高等数学下册试题及答案解析知识讲解
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高等数学下册试题及
答案解析
高等数学(下册)试卷(一)
一、填空题(每小题3分,共计24分)
1、 z =)0()(log 22>+a y x a 的定义域为D= 。
2、二重积分
⎰⎰
≤++1
||||22)ln(y x dxdy y x 的符号为 。
3、由曲线x y ln =及直线1+=+e y x ,1=y 所围图形的面积用二重积分表
示为 ,其值为 。
4、设曲线L 的参数方程表示为),()
()
(βαψϕ≤≤⎩⎨
⎧==x t y t x 则弧长元素
=ds 。
5、设曲面∑为922=+y x 介于0=z 及3=z 间的部分的外侧,则
=++⎰⎰∑
ds y x )122( 。
6、微分方程
x
y
x y dx dy tan +=的通解为 。
7、方程04)4(=-y y 的通解为 。
8、级数∑
∞
=+1
)1(1
n n n 的和为 。
二、选择题(每小题2分,共计16分)
1、二元函数),(y x f z =在),(00y x 处可微的充分条件是( ) (A )),(y x f 在),(00y x 处连续;
(B )),(y x f x ',),(y x f y '在),(00y x 的某邻域内存在;
(C ) y y x f x y x f z y x ∆'-∆'-∆),(),(0000当0)()(22→∆+∆y x 时,是无穷小;
(D )0)
()(),(),(lim 2
2
00000
=∆+∆∆'-∆'-∆→∆→∆
y x y
y x f x y x f z y x y x 。
2、设),()(x y xf y x yf u +=其中f 具有二阶连续导数,则2222y
u
y x u x ∂∂+∂∂等于
( )
(A )y x +; (B )x ; (C)y ; (D)0 。
3、设Ω:,0,1222≥≤++z z y x 则三重积分⎰⎰⎰Ω
=zdV I 等于( )
(A )4⎰⎰⎰20
20
1
3cos sin π
π
ϕϕϕθdr r d d ;
(B )⎰⎰⎰20
1
2sin π
πϕϕθdr r d d ;
(C )⎰
⎰⎰ππ
ϕϕϕθ20
20
1
3cos sin dr r d d ;
(D )⎰
⎰⎰ππϕϕϕθ20
1
3cos sin dr r d d 。
4、球面22224a z y x =++与柱面ax y x 222=+所围成的立体体积V=( )
(A )⎰⎰
-20
cos 20
2244π
θθa dr r a d ;
(B )⎰⎰
-20
cos 20
2244π
θθa dr r a r d ;
(C )⎰⎰
-20
cos 20
2248π
θθa dr r a r d ;
(D )⎰
⎰
-
-22
cos 20
224π
πθθa dr r a r d 。
5、设有界闭区域D 由分段光滑曲线L 所围成,L 取正向,函数
),(),,(y x Q y x P 在D 上具有一阶连续偏导数,则⎰=+L
Qdy Pdx )(
(A )⎰⎰∂∂-∂∂D
dxdy x Q y P )(
; (B )⎰⎰∂∂-∂∂D
dxdy x P y Q )(;
(C )⎰⎰∂∂-∂∂D
dxdy y Q x P )(
; (D )⎰⎰∂∂-∂∂D
dxdy y P x Q )(。
6、下列说法中错误的是( )
(A ) 方程022=+''+'''y x y y x 是三阶微分方程; (B ) 方程x y dx
dy
x dx dy y
sin =+是一阶微分方程; (C ) 方程0)3()2(22232=+++dy y x y dx xy x 是全微分方程; (D ) 方程
x
y
x dx dy 221=
+是伯努利方程。
7、已知曲线)(x y y =经过原点,且在原点处的切线与直线062=++y x 平行,而)(x y 满足微分方程052=+'-''y y y ,则曲线的方程为=y ( )
(A )x e x 2sin -; (B ))2cos 2(sin x x e x -; (C ))2sin 2(cos x x e x -; (D )x e x 2sin 。
8、设0lim =∞
→n n nu , 则∑∞
=1n n u ( )
(A )收敛; (B )发散; (C )不一定; (D )绝对收敛。
三、求解下列问题(共计15分)
1、(7分)设g f ,均为连续可微函数。
)(),,(xy x g v xy x f u +==,求
y
u
x u ∂∂∂∂,。
2、(8分)设⎰+-=t x t
x dz z f t x u )(),(,求
t
u x u ∂∂∂∂,。
四、求解下列问题(共计15分)。
1、计算=I ⎰⎰-2
22
x
y dy e
dx 。
(7分)
2、计算⎰⎰⎰Ω
+=dV y x I )(22,其中Ω是由x 21,222===+z z z y 及所围成的
空间闭区域(8分)。
五、(13分)计算⎰
+
+-=L y
x ydx
xdy I 2
2,其中L 是xoy 面上的任一条无重点且分段光滑不经过原点)0,0(O 的封闭曲线的逆时针方向。
六、(9分)设对任意)(,,x f y x 满足方程)
()(1)
()()(y f x f y f x f y x f -+=
+,且)0(f '存
在,求)(x f 。
七、(8分)求级数∑∞
=++--1
1
212)2()1(n n n
n x 的收敛区间。
高等数学(下册)试卷(二)
一、填空题(每小题3分,共计24分)
1、设z y x z y x 32)32sin(2-+=-+,则
=∂∂+∂∂y
z
x z 。
2、=+-→→xy
xy
y x 93lim
0 。
3、设⎰⎰
=20
2),(x x
dy y x f dx I ,交换积分次序后,=I 。
4、设)(u f 为可微函数,且,0)0(=f 则⎰⎰
≤+→=++
2
22)(1
lim 223
t y x t d y x f t σπ 。
5、设L 为取正向的圆周422=+y x ,则曲线积分
⎰
=-++L
x x dy x ye dx ye y )2()1( 。
6、设→
→
→
+++++=k xy z j xz y i yz x A )()()(2
2
2
,则=A div 。
7、通解为x x e c e c y 221-+=的微分方程是 。
8、设⎩⎨
⎧<<<≤--=π
πx x x f 0,
10,
1)(,则它的Fourier 展开式中的=n a 。
二、选择题(每小题2分,共计16分)。
1、设函数⎪⎩
⎪
⎨⎧=+≠++=0
,00,),(22224
22
y x y x y x xy y x f ,则在点(0,0)处( )
