高数下期末考试复习题及答案
高等数学(下册)期末复习试题及答案
一、填空题(共21分 每小题3分)1.曲线⎩⎨⎧=+=012x y z 绕z 轴旋转一周生成的旋转曲面方程为122++=y x z .2.直线35422:1z y x L =--=-+与直线⎪⎩⎪⎨⎧+=+-==tz t y tx L 72313:2的夹角为2π. 3.设函数22232),,(z y x z y x f ++=,则=)1,1,1(grad f }6,4,2{.4.设级数∑∞=1n n u 收敛,则=∞→n n u lim 0.5.设周期函数在一个周期内的表达式为⎩⎨⎧≤<+≤<-=,0,10,0)(ππx x x x f 则它的傅里叶级数在π=x 处收敛于21π+.6.全微分方程0d d =+y x x y 的通解为 Cxy =.7.写出微分方程xe y y y =-'+''2的特解的形式xaxe y =*.二、解答题(共18分 每小题6分)1.求过点)1,2,1(-且垂直于直线⎩⎨⎧=+-+=-+-02032z y x z y x 的平面方程.解:设所求平面的法向量为n,则{}3,2,1111121=--=k j i n(4分)所求平面方程为 032=++z y x (6分) 2.将积分⎰⎰⎰Ωv z y x f d ),,(化为柱面坐标系下的三次积分,其中Ω是曲面)(222y x z +-=及22y x z +=所围成的区域.解: πθ20 ,10 ,2 :2≤≤≤≤-≤≤Ωr r z r (3分)⎰⎰⎰Ωv z y x f d ),,(⎰⎰⎰-=221020d ),sin ,cos (d d r rz z r r f r r θθθπ (6分)3.计算二重积分⎰⎰+-=Dy x y x eI d d )(22,其中闭区域.4:22≤+y x D解 ⎰⎰-=2020d d 2r r eI r πθ⎰⎰--=-20220)(d d 212r e r πθ⎰-⋅-=202d 221r e π)1(4--=e π 三、解答题(共35分 每题7分)1.设vue z =,而22y x u +=,xy v =,求z d .解:)2(232y y x x e y ue x e xv v z x u u z x z xy v v ++=⋅+⋅=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂ (3分))2(223xy x y e x ue y e yv v z y u u z y z xy v v ++=⋅+⋅=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂ (6分) y xy x y e x y y x x e z xy xy d )2(d )2(d 2332+++++= (7分)2.函数),(y x z z =由方程0=-xyz e z所确定,求yzx z ∂∂∂∂,.解:令xyz e z y x F z-=),,(, (2分)则 ,yz F x -= ,xz F y -= ,xy e F zz -= (5分)xye yzF F x z zz x -=-=∂∂, xy e xz F F y z z z y -=-=∂∂. (7分) 3.计算曲线积分⎰+-Ly x x y d d ,其中L 是在圆周22x x y -=上由)0,2(A 到点)0,0(O 的有向弧段.解:添加有向辅助线段OA ,有向辅助线段OA 与有向弧段OA 围成的闭区域记为D ,根据格林公式⎰⎰⎰⎰+--=+-OA DL y x x y y x y x x y d d d d 2d d (5分)ππ=-⋅=022 (7分)4.设曲线积分⎰++Lx y x f x y x f e d )(d )]([与路径无关,其中)(x f 是连续可微函数且满足1)0(=f ,求)(x f .解: 由xQ y P ∂∂=∂∂ 得 )()(x f x f e x'=+, 即xe xf x f =-')()( (3分)所以 )d ()(d d )1(C x e e e x f x x x+⋅=⎰⎰---⎰)(C x e x +=, (6分) 代入初始条件,解得1=C ,所以)1()(+=x e x f x . (7分)5.判断级数∑∞=12)!2()!(n n n 的敛散性.解: 因为 )!2()!()!22(])!1[(lim lim221n n n n u u n nn n ++=∞→+∞→ (3分) )12)(22()1(lim2+++=∞→n n n n 141<= (6分) 故该级数收敛. (7分)四、(7分)计算曲面积分⎰⎰∑++y x z x z y z y x d d d d d d ,其中∑是上半球面221z y x --=的上侧.解:添加辅助曲面1,0:221≤+=∑y x z ,取下侧,则在由1∑和∑所围成的空间闭区域Ω上应用高斯公式得⎰⎰∑++y x z x z y z y x d d d d d d ⎰⎰∑+∑++=1d d d d d d y x z x z y z y x⎰⎰∑++-1d d d d d d y x z x z y z y x (4分)0d 3-=⎰⎰⎰Ωv (6分)34213π⋅⋅=π2=. (7分)五、(6分)在半径为R 的圆的内接三角形中,求其面积为最大的三角形.解:设三角形各边所对圆心角分别为z y x ,,,则π2=++z y x ,且面积为)sin sin (sin 212z y x R A ++=, 令)2(sin sin sin πλ-+++++=z y x z y x F (3分)由 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++=+==+==+=πλλλ20cos 0cos 0cos z y x z F y F x F z yx (4分)得32π===z y x .此时,其边长为R R 3232=⋅. 由于实际问题存在最大值且驻点唯一,故当内接三角形为等边三角形时其面积最大. (6分)六、(8分)求级数∑∞=1n nnx 的收敛域,并求其和函数.解: 1)1(lim lim1=+==∞→+∞→n n a a R n n n n ,故收敛半径为1=R . (2分) 当1-=x 时,根据莱布尼茨判别法,级数收敛; 当1=x 时, 级数为调和级数,发散.故原级数的收敛域为)1,1[-. (5分)设和为)(x S ,即∑∞==1)(n nnx x S ,求导得∑∞=-='11)(n n x x S x-=11, (6分) 再积分得 ⎰'=xx x S x S 0d )()(x xxd 110⎰-=)1ln(x --=,)11(<≤-x (8分) 七、(5分)设函数)(x f 在正实轴上连续,且等式⎰⎰⎰+=yx x yt t f x t t f y t t f 111d )(d )(d )(对任何0,0>>y x 成立.如果3)1(=f ,求)(x f . 解:等式两边对y 求偏导得)(d )()(1y f x t t f y x f x x+=⎰ (2分)上式对任何0,0>>y x 仍成立.令1=y ,且因3)1(=f ,故有⎰+=xx t t f x xf 13d )()(. (3分)由于上式右边可导,所以左边也可导.两边求导,得3)()()(+=+'x f x f x f x 即)0(3)(>='x xx f .故通解为 C x x f +=ln 3)(.当1=x 时,3)1(=f ,故3=C . 因此所求的函数为 )1(l n 3)(+=x x f . (5分)八. (5分)已知x x e xe y 21+=,x x e xe y -+=2,x x x e e xe y --+=23是某二阶线性非齐次微分方程的三个解,求此微分方程. 解1:由线性微分方程解的结构定理知xe2与xe-是对应齐次方程的两个线性无关的解,xxe 是非齐次方程的一个特解,故可设此方程为 )(2x f y y y =-'-''将x xe y=代入上式,得x x xe e x f 2)(-=,因此所求的微分方程为x x xe e y y y 22-=-'-''解2:由线性微分方程解的结构定理知xe2与xe-是对应齐次方程的两个线性无关的解,xxe 是非齐次方程的一个特解,故x x x e C e C xe y -++=221是所求微分方程的通解,从而有 x x x x e C e C xe e y --++='2212,x x x x e C e C xe e y -+++=''22142消去21,C C ,得所求的微分方程为x x xe e y y y 22-=-'-''06高数B一、填空题(共30分 每小题3分)1.xoy 坐标面上的双曲线369422=-y x 绕x 轴旋转一周所生成的旋转曲面方程为36)(94222=+-z y x .2.设函数22),,(z yz x z y x f ++=,则=-)1,0,1(grad f )2,1,2(--.3.直线35422:1z y x L =--=-+与直线⎪⎩⎪⎨⎧+=+-==tz t y tx L 72313:2的夹角为2π. 4. 设Ω是曲面222y x z --=及22y x z +=所围成的区域积分,则⎰⎰⎰Ωv z y x f d ),,(化为柱面坐标系下的三次积分形式是⎰⎰⎰-22120d ),sin ,cos (d d r rz z r r f r r θθθπ.5. 设L 是圆周22x x y -=,取正向,则曲线积分=+-⎰Ly x x y d dπ2.6. 幂级数∑∞=--11)1(n nn n x 的收敛半径1=R .7.设级数∑∞=1n n u 收敛,则=∞→n n u lim 0.8.设周期函数在一个周期内的表达式为⎩⎨⎧≤<≤<-=,0,0,0)(ππx x x x f 则它的傅里叶级数在π=x 处收敛于2π.9.全微分方程0d d =+y y x x 的通解为Cxy =.10.写出微分方程xe y y y =-'+''2的特解的形式xaxe y =*.二、解答题(共42分 每小题6分)1.求过点)1,2,1(且垂直于直线⎩⎨⎧=+-+=-+-03202z y x z y x 的平面方程.解:设所求平面的法向量为n ,则{}3,2,1111121=--=kj i n(4分) 所求平面方程为 032=++z y x (2分)2.函数),(y x z z =由方程z y x z y x 32)32sin(-+=-+所确定,求xz ∂∂. 解:令z y x z y x z y x F 32)32sin(),,(+---+=, (2分)则,1)32cos(--+=z y x F x 3)32cos(3+-+-=z y x F z . (2分))32c o s (33)32c o s (1z y x z y x F F x z z x -+--+-=-=∂∂ . (2分) 3.计算⎰⎰Dxy σd ,其中D 是由直线2 ,1==x y 及x y =所围成的闭区域.解法一: 原式⎰⎰=211d ]d [xx y xy (2分)x y x x d ]2[2112⎰⋅=x xx d )22(213⎰-= 811]48[2124=-=x x . (4分)解法二: 原式⎰⎰=212d ]d [y y x xy 811]8[2142=-=y y .(同上类似分)4.计算⎰⎰--Dy x y x d d 122,其中D 是由122=+y x 即坐标轴所围成的在第一象限内的闭区域.解: 选极坐标系原式⎰⎰-=2012d 1πθr r r d (3分))1(1)21(22102r d r ---⋅=⎰π6π= (3分) 5.计算⎰Γ-+-z x y yz x z y d d 2d )(222,其中Γ是曲线,t x =,2t y =3t z =上由01=t 到12=t 的一段弧.解:原式⎰⋅-⋅+-=122564d ]322)[(t t t t t t t (3分)⎰-=146d )23(t t t 1057]5273[t t -=351= (3分)6.判断级数∑∞=-1212n n n 的敛散性. 解: 因为 n n n nn n n n u u 2122)12(lim lim11-+=+∞→+∞→ (3分) 121<=, (2分) 故该级数收敛. (1分) 7.求微分方程043=-'-''y y y 满足初始条件,00==x y 50-='=x y 的特解. 解:特征方程 0432=--r r ,特征根 1,421-==r r通解为 x xe C e C y -+=241, (3分)x xe C e C y --='2414,代入初始条件得 1,121=-=C C ,所以特解x x e e y -+-=4.(3分)三、(8分)计算曲面积分⎰⎰∑++y x z x z y z y x d d d d d d ,其中∑是上半球面221z y x --=的上侧.