,即∑∞=1n na收敛,当然也有级数∑∞=1n na收敛,再根据2nn n a a p +=,2nn n a a q -=及收敛级数的运算性质知,∑∞=1n np与∑∞=1n nq都收敛,故应选(B).【评注】 完全类似例题见《文登数学全真模拟试卷》数学三P.23第二大题第(3)小题.(4)设三阶矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=a b b b a b b b a A ,若A 的伴随矩阵的秩为1,则必有 (A) a=b 或a+2b=0. (B) a=b 或a+2b ≠0.(C) a ≠b 且a+2b=0. (D) a ≠b 且a+2b ≠0.[ C ]【分析】 A 的伴随矩阵的秩为1, 说明A 的秩为2,由此可确定a,b 应满足的条件. 【详解】 根据A 与其伴随矩阵A*秩之间的关系知,秩(A)=2,故有))(2(2=-+=b a b a ab b b a b bb a ,即有02=+b a 或a=b.但当a=b 时,显然秩(A)2≠, 故必有 a ≠b 且a+2b=0. 应选(C).【评注】 n (n )2≥阶矩阵A 与其伴随矩阵A*的秩之间有下列关系:.1)(,1)(,)(,0,1,*)(-<-==⎪⎩⎪⎨⎧=n A r n A r n A r n A r完全类似例题见《数学复习指南》P.329【例3.31】. (5)设s ααα,,,21Λ均为n 维向量,下列结论不正确的是(A) 若对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21Λ,都有02211≠+++s s k k k αααΛ,则s ααα,,,21Λ线性无关.(B) 若s ααα,,,21Λ线性相关,则对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21Λ,都有.02211=+++s s k k k αααΛ(C) s ααα,,,21Λ线性无关的充分必要条件是此向量组的秩为s.(D) s ααα,,,21Λ线性无关的必要条件是其中任意两个向量线性无关. [ B ] 【分析】 本题涉及到线性相关、线性无关概念的理解,以及线性相关、线性无关的等价表现形式. 应注意是寻找不正确的命题.【详解】(A): 若对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21Λ,都有02211≠+++s s k k k αααΛ,则s ααα,,,21Λ必线性无关,因为若s ααα,,,21Λ线性相关,则存在一组不全为零的数s k k k ,,,21Λ,使得 02211=+++s s k k k αααΛ,矛盾. 可见(A )成立.(B): 若s ααα,,,21Λ线性相关,则存在一组,而不是对任意一组不全为零的数s k k k ,,,21Λ,都有.02211=+++s s k k k αααΛ(B)不成立.(C) s ααα,,,21Λ线性无关,则此向量组的秩为s ;反过来,若向量组s ααα,,,21Λ的秩为s ,则s ααα,,,21Λ线性无关,因此(C)成立.(D) s ααα,,,21Λ线性无关,则其任一部分组线性无关,当然其中任意两个向量线性无关,可见(D)也成立.综上所述,应选(B).【评注】 原命题与其逆否命题是等价的. 例如,原命题:若存在一组不全为零的数s k k k ,,,21Λ,使得02211=+++s s k k k αααΛ成立,则s ααα,,,21Λ线性相关. 其逆否命题为:若对于任意一组不全为零的数s k k k ,,,21Λ,都有02211≠+++s s k k k αααΛ,则s ααα,,,21Λ线性无关. 在平时的学习过程中,应经常注意这种原命题与其逆否命题的等价性.与本题完全类似例题见《数学复习指南》P.313【例3.4】.(6)将一枚硬币独立地掷两次,引进事件:1A ={掷第一次出现正面},2A ={掷第二次出现正面},3A ={正、反面各出现一次},4A ={正面出现两次},则事件(A) 321,,A A A 相互独立. (B) 432,,A A A 相互独立.(C) 321,,A A A 两两独立. (D) 432,,A A A 两两独立. [ C ] 【分析】按照相互独立与两两独立的定义进行验算即可,注意应先检查两两独立,若成立,再检验是否相互独立.【详解】 因为21)(1=A P ,21)(2=A P ,21)(3=A P ,41)(4=A P , 且 41)(21=A A P ,41)(31=A A P ,41)(32=A A P ,41)(42=A A P 0)(321=A A A P ,可见有)()()(2121A P A P A A P =,)()()(3131A P A P A A P =,)()()(3232A P A P A A P =,)()()()(321321A P A P A P A A A P ≠,)()()(4242A P A P A A P ≠.