第7章_浅基础复习思考题(包括选择题答案)
第七章 课后思考题参考答案
第七章课后思考题参考答案1、在对未来理想社会的认识上,马克思主义经典作家与空想社会主义者有何本质区别?在展望未来社会的问题上,马克思主义与空想社会主义的根本区别就在于:马克思恩格斯站在科学的立场上,提出并自觉运用了预见未来社会的科学方法。
(一)在揭示人类社会开展一般规律根底上指明社会开展的方向空想社会主义者曾详尽地描绘过理想社会的图景。
但在马克思主义产生以前,人们对未来社会的预见。
往往带有浓厚的空想性质和梦想色彩,因为他们还没有掌握预见未来的科学方法论,也不懂得人类社会开展的客观规律。
马克思恩格斯站在无产阶级立场上,运用科学的方法,致力于研究人类社会特别是资本主义社会,第一次揭示了人类社会开展的一般规律和资本主义社会开展的特别规律,从而对共产主义社会做出了科学的展望。
马克思恩格斯认为,人类社会同自然界的开展一样,具有自己的开展规律,揭示这些规律,就能为正确理解过去、把握现在和展望未来提供向导。
可见,马克思恩格斯关于未来社会理论是建立在对历史开展规律把握的根底上的。
(二)在剖析资本主义社会旧世界中阐发未来新世界的特点马克思恩格斯关于未来社会的理论主要是在运用辩证唯物主义和历史唯物主义分析资本主义现实的根底上提出的。
通过探究整个人类社会和资本主义社会开展的规律预测历史未来前景,是马克思恩格斯关于未来社会理论的一个重要特点。
而掌握社会规律,离不开唯物主义特别是历史唯物主义理论和唯物辩证的方法的指导,这个理论与空想社会主义的根本区别在于,它不是从绝对真理、理性、正义这些抽象的观念出发描绘未来社会美景,而是在批判旧世界中发觉新世界,即通过深刻剖析资本主义社会形态特别是经济形态来获得对未来社会的认识。
他们以此法勾画出的社会主义,是资本主义的对立物、替代物。
未来社会的根本特征是与资本主义社会特征相对立的,同时,二者也有同一性,后者不仅是前者的对立物,而且也是继承者,应当汲取资本主义社会的文明成果。
空想社会主义者揭露了资本主义社会中存在的剥削和压迫,但对资本主义的认识仅停留在现象上,并未揭示其实质和根源。
第7章思考题与参考答案
第7章思考题参考答案1. 为什么说结构的自振频率是结构的重要动力特征,它与那些量有关,怎样修改它? 答:动荷载(或初位移、初速度)确定后,结构的动力响应由结构的自振频率控制。
从计算公式看,自振频率与质量与刚度有关。
质量与刚度确定后自振频率就确定了,不随外部作用而改变,是体系固有的属性。
为了减小动力响应一般要调整结构的周期(自振频率),只能通过改变体系的质量、刚度来达到。
总的来说增加质量将使自振频率降低,而增加刚度将使自振频率增加。
2.自由振动的振幅与那些量有关?答:振幅是体系动力响应的幅值,动力响应由外部作用和体系的动力特性确定。
对于自由振动,引起振动的外部作用是初位移和初速度。
因此,振幅应该与初位移、初速度以及体系的质量和刚度的大小与分布(也即频率等特性)有关。
当计及体系阻尼时,则还与阻尼有关。
3. 任何体系都能发生自由振动吗?什么是阻尼比,如何确定结构的阻尼比?答:并不是所有体系都能发生自由振动的,当体系中的阻尼大到一定程度时,体系在初位移和初速度作用下并不产生振动,将这时的体系阻尼系数称为临界组尼系数,其值为2m ω。
当阻尼系数小于该值时(称为小阻尼),可以发生自由振动。
阻尼比是表示体系中阻尼大小的一个量,它为体系中实际阻尼系数与临界阻尼系数之比。
若阻尼比为0.05,则意味着体系阻尼是临界阻尼的5%。
阻尼比可通过实测获得,方法有多种,振幅法是其中之一,振幅法确定阻尼比读者可见教材例题7-1。
4. 阻尼对频率、振幅有何影响?答:按粘滞阻尼(或等效粘滞阻尼)假定分析出的体系自振频率计阻尼与不计阻尼是不一样的,2者之间的关系为d ω=,计阻尼自振频率d ω小于不计阻尼频率ω,计阻尼时的自振周期会长于不计阻尼的周期。
由于相差不大,通常不考虑阻尼对自振频率的影响。
阻尼对振幅的影响在频比(荷载频率与自振频率的比)不同时大小不同,当频比在1附近(接近共振)时影响大,远离1时影响小。
为了简化计算在频比远离1时可不计阻尼影响。
物化复习资料:第七章习题解答
习题解答1.在293K 时,把半径为10−3 m 的水滴分散成半径为10−6 m 小水滴,问比表面增加了多少倍?表面吉布斯能增加了多少?完成该变化时,环境至少需作功多少?已知293K 时水的表面张力为0.07288N ·m -1。
解:(1) 设液滴为球形,则每个液滴的体积为334r π,表面积为4πr 23632112S ,1S .2S ,1S ,1S .2623132S 101010/3/3m10,m 103344====≈-=====----r r r r a a a a a r r rr r V A a 已知水滴的比表面球球ππ(2) 分散前液滴的表面积 A 1= 4πr 1 2 = 4π×10 -6 m 2232692229321323121m 104)10(4104103434--⨯=⨯=⋅==⎪⎪⎭⎫⎝⎛===πππππr n A r r r r V V n 分散后液滴总面积个分散后液滴数ΔA = A 2 - A 1 ≈ A 2ΔG = σ·ΔA = 0.07288× 4π×10-3= 9.158×10-4J (3)环境至少作功 -W r ′= ΔG = 9.158×10-4 J2.将1×10-6m 3油分散到盛有水的烧杯内,形成半径为1×10-6m 的粒子的乳状液。
设油水之间界面力为62×10-3N ·m -1,求分散过程所需的功为多少?所增加的表面自由能为多少?如果加入微量的表面活性剂之后,再进行分散,这时油水界面张力下降到42×10-3N ·m -1。
问此分散过程所需的功比原来过程减少多少?解:(1) 分散后总面积2666236m 31010310343410=⨯=⨯=⋅=⋅==----r r r A V V nA A ππ油滴油滴总油滴总分散前的表面积和分散后的表面积相比可以忽略 ΔA = A 总 环境所做的分散功等于体系所增加的表面吉布斯能-W r ′= ΔG = σ•ΔA = 62×10-3×3 = 0.186J(2) 加入表面活性剂后,环境所做的分散功-W r ′= ΔG = σ•ΔA = 42×10-3×3 = 0.126J 比原来过程少做功 0.186 - 0.126 = 0.060 J3.常压下,水的表面张力σ(N ·m -1)与温度 t (℃)的关系可表示为σ= 7.564×10-2-1.4×10-4 t若在10℃时,保持水的总体积不变,试求可逆地扩大1cm 2表面积时,体系的W 、Q 、ΔS 、ΔG 和ΔH 。
八年级物理(下)第七章从粒子到宇宙基本题型复习教案(含解析答案)
从粒子到宇宙基此题型模块一分子世界一、根本概念时间长了,戴在手上的戒指质量变小;走进花园,隔很远就能闻到花香;铜像被游客摸的最多的手局部,变小了;水滴石穿;以上这些现象在我们自然界时刻都在发生,它们的共同特点是,都有物质在一点点的散失。
散失的物质小到我们的肉眼无法观测。
通过这些现象,有人提出假想:大块物体是由极小的物质粒子组成的。
最早由古希腊哲学家德谟克利特〔前460—前370〕提出。
约2021年之后,阿伏伽德罗验证了这一假说,并进展完善。
他定义了这一粒子,把保持物质性质不变的最小微粒为分子。
1.分子:物质是可分的,物质被分到一定程度以后,就不再保持其原有的性质了。
科学家把能保持物质化学性质的最小微粒叫做分子。
常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
2.分子动理论:(1)物体都是由大量分子组成的,分子间存在空隙;(2)分子都在永不停息的做无规那么运动,温度越高,运动越剧烈;(3)分子间存在着互相作用力。
分子间同时存在在引力和斥力。
二、例题精讲【例1】★〔2021•百色〕很多公共场所都张贴着“制止吸烟〞的标志,这是因为公共场所吸烟会造成很多人被动吸烟,造成“被动吸烟〞的主要原因是〔〕【测试题】将50mL的水与50mL的酒精混合,所得液体体积小于100mL.以下对此现象的解释合理的是〔〕【例2】★以下说法正确的选项是〔〕【测试题】如图,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两块铅就会结合起来,甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开,这是因为〔〕【例3】★★如下图,是由微颗粒〔1~50nm〕制备得到新型防菌“纳米纸〞.在“纳米纸〞的外表细菌无法停留且油水不沾.与此现象有关的判断正确的选项是〔〕【测试题】科学家研究出了制作单层硅分子薄膜的技术.如下图,在硅板外表覆盖陶瓷薄层,对硅板持续加热一段时间后,硅板中的硅分子就能穿过陶瓷薄层,在其上端形成单层硅分子薄膜.硅分子能穿过陶瓷薄层,这叫〔〕一、根本概念1.摩擦起电:经摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质,就说明物体带了电,或者说带了电荷。
高等数学第七章习题详细解答
第七章习题答案习题7.01.下列各种情形中,P 为E 的什么点?(1)如果存在点P 的某一邻域()U P ,使得()⊂c U P E (c E 为E 的余集); (2)如果对点P 的任意邻域()U P ,都有, ()(),C U P E U P E φφ≠≠; (3)如果对点P 的任意邻域()U P ,都有. 解 (1)P 为E 的外点;(2)P 为E 的边界点;(3)P 为E 的聚点。
2.判定下列平面点集的特征(说明是开集、闭集、区域、还是有界集、无界集等?)并分别求出它们的导集和边界.(1) (){},0≠x y y ;(2) (){}22,620≤+≤x y x y ; (3) (){}2,≤x y y x ;(4) ()(){}()(){}2222,11,24+-≥⋂+-≤x y x y x y x y .解 (1) 是开集,是半开半闭区域,是无界集,导集为2R ,边界集为(){},0=x y y ;(2)既不是开集也不是闭集,是半开半闭区域,是有界集,导集为(){}22,620≤+≤x y x y ,边界集为(){}2222,=6=20++,x y x y x y ;(3) 是闭集,是半开半闭区域,是无界集,导集为集合本身,边界集为(){}2,=x y y x ;是闭集,是闭区域,是有界集,导集为集合本身,边界集为()()(){}2222,11,24+-=+-=x y x y x y习题7.11. 设求1. 解 令,=-=yu x y v x,解得,11==--u uv x y v v,故()22,11⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭u uv f u v v v ,即()()21+,1=-u v f u v v ,所以,()()21+y ,1=-x f x y y φ≠-}){()(P E P U 22,,y f x y x y x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭(,).f x y2.已知函数()22,cot =+-x f x y x y xy y,试求(),f tx ty .2. 解 因为()22,cot =+-y f x y x y xy x,所以,()2222,cot ,=+-t y f tx ty tx ty txty t x即()()222,cot =+-y f tx ty t x y t xy x.3.求下列各函数的定义域 (1) 25)1(=-+z ln y xy ;(2) =z ;(3) =z(4) )0;=>>u R r(5) =u3. 解 (1)(){}2,510-+>x y yxy ;(2)(){},0->x y x y ;(3)(){}2,≥x y x y ;(4)(){}22222,<++≤x y r x y z R ;(5)(){}222,≤+x y z x y4. 求下列各极限:(1) ()()233,0,31lim →-+x y x yx y ;(2)()(,1,1ln lim→+x x y y e(3)()(,0,0lim→x y(4)()(,0,0lim→x y ;(5)()()(),0,2sin lim→x y xy x ;(6)()()()()222222,0,01cos lim→-++x y x y x y xy e.4. 解 (1)()()2333,0,31101lim 0327→--==++x y x y x y ;(2)()(()1,1,1ln ln 11lim2→+++===x x y y e e e (3)()()()(,0,0,0,0limlim→→=x y x y ()(,0,01lim4→==x y (4)()(()()),0,0,0,01limlim→→=x y x y xy xy()()),0,0=lim1=2→+x y(5)()()()()()(),0,2,0,2sin sin limlim 122→→=⋅=⋅=x y x y xy xy y x xy(6)()()()()()()()()()222222222222222,0,0,0,01cos 1cos limlim→→-+-++=⋅++x y x y x y x y x y x y xy xy eex y()()()()()()()2222222022,0,0,0,01cos 10limlim=02→→-++=⋅⋅=+x y x y x y x y xy e exy5.证明下列极限不存在: (1)()(),0,0lim→-+x y x yx y ;(2)()(),0,0lim→+-x y xyxy x y .5. (1) 解 令=y kx ,有()(),0,001limlim 1→→---==+++x y x x y x kx kx y x kx k ,k 取不同值,极限不同,故()(),0,0lim→-+x y x yx y 不存在.(2) 解令=x y()()22,0,00lim lim 1→→==+-x y x xy x xy x yx ;令2=x y()()()()22,0,02,0,0022lim lim lim 0221→→→===+-++x y y y y xy y y xy x y y y y ;01≠,故()(),0,0lim→+-x y xyxy x y不存在.6.函数=y z a 为常数)在何处间断?6. 解 因为=y z 是二元初等函数,且函数只在点集(){,x y y 上无定义,故函数在点集(){,x y y 上间断.7.用 εδ- 语言证明()(,0,0lim0→=x y .7. 证明 对0∀>ε,要使220-=≤=<ε2<ε,取=2δε<δ0-<ε,所以()(,0,0lim 0→=x y习题7.21. 设()(),sin 1arctan ,π==+-xy xz f x y e y x y 试求()1,1x f 及()1,1y f1. 解()221,sin arctan 1=+++xy x x yf x y ye y xx yyπ22=sin arctan+++xy x xy ye y y x y π.()()222,sin cos 11-=++-+xy xyy x y f x y xe y e y x x yπππ 222sin cos -=+++xyxyx x xe y e y x y πππ()()1,1,1,1∴=-=-x y f e f e2.设(),ln 2⎛⎫=+ ⎪⎝⎭y f x y x x ,求()1,0'x f ,()1,0'y f .2. 解()()222122,22--==++x yx y x f x y y x x y x x()2112,22==++y x f x y yx y x x()()11,011,02∴==,x y f f . 3.求下列函数的偏导数(1) 332=++z x y xy ,(2) ()1=+xz xy , (3) ()222ln =+z y x y ,(4) ln tan=y z x, (5) ()222ln =+z x x y ;(6)=z (7) ()sec =z xy ;(8) ()1=+yz xy ;(9) ()arctan =-zy x y ;(10) .⎛⎫=⎪⎝⎭zx u y 3. 