解:添加辅助曲面1,0:221≤+=∑y x z ,取下侧,则在由1∑和∑所围成的 空间闭区域Ω上应用高斯公式得⎰⎰∑++y x z x z y z y x d d d d d d ⎰⎰∑+∑++=1d d d d d d y x z x z y z y x ⎰⎰∑++-1d d d d d d y x z x z y z y x (4分)0d 3-=⎰⎰⎰Ωv (2分)34213π⋅⋅=π2=. (2分) 四、(8分)设曲线积分⎰-+Ly x x xf x x yf d ])(2[d )(2在右半平面)0(>x 内与路径无关,其中)(x f 可导,且满足1)1(=f ,求)(x f .解:由xQy P ∂∂=∂∂, 得x x f x x f x f 2)(2)(2)(-'+=,即1)(21)(=+'x f xx f , (3分) 所以)d ()(d 21d 21C xeex f x x x x +=⎰⎰-⎰)(2121C dx x x+=⎰-)32(2321C x x+=-, (3分)代入初始条件,解得31=C ,所以xx x f 3132)(+=. (2分)五、(6分)求函数xy y x y x f 3),(33-+=的极值. 解:⎪⎩⎪⎨⎧=-==-=033),(033),(22x y y x f y x y x f y x 得驻点 )1,1(),0,0( (3分),6),(x y x f xx = ,3),(-=y x f xy y y x f yy 6),(=在点)0,0(处,,092>=-AC B 故)0,0(f 非极值;在点)1,1(处,,0272<-=-AC B 故1)1,1(-=f 是极小值. (3分)六、(6分)试证:曲面)(xyxf z =上任一点处的切平面都过原点.证:因),()(xyf x y x y f x z '-=∂∂ )(1)(x y f x x y f x y z '=⋅'=∂∂ (3分) 则取任意点),,(0000z y x M ,有)(0000x y f x z =,得切平面方程为))(())](()([)(00000000000000y y x yf x x x y f x y x y f x y f x z -'+-'-=- 即 0)()]()([0000000=-'+'-z y x y f x x y f x y x y f 故切平面过原点. (3分)07A一、 填空题(每小题3分,共21分).1.设向量}5,1,{},1,3,2{-==λb a ,已知a 与b垂直,则=λ1-2.设3),(,2,3π===b a b a ,则=-b a 6-3.yoz 坐标面上的曲线12222=+bz a y 绕z 轴旋转一周生成的旋转曲面方程为122222=++bz a y x4.过点)0,4,2(且与直线⎩⎨⎧=--=-+023012z y z x 垂直的平面方程0832=+--z y x5.二元函数)ln(y x x z +=的定义域为}0,0,({>+≥=y x x y x D6.函数)ln(),,(222z y x z y x f ++=,则=)1,0,1(gradf }1,0,1{7.设xy e z=,则=dz )(xdy ydx e xy +8.设),(x y x xf u =,f 具有连续偏导数,则=∂∂x u21f xyxf f -+ 9.曲线32,,t z t y t x ===上点)1,1,1(处的切向量=T}3,2,1{10.交换积分顺序:⎰⎰=ydx y x f dy 010),(⎰⎰110),(xdyy x f dx11.闭区域Ω由曲面222y x z+=及平面1=z 所围成,将三重积分⎰⎰⎰Ωdv z y x f ),,(化为柱面坐标系下的三次积分为⎰⎰⎰πθθθ20101),sin ,cos (r dz z r r f rdr d12.设L 为下半圆周21x y--=,则=+⎰ds y xL )(22π13.设L 为取正向圆周922=+y x,则=-+-⎰dy x x dx y xy L )4()22(2π18-14.设周期函数在一个周期内的表达式为⎩⎨⎧<≤≤<-=ππx xx x f 000)(则它的傅里叶级数在π=x 处收敛于2π15.若0lim ≠∞→nn u ,则级数∑∞=1n n u 的敛散性是 发散16.级数∑∞=1!2n n n nn 的敛散性是 收敛17.设一般项级数∑∞=1n n u ,已知∑∞=1n n u 收敛,则∑∞=1n n u 的敛散性是 绝对收敛18.微分方程05)(23=+'-''xy y y x 是 2 阶微分方程19.微分方程044=+'+''y y y 的通解=y xx xe C e C 2221--+20.微分方程x xe y y y 223=+'-''的特解形式为xe b ax x 2)(+二、(共5分)设xy v y x u v u z ===,,ln 2,求yz x z ∂∂∂∂,解:]1)ln(2[1ln 2222+=⋅+⋅=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂xy y x y v u y v u x v v z x u u z x z]1)ln(2[)(ln 23222--=⋅+-⋅=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂xy yx x v u y x v u y v v z y u u z y z 三、(共5分) 设022=-++xyz z y x ,求xz∂∂ 解:令xyz z y x z y x F 22),,(-++=x y zyzxyz F x -=xyzxyxyz F z -=xyxyz xyz yz F F x zz x --=-=∂∂ 四、(共5分)计算⎰⎰⎰Ωxdxdydz ,其中Ω为三个坐标面及平面1=++z y x 所围成的闭区域解:y x z x y x --≤≤-≤≤≤≤Ω10,10,10:⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰----Ω--==xyx xdy y x x dx xdz dy dx xdxdydz 1010101010)1(241)2(21)1(213102102=+-=-=⎰⎰dx x x x dx x x 五、(共6分)计算⎰-+-Lx x dy y e dx y y e )1cos ()sin (,其中L 为由点)0,(a A 到点)0,0(O 的上半圆周ax y x =+22解:添加有向辅助线段OA ,则有向辅助线段OA 和有向弧段OA 围成闭区域记为D ,根据格林 公式⎰-+-Lxx dy y e dx y y e )1cos ()sin ( ⎰⎰⎰-+--=DOAx x dy y e dx y y e dxdy )1cos ()sin (0)2(212-=a π 381a π= 六、(共6分)求幂级数∑∞=-13)3(n nn n x 的收敛域 解:对绝对值级数,用比值判敛法3313131lim 333)1(3lim lim 111-=-⋅+=-+-=∞→++∞→+∞→x x n n n x n x u u n n nn n n n n n 当1331<-x 时,即60<<x ,原级数绝对收敛 当1331>-x 时,即60><x x 或,原级数发散 当0=x 时,根据莱布尼兹判别法,级数∑∞=-1)1(n nn收敛当6=x时,级数∑∞=11n n发散,故收敛域为)6,0[七、(共5分) 计算dxdy z⎰⎰∑2,其中∑为球面1222=++z y x 在第一卦限的外侧解:∑在xoy 面的投影xy D :0,0,122≥≥≤+y x y xdxdy z ⎰⎰∑2dxdy y x xyD )1(22--+=⎰⎰rdr r d )1(20102⎰⎰-=πθ412⋅=π8π=八、(共7分)设0)1(=f ,求)(x f 使dy x f ydx x f x x )()](1[ln ++为某二元函数),(y x u 的全微分,并求),(y x u解:由x Q y P ∂∂=∂∂,得)()(1ln x f x f x x '=+,即x x f xx f ln )(1)(=-' 所以)ln 21()1ln ()ln ()(211C x x C dx x x x C ex ex f dxx dxx+=+⋅=+=⎰⎰⎰⎰---带入初始条件,解得0=C,所以x x x f 2ln 21)(=⎰++=),()0,0(22ln 21)ln 21(ln ),(y x xdy x ydx x x y x u⎰⎰+=xyxdy x 002ln 210x xy 2ln 21=07高数B一、(共60分 每题3分)1. 设向量}4 ,2 ,6{-=a ,}2 ,1 ,{-=λb ,已知a 与b平行,则=λ3-.2. yoz 坐标面上的曲线12222=-c z a y 绕z 轴旋转一周生成的旋转曲面方程为122222=-+bz a y x . 3.设3),(,1,2π===∧b a b a ,则a b -=3.4. 设一平面经过点)1,1,1(,且与直线⎩⎨⎧=+=--03042z y y x 垂直,则此平面方程为032=-+z y x .5. 二元函数12ln2+-=x y z 的定义域为{}012|),(2>+-x y y x .6. 设xye z =,则=z d )d d (y x x y e xy +.7. 函数)ln(),,(222z y x z y x f ++=,则=)1,0,1(grad f )1,0,1(.8.设(,)y u xf x x =,f 具有连续导数,则u x ∂=∂12yf xf f x''+-.9. 曲面1222=++z y x 在点)2,0,1(-处的法向量=n{}4,0,2-. 10. 交换积分顺序:⎰⎰=1d ),(d x y y x f x ⎰⎰101d ),(d yx y x f y .11.闭区域Ω由曲面22y x z +=及平面1=z 所围成,将三重积⎰⎰⎰Ωv z y x f d ),,(化为柱面坐标系下的三次积分为⎰⎰⎰11202d ),sin ,cos (d d rz z r r f r r θθθπ.12. 设∑是闭区域Ω的整个边界曲面的外侧,V 是Ω的体积,则 ⎰⎰∑++y x z x z y x y x d d d d d d =V 3.13. 设L 为上半圆周21x y -=,则=+⎰Ls y x d )(22π.14. 设周期函数在一个周期内的表达式为⎩⎨⎧≤<≤<-=,0,0,0)(ππx x x x f 则它的傅里叶级数在π=x 处收敛于2π.15. 若lim 0n n u →∞≠,则级数∑∞=1n n u 的敛散性是 发散 . 16. 级数∑∞=1!5n n nn n 的敛散性是 收敛 .17.级数∑∞=12sin n nn的敛散性是 收敛 . 18. 微分方程06)(542=+'+''y y y x 是 2 阶微分方程. 19. 微分方程02=+'-''y y y 的通解为)(21x C C e x +.20.微分方程x xe y y y 2365-=+'+''的特解的形式xe bx ax y 22*)(-+=.三、(共5分)函数),(y x z z =由方程04222=-++z z y x 所确定,求xz∂∂. 解:令=),,(z y x F z z y x 4222-++, (1分)则 ,2x F x = ,42-=z F z (2分)zxF F x z z x -=-=∂∂2 (2分) 五、(共6分)计算曲线积分⎰+--Ly y x x y x d )sin (d )2(22,其中L 为由点)0,2(A 到点)0,0(O 的上半圆周x y x 222=+.解:添加有向辅助线段,它与上半圆周围成的闭区域记为D ,根据格林公式⎰+--Ly y x x y x d )sin (d )2(22⎰⎰⎰+---+-=OADy y x x y x y x d )sin (d )2(d d )21(22 (3分)⎰⎰=Dy x d d ⎰-22d x x 3823212132-=-⋅⋅=ππ (3分)七、(共6设0)1(=f ,确定)(x f 使y x f x xyx f x d )(d )]([sin +-为某二元函数(,)u x y 的全微分.解: 由xQy P ∂∂=∂∂ 得 )()(sin x f x x f x '=-, 即 xxx f x x f s i n )(1)(=+' (2分) 所以 )d sin ()(d x 1d 1C xe xx ex f x x x+⋅=⎰⎰⎰-)d sin (ln ln C x e xx e xx +⋅=⎰- (2分) )cos (1C x x+-=, (1分) 代入初始条件,解得1cos =C ,所以)cos 1(cos 1)(x xx f -=. (1分) 八、(共6分) 计算⎰⎰∑y x z d d 2,其中∑是球面1222=++z y x 外侧在,0≥x 0≥y 的部分.解:⎰⎰∑y x z d d ⎰⎰∑=1d d y x z ⎰⎰∑+2d d y x (2分)⎰⎰--=xyD y x y x d d )1(22⎰⎰----xyD y x y x d )d 1()1(22 (2分) ⎰⎰--=xyD y x y x d )d 1(222r r r d )1(d 21220⋅-=⎰⎰πθ 4π=(2分)08高数A一、选择题(共24分 每小题3分)1.