故321,,A A A 两两独立但不相互独立;432,,A A A 不两两独立更不相互独立,应选(C).【评注】 本题严格地说应假定硬币是均匀的,否则结论不一定成立.本题考查两两独立与相互独立的差异,其要点可参见《数学复习指南》P.401 .三 、(本题满分8分) 设).1,21[,)1(1sin 11)(∈--+=x x x x x f πππ 试补充定义f(1)使得f(x)在]1,21[上连续.【分析】 只需求出极限)(lim 1x f x -→,然后定义f(1)为此极限值即可.【详解】 因为)(lim 1x f x -→=])1(1sin 11[lim 1x x x x --+-→πππ=x x x x x πππππsin )1(sin )1(lim 111---+-→=x x x xx ππππππππcos )1(sin cos lim 111-+---+-→=x x x x xx ππππππππππsin )1(cos cos sin lim11221----+-→=.1π由于f(x)在)1,21[上连续,因此定义π1)1(=f ,使f(x)在]1,21[上连续.【评注】 本题实质上是一求极限问题,但以这种形式表现出来,还考查了连续的概念.在计算过程中,也可先作变量代换y=1-x ,转化为求+→0y 的极限,可以适当简化.完全类似例题在一般教科书上都可找到,或参见《文登数学全真模拟试卷》P.数学三P.24第三题.四 、(本题满分8分)设f(u,v)具有二阶连续偏导数,且满足12222=∂∂+∂∂v fu f ,又)](21,[),(22y x xy f y x g -=,求.2222y g xg ∂∂+∂∂【分析】 本题是典型的复合函数求偏导问题:),(v u f g =,)(21,22y x v xy u -==,直接利用复合函数求偏导公式即可,注意利用.22u v fv u f ∂∂∂=∂∂∂【详解】 v f x u f yxg ∂∂+∂∂=∂∂, .v f y u f x yg ∂∂-∂∂=∂∂ 故 v f v f x v u f xy u f y xg ∂∂+∂∂+∂∂∂+∂∂=∂∂2222222222, .2222222222v f v f y u v f xy u f x y g ∂∂-∂∂+∂∂∂-∂∂=∂∂ 所以 222222222222)()(v f y x u f y x y g xg ∂∂++∂∂+=∂∂+∂∂ =.22y x +【评注】 本题考查半抽象复合函数求二阶偏导.完全类似例题《数学复习指南》P.171【例7.20,7.22】.五 、(本题满分8分) 计算二重积分.)sin(22)(22dxdy y x e I Dy x+=⎰⎰-+-π其中积分区域D=}.),{(22π≤+y x y x【分析】 从被积函数与积分区域可以看出,应该利用极坐标进行计算.【详解】 作极坐标变换:θθsin ,cos r y r x ==,有dxdyy x e e I Dy x)sin(22)(22+=⎰⎰+-π=.sin 2022dr r red er ⎰⎰-πππθ令2r t =,则tdte eI t sin 0⎰-=πππ.记tdte A t sin 0⎰-=π,则tt de e A --⎰-=int 0π=]cos sin [0⎰----ππtdt e te t t=⎰--πcos ttde=]sin cos [0tdt e te t t⎰--+-ππ=.1A e -+-π因此)1(21π-+=e A ,).1(2)1(2πππππe e e I +=+=-【评注】 本题属常规题型,明显地应该选用极坐标进行计算,在将二重积分化为定积分后,再通过换元与分步积分(均为最基础的要求),即可得出结果,综合考查了二重积分、换元积分与分步积分等多个基础知识点.六、(本题满分9分)求幂级数∑∞=<-+12)1(2)1(1n nnx n x 的和函数f(x)及其极值.【分析】 先通过逐项求导后求和,再积分即可得和函数,注意当x=0时和为1. 求出和函数后,再按通常方法求极值.【详解】.1)1()(1212∑∞=-+-=-='n n n x x x x f上式两边从0到x 积分,得).1ln(211)0()(202x dt t t f x f x+-=+-=-⎰由f(0)=1, 得).1(),1ln(211)(2<+-=x x x f令0)(='x f ,求得唯一驻点x=0. 由于,)1(1)(222x x x f +--='' 01)0(<-=''f ,可见f(x)在x=0处取得极大值,且极大值为 f(0)=1.