解 (1)2232,32z z x y y x x y ∂∂=+=+∂∂(2)因为 ()ln 1,x xy z e+=所以()()()()ln 1ln 11ln 111x x xy z xy xy e xy xy xy x xy xy +⎛⎫⎛⎫∂=++=+++ ⎪ ⎪∂++⎝⎭⎝⎭()()22ln 1111x x xy z x x e xy y xy xy +⎛⎫⎛⎫∂==+ ⎪ ⎪∂++⎝⎭⎝⎭(3)()2322222222,2ln z xy z y y x y x x y y x y ∂∂==++∂+∂+(4)222222sec sec 111sec ,sec tan tan tantan y yy z y y z y x x y y y y x x x y x x x x x x x x∂∂⎛⎫⎛⎫=-=-== ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ (5)()32222222222ln ,z x z x y x x y x x y y x y ∂∂=++=∂+∂+(6)z z x y ∂∂====∂∂(7)()()()()sec tan ,sec tan z z y xy xy x xy xy x y ∂∂==∂∂(8)()()22ln 1111y y xy z y y e xy x xy xy +⎛⎫⎛⎫∂==+ ⎪ ⎪∂++⎝⎭⎝⎭()()()()ln 1ln 11ln 111y y xy z xy xy e xy xy xy y xy xy +⎛⎫⎛⎫∂=++=+++ ⎪ ⎪∂++⎝⎭⎝⎭ (9)()()()()()()()11222ln ,,111z z zz z z z x y z x y x y x y u u u x y z x y x y x y ------∂∂∂==-=∂∂∂+-+-+-(10)因为 ln,x z yu e=所以ln ln ln 21,,ln zzx x x z z z y y y u z x z u z x x z u x e e e x x xy y x y y y y z y y y⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂=⋅==⋅-=-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭4.设ln=z ,求证: 12∂∂+=∂∂z z xy x y . 4.证明 因为ln,z =所以z zx y∂∂====∂∂从而有12 z zx yx y∂∂+=+=+=∂∂5.求下列函数的二阶偏函数:(1)已知33sin sin=+z x y y x,求2∂∂∂zx y;(2)已知ln=xz y,求2∂∂∂zx y;(3)已知(ln=z x,求22∂∂z x和2∂∂∂z x y;(4)arctan=yzx求22222,,∂∂∂∂∂∂∂z z zx y x y和2∂∂∂zy x.5. 解(1)3323sin sin,3sin coszz x y y x x y y xx∂=+∴=+∂从而有223cos3coszx y y xx y∂=+∂∂(2)ln ln1,lnx xzz y y yx x∂⎛⎫=∴= ⎪∂⎝⎭从而有()()()ln1ln1ln11ln ln ln ln1xx xz yxy y y x yx y x y x--⎛⎫∂=+⋅=+⎪∂∂⎝⎭(3)(()1222 ln,zz x x yx-∂=∴===+∂从而有()()3322222222122zx y x x x yx--∂=-+=-+∂()()332222222122z x y y y x y x y --∂=-+=-+∂∂ (4)22221arctan,1y z y y z x xx x y y x ∂⎛⎫=∴=⋅-=- ⎪∂+⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭ 222111z x yx x y y x ∂⎛⎫=⋅= ⎪∂+⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭从而有()()()()2222222222222222222,x y y z xy z y x x x y x y x y x y -++∂∂-===∂∂∂+++ ()()2222222222222222,z xy z x y xy x y y y x x y x y x y ⎛⎫∂-∂+--=== ⎪∂∂∂+⎝⎭++ 6. 设()ln =z y xy ,求2∂∂∂z x y 及22∂∂zy .6. 解 因为()ln ,z y xy =所以()(),ln ln 1z y y z x y xy y xy x xy x y xy∂∂===+=+∂∂从而有22211,.z z x y x y y∂∂==∂∂∂ 习题7.31. 求下列函数的全微分.(1) 2222+=-s t u s t ;(2) ()2222+=+x y xyz x y e;(3) ()arcsin0=>xz y y;(4) ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭=y x x y z e ;1.解 (1)()()222232322222222()()22222∂--+⋅---==∂--u s s t s t s s st s t s s s t s t()()222223232222222()()22222u t s t s t t ts t ts s t s t s t ∂--+---==∂-- ()()2322222244u u st t dz ds dt ds dt s t s t s t ∂∂-∴=+=-∂∂--(2)()()()222222222222++++∂=++⋅∂x y x y xyxyx y x y yzxe x y exxy()2222222244222222+++⎛⎫--=++⋅=+ ⎪⎝⎭x y x y x y xyxyxyx y x y xe x y e x e x y x y()()()22222222222-2+++∂=++⋅∂x y x y xy xyy x x y xzye x y eyxy()()2222222222442222+++-+⎛⎫-=+⋅=+ ⎪⎝⎭x y x y x y xyxyxyy x x y y x yeey e xy xy2244442222x y xyz z x y y x dz dx dy x edx y dy x y x y xy +⎛⎫⎛⎫∂∂--∴=+=+++ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ (3)2222211∂=⋅==∂--⎛⎫yzxyyy x y x x22⎛⎫⎛⎫∂=-=-= ⎪ ⎪∂⎝⎭⎝⎭z x x yy y z zdz dx dy x y∂∂∴=+=∂∂(4)22221y x y x x y x y z y y x e e x x y x y ⎛⎫⎛⎫-+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫∂-=-= ⎪∂⎝⎭ 22221y x y x x y x y z x x y e e y x y xy ⎛⎫⎛⎫-+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫∂-=-+= ⎪∂⎝⎭222222y x y x x y x y z z z y x x y dz dx dy e dx e dy x y y x y xy⎛⎫⎛⎫-+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∂∂∂--∴=+==+∂∂∂ 2. 求函数2arctan1=+xz y 在1,1==x y 处的全微分.2.解()()()()()()()22222222222222222211111111111++∂++=⋅=⋅=∂++++++++y y z y y x xy y x y y xy()()()()()()22222222222222211222111111+∂-⋅--=⋅=⋅=∂++++++++y z x y xy xyx yy y x y y xy()()21,11125111z x ∂+∴==∂++ , ()()21,12125111∂-⋅==-∂++z y ()1,12255dz dx dy ∴=- 3. 求函数22=-xyz x y 当2,1,0.02,0.01==∆=∆=x y x y 时的全微分和全增量,并求两者之差.3.解 ()()()(),, 2.02,1.011,1z z x x y y z x y z z ∆=+∆+∆-=-()()22222.02 1.0121 2.0420.6670.667021 4.08 1.0232.02 1.01⨯⨯=-=-=-=--- ()()()2223222222222--⋅∂--===-∂---y x y xy x z x y y y x x y x y x y ()()()()22322222222--⋅-∂+==∂--x x y xy y z x xy y x y x y ()2,111413z x ∂∴=-=-∂- ,()()22,182110941z y ∂+⨯==∂- ()2,11100.020.010.070.0110.00439dz ∴=-⨯+⨯=-+=00.0040.004z dz ∴∆-=-=-.*4讨论函数()()()()(),0,0,0,,0,0⎧≠⎪=⎨⎪=⎩xy x y f x y x y 在()0,0点的连续性、可导性、可微性以及其偏导函数在()0,0的连续性.4.解()()()()()(),0,0,0,0lim,lim 00,0x y x y f x y xy f →→===(),f x y ∴在()0,0点连续 又()()()00,00,0000,0limlim 0x x x f x f f x x∆→∆→∆--===∆∆ ()()()000,0,0000,0limlim 0y y y f y f f y y∆→∆→∆--===∆∆ ()()0,00,0,00x y f f ∴==.()(()(,0,0,0,0,0,00limlim limx y x y f x yf z dzρρ→∆∆→∆∆→∆∆--∆-==()()()0,0,0x y<∆∆→∆lim0z dzρρ→∆-∴=故函数(),f x y 在()0,0点可微. 由()(),0,0x y ≠时(),=-x f x yy xy()23222sinx yy xy=-+(),=-y f x y x xy ()23222xy x xy=-+()(),0,0lim 0x y y →= ,()()()()23,0,0222lim→=+x y x yy kx xy()()()33323222=lim11→==+⋅+x kx ky kx k xk ,k 不同值不同()()()23,0,0222lim→∴+x y xy xy 不存在,故()()(),0,0lim ,xx y f x y →不存在.(),x f x y ∴在()0,0点不连续,同理可证(),y f x y 在点()0,0不连续.*5.计算()2.050.99的近似值.5.解 令00,1,2,0.01,0.05yz x x y x y ===∆=∆= 则1,ln y y z z yx x x x y-∂∂==∂∂ ()()1,21,22,0z zx y ∂∂∴==∂∂ ()()()2.0521,21,20.991120.0100.0510.02 1.02∂∂∴≈+∆+∆=+⨯+⨯=+=∂∂z zx y x y*6.设有厚度为,内高为,内半径为的无盖圆柱形容器,求容器外壳体积的近似值(设容器的壁和底的厚度相同).6.解 设容器底面积半径为r ,高为h则容器体积2V r h π=22,V Vrh r r hππ∂∂==∂∂ 22∴=+dV rhdr r dh ππ002,10,0.1,0.1r cm h cm r cm h cm ==∆=∆=()()22,102,1020.10.1400.140.1 4.4∴∆≈=⋅+⋅=⨯+⨯=V dV rh r πππππ*7. 测得直角三角形两直角边的长分别为7±0.1cm 和24±0.1cm ,试求利用上述二值来计算斜边长度时的绝对误差和相对误差.0.1cm 10cm 2cm7.解 设直角三角形的直角边长分别为,x y ,则斜边z =,zz xy∂∂==∂∂由题意007,24,0.1,0.1x y x y δδ====z ∴的绝对误差为()()7,247,247240.10.10.242525∂∂=+=⨯+⨯=∂∂z x y z z x y δδδz 的相对误差()7,240.240.009625=≈zz δ 习题7.41.设,,,求. 1.解 ()3222sin 22cos 23cos 6---∂∂=⋅+⋅=⋅-⋅=-∂∂x y x y t t du z dx z dy e t e t e t t dt x dt y dt2.设,而,,求. 2.解2123∂∂=⋅+⋅=+∂∂dz z dy z dV x dx u dx V dx2341-=x3.设,,,求,. 3.解 ()()222cos 2sin ∂∂∂∂∂=⋅+⋅=-+-∂∂∂∂∂z z u z v uv v y u uv y x u x v x()()2222222cos sin sin cos cos 2cos sin sin x y y x y y x y x y y y =-+-()23sin cos cos sin x y y y y =-()()()222sin 2cos z z u z v uv v x y u uv x y y u y v y∂∂∂∂∂=+=--+-∂∂∂∂∂ ()()()2222222cos sin sin sin cos 2cos sin cos x y y x y x y x y x y y x y =--+-()()3333cos sin 2cos sin sin cos x y y x y y y y =+-+2e x y u -=sin x t =3y t =d d u tarccos()z u v =-34u x =3v x =d d zx22z u v uv =-cos u x y =sin v x y =zx ∂∂z y∂∂4.设,而,,求,. 4.解 222ln 3∂∂∂∂∂⎛⎫=⋅+⋅=⋅+- ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭z z u z v u y u v x u x v x v x()()()2322632ln 326ln 3x y y y y x y x y x x x x +⎛⎫=+-=+-- ⎪⎝⎭5.设求5.解 ()()1wf x xy xyz y yz x ∂'=++++∂()()()()1wf x xy xyz x xz x z f x xy xyz y∂''=+++=+++∂ ()()wf x xy xyz xy xyf x xy xyz z ∂''=++=++∂6.求下列函数的一阶偏导数(其中具有一阶连续偏导数):(1);(2);(3);(4).6.解 (1)()()222222∂''=-⋅=-∂z f x y x xf x y x()()()222222∂''=-⋅-=--∂zf x y y yf x y y(2)121110∂'''=+⋅=∂u f f f x y y12122211u x x f f f f y y z y z ⎛⎫∂⎛⎫''''=-+=-+ ⎪ ⎪∂⎝⎭⎝⎭122220∂⎛⎫'''=⋅+-=- ⎪∂⎝⎭u y y f f f z z z (3)1231231∂''''''=⋅+⋅+⋅=++∂uf f y f yz f yf yzf x123230∂'''''=⋅+⋅+⋅=+∂uf f x f xz xf xzf y2ln z u v =32u x y =+y v x =zx ∂∂z y∂∂(),w f x xy xyz =++,,.w w wx y z∂∂∂∂∂∂f 22()z f x y =-,x y u f y z ⎛⎫= ⎪⎝⎭(,,)u f x xy xyz =22(,e ,ln )xy u f x y x =-123300∂''''=⋅+⋅+⋅=∂uf f f xy xyf z (4)1231231122∂''''''=⋅+⋅⋅+⋅=++∂xy xyu f x f e y f xf ye f f x x x()12312202∂'''''=⋅-+⋅+⋅=-+∂xy xy uf y f e x f yf xe f y7.求下列函数的二阶偏导数,,(其中具有二阶连续偏导数):(1),(2). 7.解(1)22121222∂''''=⋅+⋅=+∂zf xy f y xyf y f x22121222∂''''=⋅+⋅=+∂zf x f xy x f xyf y()()222211112212222222∂'''''''''∴=+⋅+⋅+⋅+⋅∂zyf xy f xy f y y f xy f y x233341111221222422yf x y f xy f xy f y f '''''''''=++++ 23341111222244yf x y f xy f y f '''''''=+++()()2222111122212222222∂''''''''''=+⋅+⋅++⋅+⋅∂∂zxf xy f x f xy yf y f x f xy x y322223111122212222422xf x yf x y f yf x y f xy f ''''''''''=+++++ 32231111222222522xf x yf x y f yf xy f ''''''''=++++()2222211122212222222∂'''''''''=+++⋅+⋅∂zx f x x f xy xf xy f x f xy y43221112222424x f x yf xf x y f '''''''=+++(2)()()222222∂''=+⋅=+∂zf x y x xf x y x()()222222∂''=+⋅=+∂zf x y y yf x y y22zx∂∂2z x y ∂∂∂22z y ∂∂f 22(,)z f x y xy =22()z f x y =+()()()()2222222222222224∂''''''∴=+++⋅=+++∂zf x y xf x y x f x y x f x y x()()22222224∂'''=+⋅=+∂∂z xf x y y xyf x y x y()()()()2222222222222224∂''''''=+++⋅=+++∂zf x y yf x y y f x y y f x y y8.设其中F 是可微函数,证明8.解()()()cos sin sin cos cos cos sin sin ux F y x x x xF y x x∂''=+--=--∂ ()sin sin cos uF y x y y∂'=-∂ ()()cos cos cos cos sin sin cos cos sin sin cos u uy x x xF y x y yF y x x x y∂∂''∴+=--+-⎡⎤⎣⎦∂∂ ()()cos cos cos cos sin sin cos cos sin sin cos cos x y x yF y x x yF y x x y ''=--+-=.习题7.51.设,φ⎛⎫= ⎪⎝⎭x y z z 其中为可微函数,求∂∂+∂∂z z x y x y . 1.解 z是,x y函数由方程xx z y φ⎛⎫= ⎪⎝⎭确定。