设{}1111,,p n m s =,{}2221,,p n m s =分别为直线1L ,2L 的方向向量,则1L 与2L 垂直的充要条件是 (A )(A )0212121=++p p n n m m (B )212121p p n n m m ==(C )1212121=++p p n n m m (D )1212121=++p pn n m m 2.Yoz 平面上曲线12+=y z 绕z 轴旋转一周生成的旋转曲面方程为 ( C )(A )12+=y z (B )22x y z +=(C )122++=x y z (D )x y z +=23.二元函数12ln2+-=x y z 的定义域为 (B )(A ){}02|),(2>-x y y x (B ){}012|),(2>+-x y y x (C ){}012|),(2≤+-x y y x (D ){}0,0|),(≥>y x y x4.交换积分顺序:1d (,)d yy f x y x =⎰⎰ ( A )(A )dy y x f dx x ⎰⎰110),((B )dx y x f dy y ⎰⎰110),((C )dx y x f dy y⎰⎰110),((D )dy y x f dx x⎰⎰110),(5.空间闭区域Ω由曲面1=r 所围成,则三重积分⎰⎰⎰Ωv d 2= ( C ) (A )2 (B )2π (C )38π (D )34π 6.函数),(y x z z =由方程04222=-++z z y x 所确定,则xz∂∂= ( D ) (A )zy -2 (B )y x-2 (C )zz-2 (D )zx-27.幂级数∑∞=13n n nn x 的收敛域是 ( C )(A )][3,3- (B )](3,0(C ) [)3,3- (D )()3,3-8.已知微分方程xe y y y =-'+''2的一个特解为x xe y =*,则它的通解是( B )(A )x xe x C x C ++221(B )x x x xe e C e C ++-221(C )x e x C x C ++221(D )x x x xe e C e C ++-21二、填空题(共15分 每小题3分)1.曲面z y x =+22在点)1,0,1(处的切平面的方程是012=--z x . 2.若lim 0n n u →∞≠,则级数∑∞=1n n u 的敛散性是 发散 . 3.级数∑∞=12cos n nn的敛散性是 绝对收敛 . 4.二元函数2221sin)(),(xy x y x f +=,当()()0,0,→y x 时的极限等于 0 。
高数下册期末试题及答案
高数下册期末试题及答案第一部分:选择题(共50题,每题2分,共100分)1. 某函数的导函数为f(x)=3x^2+2x-1,则该函数f(x)在x=1处的导数值为多少?A. 6B. 7C. 8D. 92. 下列哪个极限是不存在的?A. lim(x→∞) 1/(1+x)B. lim(x→0) sin(1/x)C. lim(x→1) (x-1)/(x-1)D. lim(x→∞) e^(-x)3. 物体在空气中自由下落的速度v(t)与时间t之间的关系可以用下列哪个微分方程描述?A. v'(t) = g - kv(t)B. v'(t) = g - ktC. v'(t) = g - kv(t)^2D. v'(t) = g - k/v(t)...第二部分:填空题(共30题,每题3分,共90分)31. 若a=3,b=-2,则方程组3x+ay=1,bx-2y=5的解为x=___,y=___。
32. 设函数f(x)=sin(x),则f''(x) = ___。
33. 若函数f(x)在区间[a,b]上连续,则必在该区间上有___。
...第三部分:解答题(共4题,每题15分,共60分)问题一:已知函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 1,求f(x)的极值及对应的取值范围。
解答:首先求导数f'(x) = 3x^2 - 6x,令其等于零,得到极值点x=0和x=2。
将这两个极值点代入原函数f(x),可以求得f(0) = 1和f(2) = -1。
因此,函数f(x)的极值为1和-1,取值范围为[-1, 1]。
问题二:已知函数y = e^x / (1 + e^x),求该函数的反函数及其定义域。
解答:为求反函数,首先将y = e^x / (1 + e^x)改写为x = ln(y / (1-y))。
然后交换x和y,得到y = ln(x / (1-x))。
因此,函数y = ln(x / (1-x))为原函数的反函数。
高等数学下期期末考试题及答案
1、函数2224ln(1)x y z x y -=--的定义域为{}222(,)014x y x y y x <+<≤且。
3、函数sin ,xy z e =则)(cos xdy ydx e e xy xy +。
4、设22(),z f x y =+其中f 具有二阶导数,则''4'22f y f +。
5、积分()2111____1______2y xI dx e dy e ==-⎰⎰。
6、设质点在空间中的位置函数22()(1,4,1)r f t t t t ==+-,则质点在时刻2t =秒时的速度大小为34。
7、设L 是任意一光滑曲线,若线积分x x La ydx e dy +⎰与积分路径无关,则a=e 。
8、22_____x y Leds +=⎰a ae π2;其中L 为圆周cos ,sin ,(02)x a t y a t t π==≤≤。
9、曲面u xyz =在点(1,1,1)处沿函数增加最快的方向的方向导数为3。
10、曲面3ze z xy -+=在点(2,1,0)处的法线方程为02112zy x =-=-。
11、已知Ω为半径为R的球体,∑取其外侧球面,则_____xdydz ydzdx zdxdy ∑+-=⎰⎰334R π。
12、数项级数21(1)ln nn n∞=-∑(绝对还是条件)条件收敛。
13、2114x +的幂级数展式为)21()4(20<-∑∞=x x nn n 。
14、设a 、b 、c 为单位向量,且满足0a b c ++=,则..._____a b b c c a ++=-3/2。
15、设()f x 是周期为2π的函数,且它在[),ππ-上的表达式为1,0()2,0x f x x ππ-≤<⎧=⎨≤<⎩,则由收敛定理,()f x 的傅丽叶级数在x k π=()k z ∈处收敛于______3/2。
16、已知直线1211:123x y z L +-+==,平面:0S x y z +-=,则线面之间的位置关系为平行。
高等数学下期末试题(((七套附答案)))
(C)单调增加且单调减少;(D)可能增加;可能减少。
4、已知向量 与向量 则 为.
(A)6(B)-6
(C)1(D)-3
5、已知函数 可导,且 为极值, ,则 .
(A) (B) (C)0 (D)
三.计算题(3小题,每题6分,共18分)
1、求极限
2、求极限
3、已知 ,求
四. 计算题(每题6分,共24分)
.已知函数 ,则 。
.已知 ,则 。
.设L为 上点 到 的上半弧段,则 。
.交换积分顺序 。
.级数 是绝对收敛还是条件收敛?。
.微分方程 的通解为。
二.选择题(每空3分,共15分)
.函数 在点 的全微分存在是 在该点连续的( )条件。
A.充分非必要 B.必要非充分 C.充分必要 D.既非充分,也非必要
1、已知 ,求 。
2、求过点 且平行直线 的直线方程。
3、利用极坐标计算 ,其中D为由 、 及 所围的在第一象限的区域。
四.求解下列各题(共 分,第 题 分,第 题 分)
、利用格林公式计算曲线积分 ,其中L为圆域 : 的边界曲线,取逆时针方向。
、判别下列级数的敛散性:
五、求解下列各题(共 分,第 、 题各 分,第 题 分)
.平面 与 的夹角为( )。
A. B. C. D.
.幂级数 的收敛域为( )。
A. B. C. D.
.设 是微分方程 的两特解且 常数,则下列( )是其通解( 为任意常数)。
A. B.
C. D.
. 在直角坐标系下化为三次积分为( ),其中 为 , 所围的闭区域。
A. B. C. D.
三.计算下列各题(共 分,每题 分)
(完整版)高等数学(同济)下册期末考试题及答案(5套).doc
高等数学(下册)考试试卷(一)一、填空题(每小题3 分,共计 24 分)1 、 log a ( x2 y 2 ) (a 0) 的定义域为 D= 。
z =2、二重积分ln( x 2y 2 ) dxdy 的符号为 。
|x| |y| 13、由曲线 y ln x 及直线 x y e 1, y 1 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 x (t ) x),则弧长元素 ds。
y ((t )5 、 设 曲 面 ∑ 为 x 2y 29 介 于 z 0 及 z3间的部分的外侧,则(x 2 y 2 1)ds。
6、微分方程dyytan y的通解为 。
dxxx7、方程 y (4 ) 4 y 0 的通解为 。
8、级数1的和为。
n 1 n(n 1)二、选择题(每小题2 分,共计 16 分)1、二元函数 z f (x, y) 在 ( x 0 , y 0 ) 处可微的充分条件是()(A ) f (x, y) 在 ( x 0 , y 0 ) 处连续;( B ) f x ( x, y) , f y ( x, y) 在 (x 0 , y 0 ) 的某邻域内存在;( C ) z f x ( x 0 , y 0 ) xf y ( x 0 , y 0 ) y 当 () 2 ( y ) 2 0 时,是无穷小;x( D ) limz f x ( x 0 , y 0 ) x f y ( x 0 , y 0 ) y0 。
x ( x)2( y)2y 02、设 u yf ( x ) xf ( y), 其中 f 具有二阶连续导数,则 x2uy2u 等于()yxx 2 y 2( A ) x y ; ( B ) x ;(C) y ;(D)0 。
3、设 : x 2 y 2 z 2 1, z 0, 则三重积分 IzdV 等于()(A )4221 3;( )21 2;ddr sin cos drddr sin dr0 0 0 B( C ) 22 d13sin cos dr ;(D )2d d13 sin cos dr 。
高等数学下册期末复习试题及答案
高等数学下册期末复习试题及答案Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】一、填空题(共21分 每小题3分)1.曲线⎩⎨⎧=+=012x y z 绕z 轴旋转一周生成的旋转曲面方程为122++=y x z .2.直线35422:1z y x L =--=-+与直线⎪⎩⎪⎨⎧+=+-==t z t y t x L 72313:2的夹角为2π. 3.设函数22232),,(z y x z y x f ++=,则=)1,1,1(grad f }6,4,2{.4.设级数∑∞=1n n u 收敛,则=∞→n n u lim 0.5.设周期函数在一个周期内的表达式为⎩⎨⎧≤<+≤<-=,0,10,0)(ππx x x x f 则它的傅里叶级数在π=x 处收敛于21π+.6.全微分方程0d d =+y x x y 的通解为C xy =. 7.写出微分方程x e y y y =-'+''2的特解的形式x axe y =*.二、解答题(共18分 每小题6分)1.求过点)1,2,1(-且垂直于直线⎩⎨⎧=+-+=-+-02032z y x z y x 的平面方程. 解:设所求平面的法向量为n ,则{}3,2,1111121=--=k j i n (4分)所求平面方程为 032=++z y x (6分)2.将积分⎰⎰⎰Ωv z y x f d ),,(化为柱面坐标系下的三次积分,其中Ω是曲面)(222y x z +-=及22y x z +=所围成的区域.解: πθ20 ,10 ,2 :2≤≤≤≤-≤≤Ωr r z r (3分)⎰⎰⎰Ωv z y x f d ),,(⎰⎰⎰-=221020d ),sin ,cos (d d r r z z r r f r r θθθπ (6分)3.计算二重积分⎰⎰+-=D y x y x eI d d )(22,其中闭区域.4:22≤+y x D解 ⎰⎰-=2020d d 2r r e I r πθ⎰⎰--=-20220)(d d 212r e r πθ⎰-⋅-=202d 221r e π)1(4--=e π 三、解答题(共35分 每题7分)1.设vue z =,而22y x u +=,xy v =,求z d . 