(A )连续且偏导数存在; (B )连续但偏导数不存在; (C )不连续但偏导数存在; (D )不连续且偏导数不存在。
2、设),(y x u 在平面有界区域D 上具有二阶连续偏导数,且满足
02≠∂∂∂y x u
及 +∂∂22x u 022=∂∂y
u ,
则( )
(A )最大值点和最小值点必定都在D 的内部; (B )最大值点和最小值点必定都在D 的边界上; (C )最大值点在D 的内部,最小值点在D 的边界上; (D )最小值点在D 的内部,最大值点在D 的边界上。
3、设平面区域D :1)1()2(22≤-+-y x ,若⎰⎰+=D
d y x I σ21)(,
⎰⎰+=D
d y x I σ32)(
则有( )
(A )21I I <; (B ) 21I I =; (C )21I I >; (D )不能比较。
4、设Ω是由曲面1,,===x x y xy z 及0=z 所围成的空间区域,则
⎰⎰⎰Ω
dxdydz z xy 3
2 =( ) (A )
3611; (B )3621; (C )3631 ; (D )364
1。
5、设),(y x f 在曲线弧L 上有定义且连续,L 的参数方程为⎩⎨⎧==)
()
(t y t x ψϕ
)(βα≤≤t ,其中)(),(t t ψϕ在],[βα上具有一阶连续导数,且
0)()(22≠'+'t t ψϕ, 则曲线积分⎰=L
ds y x f ),(( )
(A) ⎰βα
ψϕdt t t f ))(),((; (B) ⎰'+'α
β
ψϕψϕdt t t t t f )()())(),((22 ;
(C) ⎰'+'βα
ψϕψϕdt t t t t f )()())(),((22; (D)⎰α
β
ψϕdt t t f ))(),((。
6、设∑是取外侧的单位球面1222=++z y x , 则曲面积分
⎰⎰∑
++zdxdy ydzdx xdydz =( )
(A) 0 ; (B) π2 ; (C)π ; (D)π4。
7、下列方程中,设21,y y 是它的解,可以推知21y y +也是它的解的方程是( )
(A) 0)()(=++'x q y x p y ; (B) 0)()(=+'+''y x q y x p y ; (C) )()()(x f y x q y x p y =+'+''; (D) 0)()(=+'+''x q y x p y 。
8、设级数∑∞
=1n n a 为一交错级数,则( )
(A)该级数必收敛; (B)该级数必发散;
(C)该级数可能收敛也可能发散; (D)若)0(0→→n a n ,则必收敛。
三、求解下列问题(共计15分)
1、(8分)求函数)ln(22z y x u ++=在点A (0,1,0)沿A 指向点B (3,
-2,2)
的方向的方向导数。
2、(7分)求函数)4(),(2y x y x y x f --=在由直线0,0,6===+x y y x 所围
成的闭区域D 上的最大值和最小值。
四、求解下列问题(共计15分) 1、(7分)计算⎰⎰⎰
Ω
+++=3
)1(z y x dv
I ,其中Ω是由0,0,0===z y x 及
1=++z y x 所围成的立体域。
2、(8分)设)(x f 为连续函数,定义⎰⎰⎰Ω
++=dv y x f z t F )]([)(222,
其中{}222,0|),,(t y x h z z y x ≤+≤≤=Ω,求dt
dF 。
五、求解下列问题(15分)
1、(8分)求⎰-+-=L
x x dy m y e dx my y e I )cos ()sin (,其中L 是从A (a ,
0)经2x ax y -=到O (0,0)的弧。
2、(7分)计算⎰⎰∑
++=dxdy z dzdx y dydz x I 222,其中∑是
)0(222a z z y x ≤≤=+ 的外侧。
六、(15分)设函数)(x ϕ具有连续的二阶导数,并使曲线积分
⎰
'++-'L
x dy x ydx xe x x )(])(2)(3[2ϕϕϕ与路径无关,求函数)(x ϕ。
高等数学(下册)试卷(三) 一、填空题(每小题3分,共计24分)
1、设⎰=yz
xz t dt e u 2
, 则
=∂∂z
u。
2、函数)2sin(),(y x xy y x f ++=在点(0,0)处沿)2,1(=l 的方向导数
)
0,0(l
f ∂∂= 。
3、设Ω为曲面0,122=--=z y x z 所围成的立体,如果将三重积分
⎰⎰⎰Ω
=dv z y x f I ),,(化为先对z 再对y 最后对x 三次积分,则I= 。
4、设),(y x f 为连续函数,则=I ⎰⎰=+
→D
t d y x f t σπ),(1lim 2
,其中
222:t y x D ≤+。
5、⎰=+L
ds y x )(22 ,其中222:a y x L =+。
6、设Ω是一空间有界区域,其边界曲面Ω∂是由有限块分片光滑的曲面所
组成,如果函数),,(z y x P ,),,(z y x Q ,),,(z y x R 在Ω上具有一阶连续偏导数,则三重积分与第二型曲面积分之间有关系式: , 该关系式称为 公式。
7、微分方程96962+-=+'-''x x y y y 的特解可设为=*y 。
8、若级数∑∞
=--1
1
)1(n p
n n 发散,则p 。
二、选择题(每小题2分,共计16分) 1、设),(b a f x '存在,则x
b x a f b a x f x )
,(),(lim
--+→=( )
(A )),(b a f x ';(B )0;(C )2),(b a f x ';(D )2
1
),(b a f x '。
2、设2
y x z =,结论正确的是( )
(A )022>∂∂∂-∂∂∂x y z y x z ; (B )022=∂∂∂-∂∂∂x y z
y x z ;
(C )022<∂∂∂-∂∂∂x y z y x z ; (D )022≠∂∂∂-∂∂∂x
y z y x z 。
3、若),(y x f 为关于x 的奇函数,积分域D 关于y 轴对称,对称部分记为
21,D D ,),(y x f 在D 上连续,则⎰⎰=D
d y x f σ),(( )
(A )0;(B )2⎰⎰1
),(D d y x f σ;(C )4⎰⎰1
),(D d y x f σ; (D)2⎰⎰2
),(D d y x f σ。
4、设Ω:2222R z y x ≤++,则⎰⎰⎰Ω
+dxdydz y x )(22=( )
(A )538R π; (B )534R π; (C )5158R π; (D )515
16
R π。
5、设在xoy 面内有一分布着质量的曲线L ,在点),(y x 处的线密度为
),(y x ρ,则曲线弧L的重心的x 坐标x 为( ) (A)x =
⎰
L
ds y x x M
),(1
ρ; (B )x =