高等数学课后答案 第七章 习题详细解答
习题7-11.判定下列平面点集中哪些是开集、闭集、区域、有界集、无界集?并指出集合的边界.(1){}(,)0,0x y x y ≠≠;(2){}22(,)14x y x y <+≤;(3){}2(,)x y y x >;(4){}2222(,)(1)1(2)4x y x y x y +-≥+-≤且.解 (1)集合是开集,无界集;边界为{(,)0x y x =或0}y =. (2)集合既非开集,又非闭集,是有界集;边界为2222{(,)1}{(,)4}x y x y x y x y +=+= .(3)集合是开集,区域,无界集;边界为2{(,)}x y y x =. (4)集合是闭集,有界集;边界为2222{(,)(1)1}{(,)(2)4}x y x y x y x y +-=+-=2.已知函数(,)v f u v u =,试求(,)f xy x y +. 解 ()()(,)x y f xy x y xy ++=.3.设(,)2f x y xy =,证明:2(,)(,)f tx ty t f x y =.解)222(,)222f tx ty t xy t t xy t xy ===2(,)t f x y =.4.设y f x ⎛⎫=⎪⎝⎭(0)x >,求()f x . 解由于y f x ⎛⎫==⎪⎝⎭,则()f x =5.求下列各函数的定义域:(1)2222x y z x y+=-; (2)ln()arcsin y z y x x =-+;(3)ln()z xy =; (4)z =;(5)z =(6)u =.解 (1)定义域为{}(,)x y y x ≠±; (2)定义域为{}(,)x y x y x <≤-;(3)定义域为{}(,)0x y xy >,即第一、三象限(不含坐标轴);(4)定义域为2222(,)1x y x y a b ⎧⎫+≤⎨⎬⎩⎭; (5)定义域为{}2(,)0,0,x y x y x y ≥≥≥;(6)定义域为{}22222(,,)0,0x y z x y z x y +-≥+≠.6.求下列各极限:(1)22(,)(2,0)lim x y x xy y x y →+++; (2)(,)(0,0)lim x y →; (3)22(,)(0,0)1lim ()sinx y x y xy →+; (4)(,)(2,0)sin()lim x y xy y→;(5)1(,)(0,1)lim (1)xx y xy →+; (6)22(,)(,)lim()x y x y x y e --→+∞+∞+.解:(1)22(,)(2,0)4lim (2,0)22x y x xy y f x y →++===+;(2)(,)(0,0)00112lim lim 2x y u u u u →→→===;(3)因为22(,)(0,0)lim ()0x y x y →+=,且1s i n1xy≤有界,故22(,)(0,0)1lim ()sin 0x y x y xy →+=; (4)(,)(2,0)(,)(2,0)sin()sin()limlim 212x y x y xy xy x y xy →→==⋅=;(5)111(,)(0,1)(,)(0,1)lim (1)lim (1)y xyxx y x y xy xy e e ⋅→→+=+==;(6)当0x N >>,0y N >>时,有222()()0x y x yx y x y e e ++++<<,而()22(,)(,)22limlim lim lim 0x yu u u x y u u u x y u u e e e e+→+∞+∞→+∞→+∞→+∞+==== 按夹逼定理得22(,)(,)lim()0.x y x y x y e --→+∞+∞+=7.证明下列极限不存在: (1)(,)(0,0)limx y x yx y →+-;(2)设2224222,0,(,)0,0,x yx y x yf x y x y ⎧+≠⎪+=⎨⎪+=⎩(,)(0,0)lim (,)x y f x y →.证明 (1)当(,)x y 沿直线y kx =趋于(0,0)时极限(,)(0,0)01limlim 1x y x y kxx y x kx kx y x kx k →→=+++==--- 与k 有关,上述极限不存在.(2)当(,)x y 沿直线y x =和曲线2y x =趋于(0,0)有2242422(,)(0,0)00lim lim lim 01x y x x y x y xx y x x x x y x x x →→→=====+++, 2222442444(,)(0,0)001lim lim lim 22x y x x y xy xx y x x x x y x x x →→→=====++, 故函数(,)f x y 在点(0,0)处二重极限不存在.8.指出下列函数在何处间断:(1)22ln()z x y =+; (2)212z y x=-. 解(1)函数在(0,0)处无定义,故该点为函数22ln()z x y =+的间断点; (2)函数在抛物线22y x =上无定义,故22y x =上的点均为函数212z y x=-的间断点.9.用二重极限定义证明:(,)lim0x y →=.证22102ρ=≤=(,)P x y ,其中||OP ρ==,于是,0ε∀>,20δε∃=>;当0ρδ<<时,0ε-<成立,由二重极限定义知(,)lim0x y →=.10.设(,)sin f x y x =,证明(,)f x y 是2R 上的连续函数.证 设2000(,)P x y ∈R .0ε∀>,由于sin x 在0x 处连续,故0δ∃>,当0||x x δ-<时,有0|sin sin |x x ε-<.以上述δ作0P 的δ邻域0(,)U P δ,则当0(,)(,)P x y U P δ∈时,显然 00||(,)x x P P ρδ-<<,从而000|(,)(,)||sin sin |f x y f x y x x ε-=-<,即(,)sin f x y x =在点000(,)P x y 连续.由0P 的任意性知,sin x 作为x 、y 的二元函数在2R 上连续.习题7-21.设(,)z f x y =在00(,)x y 处的偏导数分别为00(,)x f x y A =,00(,)y f x y B =,问下列极限是什么?(1)00000(,)(,)limh f x h y f x y h →+-; (2)00000(,)(,)lim h f x y f x y h h→--;(3)00000(,2)(,)lim h f x y h f x y h →+-; (4)00000(,)(,)lim h f x h y f x h y h→+--.解 (1)0000000(,)(,)lim(,)x h f x h y f x y z x y A h→+-==; (2)000000000000(,)(,)(,)(,)limlim (,)y h h f x y f x y h f x y h f x y z x y B h h→→----===-; (3)0000000000(,2)(,)(,2)(,)limlim 222h h f x y h f x y f x y h f x y B h h→→+-+-=⋅=;(4)00000(,)(,)limh f x h y f x h y h→+--[][]0000000000000000000000000000(,)(,)(,)(,)lim(,)(,)(,)(,)lim (,)(,)(,)(,)lim lim 2.h h h h f x h y f x y f x y f x h y hf x h y f x y f x h y f x y h f x h y f x y f x h y f x y h h A A A →→→→+-+--=+----=+---=+-=+= 2.求下列函数的一阶偏导数: (1)x z xy y=+; (2)ln tan x z y =;(3)e xyz =; (4)22x y z xy+=;(5)222ln()z x x y =+; (6)z = (7)sec()z xy =; (8)(1)y z xy =+;(9)arctan()z u x y =- (10)zx u y ⎛⎫= ⎪⎝⎭.解(1)1z y x y ∂=+∂,2z x x y y∂=-∂; (2)12211tan sec cot sec z x x x x x y y y y y y -⎛⎫⎛⎫∂=⋅⋅= ⎪ ⎪∂⎝⎭⎝⎭, 12222tan sec cot sec z x x x x x x y y y y y y y-⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂=⋅⋅-=- ⎪ ⎪ ⎪∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭; (3)xy xy z e y ye x ∂=⋅=∂,xy xy ze x xe y∂=⋅=∂; (4)()2222222222()2()1z x xy x y y x y x y y y x x y y x xy ∂⋅-+⋅-+⋅===-∂, ()2222222222()2()1z y xy x y x xy x y x x y x y x y xy ∂⋅-+⋅-+⋅===-∂;(5)232222222222ln()22ln()z x x x x y x x x y x x y x y ∂=++⋅=++∂++, 22222222z x x yy y x y x y∂=⋅=∂++; (6)1z y x xy ∂=⋅=∂1z x y xy ∂=⋅=∂ (7)tan()sec()tan()sec()zxy xy y y xy xy x∂=⋅=∂, tan()sec()tan()sec()zxy xy x x xy xy y∂=⋅=∂; (8)121(1)(1)y y zy xy y y xy x--∂=+⋅=+∂, ln(1)(1)ln(1)1y xy z xy e y xy xy y y xy +⎡⎤∂∂⎡⎤==+⋅++⎢⎥⎣⎦∂∂+⎣⎦; (9)11221()()1()1()z z z zu z x y z x y x x y x y --∂-=⋅-=∂+-+-, 11221()()(1)1()1()z z z zu z x y z x y y x y x y --∂-=⋅-⋅-=-∂+-+-, 221()ln()()ln()1()1()z zz zu x y x y x y x y z x y x y ∂--=⋅-⋅-=∂+-+-; (10)111z z ux z x z x y y y y --⎛⎫⎛⎫∂=⋅= ⎪ ⎪∂⎝⎭⎝⎭,12z zux x z x z y y y y y -⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂=⋅-=- ⎪ ⎪ ⎪∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭, ln z u x x y y y⎛⎫∂=⋅ ⎪∂⎝⎭. 3.设(,)ln 2y f x y x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭,求(1,0)x f ,(1,0)y f . 解法一 由于(,0)ln f x x =,所以1(,0)x f x x=,(1,0)1x f =; 由于(1,)ln 12y f y ⎛⎫=+⎪⎝⎭,所以11(1,)212yf y y =⋅+,1(1,0)2y f =.解法二 21(,)122x y f x y y x x x ⎛⎫=⋅- ⎪⎝⎭+,11(,)22y f x y y x x x=⋅+, 10(1,0)110212x f ⎛⎫=⋅-= ⎪⎝⎭+,111(1,0)02212y f =⋅=+. 4.设(,)(f x y x y =+-(,1)x f x . 解法一由于(,1)(11)arcsinf x x x =+-,(,1)()1x f x x '==. 解法二1(,)1x f x y y =,(,1)1x f x =. 5.设2(,)xt yf x y e dt -=⎰,求(,)x f x y ,(,)y f x y .解 2(,)x x f x y e -=,2(,)y f x y e -=-. 6.设yxz xy xe =+,证明z zxy xy z x y∂∂+=+∂∂. 解 由于21y y yx x x z y y y e xe y e x x x ⎛⎫∂⎛⎫=+-⋅=+-⎪ ⎪∂⎝⎭⎝⎭, 1y y x x z x xe x e y x∂=+⋅=+∂, 所以1()yy y yx x x xz z y x y x y e y x e xy e x y xy ye x y x ⎡⎤⎛⎫∂∂⎛⎫+=+-++=+-++ ⎪⎢⎥ ⎪∂∂⎝⎭⎣⎦⎝⎭yxxy xe xy xy z =++=+.7.(1)22,44x y z y ⎧+=⎪⎨⎪=⎩在点(2,4,5)处的切线与x 轴正向所成的倾角是多少? (2)1z x ⎧=⎪⎨=⎪⎩在点(1,1处的切线与y 轴正向所成的倾角是多少?解 (1)按偏导数的几何意义,(2,4)x z 就是曲线在点(2,4,5)处的切线对于x 轴正向所成倾角的斜率,而21(2,4)12x x z x ===,即tan 1k α==,于是倾角4πα=. (2)按偏导数的几何意义,(1,1)y z就是曲线在点(1,1处的切线对于y 轴正向所成倾角的斜率,而11(1,1)3y z ===,即1tan 3k α==,于是倾角6πα=.8.求下列函数的二阶偏函数:(1)已知33sin sin z x y y x =+,求2z x y ∂∂∂; (2)已知ln xz y =,求2z x y∂∂∂;(3)已知ln(z x =+,求22z x ∂∂和2zx y∂∂∂;(4)arctan y z x =求22z x ∂∂、22z y ∂∂、2z x y ∂∂∂和2zy x∂∂∂.