【评注】 求和函数一般都是先通过逐项求导、逐项积分等转化为可直接求和的几何级数情形,然后再通过逐项积分、逐项求导等逆运算最终确定和函数.完全类似例题见《数学题型集粹与练习题集》P.285数学三模拟试题(五)第八题.七、(本题满分9分)设F(x)=f(x)g(x), 其中函数f(x),g(x)在),(+∞-∞满足以下条件:)()(x g x f =',)()(x f x g =',且f(0)=0, .2)()(xe x g xf =+ (1) 求F(x)所满足的一阶微分方程; (2) 求出F(x)的表达式.【分析】 F(x)所满足的微分方程自然应含有其导函数,提示应先对F(x)求导,并将其余部分转化为用F(x)表示,导出相应的微分方程,然后再求解相应的微分方程.【详解】 (1) 由)()()()()(x g x f x g x f x F '+'='=)()(22x f x g + =)()(2)]()([2x g x f x g x f -+ =(22)x e -2F(x),可见F(x)所满足的一阶微分方程为.4)(2)(2x e x F x F =+'(2)]4[)(222C dx e e e x F dxx dx +⎰⋅⎰=⎰-=]4[42C dx e e x x +⎰-=.22xxCe e -+将F(0)=f(0)g(0)=0代入上式,得 C=-1. 于是.)(22xxe e x F --=【评注】 本题没有直接告知微分方程,要求先通过求导以及恒等变形引出微分方程的形式,从题型来说比较新颖,但具体到微分方程的求解则并不复杂,仍然是基本要求的围.完全类似例题在文登数学辅导班上介绍过,也可参见《文登数学全真模拟试卷》数学三P.17第三题.八、(本题满分8分)设函数f(x)在[0,3]上连续,在(0,3)可导,且f(0)+f(1)+f(2)=3, f(3)=1.试证必存在)3,0(∈ξ,使.0)(='ξf【分析】 根据罗尔定理,只需再证明存在一点c )3,0[∈,使得)3(1)(f c f ==,然后在[c,3]上应用罗尔定理即可. 条件f(0)+f(1)+f(2)=3等价于13)2()1()0(=++f f f ,问题转化为1介于f(x)的最值之间,最终用介值定理可以达到目的.【详解】 因为f(x)在[0,3]上连续,所以f(x)在[0,2]上连续,且在[0,2]上必有最大值M 和最小值m ,于是M f m ≤≤)0(, M f m ≤≤)1(, M f m ≤≤)2(. 故.3)2()1()0(M f f f m ≤++≤由介值定理知,至少存在一点]2,0[∈c ,使.13)2()1()0()(=++=f f f c f因为f(c)=1=f(3), 且f(x)在[c,3]上连续,在(c,3)可导,所以由罗尔定理知,必存在)3,0()3,(⊂∈c ξ,使.0)(='ξf【评注】 介值定理、微分中值定理与积分中值定理都是常考知识点,且一般是两两结合起来考. 本题是典型的结合介值定理与微分中值定理的情形.完全类似例题见《数学复习指南》P.128【例5.2】及P.131的【解题提示】.九、(本题满分13分) 已知齐次线性方程组⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+++++=+++++=+++++=+++++,0)(,0)(,0)(,0)(332211332211332211332211nn n n n n n n x b a x a x a x a x a x b a x a x a x a x a x b a x a x a x a x a x b a ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ其中.01≠∑=ni ia试讨论n a a a ,,,21Λ和b 满足何种关系时,(1) 方程组仅有零解;(2) 方程组有非零解. 在有非零解时,求此方程组的一个基础解系.【分析】方程的个数与未知量的个数相同,问题转化为系数矩阵行列式是否为零,而系数行列式的计算具有明显的特征:所有列对应元素相加后相等. 可先将所有列对应元素相加,然后提出公因式,再将第一行的(-1)倍加到其余各行,即可计算出行列式的值.【详解】 方程组的系数行列式b a a a a a ba a a a ab a a a a a b a A n n n n ++++=ΛM M M M M ΛΛΛ321321321321=).(11∑=-+ni i n a b b(1) 当0≠b 时且01≠+∑=ni i a b 时,秩(A)=n ,方程组仅有零解.(2) 当b=0 时,原方程组的同解方程组为.02211=+++n n x a x a x a Λ 由01≠∑=ni ia可知,),,2,1(n i a i Λ=不全为零. 