⎰
L
dx y x x M
),(1ρ;
(C )x =⎰L
ds y x x ),(ρ; (D )x =⎰
L
xds M
1, 其中M 为曲线弧L的
质量。
6、设∑为柱面122=+y x 和1,0,0===z y x 在第一卦限所围成部分的外
侧,则 曲面积分⎰⎰∑
++ydxdz x xzdydz zdxdy y 22=( )
(A )0; (B )4π-
; (C )245π; (D )4
π。
7、方程)(2x f y y ='-''的特解可设为( )
(A )A ,若1)(=x f ; (B )x Ae ,若x e x f =)(;
(C )E Dx Cx Bx Ax ++++234,若x x x f 2)(2-=; (D ))5cos 5sin (x B x A x +,若x x f 5sin )(=。
8、设⎩⎨
⎧≤<<≤--=π
πx x x f 01
0,
1)(,则它的Fourier 展开式中的n a 等于
( ) (A )
])1(1[2n n --π; (B )0; (C )π
n 1; (D )πn 4。
三、(12分)设t t x f y ),
,(=为由方程 0),,(=t y x F 确定的y x ,的函数,其
中F f ,具有一阶连续偏导数,求dx dy 。
四、(8分)在椭圆4422=+y x 上求一点,使其到直线0632=-+y x 的距离
最短。
五、(8分)求圆柱面y y x 222=+被锥面22y x z +=和平面0=z 割下部分的
面积A。
六、(12分)计算⎰⎰∑
=xyzdxdy I ,其中∑为球面 1222=++z y x 的
0,0≥≥y x 部分
的外侧。
七、(10分)设x x d x df 2sin 1)
(cos )
(cos +=,求)(x f 。
八、(10分)将函数)1ln()(32x x x x f +++=展开成x 的幂级数。
高等数学(下册)试卷(四)
一、填空题(每小题3分,共计24分)
1、由方程2222=+++z y x xyz 所确定的隐函数),(y x z z =在点(1,0,-1)处的全微分=dz 。
2、椭球面632222=++z y x 在点(1,1,1 )处的切平面方程是 。
3、设D 是由曲线2,2+==x y x y 所围成,则二重积分
⎰⎰=+=D
dxdy x I )1(2 。
4、设Ω是由4,0,422===+z z y x 所围成的立体域,则三重积分
⎰⎰⎰Ω
+=dv y x I )(22= 。
5、设∑是曲面22y x z +=介于1,0==z z 之间的部分,则曲面积分
⎰⎰∑
=+=ds y x I )(22 。
6、
⎰⎩
⎨⎧=++=++=02
2222z y x a z y x ds x。
7、已知曲线)(x y y =上点M(0,4)处的切线垂直于直线052=+-y x ,且
)(x y 满足微分方程02=+'+''y y y ,则此曲线的方程是 。
8、设)(x f 是周期T=π2的函数,则)(x f 的Fourier 系数为 。
二、选择题(每小题2分,共计16分)
1、函数xy x
y
z +=arcsin 的定义域是( )
(A ){}0,|),(≠≤x y x y x ; (B ){}0,|),(≠≥x y x y x ; (C ){}0,0|),(≠≥≥x y x y x {}0,0|),(≠≤≤x y x y x Y ; (D ){}{}0,0|),(0,0|),(<<>>y x y x y x y x Y 。
2、已知曲面224y x z --=在点P 处的切平面平行于平面
0122=-++z y x ,则点P 的坐标是( )
(A )(1,-1,2); (B )(-1,1,2);(C )(1,1,2); (D )(-1,-1,2)。
3、若积分域D 是由曲线2x y =及22x y -=所围成,则⎰⎰D
d y x f σ),(=
( )
(A ) ⎰
⎰
--22211),(x x dy y x f dx ; (B ) ⎰
⎰--22211
),(x x dy y x f dx ;
(C ) ⎰
⎰-y y
dx y x f dy 21
),(; (D )⎰⎰
--1
1
2),(22
dx y x f dy x x 。
4、设;0,:22221≥≤++Ωz R z y x 0,0,0,:22222≥≥≥≤++Ωz y x R z y x , 则有( )
(A )⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=1
2
4xdv xdv ; (B )⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=1
2
4ydv ydv ;
(C )⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=1
2
4xyzdv xyzdv ; (D )⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=1
2
4zdv zdv 。
5、设∑为由曲面22y x z +=及平面1=z 所围成的立体的表面,则曲面积
分⎰⎰∑
+ds y x )(22=( )
(A )
π221+; (B )2
π
; (C )π22; (D )0 。
6、设∑是球面2222a z y x =++表面外侧,则曲面积分
⎰⎰∑
++dxdy z dzdx y dydz x 3
33=(
)
(A )
3512a π; (B )5512a π; (C )55
4
a π; (D )55
12
a π-。
7、一曲线过点(e,1),且在此曲线上任一点),(y x M 的法线斜率
x
y x x
x k ln ln +-
=,则此曲线方程为( )
(A ))ln(ln x x e x y +=
; (B )x x e
x
y ln +=; (C ))ln(ln x x ex y +=; (D ))ln(ln x e x
y +=。
8、幂级数∑∞
=+1)1(n n x n 的收敛区间为( )
(A )(-1,1); (B )),(+∞-∞; (C )(-1,1); (D )[-1,1]。
三、(10分)已知函数)()(x
y
xg y x yf u +=,其中g f ,具有二阶连续导数,
求
y x u
y x u x ∂∂∂+∂∂222的值。
四、(10分)证明:曲面)0(3>=c c xyz 上任意点处的切平面与三坐标面所
围成立体的体积为一定值。
五、(14分)求抛物面224y x z ++=的切平面π,使得π与该抛物面间并
介于柱面
1)1(22=+-y x 内部的部分的体积为最小。
六、(10分)计算⎰-++=L
x x dy x y e dx y y e I )cos ()sin (,其中L为