解(1)233sin cos z x y y x x ∂=+∂,2223cos 3cos z x y y x x y∂=+∂∂; (2)ln ln 1ln ln x x z y y y y x x x∂=⋅=∂, 2ln ln 1ln 1111ln ln (1ln ln )xx x z y y x y y x y x y x y x--⎛⎫∂=+⋅⋅=+ ⎪∂∂⎝⎭; (3)1z x ⎛⎫∂==∂==,()232222zxx xy∂-==∂+,()23222z yx y xy∂-==∂∂+;(4)222211z y y xx x y y x ∂⎛⎫=⋅-=- ⎪∂+⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭,222111z x y x x y y x ∂=⋅=∂+⎛⎫+ ⎪⎝⎭, ()222222z xy x x y ∂=∂+,()222222z xyy x y ∂-=∂+,()()2222222222222z x y y y x x y x y x y ∂+--=-=∂∂++,()()2222222222222z x y x y x y x x y x y ∂+--==∂∂++. 9.设222(,,)f x y z xy yz zx =++,求(0,0,1xx f ,(1,0,2)xz f ,(0,1,0)yz f -及(2,0,1)zzx f .解 因为22x f y xz =+,2xx f z =,2xz f x =, 22y f xy z =+,2yz f z =,22z f yz x =+,2zz f y =,0zzx f =,所以(0,0,1)2xx f =,(1,0,2)2xz f =,(0,1,0)0yz f -=,(2,0,1)0zzx f =.10.验证: (1)2esin kn ty nx -=满足22y yk t x∂∂=∂∂;(2)r =2222222r r r x y z r∂∂∂++=∂∂∂.证 (1)因为22e sin kn t y kn nx t -∂=-∂,2e cos kn t y n nx x -∂=∂,2222e sin kn ty n nx x-∂=-∂ 所以()2222e sin kn ty y k n nx k t x-∂∂=-=∂∂; (2)因为r x x r ∂==∂,2222231r x x x r x x x r r r r r ∂∂-⎛⎫==-⋅= ⎪∂∂⎝⎭, 由函数关于自变量的对称性,得22223r r y y r ∂-=∂,22223r r z z r ∂-=∂, 所以 2222222222223332r r r r x r y r z x y z r r r r∂∂∂---++=++=∂∂∂. 习题7-31.求下列函数的全微分:(1)2222s tu s t+=-; (2)2222()e x y xyz x y +=+;(3)arcsin(0)xz y y=>; (4)ey x x y z ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭=;(5)222ln()u x y z =++; (6)yzu x =.解 (1)()()222222222222()2()4u s s t s s t st s s t s t ∂--+==-∂--, ()()222222222222()2()4u t s t t s t s tt s t s t ∂-++==∂--, ()()()22222222222444d d d (d d )st s tstu s t t s s t ststst=-+=-----;(2)22222222244222222()2()2x y x y x y xyxyxyzx y x y yx y xe x y eex xx y x y +++⎛⎫∂-+-=++=+ ⎪∂⎝⎭,由函数关于自变量的对称性可得224422x y xyzy x e y yxy +⎛⎫∂-=+ ⎪∂⎝⎭, 22444422d 2d 2d x y xyx y y x z ex x y y x y xy +⎡⎤⎛⎫⎛⎫--=+++⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦; (3)21d d arcsind d x x x z x y y yy y ⎛⎫⎫===- ⎪⎪⎝⎭⎭)d d y x x y =-;(4)d d d y x y x x y x y y x z e e x y ⎛⎫⎛⎫-+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎡⎤⎛⎫⎢⎥==-⋅+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦2211d d y x x y y x ex y y x x y ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭⎡⎤⎛⎫⎛⎫=--+-⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦;(5)()2222222221d d ln()d u x y z x y zx y z ⎡⎤=++=++⎣⎦++2222222d 2d 2d 2(d d d )x x y y z z x x y y z z x y z x y z++==++++++; (6)()1d d d ln d ln d yz yz yz yzu x yzx x x z x y x y x z -==++()1d ln d ln d yz x yz x xz x y xy x z -=++.2.求下列函数的全微分:(1)22ln(1)z x y =++在1x =,2y =处的全微分; (2)2arctan 1xz y=+在1x =,1y =处的全微分. 解 (1)因为2222222211d d ln(1)d(1)(2d 2d )11z x y x y x x y y x y x y ⎡⎤=++=++=+⎣⎦++++ 所以12112d (2d 4d )d d 633x y z x y x y ===+=+; (2)因为22221d d arctand 1111x x z y y x y ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪++⎛⎫⎝⎭⎝⎭+ ⎪+⎝⎭()22222222211212d d d d 11111y xy xy x y x y y x y y x y y ⎡⎤⎛⎫+⎢⎥=-=- ⎪⎢⎥++++++⎝⎭+⎣⎦ 所以()1222111121d d d d d 113x y x y xy z x y x y y x y ====⎛⎫=-=- ⎪+++⎝⎭. 3. 求函数23z x y =当2x =,1y =-,0.02x ∆=,0.01y ∆=-时的全微分.解 因为()23322322d d 2d 3d 23z x y xy x x y y xy x x y y ==+=∆+∆所以当2x =,1y =-,0.02x ∆=,0.01y ∆=-时全微分为d 4120.080.120.2z x y =-∆+∆=--=-.4.求函数22xyz x y=-当2x =,1y =,0.01x ∆=,0.03y ∆=时的全微分和全增量,并求两者之差.解 因为()()222222222d()d()d d x y xy xy x y xy z x y x y ---⎛⎫== ⎪-⎝⎭- ()()()()()222332222222(d d )(2d 2d )d d x y y x+x y xy x x y y x y y x+x +xy y xyx y -----==-- 所以当2x =,1y =,0.01x ∆=,0.03y ∆=时全微分的值为()()()2332222(,)(2,1)0.01,0.030.25d 0.0277779x y x y x y y x+x +xy yz x y =∆=∆=--∆∆==≈-, 而当2x =,1y =,0.01x ∆=,0.03y ∆=时的全增量为()()()()2222(,)(2,1)0.010.030.028252x y x y x x y y xy z x y x x y y =∆=∆=⎡⎤+∆+∆∆=-≈⎢⎥-+∆-+∆⎢⎥⎣⎦, 全增量与全微分之差为d 0.0282520.0277770.000475z z ∆-≈-=.习题7-41.设2e x yu -=,sin x t =,3y t =,求d d u t. 解3222sin 22d d d cos 23(cos 6)d d d x y x y t t u u x u ye t e t e t t t x t y t---∂∂=+=-⋅=-∂∂. 2.设arccos()z u v =-,而34u x =,3v x =,求d d z x. 解2d d d 123d d d z z u z v x x u x v x ∂∂=+=+∂∂2314x -=3.设22z u v uv =-,cos u x y =,sin v x y =,求z x ∂∂,z y∂∂. 解()()222cos 2sin z z u z v uv v y u uv y x u x v x∂∂∂∂∂=⋅+⋅=-⋅+-⋅∂∂∂∂∂ 23sin cos (cos sin )x y y y y =-,()()()222sin 2cos z z u z v uv v x y u uv x y y u y v y∂∂∂∂∂=⋅+⋅=-⋅-+-⋅∂∂∂∂∂ 33232(sin 2sin cos cos 2cos sin )x y y y y y y =-+-.4.设2ln z u v =,而32u x y =+,y v x =,求z x ∂∂,z y∂∂. 解 222ln 3z z u z v u y u v x u x v x v x ∂∂∂∂∂⎛⎫=⋅+⋅=⋅+⋅- ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭216(32)ln(32)y x y x y x x=+-+, 22112ln 24(32)ln (32)z z u z v u y u v x y x y y u y v y v x x y∂∂∂∂∂=⋅+⋅=⋅+⋅=+++∂∂∂∂∂. 5. 设2(,,)ln(sin )z f u x y u y x ==+,ex yu +=,求z x ∂∂,zy∂∂. 解22112cos sin sin x y z z u f u e y x x u x x u y x u y x+∂∂∂∂=⋅+=⋅⋅+⋅∂∂∂∂++ ()()222cos sin x y x y e y xe y x+++=+, 22112sin sin sin x y z z u f u e x y u y y u y x u y x+∂∂∂∂=⋅+=⋅⋅+⋅∂∂∂∂++ ()()222sin sin x y x y e xe y x+++=+. 6.设222sin()u x y z =++,x r s t =++,y rs st tr =++,z rst =,求u r ∂∂,us∂∂,ut∂∂. 解[]22222()2cos()u u x u y u z x y s t zst x y z r x r y r z r∂∂∂∂∂∂∂=⋅+⋅+⋅=+++++∂∂∂∂∂∂∂ 222222()()cos ()()()r s t rs st tr s t rs t r s t rs st tr rst ⎡⎤⎡⎤=+++++++++++++⎣⎦⎣⎦,[]22222()2cos()u u x u y u zx y r t zrt x y z s x s y s z s∂∂∂∂∂∂∂=⋅+⋅+⋅=+++++∂∂∂∂∂∂∂ 222222()()cos ()()()r s t rs st tr r t r st r s t rs st tr rst ⎡⎤⎡⎤=+++++++++++++⎣⎦⎣⎦,[]22222()2cos()u u x u y u z x y s r zrs x y z t x t y t z t∂∂∂∂∂∂∂=⋅+⋅+⋅=+++++∂∂∂∂∂∂∂ 222222()()cos ()()()r s t rs st tr r s r s t r s t rs st tr rst ⎡⎤⎡⎤=+++++++++++++⎣⎦⎣⎦.7.设arctanxz y=,x u v =+,y u v =-,求z u ∂∂,z v ∂∂,并验证:22z z u vu v u v∂∂-+=∂∂+.解222221111111z z x z y x y xu x u y uy y x y x x y y ⎛⎫∂∂∂∂∂-=⋅+⋅=⋅⋅+⋅-⋅= ⎪∂∂∂∂∂+⎛⎫⎛⎫⎝⎭++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, ()222221111111z z x z yx y xv x v y vy y x y x x y y ⎛⎫∂∂∂∂∂+=⋅+⋅=⋅⋅+⋅-⋅-= ⎪∂∂∂∂∂+⎛⎫⎛⎫⎝⎭++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 则222222222()()()z z y x y x u v u vu v x y x y u v u v u v ∂∂-+--+=+==∂∂++++-+. 8.设22(,,)z f x y t x y t ==-+,sin x t =,cos y t =,求d d z t. 解d d d 2cos 2(sin )12sin 21d d d z z x z y f x t y t t t x t y t t∂∂∂=⋅+⋅+=--+=+∂∂∂. 9.求下列函数的一阶偏导数(其中f 具有一阶连续偏导数): (1)22()z f x y =-; (2),x y u f y z ⎛⎫=⎪⎝⎭; (3)(,,)u f x xy xyz =; (4)22(,,ln )xy u f x y e x =-. 解(1)222()z xf x y x ∂'=-∂,222()zyf x y y∂'=--∂; (2)111f u f x y y '∂'=⋅=∂,12122211u x x f f f f y y z y z ⎛⎫∂''''=⋅-+⋅=-+ ⎪∂⎝⎭, 2222u y y f f z z z ∂⎛⎫''=⋅-=- ⎪∂⎝⎭; (3)123u f yf yzf x ∂'''=++∂,23uxf xzf y ∂''=+∂,3u xyf z ∂'=∂; (4)12312xy u xf ye f f x x ∂'''=++∂,122xy u yf xe f y∂''=-+∂. 10.设()z xy xF u =+,而yu x=,()F u 为可导函数,证明: z zxy z xy x y∂∂+=+∂∂.证 ()()()z z u u xy x y F u xF u y x xF u x y x y ⎡⎤∂∂∂∂⎡⎤''+=++++⎢⎥⎢⎥∂∂∂∂⎣⎦⎣⎦ []()()()yx y F u F u y x F u x ⎡⎤''=+-++⎢⎥⎣⎦()xy xF u xy z xy =++=+. 11.设[cos()]z y x y ϕ=-,试证:z z zx y y∂∂+=∂∂. 证sin()[cos()]sin()z z y x y x y y x y x yϕϕϕ∂∂''+=--+-+-∂∂ [cos()]z x y yϕ=-=. 12.设,kz y u x F x x ⎛⎫=⎪⎝⎭,且函数,z y F x x ⎛⎫⎪⎝⎭具有一阶连续偏导数,试证: u u uxy z ku x y z∂∂∂++=∂∂∂. 证11222k k u z y kx F x F F x x x -∂⎡⎤⎛⎫⎛⎫''=+-+- ⎪ ⎪⎢⎥∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦,1221k k ux F x F y x -∂''=⋅=∂, 1111k k u x F x F z x-∂''=⋅=∂, 11111111k k k k k u u u xy z kx F x zF x yF x yF x zF ku x y z----∂∂∂''''++=--++=∂∂∂. 13.设sin (sin sin )z y f x y =+-,试证:sec sec 1z zxy x y∂∂+=∂∂. 证cos z f x x ∂'=∂,cos (cos )zy y f y∂'=+-∂, sec sec sec cos sec cos sec (cos )1z zxy x xf y y y y f x y∂∂''+=++-=∂∂. 14.求下列函数的二阶偏导数22z x ∂∂,2z x y ∂∂∂,22zy ∂∂(其中f 具有二阶连续偏导数):(1)(,)z f xy y =; (2)22()z f x y =+;(3)22(,)z f x y xy =; (4)(sin ,cos ,)x y z f x y e +=. 