解:)2(232y y x x e y ue x e xv v z x u u z x z xy v v ++=⋅+⋅=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂ (3分))2(223xy x y e x ue y e yv v z y u u z y z xy v v ++=⋅+⋅=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂ (6分) y xy x y e x y y x x e z xy xy d )2(d )2(d 2332+++++= (7分)2.函数),(y x z z =由方程0=-xyz e z 所确定,求y z x z ∂∂∂∂,. 解:令xyz e z y x F z-=),,(, (2分)则 ,yz F x -= ,xz F y -= ,xy e F z z -= (5分) xye yz F F x z z z x -=-=∂∂, xy e xz F F y z z z y -=-=∂∂. (7分) 3.计算曲线积分⎰+-L y x x y d d ,其中L 是在圆周22x x y -=上由)0,2(A 到点)0,0(O 的有向弧段.解:添加有向辅助线段OA ,有向辅助线段OA 与有向弧段OA 围成的闭区域记为D ,根据格林公式 ⎰⎰⎰⎰+--=+-OA DL y x x y y x y x x y d d d d 2d d (5分) ππ=-⋅=022 (7分)4.设曲线积分⎰++L x y x f x y x f e d )(d )]([与路径无关,其中)(x f 是连续可微函数且满足1)0(=f ,求)(x f .解: 由xQ y P ∂∂=∂∂ 得 )()(x f x f e x '=+, 即x e x f x f =-')()( (3分)所以 )d ()(d d )1(C x e e e x f x x x +⋅=⎰⎰---⎰)(C x e x +=, (6分) 代入初始条件,解得1=C ,所以)1()(+=x e x f x. (7分) 5.判断级数∑∞=12)!2()!(n n n 的敛散性.解: 因为 )!2()!()!22(])!1[(lim lim 221n n n n u u n n n n ++=∞→+∞→ (3分) )12)(22()1(lim 2+++=∞→n n n n 141<= (6分) 故该级数收敛. (7分)四、(7分)计算曲面积分⎰⎰∑++y x z x z y z y x d d d d d d ,其中∑是上半球 面221z y x --=的上侧.解:添加辅助曲面1,0:221≤+=∑y x z ,取下侧,则在由1∑和∑所围成的空间闭区域Ω上应用高斯公式得⎰⎰∑++y x z x z y z y x d d d d d d ⎰⎰∑+∑++=1d d d d d d y x z x z y z y x⎰⎰∑++-1d d d d d d y x z x z y z y x (4分)0d 3-=⎰⎰⎰Ωv (6分)34213π⋅⋅=π2=. (7分) 五、(6分)在半径为R 的圆的内接三角形中,求其面积为最大的三角形.解:设三角形各边所对圆心角分别为z y x ,,,则π2=++z y x ,且面积为)sin sin (sin 212z y x R A ++=, 令)2(sin sin sin πλ-+++++=z y x z y x F (3分)由 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++=+==+==+=πλλλ20cos 0cos 0cos z y x z F y F x F z y x (4分)得32π===z y x .此时,其边长为R R 3232=⋅. 由于实际问题存在最大值且驻点唯一,故当内接三角形为等边三角形时其面积最大. (6分)六、(8分)求级数∑∞=1n n n x 的收敛域,并求其和函数.解: 1)1(lim lim 1=+==∞→+∞→n n a a R n n n n ,故收敛半径为1=R . (2分) 当1-=x 时,根据莱布尼茨判别法,级数收敛;当1=x 时, 级数为调和级数,发散.故原级数的收敛域为)1,1[-. (5分)设和为)(x S ,即∑∞==1)(n nn x x S ,求导得∑∞=-='11)(n n x x S x-=11, (6分) 再积分得 ⎰'=x x x S x S 0d )()(x x x d 110⎰-=)1ln(x --=,)11(<≤-x (8分) 七、(5分)设函数)(x f 在正实轴上连续,且等式⎰⎰⎰+=y x x yt t f x t t f y t t f 111d )(d )(d )( 对任何0,0>>y x 成立.如果3)1(=f ,求)(x f .解:等式两边对y 求偏导得)(d )()(1y f x t t f y x f x x+=⎰ (2分) 上式对任何0,0>>y x 仍成立.令1=y ,且因3)1(=f ,故有⎰+=xx t t f x xf 13d )()(. (3分) 由于上式右边可导,所以左边也可导.两边求导,得3)()()(+=+'x f x f x f x 即)0(3)(>='x x x f .故通解为 C x x f +=ln 3)(.当1=x 时,3)1(=f ,故3=C .因此所求的函数为 )1(ln 3)(+=x x f . (5分)八. (5分)已知x x e xe y 21+=,x x e xe y -+=2,x x x e e xe y --+=23是某二阶线性非齐次微分方程的三个解,求此微分方程. 解1:由线性微分方程解的结构定理知x e2与x e -是对应齐次方程的两个线性无 关的解,x xe 是非齐次方程的一个特解,故可设此方程为)(2x f y y y =-'-'' 将x xe y =代入上式,得x x xe e x f 2)(-=,因此所求的微分方程为x x xe e y y y 22-=-'-''解2:由线性微分方程解的结构定理知x e2与x e -是对应齐次方程的两个线性无 关的解,x xe 是非齐次方程的一个特解,故x x x e C e C xe y-++=221是所 求微分方程的通解,从而有x x x x e C e C xe e y --++='2212, x x x x e C e C xe e y -+++=''22142消去21,C C ,得所求的微分方程为x x xe e y y y 22-=-'-''06高数B 一、填空题(共30分 每小题3分)1.xoy 坐标面上的双曲线369422=-y x 绕x 轴旋转一周所生成的旋转曲面方程为36)(94222=+-z y x .2.设函数22),,(z yz x z y x f ++=,则=-)1,0,1(grad f )2,1,2(--.3.直线35422:1z y x L =--=-+与直线⎪⎩⎪⎨⎧+=+-==t z t y t x L 72313:2的夹角为2π. 4. 设Ω是曲面222y x z --=及22y x z +=所围成的区域积分,则⎰⎰⎰Ωv z y x f d ),,(化为柱面坐标系下的三次积分形式是⎰⎰⎰-221020d ),sin ,cos (d d r r z z r r f r r θθθπ . 5. 设L 是圆周22x x y -=,取正向,则曲线积分=+-⎰L y x x y d d π2. 6. 幂级数∑∞=--11)1(n nn n x 的收敛半径1=R . 7.设级数∑∞=1n n u 收敛,则=∞→n n u lim 0. 8.设周期函数在一个周期内的表达式为⎩⎨⎧≤<≤<-=,0,0,0)(ππx x x x f 则它的傅 里叶级数在π=x 处收敛于2π.9.全微分方程0d d =+y y x x 的通解为C xy =. 10.写出微分方程x e y y y =-'+''2的特解的形式x axe y =*.二、解答题(共42分 每小题6分)1.求过点)1,2,1(且垂直于直线⎩⎨⎧=+-+=-+-03202z y x z y x 的平面方程.解:设所求平面的法向量为n ,则{}3,2,1111121=--=k j i n (4分)所求平面方程为 032=++z y x (2分)2.函数),(y x z z =由方程z y x z y x 32)32sin(-+=-+所确定,求xz ∂∂. 解:令z y x z y x z y x F 32)32sin(),,(+---+=, (2分)则,1)32cos(--+=z y x F x 3)32cos(3+-+-=z y x F z . (2分))32cos(33)32cos(1z y x z y x F F x z z x -+--+-=-=∂∂ . (2分) 3.计算⎰⎰Dxy σd ,其中D 是由直线2 ,1==x y 及x y =所围成的闭区域.解法一: 原式⎰⎰=211d ]d [x x y xy (2分) x y x x d ]2[2112⎰⋅=x x x d )22(213⎰-= 811]48[2124=-=x x . (4分) 解法二: 原式⎰⎰=212d ]d [y y x xy 811]8[2142=-=y y .(同上类似分) 4.计算⎰⎰--D y x y x d d 122,其中D 是由122=+y x 即坐标轴所围成的在第一象限内的闭区域.解: 选极坐标系 原式⎰⎰-=20102d 1πθr r r d (3分))1(1)21(22102r d r ---⋅=⎰π6π= (3分) 5.计算⎰Γ-+-z x y yz x z y d d 2d )(222,其中Γ是曲线,t x =,2t y =3t z =上由01=t 到12=t 的一段弧.解:原式⎰⋅-⋅+-=1022564d ]322)[(t t t t t t t (3分)⎰-=1046d )23(t t t 1057]5273[t t -=351= (3分) 6.判断级数∑∞=-1212n n n 的敛散性.解: 因为 n n n nn n n n u u 2122)12(lim lim 11-+=+∞→+∞→ (3分) 121<=, (2分) 故该级数收敛. (1分)7.求微分方程043=-'-''y y y 满足初始条件,00==x y 50-='=x y 的特解.解:特征方程 0432=--r r ,特征根 1,421-==r r 通解为 x x e C eC y -+=241, (3分) x x e C e C y --='2414,代入初始条件得 1,121=-=C C ,所以特解 x x e e y -+-=4. (3分)三、(8分)计算曲面积分⎰⎰∑++y x z x z y z y x d d d d d d ,其中∑是上半球面221z y x --=的上侧.解:添加辅助曲面1,0:221≤+=∑y x z ,取下侧,则在由1∑和∑所围成的空间闭区域Ω上应用高斯公式得⎰⎰∑++y x z x z y z y x d d d d d d ⎰⎰∑+∑++=1d d d d d d y x z x z y z y x ⎰⎰∑++-1d d d d d d y x z x z y z y x (4分)0d 3-=⎰⎰⎰Ωv (2分)34213π⋅⋅=π2=. (2分)四、(8分)设曲线积分⎰-+Ly x x xf x x yf d ])(2[d )(2在右半平面)0(>x 内 与路径无关,其中)(x f 可导,且满足1)1(=f ,求)(x f .解:由xQ y P ∂∂=∂∂, 得x x f x x f x f 2)(2)(2)(-'+=, 即1)(21)(=+'x f xx f , (3分) 所以 )d ()(d 21d 21C x e e x f x x x x +=⎰⎰-⎰)(2121C dx x x +=⎰-)32(2321C x x +=-, (3分) 代入初始条件,解得31=C ,所以xx x f 3132)(+=. (2分) 五、(6分)求函数xy y x y x f 3),(33-+=的极值.解:⎪⎩⎪⎨⎧=-==-=033),(033),(22x y y x f y x y x f y x 得驻点 )1,1(),0,0( (3分),6),(x y x f xx = ,3),(-=y x f xy y y x f yy 6),(=在点)0,0(处,,092>=-AC B 故)0,0(f 非极值;在点)1,1(处,,0272<-=-AC B 故1)1,1(-=f 是极小值. (3分)六、(6分)试证:曲面)(x y xf z =上任一点处的切平面都过原点.证:因 ),()(xy f x y x y f x z '-=∂∂ )(1)(x y f x x y f x y z '=⋅'=∂∂ (3分) 则取任意点),,(0000z y x M ,有)(0000x y f x z =,得切平面方程为 ))(())](()([)(00000000000000y y x y f x x x y f x y x y f x y f x z -'+-'-=-即 0)()]()([0000000=-'+'-z y x y f x x y f x y x y f 故切平面过原点. (3分)07A一、 填空题(每小题3分,共21分)1.