24x y --=由A(2,0)至B(-2,0)的那一弧段。
七、(8分)求解微分方程212
y y
y '-+''=0 。
八、(8分)求幂级数∑∞
=1n n
n
x 的和函数)(x S 。
高等数学(下册)试卷(五)
一、填空题(每小题3分,共计24分)
1、设),(y x f z =是由方程0=+----x y z xe x y z 所确定的二元函数,则
=dz 。
2、曲线⎩⎨⎧=-+-=-++045320
3222z y x x z y x 在点(1,1,1)处的切线方程
是 。
3、设Ω是由1222≤++z y x ,则三重积分⎰⎰⎰Ω
dv e z
= 。
4、设)(x f 为连续函数,m a ,是常数且0>a ,将二次积分
⎰
⎰⋅-a y
x a m dx x f e dy 0
)()( 化为定积分为 。
5、曲线积分⎰+)
(AB L Qdy Pdx 与积分路径)(AB L 无关的充要条件
为 。
6、设∑为222y x a z --=,则⎰⎰∑
=++ds z y x )(222 。
7、方程x e y y 23=+'的通解为 。
8、设级数∑∞
=1
n n a 收敛,∑∞
=1
n n b 发散,则级数∑∞
=+1
)(n n n b a 必是 。
二、选择题(每小题2分,共计16分)
1、设⎪⎩
⎪⎨⎧=≠+=)
0,0(),(,0)0,0(),(,),(2
22y x y x y
x y
x y x f ,在点(0,0)处,
下列结论( )成立。
(A)有极限,且极限不为0; (B)不连续; (C)0)0,0()0,0(='='y x f f ; (D)可微。
2、设函数),(y x f z =有222=∂∂y f
,且1)0,(=x f ,x x f y =')0,(,则),(y x f =
( )
(A)21y xy +-; (B)21y xy ++; (C)221y y x +-;
(D)221y y x ++。
3、设D:4122≤+≤y x ,f 在D 上连续,则⎰⎰+D
d y x f σ)(22在极坐标
系中等于( )
(A)dr r rf ⎰2
1
)(2π; (B)dr r rf ⎰2
1
2)(2π;
(C)⎰⎰-1
22
2
])()([2dr r f r dr r f r π; (D)
⎰⎰-1
220
2])()([2dr r rf dr r rf π。
4、设Ω是由0,0,0===z y x 及12=++z y x 所围成,则三重积分
⎰⎰⎰Ω
=)(
),,(dv z y x xf
(A) ⎰
⎰
⎰---y x y dy z y x xf dz dx 210
210
1
),,(;
(B) ⎰
⎰⎰--y
x dz z y x xf dy dx 210
10
10
),,(;
(C) ⎰
⎰
⎰---y x x dz z y x xf dy dx 210
210
1
),,(;
(D) ⎰⎰⎰10
1
10
),,(dz z y x xf dy dx 。
5、设∑是由1,11,0,0,0======z y x z y x 所围立体表面的外侧,则曲面积分
⎰⎰∑
=++)(
zdxdy ydzdx xdydz
(A)0; (B)1; (C)3; (D)2。
6、以下四结论正确的是( )
(A)
⎰⎰⎰≤++=++2
2225
22234)(a z y x a dv z y x π; (B)
()
;44222
2
222a ds z y x a z y x π=++⎰⎰=++
(C)
⎰⎰
=++=++外侧
222242224)(a z y x a dxdy z y x π;
(D) 以上三结论均错误。
7、设)(x g 具有一阶连续导数,1)0(=g 。
并设曲线积分
⎰
-L
dy x g xdx x yg )(tan )( 与积分路径无关,则
⎰
=-)
4,4()
0,0()()(tan )(π
πdy x g xdx x yg
(A)
π22; (B)π2
2-; (C)π82; (D)π8
2
-。
8、级数∑∞
=---111
2
)1(n n n 的和等于( )
(A)2/3;(B)1/3; (C)1; (D)3/2。
三、求解下列问题(共计15分)
1、(8分)设,z
y x u =求y u x u ∂∂∂∂,z
u ∂∂。
2、(7分)设),(z
y
y x f u =,f 具有连续偏导数,求du 。
四、求解下列问题(共计15分)
1、(8分)计算⎰⎰
++=D
d y f x f y bf x af I σ)
()()
()(,其中222:R y x D ≤+。
2、(7分)计算⎰⎰⎰Ω
+++=dv z y x I )1(,其中2222:R z y x ≤++Ω。
五、(15分)确定常数λ,使得在右半平面0>x 上,
⎰
+-+L
dy y x x dx y x xy λλ)()(224224与积分路径无关,并求其一个原函数
),(y x u 。
六、(8分)将函数3
)
1(1)(x x
x f -+=展开为x 的幂级数。
七、(7分)求解方程096=+'-''y y y 。
高等数学(下册)试卷(六)
一、单选题(共15分,每小题3分)
1.设函数(,)f x y 在00(,)P x y 的两个偏导00(,)x f x y ,00(,)y f x y 都存在,则 ( )
A .(,)f x y 在P 连续
B .(,)f x y 在P 可微
C . 0
0lim (,)x x f x y →及 0
0lim (,)y y f x y →都存在 D .
00(,)(,)
lim (,)x y x y f x y →存在
2.若x y z ln =,则dz 等于( ).
ln ln ln ln .x x y y y y
A x y +
ln ln .x y y B x ln ln ln .ln x x
y y C y
ydx dy x + ln ln ln ln .x x y y y x
D dx dy x y
+
3.设Ω是圆柱面222x y x +=及平面01,z z ==所围成的区域,则
(),,(=⎰⎰⎰Ω
dxdydz z y x f
).
21
2
00
cos .(cos ,sin ,)A d dr f r r z dz π
θ
θθθ⎰
⎰
⎰
21
2
cos .(cos ,sin ,)B d rdr f r r z dz π
θ
θθθ⎰
⎰
⎰
21
20
02
cos .(cos ,sin ,)C d rdr f r r z dz π
θ
πθθθ-⎰⎰
⎰
21
cos .(cos ,sin ,)x
D d rdr f r r z dz πθθθ⎰⎰
⎰
4. 4.若1(1)n n n a x ∞
=-∑在1x =-处收敛,则此级数在2x =处( ).