解 (1)令s xy =,t y =,则(,)z f xy y =,s 和t 是中间变量.11z s f yf x x ∂∂''=⋅=∂∂,1212d d z s tf f xf f y y y∂∂''''=⋅+⋅=+∂∂. 因为(,)f s t 是s 和t 的函数,所以1f '和2f '也是s 和t 的函数,从而1f '和2f '是以s 和t 为中间变量的x 和y 的函数.故()22111112z z s yf yf y f x x x x x∂∂∂∂∂⎛⎫'''''===⋅= ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭, ()211111211112d d z z s t yf f y f f f xyf yf x y y x y y y ⎛⎫∂∂∂∂∂⎛⎫'''''''''''===+⋅+⋅=++ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭,()212111221222d d d d z z s t s t xf f x f f f f y y y y yy y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂∂''''''''''==+=+++ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭ 21112222x f xf f ''''''=++. (2)令22s x y =+,则22()z f x y =+是以s 为中间变量的x 和y 的函数.2z s f xf x x ∂∂''=⋅=∂∂,2z sf yf y y∂∂''=⋅=∂∂. 因为()f s 是s 的函数,所以f '也是s 的函数,从而f '是以s 中间变量的x 和y 的函数.故()()222222224z z xf f xf x f x f x x x x∂∂∂∂⎛⎫'''''''===+⋅=+ ⎪∂∂∂∂⎝⎭, ()()22224z z xf xf y xyf x y y x y∂∂∂∂⎛⎫'''''===⋅= ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭, ()()222222224z z yf f yf y f y f y y y y⎛⎫∂∂∂∂'''''''===+⋅=+ ⎪∂∂∂∂⎝⎭. (3)令2s xy =2t x y =,则212122z s t f f y f xyf x x x ∂∂∂''''=⋅+⋅=+∂∂∂,212122z s tf f xyf x f y y y∂∂∂''''=⋅+⋅=+∂∂∂. ()221222z z y f xyf x x x x∂∂∂∂⎛⎫''==+ ⎪∂∂∂∂⎝⎭211122212222s t s t y f f yf xy f f x x x x ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫'''''''''=⋅+⋅++⋅+⋅ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭()()2221112221222222y y f xyf yf xy y f xyf '''''''''=++++ 43222111222244yf y f xy f x y f '''''''=+++, ()22122z z y f xyf x y y x y∂∂∂∂⎛⎫''==+ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭ 21111222122222s t s t yf y f f xf xy f f y y y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂''''''''''=+⋅+⋅++⋅+⋅ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭ ()()222111122212222222yf y xyf x f xf xy xyf x f ''''''''''=+++++ 32231211122222252yf xf xy f x y f x yf ''''''''=++++, ()221222z z xyf x f y y y y⎛⎫∂∂∂∂''==+ ⎪∂∂∂∂⎝⎭ 211112212222s t s t xf xy f f x f f y y y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂'''''''''=+⋅+⋅+⋅+⋅ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭ ()()2221111221222222xf xy xyf x f x xyf x f '''''''''=++++ 22341111222244xf x y f x yf x f '''''''=+++. (4)令sin u x =,cos v y =,x yw e +=,则1313d cos d x y z u w f f xf e f x x x +∂∂''''=+=+∂∂,2323d sin d x y z v w f f yf e f y y y+∂∂''''=+=-+∂∂. ()2132cos x y z z xf e f x x x x+∂∂∂∂⎛⎫''==+ ⎪∂∂∂∂⎝⎭ 1111333133d d sin cos d d x y x y u w u w xf x f f e f e f f x x xx ++∂∂⎛⎫⎛⎫''''''''''=-+++++ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭()()1111333133sin cos cos cos x yx y x y x y xf x xf e f e f e xf e f ++++''''''''''=-+++++ ()2231111333sin cos 2cos x y x yx y ef xf xf e xf e f +++''''''''=-+++, ()213cos x y z z xf e f x y y x y+∂∂∂∂⎛⎫''==+ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭121333233d d cos d d x y x y v w v w x f f e f e f f y y yy ++⎛⎫⎛⎫∂∂'''''''''=++++ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭()()121333233cos sin sin x yx y x y x y x yf e f e f e yf e f ++++'''''''''=-+++-+ ()2312133233cos sin cos sin x y x yx y x y ef x yf e xf e yf e f ++++'''''''''=-+-+, ()2232sin x y z z yf e f y y y y+⎛⎫∂∂∂∂''==-+ ⎪∂∂∂∂⎝⎭ 2222333233d d cos sin d d x y x y v w v w yf y f f e f e f f y y yy ++⎛⎫⎛⎫∂∂''''''''''=--++++ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ()()2222333233cos sin sin sin x yx y x y x y yf y yf e f e f e yf e f ++++''''''''''=---+++-+ ()2232222333cos sin 2sin x y x yx y e f yf yf e yf e f +++''''''''=-+-+.习题7-51.设2cos e 0x y x y +-=,求d d yx. 解 设2(,)cos e x F x y y x y =+-,则22d e 2e 2d sin sin x x x y F y xy xyx F y x y x --=-=-=--+. 2.设ln ln 1xy y x ++=,求1d d x yx =. 解 设(,)ln ln 1F x y xy y x =++-,则221d 1d x y y F y xy y x x F x y x x y++=-=-=-++. 当1x =时,由ln ln 1xy y x ++=知1y =,所以1d 1d x yx ==-. 3.设arctany x =,求d d y x. 解设(,)ln arctan y F x y x=,则2222222222211d11d1xyyx x yyFy x yx y x yxy xx F x yx x y x yyx⎛⎫-⋅- ⎪⎝⎭⎛⎫++ ⎪+++⎝⎭=-=-=-=--⋅-++⎛⎫+ ⎪⎝⎭.4.设222cos cos cos1x y z++=,求zx∂∂,zy∂∂.解设222(,,)cos cos cos1F x y z x y z=++-,则2cos sin sin22cos sin sin2xzFz x x xx F z z z∂-=-=-=-∂-,2cos sin sin22cos sin sin2yzFz y y yy F z z z∂-=-=-=-∂-.5.设方程(,)0F x y z xy yz zx++++=确定了函数(,)z z x y=,其中F存在偏导函数,求zx∂∂,zy∂∂.解1212()()xzF F y z Fzx F F y x F''++∂=-=-∂''++,1212()()yzF F x z Fzy F F y x F''++∂=-=-∂''++.6.设由方程(,,)0F x y z=分别可确定具有连续偏导数的函数(,)x x y z=,(,)y y x z=,(,)z z x y=,证明:1x y zy z x∂∂∂⋅⋅=-∂∂∂.证因为yxFxy F∂=-∂,zyFyz F∂=-∂,xzFzx F∂=-∂,所以1y xzx y zF FFx y zy z x F F F⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂⋅⋅=-⋅-⋅-=-⎪⎪ ⎪⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭.7.设(,)u vϕ具有连续偏导数,证明由方程(,)0cx az cy bzϕ--=所确定的函数(,)z f x y=满足z za b cx y∂∂+=∂∂.证令u cx az=-,v cy bz=-,则x u u u c x ϕϕϕ∂=⋅=∂,y v v vc yϕϕϕ∂=⋅=∂,z u v u v u v a b z z ϕϕϕϕϕ∂∂=⋅+⋅=--∂∂. x u z u v c z x a b ϕϕϕϕϕ∂=-=∂+,y v z u vc zy a b ϕϕϕϕϕ∂=-=∂+. 于是 u v u v u vc c z zab a bc x y a b a b ϕϕϕϕϕϕ∂∂+=⋅+⋅=∂∂++. 8.设0ze xyz -=,求22zx∂∂.解 设(,,)zF x y z e xyz =-,则x F yz =-,z z F e xy =-. 于是x zz F z yzx F e xy ∂=-=∂-, ()222()z z zz z ye xy yz e y z z x x x x x e xy ∂∂⎛⎫--- ⎪∂∂∂∂∂⎛⎫⎝⎭== ⎪∂∂∂⎝⎭-()22z z zyzy z yz e y e xy e xy ⎛⎫-⋅- ⎪-⎝⎭=-()2322322z zzy ze xy z y z e exy --=-.9.设(,)z z x y =是由方程2e 0zxz y --=所确定的隐函数,求2(0,1)zx y∂∂∂.解 设2(,,)e z F x y z xz y =--,则x F z =-,e z z F x =-,2y F y =-. 于是x z z F z z x F e x ∂=-=∂-,2y zz F z yy F e x∂=-=∂-, ()()22z z zz z e x z e z z y yx y y x ex ∂∂--⋅⋅∂∂∂∂∂⎛⎫== ⎪∂∂∂∂⎝⎭-()()222z zz zz y y e x ze e x e x e x ----=-()()322z zzy e x yze ex --=-.由20ze xz y --=,知(0,1)0z =,得2(0,1)2zx y∂=∂∂.10.求由方程xyz +=(,)z z x y =在点(1,0,1)-处的全微分d z .解设(,,)F x y z xyz =x z F zx F xy ∂=-==∂+,y z F zy F xy ∂=-==∂+,d d d z zz x y x y x y ∂∂=+=∂∂,(1,0,1)d d z x y -=.11.求由下列方程组所确定的函数的导数或偏导数:(1)设22222,2320,z x y x y z ⎧=+⎪⎨++=⎪⎩求d d y x ,d d z x; (2)设0,1,xu yv yu xv -=⎧⎨+=⎩求u x ∂∂,u y ∂∂,v x ∂∂,vy ∂∂; (3)设sin ,cos ,uux e u v y e u v ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩求u x ∂∂,u y ∂∂,v x ∂∂,vy∂∂. 解 (1)分别在两个方程两端对x 求导,得d d 22,d d d d 2460.d d zy x y x xy z x y z x x ⎧=+⎪⎪⎨⎪++=⎪⎩称项,得d d 22,d d d d 23.d d y z y x x xy z y z x xx ⎧-=-⎪⎪⎨⎪+=-⎪⎩ 在 2162023y D yz y y z-==+≠的条件下,解方程组得213d 6(61)d 622(31)x x z yxz x x z x D yz y y z ------+===++. 222d 2d 6231y xy x z xy xx D yz y z --===++. (2)此方程组确定两个二元隐函数(,)u u x y =,(,)v v x y =,将所给方程的两边对x 求导并移项,得,.uv x y u x xu v y x v xx ∂∂⎧-=-⎪⎪∂∂⎨∂∂⎪+=-⎪∂∂⎩ 在220x yJ x y y x-==+≠的条件下,22u y v x u xu yvx y x x y y x ---∂+==--∂+, 22x uy v v yu xvx y x x yy x--∂-==-∂+. 将所给方程的两边对y 求导,用同样方法在220J x y =+≠的条件下可得22u xv yu y x y∂-=∂+,22v xu yv y x y ∂+=-∂+. (3)此方程组确定两个二元隐函数(,)u u x y =,(,)v v x y =是已知函数的反函数,令(,,,)sin u F x y u v x e u v =--,(,,,)cos u G x y u v y e u v =-+.则 1x F =,0y F =,sin u u F e v =--,cos v F u v =-, 0x G =,1y G =,cos u u G e v =-+,sin v G u v =-.在sin cos (,)(sin cos )0(,)cos sin u u u e v u v F G J ue v v u u v e v u v---∂===-+≠∂-+-的条件下,解方程组得1cos 1(,)1sin 0sin (,)(sin cos )1uu v u F G vu v x J x v J e v v -∂∂=-=-=-∂∂-+, 0cos 1(,)1cos 1sin (,)(sin cos )1uu v u F G vu v y J y v J e v v -∂∂-=-=-=-∂∂-+, sin 11(,)1cos (,)[(sin cos )1]cos 0u uu ue v v F G v e x J u x J u e v v e v --∂∂-=-=-=∂∂-+-+, sin 01(,)1sin (,)[(sin cos )1]cos 1u uu u e v v F G v e x J u x J u e v v e v --∂∂+=-=-=∂∂-+-+.