设向量}5,1,{},1,3,2{-==λb a ,已知a 与b垂直,则=λ1-2.设3),(,2,3π===b a b a ,则=-b a 6-3.yoz 坐标面上的曲线12222=+bz a y 绕z 轴旋转一周生成的旋转曲面方程为122222=++bz a y x4.过点)0,4,2(且与直线⎩⎨⎧=--=-+023012z y z x 垂直的平面方程0832=+--z y x5.二元函数)ln(y x x z +=6.函数)ln(),,(222z y x z y x f ++=,则=)1,0,1(gradf }1,0,1{7.设xy e z=,则=dz )(xdy ydx e xy +8.设),(x y x xf u =,f 具有连续偏导数,则=∂∂xu21f xyxf f -+ 9.曲线32,,t z t y t x ===上点)1,1,1(处的切向量=T}3,2,1{10.交换积分顺序:⎰⎰=ydx y x f dy 010),(⎰⎰110),(xdyy x f dx11.闭区域Ω由曲面222y x z+=及平面1=z 所围成,将三重积分⎰⎰⎰Ωdv z y x f ),,(化为柱面坐标系下的三次积分为⎰⎰⎰πθθθ20101),sin ,cos (r dz z r r f rdr d12.设L 为下半圆周21x y--=,则=+⎰ds y xL )(22π13.设L 为取正向圆周922=+y x,则=-+-⎰dy x x dx y xy L )4()22(2π18-14.设周期函数在一个周期内的表达式为⎩⎨⎧<≤≤<-=ππx xx x f 000)(则它的傅里叶级数在π=x 处收敛于2π15.若0lim ≠∞→nn u ,则级数∑∞=1n n u 的敛散性是 发散16.级数∑∞=1!2n n n nn 的敛散性是 收敛17.设一般项级数∑∞=1n n u ,已知∑∞=1n n u 收敛,则∑∞=1n n u 的敛散性是 绝对收敛18.微分方程05)(23=+'-''xy y y x 是 2 阶微分方程19.微分方程044=+'+''y y y 的通解=y xx xe C e C 2221--+20.微分方程x xe y y y 223=+'-''的特解形式为xe b ax x 2)(+二、(共5分)设xy v y x u v u z ===,,ln 2,求yzx z ∂∂∂∂,解:]1)ln(2[1ln 2222+=⋅+⋅=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂xy y x y v u y v u x v v z x u u z x z]1)ln(2[)(ln 23222--=⋅+-⋅=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂xy yx x v u y x v u y v v z y u u z y z 三、(共5分)设022=-++xyz z y x ,求xz ∂∂解:令xyz z y x z y x F 22),,(-++=xyzyzxyz F x-=xyzxyxyz F z -=xyxyz xyz yz F F x zz x --=-=∂∂ 四、(共5分)计算⎰⎰⎰Ωxdxdydz ,其中Ω为三个坐标面及平面1=++z y x 所围成的闭区域解:y x z x y x --≤≤-≤≤≤≤Ω10,10,10:⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰----Ω--==xyx x dy y x x dx xdz dy dx xdxdydz 1010101010)1(241)2(21)1(213102102=+-=-=⎰⎰dx x x x dx x x五、(共6分) 计算⎰-+-L x xdy y e dx y y e)1cos ()sin (,其中L 为由点)0,(a A 到点)0,0(O 的上半圆周ax y x =+22解:添加有向辅助线段OA ,则有向辅助线段OA 和有向弧段OA 围成闭区域记为D ,根据格林 公式⎰-+-Lxx dy y e dx y y e )1cos ()sin ( ⎰⎰⎰-+--=DOAx x dy y e dx y y e dxdy )1cos ()sin (0)2(212-=a π 381a π= 六、(共6分)求幂级数∑∞=-13)3(n nnn x 的收敛域 解:对绝对值级数,用比值判敛法3313131lim 333)1(3lim lim 111-=-⋅+=-+-=∞→++∞→+∞→x x n n n x n x u u n n nn n n n n n 当1331<-x 时,即60<<x ,原级数绝对收敛 当1331>-x 时,即60><x x 或,原级数发散 当0=x 时,根据莱布尼兹判别法,级数∑∞=-1)1(n nn收敛当6=x 时,级数∑∞=11n n发散,故收敛域为)6,0[ 七、(共5分) 计算dxdy z⎰⎰∑2,其中∑为球面1222=++z y x 在第一卦限的外侧解:∑在xoy 面的投影xy D :0,0,122≥≥≤+y x y xdxdy z ⎰⎰∑2 dxdy y x xyD )1(22--+=⎰⎰rdr r d )1(20102⎰⎰-=πθ412⋅=π8π=八、(共7分) 设0)1(=f ,求)(x f 使dy x f ydx x f xx )()](1[ln ++为某二元函数),(y x u 的全微分,并求),(y x u解:由x Q y P ∂∂=∂∂,得)()(1ln x f x f x x '=+,即x x f xx f ln )(1)(=-' 所以)ln 21()1ln ()ln ()(211C x x C dx x x x C ex ex f dxx dxx+=+⋅=+=⎰⎰⎰⎰---带入初始条件,解得0=C ,所以x x x f 2ln 21)(=⎰++=),()0,0(22ln 21)ln 21(ln ),(y x xdy x ydx x x y x u⎰⎰+=xyxdy x 002ln 210x xy 2ln 21=07高数B一、(共60分 每题31. 设向量}4 ,2 ,6{-=a ,}2 ,1 ,{-=λb ,已知a 与b平行,则=λ3-.2. yoz 坐标面上的曲线12222=-c z a y 绕z 轴旋转一周生成的旋转曲面方程为122222=-+bz a y x . 3.设3),(,1,2π===∧b a b a ,则a b -=3.4. 设一平面经过点)1,1,1(,且与直线⎩⎨⎧=+=--03042z y y x 垂直,则此平面方程为032=-+z y x .5. 二元函数12ln2+-=x y z 的定义域为{}012|),(2>+-x y y x .6. 设xye z =,则=z d )d d (y x x y e xy +.7.函数)ln(),,(222z y x z y x f ++=,则=)1,0,1(grad f )1,0,1(.8. 设(,)y u xf x x =,f 具有连续导数,则u x ∂=∂12yf xf f x''+-. 9. 曲面1222=++z y x 在点)2,0,1(-处的法向量=n{}4,0,2-. 10.交换积分顺序:⎰⎰=1d ),(d x y y x f x ⎰⎰101d ),(d yx y x f y .11.闭区域Ω由曲面22y x z +=及平面1=z 所围成,将三重积⎰⎰⎰Ωv z y x f d ),,(化为柱面坐标系下的三次积分为⎰⎰⎰11202d ),sin ,cos (d d rz z r r f r r θθθπ.12. 设∑是闭区域Ω的整个边界曲面的外侧,V 是Ω的体积,则 ⎰⎰∑++y x z x z y x y x d d d d d d =V 3.13. 设L 为上半圆周21x y -=,则=+⎰Ls y x d )(22π.14.设周期函数在一个周期内的表达式为⎩⎨⎧≤<≤<-=,0,0,0)(ππx x x x f 则它的傅里叶级数在π=x 处收敛于2π.15. 若lim 0n n u →∞≠,则级数∑∞=1n nu的敛散性是 发散 .16. 级数∑∞=1!5n n nn n 的敛散性是 收敛 .17.级数∑∞=12sin n nn的敛散性是 收敛 . 18. 微分方程06)(542=+'+''y y y x 是 2 阶微分方程.19. 微分方程02=+'-''y y y 的通解为)(21x C C e x +.20.微分方程x xe y y y 2365-=+'+''的特解的形式xe bx ax y 22*)(-+=.三、(共5函数),(y x z z =由方程04222=-++z z y x 所确定,求xz ∂∂. 解:令=),,(z y x F z z y x 4222-++, (1分)则 ,2x F x = ,42-=z F z (2分)zxF F x z z x -=-=∂∂2 (2分) 五、(共6分)计算曲线积分⎰+--Ly y x x y x d )sin (d )2(22,其中L 为由点)0,2(A 到点)0,0(O 的上半圆周x y x 222=+.解:添加有向辅助线段,它与上半圆周围成的闭区域记为D ,根据格林公式⎰+--Ly y x x y x d )sin (d )2(22⎰⎰⎰+---+-=OADy y x x y x y x d )sin (d )2(d d )21(22 (3分)⎰⎰=Dy x d d ⎰-22d x x 3823212132-=-⋅⋅=ππ (3分)七、(共6设0)1(=f ,确定)(x f 使y x f x xyx f x d )(d )]([sin +-为某二元函数(,)u x y 的全微分.解: 由xQy P ∂∂=∂∂ 得 )()(sin x f x x f x '=-, 即 xxx f x x f sin )(1)(=+' (2分) 所以 )d sin ()(d x 1d 1C xe xx ex f x x x+⋅=⎰⎰⎰-)d sin (ln ln C x e xx e xx +⋅=⎰- (2分) )cos (1C x x+-=, (1分) 代入初始条件,解得1cos =C ,所以)cos 1(cos 1)(x xx f -=. (1分) 八、(共6分)计算⎰⎰∑y x z d d 2,其中∑是球面1222=++z y x 外侧在,0≥x 0≥y 的部分. 解:⎰⎰∑y x z d d ⎰⎰∑=1d d y x z ⎰⎰∑+2d d y x (2分)⎰⎰--=xyD y x y x d d )1(22⎰⎰----xyD y x y x d )d 1()1(22 (2分) ⎰⎰--=xyD y x y x d )d 1(222r r r d )1(d 21220⋅-=⎰⎰πθ 4π=(2分)08高数A一、选择题(共24分 每小题3分)1.设{}1111,,p n m s =,{}2221,,p n m s =分别为直线1L ,2L 的方向向量,则1L 与2L 垂直的充要条件是 (A )(A )0212121=++p p n n m m (B )212121p p n n m m ==(C )1212121=++p p n n m m (D )1212121=++p p n n m m 2.Yoz 平面上曲线12+=y z 绕z 轴旋转一周生成的旋转曲面方程为 ( C )(A )12+=y z (B )22x y z +=(C )122++=x y z (D )x y z +=23.二元函数12ln2+-=x y z 的定义域为 (B )(A ){}02|),(2>-x y y x (B ){}012|),(2>+-x y y x (C ){}012|),(2≤+-x y y x (D ){}0,0|),(≥>y x y x4.交换积分顺序:1d (,)d yy f x y x =⎰⎰ ( A )(A )dy y x f dx x ⎰⎰110),((B )dx y x f dy y ⎰⎰110),((C )dx y x f dy y⎰⎰110),((D )dy y x f dx x⎰⎰110),(5.空间闭区域Ω由曲面1=r 所围成,则三重积分⎰⎰⎰Ωv d 2= ( C ) (A )2 (B )2π (C )38π (D )34π 6.函数),(y x z z =由方程04222=-++z z y x 所确定,则xz∂∂= ( D ) (A )zy -2 (B )y x-2 (C )zz-2 (D )zx-2 7.幂级数∑∞=13n n nn x 的收敛域是 ( C )(A )][3,3- (B )](3,0(C ) [)3,3- (D )()3,3-8.已知微分方程xe y y y =-'+''2的一个特解为x xe y =*,则它的通解是( B )(A )x xe x C x C ++221(B )x x x xe e C e C ++-221(C )x e x C x C ++221(D )x x x xe e C e C ++-21二、填空题(共15分 每小题3分)1.曲面z y x =+22在点)1,0,1(处的切平面的方程是012=--z x . 2.若lim 0n n u →∞≠,则级数∑∞=1n nu的敛散性是 发散 .3.级数∑∞=12cos n n n的敛散性是 绝对收敛 . 4.二元函数2221sin)(),(xy x y x f +=,当()()0,0,→y x 时的极限等于 0 。