A . 条件收敛
B . 绝对收敛
C . 发散
D . 敛散性不能确定
5.曲线22
2
x y z z x y -+=⎧⎨=+⎩在点(1,1,2)处的一个切线方向向量为( ). A. (-1,3,4) B.(3,-1,4) C. (-1,0,3) D. (3,0,-1)
二、填空题(共15分,每小题3分)
1.设220x y xyz +-=,则'(1,1)x z = . 2.交 换ln 10
(,)e
x I dx f x y dy =⎰⎰
的积分次序后,I =_____________________.
3.设22z xy u -=,则u 在点)1,1,2(-M 处的梯度为 .
4. 已知0!
n
x
n x e n ∞
==∑,则x xe -= .
5. 函数332233z x y x y =+--的极小值点是 . 三、解答题(共54分,每小题6--7分) 1.(本小题满分6分)设arctan y z y x
=, 求z x ∂∂,z y ∂∂.
2.(本小题满分6分)求椭球面222239x y z ++=的平行于平面
23210x y z -++=的切平面方程,并求切点处的法线方程
3. (本小题满分7分)求函数2
2
z x y =+在点(1,2)
处沿向量122
l i j =+
r r r
方向的方向导数。
4. (本小题满分7分)将x
x f 1
)(=展开成3-x 的幂级数,并求收敛域。
5.(本小题满分7分)求由方程08822222=+-+++z yz z y x 所确定的隐函数
),(y x z z =的极值。
6.(本小题满分7分)计算二重积分
1,1,1,)(222
=-=--=+⎰⎰y y y x D d y x
D
由曲线σ及2-=x 围成.
7.(本小题满分7分)利用格林公式计算⎰-L
x y x y xy d d 22,其中L 是圆周
222a y x =+(按逆时针方向).
8.(本小题满分7分)计算⎰⎰⎰Ω
z y x xy d d d ,其中Ω是由柱面122=+y x 及平面
0,0,1===y x z 所围成且在第一卦限内的区域.
.
四、综合题(共16分,每小题8分)
1.(本小题满分8分)设级数1
1
,n n n n u v ∞
∞
==∑∑都收敛,证明级数21
()n n n u v ∞
=+∑收敛。
2.(本小题满分8分)设函数),(y x f 在2R 内具有一阶连续偏导数,且
2f
x x
∂=∂, 证明曲线积分 2(,)L
xydx f x y dy +⎰与路径无关.若对任意的t 恒有
(,1)
(1,)
(0,0)
(0,0)
2(,)2(,)t t xydx f x y dy xydx f x y dy +=+⎰
⎰
,求),(y x f 的表达式.
高等数学(下册)试卷(一)参考答案
一、1、当10<<a 时,1022≤+<y x ;当1>a 时,122≥+y x ;
2、负号;
3、2
3;
11
0⎰⎰⎰
⎰-+=D
y e e y
dx dy d σ; 4、dt t t )()(22ψϕ'+';
5、180π;
6、Cx x
y
=sin
; 7、x
x
e C e
C x C x C y 2423212sin 2cos -
+++=; 8、1;
二、1、D ; 2、D ; 3、C ; 4、B ; 5、D ; 6、B ; 7、A ; 8、C ; 三、1、
21f y f x
u
'+'=∂∂;)(xy x g x y u +'=∂∂; 2、
)()(t x f t x f x u --+=∂∂;)()(t x f t x f t u
-++=∂∂; 四、1、)1(2
1
420200220222-----===⎰⎰⎰⎰⎰e dy ye dx e dy dy e dx y y y x y ;
2、⎰
⎰
⎰⎰
⎰⎰=
+=
πππθθ20
20
21
20
2
21322
33
14
2r
dz r dr d dz r dr d I
柱面坐标
; 五、令2
222
,y x x
Q y x y P +=+-=则x
Q
y x x y y P ∂∂=+-=∂∂2
2222)(,)0,0(),(≠y x ; 于是①当L 所围成的区域D 中不含O (0,0)时,
x
Q
y P ∂∂∂∂,在D 内连续。
所以由Green 公式得:I=0;②当L 所围成的区域D 中含O (0,0)时,
x
Q y P ∂∂∂∂,在D 内除O (0,0)外都连续,此时作曲线+l 为)10(222<<=+εεy x ,逆时针方向,并假设*D 为+L 及-l 所围成区域,
则
πε2)(
2
22*
=+∂∂-∂∂+=+-=⎰⎰⎰⎰⎰
⎰⎰⎰=+++-
++++
y x D l
l L l
l
L dxdy y P
x Q Green I 公式
六、由所给条件易得: 0)0()
0(1)
0(2)0(2
=⇒-=
f f f f 又x
x f x x f x f x ∆-∆+='→∆)
()(lim )(0 =x x f x f x f x f x f x ∆-∆-∆+→∆)
()()(1)
()(lim 0
x
f x f x f x f x f x ∆-∆⋅∆-+=→∆)
0()()()(1)(1lim 20 )](1)[0(2x f f +'=
即 )0()
(1)
(2
f x f x f '=+' c x f x f +⋅'=∴)0()(arctan 即 ])0(tan[)(c x f x f +'= 又 0)0(=f 即Z k k c ∈=,π ))0(tan()(x f x f '=∴
七、令t x =-2,考虑级数∑∞
=++-1
1
212)1(n n n
n t
Θ21
23
21
232lim t n t n t n n n =++++∞→ ∴当12<t 即1<t 时,亦即31<<x 时所给级数绝对收敛;
当1<t 即3>x 或1<x 时,原级数发散; 当1-=t 即1=x 时,级数∑∞
=++-11
1
21
)1(n n n 收敛; 当1=t 即3=x 时,级数∑∞
=+-1
1
21
)1(n n
n 收敛; ∴级数的半径为R=1,收敛区间为[1,3]。
高等数学(下册)试卷(二)参考答案
一、1、1; 2、-1/6; 3、⎰⎰
⎰⎰
+2
02
/42
22
/),(),(y y y dx y x f dy dx y x f dy ; 4、
)0(3
2
f '; 5、π8-; 6、)(2z y x ++; 7、02=-'+''y y y ; 8、0; 二、1、C ; 2、B ; 3、A ; 4、D ; 5、C ; 6、D ; 7、B ; 8、C ; 三、1、函数)ln(22z y x u ++=在点A (1,0,1)处可微,且
)
1,0,1(2
2
1z
y x x u A ++=
∂∂2/1=;