习题7-61.求下列曲线在指定点处的切线方程和法平面方程: (1)2x t =,1y t =-,3z t =在(1,0,1)处; (2)1t x t =+,1t y t+=,2z t =在1t =的对应点处;(3)sin x t t =-,1cos y t =-,4sin2t z =在点2π⎛- ⎝处; (4)2222100,100,x y y z ⎧+-=⎪⎨+-=⎪⎩在点(1,1,3)处. 解 (1)因为2t x t '=,1t y '=-,23t z t '=,而点(1,0,1)所对应的参数1t =,所以(2,1,3)=-T .于是,切线方程为11213x y z --==-. 法平面方程为2(1)3(1)0x y z --+-=,即 2350x y z -+-=.(2)因为2211(1)(1)t t t x t t +-'==++,22(1)1t t t y t t -+'==-,2t z t '=,1t =对应着点1,2,12⎛⎫⎪⎝⎭,所以 1,1,24⎛⎫=- ⎪⎝⎭T .于是,切线方程为 1212148x y z ---==-. 法平面方程为 281610x y z -+-=.(3)因为1cos t x t '=-,sin t y t '=,2cos 2t t z '=,点1,12π⎛- ⎝对应在的参数为2t π=,所以(=T .于是,切线方程为112x y π-+=-=. 法平面方程为402x y π++--=. (4)将2222100,100,x y y z ⎧+-=⎪⎨+-=⎪⎩的两边对x 求导并移项,得 d 22,d d d 220,d d yy x xy z y z xx ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ 由此得 2002d 420d 422x z y xz x y x yz y y z --===-,2220d 420d 422y x y z xy xy x yz z y z-===.(1,1,3)d 1d y x =-,(1,1,3)d 1d 3z x =.从而 1,1,3=- ⎪⎝⎭T . 故所求切线方程为113331x y z ---==-. 法平面方程为 3330x y z -+-=.2.在曲线x t =,2y t =,3z t =上求一点,使此点的切线平行于平面24x y z ++=.解 因为1t x '=,2t y t '=,23t z t '=,设所求点对应的参数为0t ,于是曲线在该点处的切向量可取为200(1,2,3)t t =T .已知平面的法向量为(1,2,1)=n ,由切线与平面平行,得0⋅=T n ,即2001430t t ++=,解得01t =-和13-.于是所求点为(1,1,1)--或111,,3927⎛⎫-- ⎪⎝⎭. 3.求下列曲面在指定点处的切平面和法线方程: (1)222327x y z +-=在点(3,1,1)处; (2)22ln(12)z x y =++在点(1,1,ln 4)处; (3)arctany z x =在点1,1,4π⎛⎫ ⎪⎝⎭处. 解(1)222(,,)327F x y z x y z =+--,(,,)(6,2,2)x y z F F F x y z ==-n ,(3,1,1)(18,2,2)=-n .所以在点(3,1,1)处的切平面方程为9(3)(1)(1)0x y z -+---=,即 9270x y z +--=. 法线方程为311911x y z ---==-. (2)22(,,)ln(12)F x y z x y z =++-,222224(,,),,11212x y z x yF F F x y x y ⎛⎫==- ⎪++++⎝⎭n ,(1,1,ln 4),1,12=- ⎪⎝⎭n .所以在点(1,1,ln 4)处的切平面方程为2234ln 20x y z +--+=.法线方程为 12ln 2122y z x ---==-. (3)(,,)arctanyF x y z z x=-, 2222(,,),,1x y z y xF F F x y x y ⎛⎫-==- ⎪++⎝⎭n , 1,1,411,,122π⎛⎫ ⎪⎝⎭⎛⎫=-- ⎪⎝⎭n . 所以在点1,1,4π⎛⎫⎪⎝⎭处的切平面方程为 202x y z π-+-=. 法线方程为 114112z x y π---==-. 4.求曲面2222321x y z ++=上平行于平面460x y z ++=的切平面方程.解 设222(,,)2321F x y z x y z =++-,则曲面在点(,,)x y z 处的一个法向量(,,)(2,4,6)x y z n F F F x y z ==.已知平面的法向量为(1,4,6),由已知平面与所求切平面平行,得246146x y z ==,即12x z =,y z =. 代入曲面方程得 22223214z z z ++=. 解得 1z =±,则12x =±,1y =±. 所以切点为 1,1,12⎛⎫±±± ⎪⎝⎭. 所求切平面方程为 21462x y z ++=±5.证明:曲面(,)0F x az y bz --=上任意点处的切平面与直线x yz a b==平行(a ,b 为常数,函数(,)F u v 可微).证 曲面(,)0F x az y bz --=的法向量为1212(,,)F F aF bF ''''=--n ,而直线的方向向量(,,1)a b =s ,由0⋅=n s 知⊥n s ,即曲面0F =上任意点的切平面与已知直线x yz a b==平行. 6.求旋转椭球面222316x y z ++=上点(1,2,3)--处的切平面与xOy 面的夹角的余弦.解 令222(,,)316F x y z x y z =++-,曲面的法向量为(,,)(6,2,2)x y z F F F x y z ==n ,曲面在点(1,2,3)--处的法向量为1(1,2,3)(6,4,6)--==--n n ,xOy 面的法向量2(0,0,1)=n ,记1n 与2n 的夹角为θ,则所求的余弦值为1212cos θ⋅===n n n n . 7.证明曲面3xyz a =(0a >,为常数)的任一切平面与三个坐标面所围成的四面体的体积为常数.证 设3(,,)F x y z xyz a =-,曲面上任一点(,,)x y z 的法向量为(,,)n yz xz xy =,该点的切平面方程为()()()0yz X x xz Y y xy Z z -+-+-=,即 33yzX xzY xyZ a ++=.这样,切平面与三个坐标面所围成的四面体体积为33331333962a a a V a yz xz xy =⋅⋅⋅=.习题7-71.求函数22z x y =+在点(1,2)处沿从点(1,2)到点(2,2的方向的方向导数.。
大学物理第7章习题解答
⼤学物理第7章习题解答第七章7-1容器内装有质量为0.lkg 的氧⽓,其压强为l0atm(即lMPa),温度为47C 0。
因为漏⽓,经过若⼲时间后,压强变为原来的85,温度降到27C 0。
问:(1)容器的容积有多⼤?(2)漏去了多少氧⽓? 解:(1)由RT Mm pV =把p =10atm, T=(47+273)K=320K.m =0.1kg, M=32×10-3kg R =8.31J ·mol -1·K -1代⼊.证V =8.31×10-3m 3(2) 设漏⽓后,容器中的质量为m ′,则T R Mm V p ''=' 3201.08530030085??='?'=R MR Mm R Mm pV)k g (151='?m漏去的氧⽓为kg 103.3kg 301kg )1511.0(2-?≈=-='-=m m m ?7-2设想太阳是由氢原⼦组成的理想⽓体,其密度可当作是均匀的。
若此⽓体的压强为Pa 141035.1?,试估算太阳的温度。
已知氢原⼦的质量kg H 27 1067.1-?=µ,太阳半径m R S 81096.6?=,太阳质量kg MS301099.1?=。
解:太阳内氢原⼦数HSm MN =故氢原⼦数密度为3827303)1096.6(341067.11099.134===-ππsHSR m M V N n5.8329-?=m由P =nkT 知)(1015.11038.1105.81035.17232914K nkp T ?===-7-3 ⼀容器被中间隔板分成相等的两半,⼀半装有氮⽓,温度为1T,另⼀半装有氧⽓,题7-2图温度为2T ,⼆者压强相等,今去掉隔板,求两种⽓体混合后的温度。
解:如图混合前:2221112222111O He T M m T M m RT Mm pV RT M m pV ===⽓有对⽓有对①总内能 222111212523RT Mm RT M m E E E +=+=前②①代⼊②证11RT M m E =前混合后:设共同温度为T ()RT M m T T EF RT M m M m E 21210221125231,2523???? ?+=+=式得⼜由后③⼜后前E E =,故由(2)(3)知)/53(8211T T T T +=7-4 设有N 个粒⼦的系统,速率分布函数如习题7⼀4图所⽰,求:(1))(v f 的表达式;(2)a 与0v 之间的关系;(3)速率在之间的粒⼦数;(4)最概然速率;(5)粒⼦的平均速率;(6) 0.50v ~0v 区间内粒⼦的平均速率。
第七单元复习试题(含答案)
第七单元燃料及其利用一、选择题1.逻辑推理是化学学习常用的思维方法,下列推理正确的...是( C)A.水能灭火,所以电脑一旦失火应立即用水浇灭B.原子在化学变化中不能再分,则分子在化学变化中也不能再分C.点燃H2与O2混合气体可能爆炸,则点燃煤气(CO)与O2的混合气体也可能爆炸D.氧化物都含有氧元素,所以含有氧元素的化合物都是氧化物2.“低碳生活”目前已成为一种生活态度和时尚,指的是生活作息时所耗用的能量要尽量减少,特别是减少二氧化碳的排放量,减缓生态恶化,下列行为中不符合“低碳生活”的精神的(D)A.避免购买不需要的物品,少穿化纤材质的服装B. 使用手绢代替餐巾纸C.推广无纸化办公,使用再生纸且双面打印文印D. 夏天将空调开的很低3.下列做法(或认识)有科学依据的是(A)A.带上火把进入山洞进行科学探究B.浴室煤气泄漏,立即打开排气扇并拨打110C.带上手电筒就放心进入久未开启的菜窖或深井D.洗衣服时,用硬水比软水效果更好4.下列灭火方法与隔绝氧气无关的是(A)A.森林大火时设置一条隔离带B.用CO2灭火器灭火C.用锅盖盖灭着火的油锅D.用灯帽盖灭酒精灯5.“蜂窝煤”比煤球更有利于煤的完全燃烧、提高燃烧效率,这主要是因为(D)A.降低了煤的着火点B.升高了煤的着火点C.提高了氧气的浓度D.增大了煤与氧气的接触面积6.下列有关燃烧与灭火的说法正确的是(A)A.为防止森林大火蔓延可开挖隔离带,其目的是隔绝可燃物B.房屋失火,消防队员用水扑灭是因为降低了可燃物的着火点C.汽油放置在空气中没有燃烧是因为汽油不是可燃物D.用灯帽盖灭酒精灯是因为降低了可燃物的温度7.今年4月,墨西哥湾石油泄漏对环境造成了严重污染。
石油是三大化石燃料之一,从中可炼制出多种燃料。
下列燃料不是从石油中分离出来的是( C )A.煤油B.柴油C.酒精D.汽油8.在社会主义新农村建设中,下列做法对新农村建设有促进作用的是(B)A.为了提高农作物的产量,大量使用农药和化肥B.积极推广沼气和太阳能的使用C.随意丢弃使用过的废旧塑料薄膜D.采用焚烧的方法处理农作物秸秆和垃圾9.为了避免火灾,加油站采取的下列措施中不合理的是(D)A.严禁烟火B.禁止使用手机C.架高顶棚加强通风D.降低燃料着火点10.学习化学的目的并不在于要成为化学家,重要的是善于用化学知识去分析、解决生产生活中的问题。
新编基础物理学第二版第七章习题解答复习进程
新编基础物理学第二版第七章习题解答习题七7-1 氧气瓶的容积为32L ,瓶内充满氧气时的压强为130atm 。
若每小时需用1atm 氧气体积为400L 。
设使用过程中保持温度不变,问当瓶内压强降到10atm 时,使用了几个小时?解 已知123130atm,10atm,1atm;p p p === 1232L,V V V ===3400L V =。
质量分别为1m ,2m ,3m ,由题意可得:11m pV RT M = 22mp V RT M =233mp V RT M=所以一瓶氧气能用小时数为: ()121233313010329.6(1.0400m m pV p V n m p V -⨯--====⨯h) 7-2 一氦氖气体激光管,工作时管内温度是 27C ︒。
压强是2.4mmHg ,氦气与氖气的压强比是7:1.求管内氦气和氖气的分子数密度.解:依题意, n n n =+氦氖, 52.41.01310Pa 760p p p =+=⨯⨯氦氖;:7:1p p =氦氖 所以552.10.31.01310Pa, 1.01310Pa 760760p p =⨯⨯=⨯⨯氦氖, 根据 p nkT =,得()5223232.1760 1.01310 6.7610(m )1.3810300p n kT --⨯⨯===⨯⨯⨯氦氦 2139.6610(m )P n kT-==⨯氖氖7-3 氢分子的质量为243.310-⨯g 。
如果每秒有2310个氢分子沿着与墙面的法线成︒45角的方向以5110cm s -⋅的速率撞击在面积为22.0cm 的墙面上,如果撞击是完全弹性的,试求这些氢分子作用在墙面上的压强.解:单位时间内作用在墙面上的平均作用力为:2cos 45F N m =︒v所以氢分子作用在墙面上的压强为27522342 3.3101010102cos 4522330(Pa)210F m N p S S---⨯⨯⨯⨯⨯︒====⨯v7-4 一个能量为1210eV 的宇宙射线粒子,射入一氖管中,氖管中含有氦气0.10mol,如果宇宙射线粒子的能量全部被氖气分子所吸收而变为热运动能量,问氖气的温度升高了多少?解: 依题意可得:23121930.1 6.0210 10 1.6102k T -⨯⨯⨯∆=⨯⨯氖气的温度升高了771.610 1.2810(K)0.1 6.02 1.5 1.38T --⨯∆==⨯⨯⨯⨯ 7-5 容器内储有1mol 某种气体。
普通化学第七章课后习题解答
第七章沉淀反应参考答案P 142【综合性思考题】:给定体系0.02mol/LMnCl 2溶液(含杂质Fe 3+),经下列实验操作解答问题。
(已知K θSPMn(OH)2=2.0×10-13,K θSPMnS =2.5×10-13,K θbNH3=1.8×10-5,K θaHAc =1.8×10-5①与0.20mol/L 的NH 3.H 2O 等体积混合,是否产生Mn(OH)2沉淀?解:等体积混合后浓度减半,[Mn 2+]=0.01mol/L ,c b =[NH 3.H 2O]=0.10mol/L∵是一元弱碱体系,且c b /K b θ>500∴10.0108.1][5⨯⨯=⋅=--b b c K OH θ又∵ 622108.101.0][][--+⨯⨯=⋅=OH Mn Q c=1.8×10-8> K θSPMn(OH)2=2.0×10-13∴ 产生Mn(OH)2沉淀。
②与含0.20mol/L 的NH 3.H 2O 和0.2mol/LNH 4Cl 的溶液等体积混合,是否产生Mn(OH)2沉淀? 解:混合后属于NH 3.H 2O~NH 4Cl 的碱型缓冲液体系此时浓度减半:c b =[NH 3.H 2O]=0.2V/2V=0.1(mol.L -1)c S= [NH 4+]=0.2V/2V=0.1(mol.L -1)[Mn 2+]=0.02V/2V=0.01(mol.L -1)A 、求[OH -] 用碱型缓冲液计算式求算:s b b c c K OH ⋅=-θ][ 55108.11.01.0108.1--⨯=⨯⨯= B 、求Qc 22][][-+⋅=OH Mn Q c=0.01×[1.8×10-5]2=3.24×10-12C 、比较θ2)(,OH Mn SP K ∵13)(,100.22-⨯=>θOH Mn SP C K Q故有Mn(OH)2沉淀产生。
八年级物理第七章复习
04
易错点解析
光的反射和折射易错点
反射定律和折射定律的理解和应用
01
学生容易混淆反射和折射的规律,特别是入射角和反射角、折
射角之间的关系。
反射和折射现象的解释
02
学生在解释反射和折射现象时,容易忽略光在介质中传播方向
的变化。
镜面反射和漫反射的区别
03
学生容易忽视镜面反射和漫反射在光线分布上的不同。
眼睛和眼镜例题
例题6:关于近视眼和远视眼的成因及矫正方法,下列说 法正确的是( ) B.远视眼矫正时需用凸透镜
D.近视眼产生的原因是晶状体太薄
A.近视眼矫正时需用凹透镜
C.远视眼产生的原因是晶状体太厚
例题7:小虎用焦距为$5cm$的照相机拍摄的几幅照片中, 图像上物体的像到小孔的距离都大于$10cm$,则该照相 机的镜头焦距一定大于____$cm$.