高数下学期复习题答案
高数下学期复习题答案1. 极限的概念及运算极限是微积分中的基础概念,它描述了函数在某一点附近的行为。
对于函数f(x),当x趋近于某点a时,如果f(x)的值趋近于一个确定的值L,则称L为f(x)在a点的极限。
极限的运算法则包括:- 极限的和:\(\lim_{x \to a} [f(x) + g(x)] = \lim_{x \to a} f(x) + \lim_{x \to a} g(x)\)- 极限的积:\(\lim_{x \to a} [f(x) \cdot g(x)] = \lim_{x\to a} f(x) \cdot \lim_{x \to a} g(x)\)- 极限的商:\(\lim_{x \to a} \frac{f(x)}{g(x)} =\frac{\lim_{x \to a} f(x)}{\lim_{x \to a} g(x)}\)(前提是\(\lim_{x \to a} g(x) \neq 0\))2. 导数的定义及计算导数是函数在某一点处的切线斜率,表示函数在该点的变化率。
对于函数f(x),其在点x=a的导数定义为:\( f'(a) = \lim_{h \to 0} \frac{f(a+h) - f(a)}{h} \) 导数的计算通常涉及基本初等函数的导数公式,例如:- \(\frac{d}{dx} x^n = nx^{n-1}\)- \(\frac{d}{dx} e^x = e^x\)- \(\frac{d}{dx} \ln x = \frac{1}{x}\)3. 不定积分与定积分不定积分是求函数原函数的过程,而定积分则是计算函数在某一区间上的累积效果。
不定积分的表示为:\(\int f(x) \, dx\)定积分的表示为:\(\int_a^b f(x) \, dx\)定积分的基本性质包括:- \(\int_a^b f(x) \, dx = F(b) - F(a)\),其中F(x)是f(x)的一个原函数。
高数期末下册考试题及答案
高数期末下册考试题及答案序章数学是一门科学,也是一门工具学科,对于不少学子而言,高等数学一直是一门令人头疼的学科,尤其是对于高数期末考试而言,更是充满了挑战。
本文将提供高数期末下册考试题及答案,以帮助读者更好地准备并且顺利通过这一考试。
第一章:导数与微分题目一:计算以下函数的导数并求出导函数1. $f(x)=3x^2+2x+1$2. $g(x)=\sin(x)-\cos(x)$3. $h(x)=e^x\cdot\ln(x)$题目二:应用题一天中,某商品的销售量随时间变化的规律如下:$Q(t) = 100e^{-0.02t}$,其中时间$t$以小时为单位。
求在第3小时以内的销售量的平均增长速度。
第二章:积分学题目三:求下列不定积分1. $\int (2x^2+3x-1)dx$2. $\int \frac{1}{x}dx$3. $\int \frac{2x+3}{x^2+3x+2}dx$题目四:计算定积分已知函数$f(x)=x^2-3x+2$,计算$\int_0^3 f(x)dx$的值。
第三章:微分方程题目五:求解下列微分方程1. $\frac{dy}{dx}=2x+1$2. $\frac{d^2y}{dx^2}+4\frac{dy}{dx}+4y=0$3. $\frac{d^2y}{dx^2}+9y=\sin(x)$题目六:应用题一个满足空气阻力的物体由高空自由落下,求解物体落地时的速度和位移。
第四章:无穷级数题目七:判断级数是否收敛1. $\sum_{n=1}^\infty \frac{1}{2^n}$2. $\sum_{n=1}^\infty \frac{n}{n^2+1}$3. $\sum_{n=1}^\infty \frac{2^n}{n!}$题目八:计算级数的和计算级数$\sum_{n=1}^\infty \frac{1}{2^n}$的和。
结语通过以上的考题,相信读者们对于高数期末下册考试的复习有了更明确的目标和方向。
高等数学下期末试题(七套附答案)
x1 y 2 z3
x2
1、 求过直线 L1 : 1
0
1 且平行于直线 L 2 : 2
z
z
2、 已知 z f ( xy2 , x2 y) ,求 x , y
D
3、 设
{( x, y) x2
y2
4} ,利用极坐标求
x2dxdy
D
C. (ax b) cex
y1 z 1 1 的平面方程
1 / 22
4、 求函数 f (x, y) e2x ( x y2 2 y) 的极值
1 1x
x0
1 1 ex 1
2
x0
f (x
求0
x 2 及 y2 x 所围图形的面积;
1)dx (6 )
( 2)求所围图形绕 x 轴旋转一周所得的体积。 (6 )
高等数学(下)模拟试卷四
一. 填空题 (每空 3 分,共 15 分)
1 y
1 x2
1、 函数
x
的定义域为
.
e axdx, a 0
2、 0=Fra bibliotek.z
3 .已知 z
e xy ,则
(1,0 )
x
。
4 .设 L 为 x2
y 2 1 上点 1,0 到
1,0 的上半弧段,则
2ds
L
。
e
ln x
dx f ( x, y)dy
5 .交换积分顺序 1
0
。
( 1) n
6 . 级数 n 1 n 是绝对收敛还是条件收敛?
。
7 .微分方程 y sin x 的通解为
。
二.选择题 (每空 3 分,共 15 分)
x
2
d 2y
1、已知 y 1 t ,求 dx2
大一下学期高数期末试题及答案
大一下学期高数期末试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 函数$f(x)=x^2-4x+4$的最小值是()A. 0B. 1C. 4D. 3答案:D2. 极限$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}$的值是()A. 0B. 1C. 2D. $\infty$答案:B3. 曲线$y=x^3$在点$(1,1)$处的切线斜率是()A. 0B. 1C. 3D. 12答案:C4. 微分方程$y''-2y'+y=0$的通解是()A. $y=e^{tx}$B. $y=e^{t}(C_1 \cos t + C_2 \sin t)$C. $y=e^{tx}(C_1 + C_2x)$D. $y=(C_1 + C_2x)e^{tx}$答案:B二、填空题(每题5分,共20分)5. 函数$f(x)=\ln(x)$的定义域是______。
答案:$(0,+\infty)$6. 函数$f(x)=x^3-3x$的导数是______。
答案:$3x^2-3$7. 函数$f(x)=\frac{1}{x}$的不定积分是______。
答案:$\ln|x|+C$8. 函数$f(x)=\sin x$的原函数是______。
答案:$-\cos x+C$三、计算题(每题10分,共30分)9. 计算定积分$\int_{0}^{1} x^2 dx$。
答案:$\frac{1}{3}x^3|_0^1 = \frac{1}{3}$ 10. 求极限$\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x}$。
答案:$\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x} = 1$11. 求函数$f(x)=x^3-6x^2+11x-6$的极值。
答案:函数的极值点为$x=1$和$x=3$,其中$x=1$为极大值点,$x=3$为极小值点。
四、证明题(每题10分,共30分)12. 证明:$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$。
高数下册期末a卷考试题及答案
高数下册期末a卷考试题及答案一、单项选择题(每题3分,共30分)1. 函数f(x)=x^3-3x+1的导数是()。
A. 3x^2-3B. 3x^2+3C. x^3-3D. x^3+3x答案:A2. 曲线y=x^2+2x+1在点(1,4)处的切线斜率是()。
A. 2B. 3C. 4D. 5答案:B3. 极限lim(x→0) (sin x)/x的值是()。
A. 0B. 1C. 2D. ∞答案:B4. 函数f(x)=e^x的不定积分是()。
A. e^x + CB. e^(-x) + CC. ln(e^x) + CD. x^e + C答案:A5. 微分方程dy/dx = y/x的通解是()。
A. y = CxB. y = Cx^2C. y = C/xD. y = Cx^(-1)答案:C6. 函数f(x)=ln(x)的二阶导数是()。
A. 1/x^2B. -1/x^2C. 1/xD. -1/x答案:A7. 函数f(x)=x^2-4x+4的极值点是()。
A. x=2B. x=-2C. x=0D. x=4答案:A8. 函数f(x)=x^3-3x+1的拐点是()。
A. x=1B. x=-1C. x=0D. x=2答案:A9. 函数f(x)=x^2+2x+1的最小值是()。
A. 0B. 1C. 2D. 3答案:B10. 函数f(x)=x^3的泰勒展开式在x=0处的前三项是()。
A. 1+3x+3x^2B. 1+x+x^2C. 1+3x+3x^3D. 1+x+x^3答案:D二、填空题(每题4分,共20分)1. 函数f(x)=x^4-4x^2+4的极小值点是x=______。
答案:±√22. 函数f(x)=x^2-6x+8的零点是x=______。
答案:2和43. 函数f(x)=e^x的不定积分是______。
答案:e^x + C4. 函数f(x)=x^3的二阶导数是______。
答案:6x5. 函数f(x)=ln(x)的不定积分是______。
高数下册期末a卷考试题及答案
高数下册期末a卷考试题及答案一、选择题(每题5分,共30分)1. 以下哪个函数不是周期函数?A. \( \sin(x) \)B. \( \cos(x) \)C. \( e^x \)D. \( \tan(x) \)答案:C2. 函数 \( f(x) = x^2 \) 在 \( x=1 \) 处的导数是:A. 0B. 1C. 2D. 3答案:C3. 以下哪个选项是 \( \int_0^1 x^2 dx \) 的正确计算结果?A. \( \frac{1}{3} \)B. \( \frac{1}{2} \)C. \( 1 \)D. \( 2 \)答案:A4. 以下哪个选项是 \( \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} \) 的值?A. 0B. 1C. 2D. 3答案:B5. 以下哪个选项是 \( \int \frac{1}{x} dx \) 的原函数?A. \( \ln|x| + C \)B. \( x + C \)C. \( e^x + C \)D. \( \sin x + C \)答案:A6. 以下哪个选项是 \( \int e^x \cos x \, dx \) 的正确积分结果?A. \( \frac{1}{2} e^x (\cos x + \sin x) + C \)B. \( \frac{1}{2} e^x (\cos x - \sin x) + C \)C. \( \frac{1}{2} e^x (\cos x + \sin x) - C \)D. \( \frac{1}{2} e^x (\cos x - \sin x) - C \)答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 函数 \( f(x) = \ln(x) \) 的定义域是 \( ______ \)。
答案:\( (0, +\infty) \)2. 函数 \( f(x) = \sqrt{x} \) 的导数是 \( ______ \)。
高数下学期期末试题(含答案)3套
高等数学期末考试试卷1一、单项选择题(6×3分)1、设直线,平面,那么与之间的夹角为( )A.0B.C.D.2、二元函数在点处的两个偏导数都存在是在点处可微的()A.充分条件B.充分必要条件C.必要条件D.既非充分又非必要条件3、设函数,则等于()A. B.C. D.4、二次积分交换次序后为()A. B.C. D.5、若幂级数在处收敛,则该级数在处()A.绝对收敛B.条件收敛C.发散 C.不能确定其敛散性6、设是方程的一个解,若,则在处()A.某邻域内单调减少B.取极小值C.某邻域内单调增加D.取极大值二、填空题(7×3分)1、设=(4,-3,4),=(2,2,1),则向量在上的投影=2、设,,那么3、D 为,时,4、设是球面,则=5、函数展开为的幂级数为6、=7、为通解的二阶线性常系数齐次微分方程为三、计算题(4×7分)1、设,其中具有二阶导数,且其一阶导数不为 1,求。