不妨设01≠a ,得原方程组的一个基础解系为T a a )0,,0,1,(121Λ-=α,T a a )0,,1,0,(132Λ-=α,.)1,,0,0,(,1T n n a a ΛΛ-=α当∑=-=n i ia b 1时,有0≠b ,原方程组的系数矩阵可化为⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----∑∑∑∑====n i i n nni inni inni ia a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 1321132131213211ΛM M M M ΛΛΛ(将第1行的-1倍加到其余各行,再从第2行到第n 行同乘以∑=-ni ia11倍)→ ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----∑=1001010100113211ΛM M M M ΛΛΛn ni ia a a a a ( 将第n 行n a -倍到第2行的2a -倍加到第1行,再将第1行移到最后一行)→.0000100101010011⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---ΛΛM M M M ΛΛ由此得原方程组的同解方程组为12x x =,13x x =,1,x x n =Λ.原方程组的一个基础解系为 .)1,,1,1(TΛ=α【评注】 本题的难点在∑=-=ni ia b 1时的讨论,事实上也可这样分析:此时系数矩阵的秩为 n-1(存在n-1阶子式不为零),且显然T)1,,1,1(Λ=α为方程组的一个非零解,即可作为基础解系.完全类似问题2002年已考过,见2002年数学三第九题.十、(本题满分13分) 设二次型)0(222),,(31232221321>+-+==b x bx x x ax AX X x x x f T ,中二次型的矩阵A 的特征值之和为1,特征值之积为-12. (1) 求a,b 的值;(2) 利用正交变换将二次型f 化为标准形,并写出所用的正交变换和对应的正交矩阵. 【分析】 特征值之和为A 的主对角线上元素之和,特征值之积为A 的行列式,由此可求出a,b 的值;进一步求出A 的特征值和特征向量,并将相同特征值的特征向量正交化(若有必要),然后将特征向量单位化并以此为列所构造的矩阵即为所求的正交矩阵.【详解】 (1)二次型f 的矩阵为.200200⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=b b a A 设A 的特征值为).3,2,1(=i i λ由题设,有1)2(2321=-++=++a λλλ,.12242002002321-=--=-=b a b ba λλλ解得 a=1,b= -2.(2) 由矩阵A 的特征多项式)3()2(22202012+-=+----=-λλλλλλA E ,得A 的特征值.3,2321-===λλλ对于,221==λλ解齐次线性方程组0)2(=-x A E ,得其基础解系 T )1,0,2(1=ξ,.)0,1,0(2T=ξ对于33-=λ,解齐次线性方程组0)3(=--x A E ,得基础解系.)2,0,1(3T-=ξ 由于321,,ξξξ已是正交向量组,为了得到规正交向量组,只需将321,,ξξξ单位化,由此得T)51,0,52(1=η,T)0,1,0(2=η,.)52,0,51(3T -=η令矩阵[]⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-==5205101051052321ηηηQ , 则Q 为正交矩阵. 在正交变换X=QY 下,有⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=300020002AQ Q T ,且二次型的标准形为.322232221y y y f -+= 【评注】 本题求a,b ,也可先计算特征多项式,再利用根与系数的关系确定:二次型f 的矩阵A 对应特征多项式为)].2()2()[2(220022b a a bb aA E +----=+----=-λλλλλλλ设A 的特征值为321,,λλλ,则).2(,2,2232321b a a +-=-=+=λλλλλ由题设得1)2(2321=-+=++a λλλ,.12)2(22321-=+-=b a λλλ解得a=1,b=2.第一步求参数见《数学复习指南》P.361重要公式与结论4,完全类似例题见《文登数学全真模拟试卷》数学三P.47第九题.十一、(本题满分13分) 设随机变量X 的概率密度为;],8,1[,0,31)(32其他若∈⎪⎩⎪⎨⎧=x xx fF(x)是X 的分布函数. 求随机变量Y=F(X)的分布函数.【分析】 先求出分布函数F(x) 的具体形式,从而可确定Y=F(X) ,然后按定义求Y 的分布函数即可。