八年级物理第七章复习
目录
• 第七章概述 • 知识点梳理 • 典型例题解析 • 易错点解析 • 练习题及答案
01
第七章概述
章节简介
本章主要介绍了光的 反射、折射、平面镜 成像等知识点。
本章内容与日常生活 紧密相关,如眼镜、 镜子等光学器具的应 用。
通过学习本章,学生 将了解光的传播规律 以及光与物质相互作 用的现象。
• 题目:在研究平面镜成像特点的实验中,在竖起的玻璃板前后各放一支蜡烛,对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所 成的像;同时又可看到放在玻璃板后的蜡烛与前面蜡烛的像相交相接.由此可知,对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板 后所成的像,是由于光的 形成的;同时又可看到放在玻璃板后的蜡烛与前面蜡烛的像相交相接,是由于光的 形成的.
练习题及答案 光的反射和折射练习题及答案
无机化学第四版第七章思考题与习题答案
BaCl2 Ba2+、Cl-离子 离子键 离子晶体 较高
5. 解:(1)极化力: Na+、Al3+、Si4+,变形性:Si4+、Al3、Na+;
4. (1)MgO可作为耐火材料;为离子晶体,熔点高。
(2)金属Al,Fe都能压成片、抽成丝,而石灰石则不能;因为金属Al,Fe为金属晶体。而石灰石为离子晶体。
(3)在卤化银中,AgF可溶于水,其余卤化银则难溶于水,且从AgCl到AgI溶解度减小;AgF、AgCl、AgBr、AgI随着阴离子半径的增大,阴离子的变形性增大,离子间的极化不断增强,由离子键逐步过渡到共价键。所以溶解度逐步减小。
6. Cu+和Ag+均属18电子构型,尽管Cu+的极化力大于Ag+的,但是Ag+的变形性大于Cu+的,导致Ag2S的附加极化作用加大,键的共价成分增大、溶解度减小。
习 题
1.解:(1)KBr的熔点最低,MgO最高(离子晶体比较晶格能,MgO的电荷数为2,U最高,KBr的半径最大,U最小);(2) N2的熔点最低,Si最高(Si是原子晶体,N2和NH3是分子晶体,且N2的分子间力小于NH3)。
2. 离子 电子分布式 离子电子构型
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 9~17
Ag+ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 18
Ca2+ 1s22s22p63s23p6 8
Li+ 1s2 2
(4)X与Cl形成XCl4化合物,X发生等性的SP3杂化,XCl4呈四面体,其分子的偶极矩等于零。
大学物理答案第七章热力学基础-习题解答
展望
学习方法建议
多做习题,提高解题能力 和综合分析能力。
加强理论学习,深入理解 热力学的物理意义和数学 表达。
关注学科前沿,了解热力 学在最新科研和技术中的 应用。
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感谢聆听
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热力学第一定律是能量守恒定律 在热学中的具体表现,它指出系 统能量的增加等于传入系统的热 量与外界对系统所做的功的和。
功的计算:在封闭系统中,外界 对系统所做的功可以通过热力学 第一定律进行计算,这有助于理 解系统能量的转化和利用。
能量平衡:利用热力学第一定律 ,可以分析系统的能量平衡,判 断系统是否处于热平衡状态。
热力学第二定律
热力学第二定律
描述了热力过程中宏观性质的自然方向性,即不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变 化。
表达式
不可能通过有限个步骤将热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。
03
热力学基础习题解答
热力学第一定律的应用
热量计算:通过热力学第一定律 ,可以计算系统吸收或放出的热 量,进而分析系统的能量变化。
热力学第二定律的应用
01
02
热力学第二定律指出,自
•·
发过程总是向着熵增加的
方向进行,即不可逆过程
总是向着宏观状态更混乱
、更无序的方向发展。
03
04
05
熵增加原理:根据热力学 第二定律,孤立系统的熵 永不减少,即自发过程总 是向着熵增加的方向进行 。
热机效率:利用热力学第 二定律,可以分析热机的 效率,探讨如何提高热机 的效率。
100%
制冷机效率的影响因素
制冷机效率受到多种因素的影响 ,如制冷剂的性质、蒸发温度和 冷凝温度、压缩机和冷却剂的流 量等。
第七章课后习题答案
第七章课后习题答案问题1:请简述第七章中讨论的主要概念。
答案:第七章主要讨论了[具体概念],它涉及到[概念的详细解释]。
此概念在[相关领域或情境]中具有重要意义,因为它[解释了什么或如何应用]。
问题2:如何计算[特定数学公式或计算过程]?答案:要计算[特定数学公式或计算过程],首先需要确定所有必要的变量。
然后,按照以下步骤进行计算:1. [第一步计算过程]2. [第二步计算过程]3. [以此类推,直至最终结果]问题3:分析[案例研究或实际情境],并讨论其对[相关概念]的影响。
答案:在[案例研究或实际情境]中,我们可以看到[相关概念]的应用。
具体来说,[案例或情境描述]展示了[概念如何影响结果]。
通过这个案例,我们可以更好地理解[概念]在实际生活中的应用和重要性。
问题4:解释[特定术语或理论],并给出一个例子。
答案: [特定术语或理论]是指[术语或理论的定义]。
例如,在[相关领域]中,[术语或理论]可以用来[具体应用或解释]。
一个具体的例子是[例子描述],它清楚地展示了[术语或理论]的实际应用。
问题5: [选择题或判断题]。
答案: [正确答案]。
这个问题的答案是[正确答案],因为[解释为什么这是正确答案]。
总结:第七章的习题涵盖了对[章节主题]的深入理解,包括理论概念、实际应用和计算技能。
通过解答这些问题,学生可以更好地掌握章节内容,并将其应用于解决实际问题。
请注意,以上内容仅为模板,具体答案需要根据实际的章节内容和习题进行定制。
如果需要针对特定章节的具体习题答案,请提供相关章节的详细内容和习题,以便我能够提供更准确的答案。
有机化学第7、8章习题答案
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载有机化学第7、8章习题答案地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容第7章芳烃及非苯芳烃思考题答案思考题7-1 苯具有什么结构特征? 它与早期的有机化学理论有什么矛盾?答案:苯分子具有高度的不饱和性,其碳氢比相当于同分子量的炔烃,根据早期的有机化学理论,它应具有容易发生加成反应、氧化反应等特性。
但事实上,苯是一种高度不饱和却具异常稳定性的化合物。
因此,要能够很好地解释这一矛盾是当时有机化学家所面临的重大挑战。
[知识点:苯的结构特征]思考题7-2早期的有机化学家对苯的芳香性认识与现代有机化学家对苯的芳香性认识有什么不同?答案:早期的有机化学把那些高度不饱和的苯环类结构并具有芳香气味的化合物称为芳香化合物,这些化合物所具有的特性具称为芳香性。
随着对事物认识的不断深入,人们已经意识到,除了苯环以外还有一些其他类型的分子结构也具有如苯一样的特别性质。
现在仍然迫用芳香性概念,但其内涵已超出了原来的定义范围。
现在对芳香性的定义为:化学结构上环状封闭的共轭大π键,不易被氧化,也不易发生加成反应,但是容易起亲电反应的性质。
[知识点:苯的芳香性]思考题7-3 关于苯分子的近代结构理论有哪些?其中,由Pauling提出的共振结构理论是如何解释苯分子结构?答案:现代价键理论:苯分子中的六个碳原子都以sp2杂化轨道和相邻的碳和氢原子形成σ键,此sp2杂化轨道为平面其对称轴夹角为120°,此外每个碳原子还有一个和平面垂直的p轨道,六个p轨道相互平行重叠形成了一个闭合共轭体系。
分子轨道理论:基态时,苯分子的六个π电子都处在成建轨道上,具有闭壳层电子结构。
离域的π电子使得所有的C-C键都相同,具有大π键的特殊性质因此相比孤立π键要稳定得多。
浅基础思考题
思考题1 天然地基上刚性扩大基础的设计内容包括哪些?2 什么是刚性基础?刚性基础的特点和常见的形式有哪些?3 确定基础埋深应考虑哪些因素?基础埋置深度对地基承载力、沉降有什么影响?4 什么是刚性角?它与什么因素有关?5 刚性扩大基础为什么要验算基底合力偏心距?6 地基(基础)沉降计算包括哪些步骤?在什么情况下应验算桥梁基础的沉降?7 刚性扩大基础的施工内容包括哪些?8 明挖基础施工时,什么情况下应采用基坑开挖后护壁加固?9 水中基坑开挖的围堰形式有哪几种?它们各自的适用条件和特点是什么?10 水中浅基础如何进行施工?习题1 某桥墩为混凝土实体墩刚性扩大基础,一个支座承受的作用效应标准值为:梁跨结构重P1=1020kN;两跨布载时:汽车荷载支座反力P2=595.5kN;人群荷载支座反力P3=90kN;一跨布载时:汽车荷载支座反力P4=386.6kN,人群荷载支座反力P5=42.0kN;汽车制动力T1=32kN。
桥墩及基础自重P6=5480kN,设计水位以下墩身及基础浮力F=1200kN,墩帽与墩身风荷载分别为:T2=2.1kN,T3=16.8kN,结构尺寸(基底宽3.1m,长9.9m)及地质、水文资料如图所示。
地基第一层为中密粉砂,重度γ=20.5kN/m3;下层为黏土,重度γ=19.5kN/m3,孔隙比e=0.8,液性指数I L=1.0。
要求验算:地基承载力,基底合力偏心距;基础稳定性。
结构尺寸及地质、水文资料(尺寸单位:m)2 有一桥墩墩底为矩形1.4×3.9m,刚性扩大基础(C20混凝土)设在河床下1.85m,河床标高为37.85m,作用于基础顶面荷载(作用标准值组合):轴心垂直力N=3504kN,弯矩M=1090kN・m,水平力H=340kN。
地基土第一层为一般黏性土厚6.35m(自河床算起),γ=19.3kN/ m3,孔隙比e=0.732,液性指数I L=0.5;第二层为粉质黏土厚5m,γ=18.2kN/ m3,孔隙比e=1.023,液性指数I L=0.56,第二层下为泥质页岩,设计水位标高45.00m,常水位标高38.50m,低水位36.85m,一般冲刷线标高37.00m,局部冲刷线标高36.5m,该地区最大冻结深度为1.00m,拟在枯水季节施工。
基础物理学第七章(静电场)课后习题答案
解:两根长直导线在它们之间所产生的磁场沿 y 轴正方向,该磁场的大小为 .