2、求过曲线上一点(1,2,0)的切平面方程。
3、计算二重积分,其中4、求曲线积分,其中是沿曲线由点(0,1)到点(2,1)的弧段。
25、求级数的和。
四、综合题(10分)曲线上任一点的切线在轴上的截距与法线在轴上的截距之比为3,求此曲线方程。
五、证明题 (6分)设收敛,证明级数绝对收敛。
一、单项选择题(6×3分)1、 A2、 C3、 C4、 B5、 A6、 D二、填空题(7×3分)1、22、3、 4 、5、6、0 7、三、计算题(5×9分)1、解:令则,故2、解:令则所以切平面的法向量为:切平面方程为:3、解:===4、解:令,则当,即在x 轴上方时,线积分与路径无关,选择由(0,1)到(2,1)则===5、解:令则,即令,则有=四、综合题(10分)4解:设曲线上任一点为,则过的切线方程为:在轴上的截距为过的法线方程为:在轴上的截距为依题意有由的任意性,即,得到这是一阶齐次微分方程,变形为: (1)令则,代入(1)得:分离变量得:解得:即为所求的曲线方程。
(完整word版)高数下期末考试及解答(8份)
课程名称 高等数学试卷 (I )一、填空(14分)1.设f(x),0,00,sin 2⎪⎩⎪⎨⎧=≠=x x x x则=→)(lim 0x f x 。
2.曲线y=x 3上切线斜率等于3的点是 。
3.x x y ln 22-=区间 上单调减少。
4.)1(lim 0xctgx x -→= 。
5.⎰+dx x x )1(1= 。
6.过点A (2,-3,4)且与y 轴垂直相交的直线方程为 。
二、完成下列各题(40分) 1.)11ln 1(lim 1--→x x x 2.已知:dxdy x x y e xy求,2cos ln =+ 3.计算:⎰++dx x x 294124.计算:⎰dx x 2)(arcsin5.计算:⎰eedx x x12ln三、求函数f(x)=123+--x x x 在[-1,2]上的最大值与最小值(8分) 四、证明:当x>0时,xarctgxx +>+1)1ln( (8分) 五、设f(x)在[a ,b]上连续,证明:⎰⎰-+=babadx x b a f dx x f )()( (8分)六、求曲线x y ln =当x 在区间(2,6)内的一条切线,使得该切线与x y ln =以及x=2,x=6所围成的图形的面积最小。
(8分)七、求过点(-1,0,4)且平行于平面3x-4y+z-10=0又与直线21311zy x =-=+相交的直线方程。
(8分)八、求抛物线x y 82=与其上点(2,4)处的法线所围成图形的面积。
并求该图形在x 轴上方部分绕y 轴旋转后所得旋转体的体积。
(6分)课程名称 高等数学试卷 (I )九、填空(14分)1.0 2.(1,+1),(-1,-1) 3.(0,)2π4.0 5.2arctg x +C 6.⎩⎨⎧-==32y xz十、完成下列各题(40分) 1.))1(ln ln 1(lim )11ln 1(lim 11---=--→→x x xx x x x x (2')=x x xxx ln )1(111lim1+--→ (2')=211ln 11limln 11lim11=⋅++=+--→→xx x x x x x x x (4') 2.等式两边对x 求导x x y x y y x y e xy 2sin 21ln )(-=⋅+'+'+ (3') xy xyye xyx x xe y ---=+'2sin 2)ln ( (3')xxe ye x yx y xyxy ln 2sin 2+++-=' =xx e x xye y x x xyxyln 2sin 22+++- (2') 3.⎰⎰++=++=++''C x arctg dx x dx x x 525125)2(1294132)5(24.⎰⎰--=dx xxx x x dx x 22211arcsin 2)(arcsin )(arcsin (3')=⎰--+)1(11arcsin )(arcsin 22x d xxx x⎰-+=)12(arcsin )(arcsin 22x xd x x (2')=⎰----+dx xx x x x x 22221112arcsin 12)(arcsin (2')=C x x x x x +--+2arcsin 12)(arcsin 22 (1')5.⎰⎰=+==='''ee e ee e x x xd x x 11)2(13)3(2)3(2323131|3ln ln ln ln三、(8分)令)1)(13(123)(2-+=--='x x x x x f (2') 得:1,3121=-=x x (1')01111)1(,273213191271)31(=+--==++--=-f f (2')31248)2(,01111)1(=+--==++--=-f f (2')最大值为3,最小值为0 四、(8分)证明:令xarctgxx x f +-+=1)1ln()( (1') 22)1(1111)(x arctgx x xx x f +-++-+='=222)1(1)1(x arctgx x x x ++++ (3') Θx>0时,,0)(>'x f ∴ x>0时,f(x)递增 (2') 又f(0)=0, ∴当x>0时,f(x)>0 (1')即xarctgxx +>+1)1ln( (1') 五、(8分)⎰⎰-+-+-=-+babax b a d x b a f dx x b a f )()()( (2')令t=a+b-x ,则x=a+b-t ,代入上式 (3')⎰⎰⎰⎰==-=-+bab ab abadx x f dt t f dt t f dx x b a f )()()()( (3')六、(8分)设该切线的切点对应处,则0x x =该切线为:)(1ln 000x x x x y -=- (2') 则x=2时,切线上)2(1ln 0001x x x y -+= x=6时,切线上)6(1ln 0002x x x y -+= (2') 围成图形面积为:)]2(1ln 2[421000x x x S -+⋅==,416ln 400-+x x 令0164200=-='x x S (2') ,411,400===x k x 该切线为:)4(414ln -=-x y (2') 七、(8分)平面3x-4y+z-10=0的法矢量}1,4,3{-=→n (1') 设交点为),,(000z y x (即两直线交点)则所求直线的方向矢量为}4,,1{000-+z y x (1')则⎪⎩⎪⎨⎧=-=+=-+-+223210)4(4)1(3000000z y x z y x ,解得⎪⎩⎪⎨⎧===321915000z y x (3')所求直线的方向矢量为{16,19,28} (1') 所求直线为:28419161-==+z y x (2')八、(6分)在x y 82=两边对x 求导,xy y y 84,82='='当x=2时,1|2='=x y ,则法线的斜率为-1法线方程为:y=-1(x-2)+4=-x+6 (2')与抛物线的另一个交点为:(18,-12) (1') 所围成圆形如图,它的面积为 ⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰-+-+=+=12241228182168D D y x xdy dx dx dy d d S σσ=⎰⎰-++-+-4121822)86()82(dx x x dy y =18223182********|3222|6|2|24162x x x y ⋅++--⋅-=)316144(12108)1622()3872(32-+---+--+=14496160840++---=32 (2')法线与x 轴交于⎰⎰-=-=624022218)0,6(dy y dx x V V V ππΛ =]|24|3[403623y x -π =)24643872(--π=)383872(--π=π3200(3')一、填空(14分)1、 若)1(x x f +=2x +21x+3,则=)(x f 2、 设=)(x f 12-x e ,则)(x f ''= 3.xxx 3sin 5sin limπ→=4、设点(1,3)为曲线23bx ax y +=的拐点,则=a ,=b5、=+⎰x t dxd sin 021 6、在xoz 面上的曲线13222=+z x 绕z 轴旋转所得曲面方程是二、完成下列各题(35分)1、2)1(lim 1xtgx x π-→2、⎰+dx x x 2473、xdx x ⎰2sin4、dx xx⎰+3122115、dx x x ex⎰-2)(ln 11三、求曲线)1ln(2x y +=的拐点。
高数下期末基础试题及答案
高数下期末基础试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 以下哪个选项是洛必达法则的适用条件?A. 0/0型未定式B. ∞/∞型未定式C. 0×∞型未定式D. ∞-∞型未定式答案:A2. 函数f(x)=x^3-3x在x=0处的导数是:A. -3B. 0C. 3D. 1答案:B3. 以下哪个选项是定积分的几何意义?A. 曲线下的面积B. 曲线上的长度C. 曲线的斜率D. 曲线的曲率答案:A4. 以下哪个选项是泰勒级数展开的一般形式?A. f(x) = f(a) + f'(a)(x-a) + f''(a)(x-a)^2/2! + ...B. f(x) = f(a) - f'(a)(x-a) + f''(a)(x-a)^2/2! + ...C. f(x) = f(a) + f'(a)(x-a) - f''(a)(x-a)^2/2! + ...D. f(x) = f(a) + f'(a)(x-a) + f''(a)(x-a)^2/2! - ...答案:A二、填空题(每题5分,共20分)1. 函数f(x)=x^2-4x+4在x=2处的极值是________。
答案:02. 曲线y=x^3-3x^2+2在点(1,0)处的切线斜率是________。
答案:-23. 定积分∫<sub>0</sub><sup>1</sup>x^2dx的值是________。
答案:1/34. 函数f(x)=e^x的泰勒级数展开式在x=0处的前三项是________。
答案:1+x+x^2/2!三、解答题(每题10分,共20分)1. 求函数f(x)=x^3-6x^2+11x-6在区间[1,3]上的最大值和最小值。
答案:首先求导数f'(x)=3x^2-12x+11。
令f'(x)=0,解得x=1或x=11/3。
高数下期末考试题及答案
高数下期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 函数f(x)=x^2-4x+3在区间[0, 6]上的值域是:A. [2, 9]B. [3, 9]C. [1, 9]D. [2, 12]答案:C2. 若f(x)=3x^2+2x-5,求f(-1)的值:A. -12B. -8C. -4D. -2答案:A3. 曲线y=x^3-6x^2+9x在点(1, 4)处的切线斜率是:A. 0B. 1C. 2D. 3答案:D4. 根据定积分的性质,∫[0, 1] x dx等于:A. 0B. 1/2C. 1D. 2答案:B5. 若函数f(x)在区间[a, b]上连续,且∫[a, b] f(x) dx = 5,那么∫[a, b] 2f(x) dx等于:A. 10B. 5C. 2D. 1答案:A6. 函数y=sin(x)在区间[0, π]上的原函数是:A. -cos(x) + CB. cos(x) + CC. sin(x) + CD. 2sin(x) + C答案:A7. 若∫[0, 1] f(x) dx = 3,且f(x) = 6x - 2,求∫[0, 1] x(6x -2) dx的值:A. 7B. 8C. 9D. 10答案:C8. 曲线y=x^2与直线y=4x在点(2, 4)处的切线相同,求该点处的切线方程:A. y = 4x - 4B. y = 8x - 12C. y = 4xD. y = x^2答案:A9. 若f(x)=x^3-3x^2+2x,求f'(x)的值:A. 3x^2-6x+2B. x^2-6x+2C. 3x^2-9xD. x^3-3x答案:A10. 若f(x)=e^x,求f'(x)的值:A. e^xB. x*e^xC. e^-xD. 1答案:A二、填空题(每题2分,共20分)11. 若f(x)=x^2-4x+3,则f'(x)=________。
答案:2x-412. 曲线y=x^3-2x^2+x在x=1处的导数为________。
高等数学(同济)下册期末考试题及答案(5套)