01)
1,0,1(2
2
2
2
=+⋅
++=
∂∂z y y z
y x y u A ;
2/11)
1,0,1(2
2
2
2
=+⋅++=
∂∂z
y z z
y x z
u A
而),1,2,2(-==AB l 所以)3
1
,32,32(-=ο,故在A 点沿=方向导数
为:
=∂∂A l
u A
x
u ∂∂αcos ⋅+
A
y
u ∂∂βcos ⋅+
A
z
u ∂∂γcos ⋅
.2/131
21)32(03221=⋅+-⋅+⋅=
2、由⎪⎩⎪⎨⎧=--==-+--='0)24(0)1()4(22
y x x f xy y x xy f y
x 得D 内的驻点为),1,2(0M 且4)1,2(=f ,
又0)0,(,0),0(==x f y f
而当0,0,6≥≥=+y x y x 时,)60(122),(23≤≤-=x x x y x f
令0)122(23='-x x 得4,021==x x
于是相应2,621==y y 且.64)2,4(,0)6,0(-==f f
),(y x f ∴在D 上的最大值为4)1,2(=f ,最小值为.64)2,4(-=f
四、1、Ω的联立不等式组为⎪⎩
⎪
⎨⎧--≤≤-≤≤≤≤Ωy x z x y x 10101
0:
所以⎰⎰
⎰
---++++=10
10
10
3
)1(x y x z y x dz
dy dx I
⎰⎰--++=
x dy y x dx 10210
]41)1(1[21
⎰-=--+=101652ln 21)4311(21dx x x
2、在柱面坐标系中
⎰⎰⎰+=πθ200022)]([)(t h rdz r f z dr d t F ⎰+=t dr r h r r hf 032]3
1
)([2π
所以
]3
1)([232t h t t hf dt dF +=π]31)([222h t f ht +=π
五、1、连接→
OA ,由Green 公式得:
⎰
⎰
⎰
-+=OA
OA
L
I ⎰
⎰
-=+OA
OA
L
⎰⎰=
≥≤+++-0
,220)cos cos (y ax y x x x
Green dxdy m y e y e
公式
28
1
a m π= 2、作辅助曲面⎩⎨⎧≤+=∑2
221:a y x a
z ,上侧,则由Gauss 公式得: ⎰⎰∑
=I +⎰⎰∑1
⎰⎰∑-1
=
⎰⎰⎰⎰∑∑+∑-1
1
=
⎰⎰⎰
⎰⎰≤≤≤+≤+-
++a
z z y x a y x dxdy a dxdydz z y x 0,2
2222
22)(2
=⎰⎰⎰
≤+-a
z y x a zdxdy dz
4
2
222π 40432
1
2a a dz z a πππ-=-=⎰
六、由题意得:)()(2)(32x xe x x x ϕϕϕ''=+-'
即x xe x x x 2)(2)(3)(=+'-''ϕϕϕ 特征方程0232=+-r r ,特征根2,121==r r
对应齐次方程的通解为:x x e c e c y 221+=
又因为2=λ是特征根。
故其特解可设为:x e B Ax x y 2*)(+= 代入方程并整理得:1,2
1
-==
B A
即 x e x x y 2*)2(2
1
-=
故所求函数为:x x x e x x e c e c x 2221)2(2
1
)(-+
+=ϕ 高等数学(下册)试卷(三)参考答案
一、1、2
22
2z x z y xe
ye
-; 2、5; 3、⎰⎰
⎰
------1
1
1110
22
22),,(x x y x dz z y x f dy dx ;
4、325);
0,0(a f π、; 6、
⎰⎰⎰⎰⎰+
Ω∂Ω
++=∂∂+∂∂+∂∂Rdxdy Qdzdx Pdydz dv z R
y Q x P )(
, Gauss 公式; 7、C Bx Ax ++2 8、0≤P 。
二、1、C ; 2、B ; 3、A ; 4、C ; 5、A ; 6、D ; 7、B ; 8、B 三、由于dt t x f dx t x f dy t x ),(),('+'=,0='+'+'dt F dy F dx F t y x
由上两式消去dt ,即得:
y t t x t t x F f F F f F f dx dy '
'+''
'-'⋅'=
四、设),(y x 为椭圆4422=+y x 上任一点,则该点到直线0632=-+y x 的距离为
13
326y
x d --=
;令)44()326(222-++--=y x y x L λ,于是由:
⎪⎩⎪
⎨⎧=-+==+---==+---=0
4408)326(60
2)326(42
2y x L y y x L x y x L y x λλλ 得条件驻点:)53
,58(),53,58(),53,58(),53,38(4321----M M M M
依题意,椭圆到直线一定有最短距离存在,其中13
13
13
3261
min =
--=M y
x d 即为所求。
五、曲线⎪⎩⎪⎨⎧=++=y
y x y
x z 22222在yoz 面上的
投影为⎩⎨
⎧=≤≤=0
)
0(22x z y y
z
于是所割下部分在yoz 面上的投影域为:
⎪⎩
⎪⎨
⎧≤≤≤≤y z y D yz 202
0:, y
σd z
x
y x A yz
D ⎰⎰∂∂+∂∂+=22)()(
12 x ⎰⎰
⎰⎰
=-=-=yz
D y y
y dz dy y
y dydz 21
20
2
2
82222
六、将∑分为上半部分2211:y x z --=∑和下半部分2221:y x z ---=∑, 21,∑∑在面xoy 上的投影域都为:,0,0,1:22≥≥≤+y x y x D xy 于是: ⎰⎰⎰⎰
∑--=
1
221dxdy y x xyzdxdy xy
D
15
1
1cos sin 2
1
22=
⋅-⋅=
⎰
⎰ρρρθθρθπ
d d 极坐标
; ⎰⎰⎰⎰∑=
----=
2
15
1))(1(2
2dxdy y x xy xyzdxdy xy
D , ⎰⎰⎰⎰∑∑+=∴2
1
I =
15
2 七、因为
x x d x df 2sin 1)
(cos )
(cos ==,即x x f 2sin 1)(cos +='
所以22)(x x f -=' c x x x f +-=∴331
2)(
八、)1ln()1ln()]1)(1ln[()(22x x x x x f +++=++=Θ
又]1,1(,)1()1ln(1
1-∈-=+∑∞
=-u u n u n n
n ∴∑∑∞
=∞=---∈-+-=11
211]1,1(,)1()1()(n n n
n n n x x n x n x f
∑∞
=--∈+-=1
1]1,1(),1()1(n n n
n x x x n
高等数学(下册)试卷(四)参考答案