忽略导线内部磁通量,一对导线长为 l 的一段的自感为 . 7-14 一螺线管的自感系数为 0.010H,通过它的电流为 4A,试求它贮藏的磁场能量。 解:
7-15 一无限长直导线,截面各处的电流密度相等,总电流为 I,试证:每单位长度导线内 所贮藏的磁能为 ?????????。 解: 载流长直导线内磁场线是以对称轴为圆心的一系列同心圆,取半径为的圆为安培环路 L,有 在长直导线内取半径为,厚度为,高为单位长的薄壁圆筒体积元,如图所示,体积元内磁能 密度为 直导线内总磁能为
(1) 又因为 (2) (1)、(2)两式右边相同, 故
7-12 一螺绕环,横截面的半径为 a ,中心线的半径为 R,R " a ,其上由表面绝缘的导线 均匀地密绕两个线圈,一个 N1 匝,另一个 N2 匝。试求: (1)两线圈的自感 L1 和 L2; (2)两线圈的互感 M; (3)M 与 L1 和 L2 的关系。 解:(1)设线圈 1 中通有电流,因为 R " a,故螺线管内的磁场近似为匀强磁场,磁感应强 度为,通过某个横截面的磁通量为
因,则通过圆平面的位移电流为 (*)
(2)分析表明,运动电荷的磁场具有对称性,磁场线是垂直于轴线圆心在轴上的一系列同心 圆。设圆边缘某点 P 的磁感应强度为 B,磁场强度为 H,以给定圆为积分回路 L,应用全电流 定理和(*)式,得
毛概第七章思考题参考答案
《毛概》思考题参考答案(第七章)第七章思考习题1.如何认识改革开放是决定当代中国命运的关键抉择?(1)中国共产党在20世纪70年代末作出实行改革开放的重大决策,是有其深刻的国内和国际背景的。
从国内情况看,“文化大革命”十年内乱使党、国家和人民遭到严重挫折和损失。
当时,我国政治局面混乱,经济发展缓慢甚至停滞。
从国际环境来看,20世纪70年代世界范围的新科技革命推动世界经济以更快的速度向前发展,我国经济实力、科技实力与国际先进水平的差距明显拉大,面临着巨大的国际竞争压力。
在这样的历史背景下,要增强我国社会主义的生机与活力,解放与发展生产力,改善人民生活,出路只有改革开放。
(2)改革开放是党在新的时代条件下带领人民进行的新的伟大革命,它不是对原有经济体制的细枝末节的修补,而是对其进行的根本性变革。
它要从根本上改变束缚我国生产力发展的经济体制,建立充满生机和活力的社会主义新经济体制,同时相应地改革政治体制和其他方面的体制。
(3)改革开放是一场新的伟大革命,但这种革命不是一个阶级推翻另外一个阶级意义上的革命,不是否定我们已经建立起来的社会主义基本制度,而是社会主义制度的自我发展和完善。
(4)改革开放符合党心民心,顺应时代潮流,方向和道路是完全正确的,成效和功绩不容否定,停顿和倒退没有出路。
事实雄辩地证明,改革开放是决定当代中国命运的关键抉择。
2.如何正确认识社会主义社会的基本矛盾?我国社会主义改造完成以后,毛泽东以中国实践为基础,运用马克思主义基本原理,全面地阐述了社会主义社会的矛盾问题,并形成了比较系统的理论。
第一,社会主义社会的基本矛盾仍然是生产关系和生产力之间的矛盾、上层建筑和经济基础之间的矛盾,它们不但表现在社会生活的各个方面,而且贯穿于社会主义社会的始终,是推动社会主义社会不断前进的根本动力。
第二,系统地阐明了社会主义社会基本矛盾的性质和特点。
社会主义社会的基本矛盾,是在基本适应条件下的矛盾,是在人民根本利益一致基础上的矛盾,因而不是对抗性而是非对抗性的矛盾。
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基础工程复习思考题7 浅基础设计一、单选题1、根据地基损坏可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度,可将地基基础设计分为( 2 )等级。
(1)二个;(2)三个;(3)四个;(4)五个2、扩展基础不包括( 1 )。
(1)柱下条形基础;(2)柱下独立基础;(3)墙下条形基础;(4)无筋扩展基础3、为了保护基础不受人类和生物活动的影响,基础顶面至少应低于设计地面( 1 )。
(1)0.1m ;(2)0.2m ;(3)0.3m ;(4)0.5m4、除岩石地基外,基础的埋深一般不宜小于( 2 )。
(1)0.4m ;(2)0.5m ;(3)1.0m ;(4)1.5m5、地基土的承载力特征值可由( 2 )确定。
(1)室内压缩试验(2)原位载荷试验;(3)土的颗粒分析试验;(4)相对密度试验6、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)推荐的计算地基承载力特征值的理论公式是以( 2 )为基础的。
(1)临塑荷载cr p ;(2)临界荷载4/1p ;(3)临界荷载3/1p ;(4)极限荷载u p7、按地基承载力确定基础底面积时,传至基础底面上的荷载效应( 1 )。
(1)应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合;(2)应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合;(3)应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数;(4)应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其分项系数均为1.08、在进行软弱下卧层地基承载力特征值的修正计算时,埋深d 通常取( 3 )。
(1)室外地面至基底;(2)基底至下卧层顶面;(3)室外地面至下卧层顶面;(4)室外地面至下卧层底面9、当基础宽度大于3m 或埋置深度大于( 2 )时,从载荷试验或其他原位测试、规范表格等方法确定的地基承载力特征值应进行修正。
(1)0.3m ;(2)0.5m ;(3)1.0m ;(4)1.5m10、由( 1 )得到的地基承载力特征值无须进行基础宽度和埋深修正。
(1)土的抗剪强度指标以理论公式计算;(2)地基载荷试验;(3)规范承载力表格11、计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应( 2 )。
(1)应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合;(2)应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合;(3)应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数;(4)应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其分项系数均为1.012、( 3 )应验算其稳定性。
(1)地基基础设计等级为丙级的建筑物;(2)地基基础设计等级为乙级的建筑物;(3)经常承受水平荷载作用的高层建筑13、对软弱下卧层的承载力特征值进行修正时,( 1 )。
(1)仅需作深度修正;(2)仅需作宽度修正;(3)需作宽度和深度修正;(4)仅当基础宽度大于3m时才需作宽度修正14、当地基受力层范围内存在软弱下卧层时,若要显著减小柱下扩展基础的沉降量,较可行的措施是( 4 )。
(1)增大基础底面积;(2)减小基础底面积;(3)增大基础埋深;(4)减小基础埋深15、进行基础截面设计时,必须满足台阶宽高比要求的是( 4 )。
(1)钢筋混凝土条形基础;(2)钢筋混凝土独立基础;(3)柱下条形基础;(4)无筋扩展基础16、对于框架结构,地基变形一般由(2 )控制。
(1)沉降量(2)沉降差(3)倾斜(4)局部倾斜17、对于砌体承重结构,地基变形一般由(4 )控制。
(1)沉降量(2)沉降差(3)倾斜(4)局部倾斜18、对于高耸结构和高层建筑,地基变形一般由(3 )控制。
(1)沉降量(2)沉降差(3)倾斜(4)局部倾斜19、当地基压缩层范围内存在软弱下卧层时,基础底面尺寸宜( 4 )。
(1)按软弱下卧层承载力特征值确定,这样也就满足了持力层承载力的要求;(2)按软弱下卧层承载力特征值确定后适当加大;(3)按持力层承载力特征值确定后适当加大;(4)按持力层承载力特征值选择后,再对软弱下卧层进行承载力验算,必要时还要进行地基变形验算。
20、下列措施中,(4 )不属于减轻不均匀沉降危害的措施。
(1)建筑物的体型应力求简单;(2)相邻建筑物之间应有一定距离;(3)设置沉降缝;(4)设置伸缩缝。
21、柔性基础在均布荷载作用下,基底反力分布呈( 1 )(1)均匀分布(2)中间大,两端小(3)中间小,两端大22、排架结构属于( 1 )(1)柔性结构;(2)敏感性结构;(3)刚性结构23、框架结构属于( 2 )(1)柔性结构;(2)敏感性结构;(3)刚性结构24、在地基、基础与上部结构共同作用中,起主导作用的是( 2 )(1)基础;(2)地基;(3)地基与基础;(4)上部结构25、下列说法中,哪一条是错误的?( 3 )(1)原有建筑物受邻近新建重型或高层建筑物影响;(2)相邻建筑物的合理施工顺序是:先重后轻,先深后浅;(3)设置圈梁的最佳位置在房屋中部;(4)在软土地基上开挖基坑,要注意尽可能不扰动土的原状结构26、多层砌体承重结构设置圈梁时,若仅设置两道,则应( 4 )(1)在基础面附近和底层窗顶或楼板下面各设置一道;(2)在房屋中适当楼层窗顶或楼板下面各设置一道;(3)在顶层和其下一层窗顶或楼板下面各设置一道;(4)在基础顶面附近和顶层门窗顶处各设置一道。
27、计算挡土墙土压力时,荷载效应(4 )。
(1)应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合;(2)应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合;(3)应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数;(4)应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其分项系数均为1.028、计算基础内力时,荷载效应( 3 )。
(1)应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合;(2)应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合;(3)应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数;(4)应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其分项系数均为1.029、对设有地下室的筏形基础,在对地基承载力特征值进行埋深修正时,埋深应(1 )(1)自室外地面算起;(2)自室内地面算起;(3)取室内外的平均埋深;(4)当室外有填土时,从老天然地面算起30、对设有地下室的独立基础,在对地基承载力特征值进行埋深修正时,埋深应(2 )(1)自室外地面算起;(2)自室内地面算起;(3)取室内外的平均埋深;(4)当室外有填土时,从老天然地面算起二、判断题1、无筋扩展基础的截面尺寸除了通过限制材料强度等级和台阶宽高比的要求来确定外,尚须进行内力分析和截面强度计算。
( F )2、所有设计等级的建筑物都应按地基承载力计算基础底面积,并进行变形计算。
( F )3、地基承载力特征值的确定与地基沉降允许值无关。
( F )4、当基础下存在软弱下卧层时,满足设计要求的最佳措施是加大基础底面积。
( F )5、在确定基础底面尺寸时,若地基承载力特征值是按土的抗剪强度指标确定的,则还应进行地基变形验算。
( T )6、建筑物的长高比越大,其整体刚度越大( F )。
7、在软弱地基上修建建筑物的合力施工顺序是先轻后重,先小后大,先低后高。
( F )8、按土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值无需再作基础宽度和埋深修正。
( T )9、在计算柱下条形基础内力的简化算法中,倒梁法假定上部结构是绝对刚性的,静定分析法假定上部结构是绝对柔性的。
( T )三、简答题1、地基基础设计应满足哪些原则?(1)在防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面,应有足够的安全度。
(2)控制地基的特征变形量不超过规范允许值,(3)满足基础结构的强度、刚度和耐久性。
2、影响基础埋置深度的因素有哪些?影响基础埋深的因素很多,主要有:建筑物的用途类型及荷载大小性质、工程地质和水文地质、相邻建筑物基础埋深、地基土和融陷及是否需要补偿等,应综合影响基础埋深的因素很多,主要有:建筑物的用途类型及荷载大小性质、工程地质和水文地质、相邻建筑物基础埋深、地基土冻胀和融陷及是否需要补偿等,应综合考虑以上因素后加确定。
考虑以上因素后加以确定。
3、试述地基基础设计的一般步骤。
4、无筋扩展基础和扩展基础78的高度是根据什么条件确定的?5、如何确定地基承载力?6、何谓软弱下卧层?简述软弱下卧层验算的要点。
7、简述减轻不均匀沉降的建筑措施,结构措施,施工措施主要有哪些?四、计算题1、某柱下独立基础埋深m d 8.1=,所受轴心荷载kN F k 2400=,地基持力层为粘性土,3/18m kN =γ,kPa f ak 150=,3.0=b η,6.1=d η,试确定该基础的底面边长。
2、某框架结构中柱传至方形独立基础顶面的荷载标准值kN F k 700=,基础埋深m d 1=。
地面下为厚度3m 的粘土层,3/19m kN =γ,kPa f ak 183=,6.1=d η。
其下为淤泥质土,kPa f ak 55=,0.1=d η。
持力层压力扩散角︒=22θ。
试确定柱下方形基础的底面边长。
3、某承重砖墙厚240mm ,传至条形基础顶面处的轴心荷载m kN F k /150=。
该处土层自地表起依次分布如下:第一层为粉质粘土,厚度2.2m ,3/17m kN =γ,91.0=e ,kPa f ak 130=,MPa E s 1.81=;第二层为淤泥质土,厚度1.6m ,kPa f ak 65=,MPa E s 6.22=;第三层为中密中砂。
地下水位在淤泥质土顶面处。
建筑物对基础埋深没有特殊要求,且不考虑土的冻胀问题。
(1)试确定基础的底面宽度(须进行软弱下卧层验算);(2)设计基础截面并配筋(可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合值的1.35倍)。
4、某框架柱传给基础的荷载标准值为kN F k 1000=,m .kN M k 290=(沿基础长边方向作用),基础埋深1.5m ,基底尺寸为m m 32⨯。
地基土318m /kN =γ,kPa f a 200=。
试验算基础底面尺寸是否合适。