高等数学(下册) 考试试卷(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xyx y dx dy tan +=的通解为 。
7、方程04)4(=-y y 的通解为 。
8、级数∑∞=+1)1(1n 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)()(),(),(lim2200000=∆+∆∆'-∆'-∆→∆→∆y x yy 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2222yuy 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⎰⎰⎰202013cos sin ππϕϕϕθdr r d d ;(B)⎰⎰⎰2012sin ππϕϕθdr r d d ;(C)⎰⎰⎰ππϕϕϕθ20213cos sin dr r d d ;(D )⎰⎰⎰ππϕϕϕθ2013cos sin dr r d d 。
高数下 期末考试复习题(附答案)
一。
微分方程 1. 一阶微分方程 (1).微分方程12'x y e -=的通解是 ( C )A .2x y eC -=+ B .2x y e C =+C .22x y e C -=-+ D .2x y Ce -=(2).求微分方程ln ln 0y xdx x ydy -=的通解。
解: 22ln ln y x C -=(3) 求微分方程()3sin 1cos 0x x e ydx e ydy +-=的通解解:cos 3sin 1x x y e dy dx y e =-,cos 3sin 1xx y e dy dx y e =-⎰⎰ ()ln sin 3ln 1ln x y e c =-+,()3sin 1x y c e ⎡⎤=-⎣⎦(4) 计算满足下述方程的可导函数()y y x =,()()0cos 2sin 1xy x x y t tdt x +=+⎰解:原方程两端求导得cos sin 2sin cos sin 1y x y x y x y x y x ''-+=+= 即sin 1cos cos x y y x x'+=,这是标准的一阶线性微分方程 ()sin sin ln cos ln cos cos cos 11tan cos cos cos x xdx dx x x x x y e e c e e c x c x x x --⎡⎤⎡⎤⎰⎰=+=+=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎰⎰ 原方程令0x =得1y =,代入通解得1c =,从而sin cos y x x =+()sin 5.dy y x dx x x+=. 求微分方程的通解 cos .C xy x-=解:通解为:(6) 求微分方程212y x y '=-的通解解:原方程化为22dxx y dy-=-,这是关于未知函数为x 的一阶线性微分方程,通解为:22111224y y Ce y y -=+++ (7)、 求微分方程()20x y x e dx xdy -+-=的通解. 解:原式可以化为一阶线性微分方程1x y y xe x-'-= 由公式()111ln ln dx dx x x x x x x x x y e xe e dx c e xe e dx c x e dx c x c e -------⎡⎤⎡⎤⎰⎰⎡⎤=+=+=+=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎰⎰⎰ (8) 设x y e =是微分方程()xy p x y x '+=的一个解,求此微分方程的通解。
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z = x 2 + y 2 (0 ≤ z ≤ h) 的下侧。
解:补平面 Σ1 : z = h 的上侧,则 ∫∫ ( y 2 − z )dydz + ( z 2 − x)dzdx + ( x 2 − y )dxdy
∑
=
∫∫ ( y
Σ + Σ1
2
− z )dydz + ( z − x)dzdx + ( x 2 − y )dxdy − ∫∫ ( x 2 − y )dxdy
a0 =
5分
f ( x) =
Hale Waihona Puke h 2 ∞ sin nh + ∑ cos nx, x ∈ [0, h) ∪ (h, π ) π π n =1 n h 2 ∞ sin nh 1 + ∑ cos nx 收敛于 。 π π n =1 n 2
8分
当 x = h 时,级数
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x+
7分
计算 ∫∫ ( y 2 + 3 x − 6 y + 9)dσ ,其中 D 是闭区域: x 2 + y 2 ≤ R 2 。
D
解:利用对称性,并设 x = r cosθ , y = r sin θ ,则
∫∫ ( y
D
2
+ 3 x − 6 y + 9)dσ = ∫∫ ( y 2 + 9)dσ =
D
C
0
4分
π
0
π
0
= 18 13 ∫ 2 (t sin t cos t )dt = 18 13 ∫ 2
t sin 2tdt 2
6分
t 1 = 18 13[− cos 2t + sin 2t ] 4 8
π 2 0
=
9 13 π 。 4
8分
五、解答下列各题(本大题共 3 小题,共 24 分) 1、 (本小题 8 分)求 ∫∫ ( y 2 − z )dydz + ( z 2 − x)dzdx + ( x 2 − y )dxdy ,其中 ∑ 为锥面
Σ Σ1
C
) 。 (B) (D)
∫∫ ydS = 4∫∫ xdS ;
Σ Σ1
(C)
∫∫ zdS = 4∫∫ xdS ;
Σ Σ1
∫∫ xyzdS = 4∫∫ xyzdS 。
Σ Σ1
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3、 用格林公式计算 ∫ (− x 2 y )dx + xy 2 dy =( B
C
) , 其中 C 为圆周 x 2 + y 2 = R 2 ,
P(1,1,1) 的平面方程。
解:做过平面 4 x − y + 3z − 1 = 0 和 x + 5 y − z + 2 = 0 的交线的平面束
4 x − y + 3z − 1 + λ( x + 5 y − z + 2) = 0 ,
5 4分 将 P(1,1,1) 代入平面束,解得 λ = − , 7 5 所求平面为 4 x − y + 3z − 1 − ( x + 5 y − z + 2) = 0 ,化简得 7
一、填空题(将正确答案填在横线上,本大题共 4 小题,每题 4 分,共 16 分) 1、极限 lim
x →0 y →0
y sin 2 x = xy + 1 − 1
。
答:4。 2、若函数 z = 2 x 2 + 2 y 2 + 3xy + ax + by + c 在点 ( −2,3) 处取得极小值-3,则常 数 a , b, c 之积 abc = ______ 。 答:30。 3、 f ( x, y ) 为连续函数,则二次积分 ∫ dy ∫
7分
3、 (本小题 7 分) 在椭圆抛物面 z = x 2 + 2 y 2 上求一点,使曲面在该点处的切平面垂直于直线
⎧2 x + y = 0 ,并写出曲面在该点处的法线方程。 ⎨ ⎩ y + 3z = 0
解:曲面上点 ( x , y , z ) 处的切平面法向量 n = {2 x ,4 y ,−1}
1 1 2 sin 2θ (B) 2 ϕ ′′(θ) + ϕ ′′(θ) ; ϕ ′ ( θ) ; 2 r r r2 1 2 sin 2θ 1 (C) 2 ϕ ′′(θ) − ϕ ′(θ) ; (D) ϕ ′′( θ) 。 2 r r r
2、设曲面 Σ 是上半球面: x 2 + y 2 + z 2 = R 2 ( z ≥ 0) ,曲面 Σ1 是曲面 Σ 在第一卦 限中的部分,则有( (A) ∫∫ xdS = 4∫∫ xdS ;
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2 π 2 h 2h f ( x ) dx = dx = ,当 n ≥ 1 ∫ ∫ 0 0 π π π 2 π 2 h 21 2 sin nh h a n = ∫ f ( x) cos nxdx = ∫ cos nxdx = sin nx 0 = π 0 π 0 π n π n
∑1
2
3分 8分
= 0 − ∫∫ ( x 2 − y )dxdy = −
D
h 1 1 2π π ( x 2 + y 2 )dxdy = − ∫ dθ ∫ r 3 dr = − h 4 。 ∫∫ 0 2 D 2 0 4
2、 (本小题 8 分)试求级数 ∑
∞ ∞ ∞
n 的和。 n n =1 3 x 1 )′ = 1− x (1 − x ) 2
1 ( y 2 + x 2 )dσ + 9 ∫∫ dσ ∫∫ 2 D D
5分 7分
=
R 1 2π π d θ r 3 dr + 9π R 2 = R 4 + 9π R 2 。 ∫ ∫ 0 0 2 4
2、 (本小题 8 分)设Ω是由 z = x 2 + y 2 及 z = 1 所围的有界闭区域,试计算
∫∫∫
Ω
x 2 + y 2 dV 。
解:令 x = r cosθ , y = r sin θ , z = z ,则 0 ≤ θ ≤ 2π , 0 ≤ r ≤ 1, r ≤ z ≤ 1 , 3 分
∫∫∫
Ω
x 2 + y 2 dV = ∫
2π 0
dθ ∫ dr ∫ r 2 dz = ∫
0
1
1
2π 0
r
dθ ∫ (1 − r )r 2 dr =
0 1 1
y
f ( x, y )dx 交换积分次序后为
。 答:
∫
1 0
dx ∫
x
0
2
f ( x, y )dy 。
( x − 1) n 的收敛域 n 。
∞
4、幂级数 ∑ (−1) n −1
n =1
答: (0,2] 。 二、选择题(在每个小题四个备选答案中选出一个正确答案,填在题末的括 号中,本大题共 4 小题,每题 4 分,共 16 分) 1、设 u = f ( x , y ) 在极坐标: x = r cosθ , y = r sin θ 下不依赖于 r ,即 u = ϕ (θ ) , 其中 ϕ (θ ) 有二阶连续导数,则 (A) ∂2u ∂2u =( A + ∂x 2 ∂y 2 ) 。
2分
n 平行于直线的方向向量 S = {3,−6,2} ,
3 3 27 , 代入曲面方程,得 x = − , y = , z = 4 4 16
2x 4 y − 1 = = 3 −6 2 ⎛ 3 3 27 ⎞ 点 ⎜− , , ⎟ ⎝ 4 4 16 ⎠ 6分
3 3 27 y− z− 4 = 4 = 16 。 法线方程: 3 −6 2 四、解答下列各题(本大题共 3 小题,共 23 分) 1、 (本小题 7 分)
5分
∞
解: ∑ nx n −1 = ∑ ( x n ) ′ = (∑ x n ) ′ = (
n =1 n =1 n =1
n 1 ∞ n 1 9 3 = ∑ n −1 = ⋅ = 。 ∑ n 3 n =1 3 3 4 4 n =1 3
∞
8分
⎧1 , 0 ≤ x ≤ h 3、 (本小题 8 分) 将函数 f ( x) = ⎨ 展开成余弦级数 。 ⎩0 , h < x ≤ π 解:对 f ( x) 进行偶延拓,延拓为周期是 2π 的偶函数,则 bn = 0 (n = 1,2, ⋯)
其方向为逆时针方向。 ( A) −
π R4 ; 2
∞
( B)
π R4 ; 2
(C ) π R 4;
( D)
2π R 3 。 3
4、级数
(− 1)n ⎜ 1 − cos ⎟ ∑ n⎠ ⎝ n
=1
⎛
α⎞
(常数 α > 0 ) (
C
) 。
(A)发散; (B)条件收敛; (C)绝对收敛; (D)敛散性与 α 有关。 三、解答下列各题(本大题共 3 小题,共 21 分) 1、 (本小题 7 分)求过平面 4 x − y + 3z − 1 = 0 和 x + 5 y − z + 2 = 0 的交线且过点
0
1
π 。 6
8分
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3、 (本小题 8 分) 计算 I = ∫ xyzds ,其中 C 的方程为 x = 2t , y = 3 sin t , z = 3 cos t ,0 ≤ t ≤
C π
π 。 2
答: I = ∫ xyzds = ∫ 2 (18t sin t cos t ) 4 + 9 dt
23x − 32 y + 26 z − 17 = 0 。
7分
2、 (本小题 7 分)设 z = z ( x, y ) 由方程 Φ(cx − az, cy − bz ) = 0 确定,其中 Φ(u, v) 具有连续偏导数,证明 a ∂z ∂z +b = c。 ∂x ∂y