一、1、dy dx 2-;2、632=++z y x ; 3、
20
153
; 4、π32; 5、π22; 6、33
2
a π; 7、x e x y -+=)2(2;
8、⎰-
=π
π
π
dx x f a 22)(1
0;ΛΛ,,2,1cos )(1
n k kxdx
x f a k ==
⎰-
π
ππ
ΛΛ,,2,1sin )(1
n k kxdx
x f b k ==
⎰-
π
ππ
二、1、C ; 2、C ; 3、A ; 4、D ; 5、A ; 6、B ; 7、A ; 8、C 三、)()()(x
y
g x y x y g y x f x u '-+'=∂∂Θ
)()()(12222x y g x y x y g x y y x f y x u '+'-''=∂∂∴)(32x y
g x
y ''+
=
)(1y x
f y '')(32x y
g x
y ''+ )(1)(1)(22x y
g x x y g x y x f y
x y x u '-'+''-=∂∂∂)(2x y g x y ''-
)(2y x f y x ''-
=)(2
x y
g x y ''- 故0222=∂∂∂+∂∂y x u
y x
u x
四、设),,(000z y x M 是曲面03=-=c xyz F 上的任意点,则3000c z y x =, 在该点处的法向量为:
='''=M
z y x F F F ),,(,(00z y ,00x z )00y x ,(03x c =,03y c )0
3
z c )1,1,1(0003z y x c =
于是曲面在M 点处的切平面方程为:
)(100x x x -+)(1
00y y y -+)(100
z z z -=0 即
03x x +03y y +0
3z z
=1 因而该切平面与三坐标面所围成的立体的体积为:
30000002
92933361c z y x z y x V ==⋅⋅=
这是一个定值,故命题得证。
五、由于介于抛物面224y x z ++=,柱面1)1(22=+-y x 及平面0=z 之间的立
体体积为定值,所以只要介于切平面π,柱面1)1(22=+-y x 及平面0=z 之间的立体体积V 为最大即可。
设π与224y x z ++=切于点),,(000z y x P ,则π的法向量为)1,2,2(00-=y x ,
且2
02004y x z ++=,切平面方程为:0)()(2)(200000=---+-z z y y y x x x
即2
02000422y x y y x x z --++=
于是⎰
⎰⎰-
≤+---++=
22
2
020001
)1()4sin 2cos 222π
π
ρθρθρρσd y x y x zd V y x (极坐标
)42(2
020
0y x x --+=π 则由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=∂∂=-=∂∂00
00
20)22(y y V x x V
ππ,得驻点(1,0)
且.5,
50)
0,1(==z V
π
由于实际问题有解,而驻点唯一,所以当切点为(1,0,5)时,题中所求体
积为最小。
此时的切平面π为:32+=x z 六、联接BA ,并设由L 及BA 所围成的区域为D ,则
⎰⎰⎰
⎰
⎰
⎰
⎰
------=-+=+D
x x BA
BA
L BA
BA
L
dxdy y e y e Green I 0
)1cos 1cos (公式 ππ4221
22=⋅⋅=
七、令)(y z y =',则dy dz z
y ='',于是原方程可化为:0122
=-+z y
dy dz z
即012=-+y
dy dz ,其通解为2112
1)1(-=⎰=--y c e c z dy y
21)1(-=∴
y c dx
dy
即dx c y dy 12
)1(=- 故原方程通解为:2
11
1c x c y +-
=
八、易求得该幂级数的收敛区间为).1,1(-
)1,1(-∈∀x ,令∑∞
==1)(n n n x x S ,则)()(1
'='∑∞
=n n
n x x S x x n n -==∑∞=-1111
注意到0)0(=S ,=∴)(x S ⎰⎰
--=-='x
x
x x
dx
dx x S 0
0)1ln(1)( 高等数学(下册)试卷(五)参考答案
一、1、x
y z x y z xe dy xe dx ----+++1)1(;2、1
1
91161--=-=-z y x ;3、π2;4、⎰
--a x a m dx x a x f e 0
)())((;
5、对任意闭曲线l ,⎰=+l
Qdy Pdx 0或
x
Q
y P ∂∂=∂∂或),,(y x u ∃使得Qdy Pdx du +=;
6、42a π;
7、x x e ce y 235
1
+=-; 8、发散
二、1、C ; 2、B ; 3、A ; 4、C ; 5、C ; 6、B ; 7、D ; 8、A 三、1、
1-=∂∂z y z x y x u ;x z y x y u z y z ln 1-=∂∂;y x x y z
u z y z ln ln ⋅=∂∂
2、22212111f z
y
z u f z f y x y u f y x u '-=∂∂'+'-=∂∂'=∂∂Θ
=∂∂+∂∂+∂∂=
∴dz z u
dy y u dx x u du dz f z
y dy f z f y x dx f y 222121)1(1'-'+'-+'。
四、1、因为积分域D 关于x y =对称,所以
σσd x f y f x bf y af d y f x f y bf x af I D
D
⎰⎰⎰⎰
++=++=)()()
()()()()()(
故])()()
()()()()()([21σσd x f y f x bf y af d y f x f y bf x af I D
D ⎰⎰⎰⎰
+++++= =
⎰⎰+=+D
R b a d b a 2)(21)(21πσ; 2、⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰Ω
Ω
Ω
++++++=yzdV dV z y x dV z y x I 2)1(2)(222
+⎰⎰⎰Ω
ydV 2⎰⎰⎰Ω
+zdV 2⎰⎰⎰Ω
+dV
因为Ω关于三个坐标轴都对称,而z y x zx yz xy 2,2,2,2,2,2都(至少)关于某
个变量为奇函数,故以这些项为被积函数的三重积分都等于0。
于是:
dV dV z y x I ⎰⎰⎰⎰⎰⎰Ω
Ω+++=)(2223234
3R dV z π+=⎰⎰⎰Ω
)1(343462
3320
2
222R R R dxdy z dz
z R y x R
+=+=⎰⎰⎰-≤+ππ。
五、令λλ)(,)(224224y x x Q y x xy P +-=+= 则
124224)(4)(2-+++=∂∂λλλy x xy y x x y
P
,124524)(4)(2-+-+-=∂∂λλλy x x y x x x
Q
由已知条件得
y
P
x Q ∂∂=∂∂,即有0)1)((24=++λy x ,所以1-=λ 所求的一个原函数为 :
dy y
x x dx y x xy y x u y x 2
42
),()
0,1(242),(+-+=⎰
⎰
⎰-=+-=y x
x
y
dy y x x dx 0
2
2421
arctan 0 六、易知
2
333)
1(1)1(2)1()1(2)1(1x x x x x x ---=---=-+ 又
)11(11
<<-=-∑∞=x x x n n
∑∞
=-='-=-∴1
1
2
)11()1(1n n nx x x ∑∑∞
=-∞=-+=-='-=-1122
2
3)1()1())1(1()1(1n n n n nx n x n n x x -+=-+∴∑∞=-1
1
3
)1()1(1n n nx n x x ∑∞
=-1
1
n n nx
∑∞
=-=1
12n n x n , 其中
)11(<<-x
七、方程的特征方程为:0962=+-r r ,其特征根为321==r r ,
故方程的通解为:x e x c c y 321)(+=
高等数学(下册)试卷(六)参考答案
一、单选题(共15分,每小题3分):1.C 2 D 3 C 4B 5 A 二、填空题(共15分,每小题3分) 1.-1 2. I =
10
(,)y
e
e dy
f x y dx ⎰⎰
3. →
→
→
-+-k j i 242 4 1
(1)!n n n x n +∞
=-∑ 5. (2,2)
三、解答题(共54分,每小题6--7分)
1.解:2
2
2
y
x y x z +-=∂∂; (3分)
y z ∂∂=x y arctan +22y
x xy + ( 6分). 2. 解:记切点000(,,)x y z 则切平面的法向量为0002(2,3,)n x y z =r
满足:
000
23232
x y z ==- ,切点为:(1,1,2)-或(1,1,2)-- (3分),切平面:23299x y z or -+=- ( 4分), 法线方程分别为:
112
232
x y z +-+==-或者112
232
x y z -+-==
- ( 6分) 3. 解:(1,2)(2,4)f ∇= ( 3分
),
(1,2)
1f l
∂=+∂r ( 7分) 4. 解:)3(31
)(-+=
x x f =)
3
3(11
3
1-+⋅
x , ( 2分) 因为 ∑∞
=+=
-0
11
)1(n n n x
x ,)1,1(-∈x ,所以∑∞
=-⋅-=-+⋅0
)33(31)1()3
3(113
1n n n x x =∑∞=+--0
1)3()31()1(n n n n x ,其中1331<-<-x ,即60<<x .( 5分)
当0=x 时,级数为∑∞
=031n 发散;当6=x 时,级数为∑∞
=⋅-0
31
)1(n n 发散,故
x 1=∑∞
=+--0
1)3()31()1(n n n n x ,)6,0(∈x , ( 7分)
5. 解:由401284(2)0128z x x z y z y z y z y ∂⎧==⎪∂--⎪
⎨∂+⎪==⎪∂--⎩, 得到0=x 与02=+z y , ( 2分)
再代入08822222=+-+++z yz z y x ,得到0872=-+z z 即8
1,7
z =-。
由此可知隐函数(,)z z x y =的驻点为(0,2)-与16
(0,)7。
( 4分)
由224128z x z y ∂=∂--,20z x y ∂=∂∂,224128z y z y ∂=
∂--,可知在驻点(0,2)-与16(0,)7有0H >。
( 5分)
在(0,2)-点,1z =,因此 224
015
z x ∂=>∂,所以(0,2)-为极小值点,极小值为
1z =;( 6分)
在16(0,)7点,87z =-,因此 224015z x ∂=-<∂,所以16
(0,)7为极大值点,极大值为
8
7
z =-, ( 7分)
6. 解:记⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤--⎩⎨⎧≤≤-≤≤-1
101:1102:221y x y D y x D ,则21D D D -=.(2分) 故
σσσd y x d y x d y x D D D
⎰⎰⎰⎰⎰⎰+-+=+2
1
)()()(2
22222 ( 4分) -=
-+=⎰⎰⎰⎰--320)(2
32
1
311
2
2
2π
πθdr r d dx y x dy 4
π
(7分)
7. 解:L 所围区域D :222a y x ≤+,由格林公式,可得⎰-L
x y x y xy d d 22=
y x y y x x xy D
d d ))()((22⎰⎰∂-∂-∂∂=⎰⎰+D y x y x d d )(22=4π2002
2πd a r r r d a ⎰⎰=⋅θ.(7分)
8.
⎪⎧≤≤,π
,10z 所以
⎰⎰⎰⎰⎰⎰⋅=Ω
θθθr r z z y x xy sin cos d d d d d 01
2π0
1
=⎰⎰
r r d d 2sin 213
010
2πθθ=8
4)42cos (1
42
π
⋅-r θx
四、综合题(共16分,每小题8分) 1.证明:因为lim 0,lim 0n n n n u v →∞
→∞
==,(2分)
故存在N ,当n N >时,2
2
2
()23n n n n n n n u v u v u v u +=++≤,因此21
()n n n u v ∞
=+∑收
敛。
(8分) 2.证明:因为
2f x x
∂=∂,且22()xy x y ∂=∂,故曲线积分 2(,)L xydx f x y dy +⎰与路
径无关.(4分)
因此设)(),(2y g x y x f +=,从而
(,1)
11
22 (0,0)
2(,)0[()]()t t xydx f x y dy dx t g y dy t g y dy +=++=+⎰
⎰⎰⎰,(5分)
(1,)
1 (0,0) 0
2(,)0[1()]()t t t
xydx f x y dy dx g y dy t g y dy +=++=+⎰
⎰⎰⎰,(6分)
由此得 1
2
()t g y dy +⎰ 0
()t
t g y dy =+⎰对任意t 成立,于是12)(-=t t g ,即
12)(),(22-+=+=y x y g x y x f .(8分)。