判定数的特性 习题及答案
高等数学下册第十二章习题答案详解
高等数学下册第十二章习题答案详解1.写出下列级数的一般项: (1)1111357++++;2242468x x +++⋅⋅⋅⋅;(3)35793579a a a a -+-+.解:(1)121n U n =-;(2)()2!!2n n xU n =;(3)()211121n n n a U n ++=-+; 2.求下列级数的和: (1) 23111555+++;(2) 11(1)(2)n n n n ∞=++∑;(3)1n ∞=∑.解:(1) 因为21115551115511511145n n n n S =+++⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦=-⎡⎤⎛⎫=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦从而1lim 4n n S →∞=,即级数的和为14. (2)()()()()()()()111111211n u x n x n x n x n x n x n x n =+-+++⎛⎫-=⎪+-++++⎝⎭从而()()()()()()()()()()()()()()11111211212231111111211nS x x x x x x xx x n x nx n x n x x x n x n ⎛-+-=+++++++⎝⎫++-⎪+-++++⎭⎛⎫-=⎪++++⎝⎭因此()1lim 21nn S x x →∞=+,故级数的和为()121x x +(3)因为nU =-从而(11n S n =-+-+-++-+=-=所以lim 1n n S →∞=13.判定下列级数的敛散性:(1)1n ∞=∑;(2)1111166111116(54)(51)n n +++++⋅⋅⋅-+;(3)231232222(1)3333nn n --+-+-+;(4)1155n ++.解:(1) (11n S n =++++=从而lim n n S →∞=+∞,故级数发散.(2) 1111111115661111165451111551n S n n n ⎛⎫=-+-+-++- ⎪-+⎝⎭⎛⎫=- ⎪+⎝⎭从而1lim 5n n S →∞=,故原级数收敛,其和为15.(3)此级数为23q =-的等比级数,且|q |<1,故级数收敛.(4)∵n U =lim 10n n U →∞=≠,故级数发散. *4.利用柯西审敛原理判别下列级数的敛散性:(1)11(1)n n n +∞=-∑;(2)1cos 2n n nx ∞=∑; (3)()0111313233n n n n ∞=+-+++∑.解:(1)当P 为偶数时,()()()()122341111112311111231111112112311n n n pn n n n p U U U n n n n pn n n n pn p n p n n pn n n +++++++++++----=++++++++-+--=++++⎛⎫⎛⎫-=----- ⎪ ⎪+-+-++++⎝⎭⎝⎭<+当P 为奇数时,()()()()1223411111123111112311111112311n n n pn n n n p U U U n n n n pn n n n pn p n p n n n n +++++++++++----=++++++++-+-+=++++⎛⎫⎛⎫-=---- ⎪ ⎪+-++++⎝⎭⎝⎭<+因而,对于任何自然数P ,都有12111n n n p U U U n n++++++<<+, ∀ε>0,取11N ε⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦,则当n >N 时,对任何自然数P 恒有12n n n p U U U ε++++++<成立,由柯西审敛原理知,级数()111n n n +∞=-∑收敛.(2)对于任意自然数P ,都有()()()1212121cos cos cos 12222111222111221121112212n n n pn n n pn n n p n p n p n U U U xn p x xn n ++++++++++++++++=+++≤+++⎛⎫- ⎪⎝⎭=-⎛⎫=- ⎪⎝⎭<于是, ∀ε>0(0<ε<1),∃N =21log ε⎡⎤⎢⎥⎣⎦,当n >N 时,对任意的自然数P 都有12n n n p U U U ε++++++<成立,由柯西审敛原理知,该级数收敛.(3)取P =n ,则()()()()()121111113113123133213223231131132161112n n n pU U U n n n n n n n n n n ++++++⎛⎫=+-+++-⎪++++++⋅+⋅+⋅+⎝⎭≥++++⋅+≥+>从而取0112ε=,则对任意的n ∈N ,都存在P =n 所得120n n n p U U U ε++++++>,由柯西审敛原理知,原级数发散.习题12-21.用比较判别法法判别下列级数的敛散性: (1)1114657(3)(5)n n ++++⋅⋅++; (2)22212131112131nn +++++++++++;(3)π1sin 3n n ∞=∑;(4)n ∞=; (5)11)1(0nn aa ∞=+>∑; (6)11(21)nn ∞=-∑.解:(1)∵ ()()21135n U nn n =<++而211n n ∞=∑收敛,由比较审敛法知1n n U ∞=∑收敛. (2)∵221111n n n U n n n n++=≥=++ 而11n n ∞=∑发散,由比较审敛法知,原级数发散.(3)∵ππsinsin 33lim lim ππ1π33n nn n n n→∞→∞=⋅=而1π3n n ∞=∑收敛,故1πsin 3n n ∞=∑也收敛.(4)∵321n U n=<=而3121n n∞=∑收敛,故1n ∞=收敛.(5)当a >1时,111n n nU a a =<+,而11n n a ∞=∑收敛,故111n n a∞=+∑也收敛. 当a =1时,11lim lim022n n n U →∞→∞==≠,级数发散.当0<a <1时,1lim lim 101n nn n U a →∞→∞==≠+,级数发散.综上所述,当a >1时,原级数收敛,当0<a ≤1时,原级数发散.(6)由021lim ln 2xx x →-=知121lim ln 211nx n→∞-=<而11n n ∞=∑发散,由比较审敛法知()1121n n ∞=-∑发散.2.用比值判别法判别下列级数的敛散性:(1)213n n n ∞=∑;(2)1!31n n n ∞=+∑; (3)232233331222322n n n +++++⋅⋅⋅⋅; (4) 12!n n n n n ∞=⋅∑. 解:(1) 23n n n U =,()2112311lim lim 133n n n n n nU n U n ++→∞→∞+=⋅=<,由比值审敛法知,级数收敛.(2) ()()111!311lim lim 31!31lim 131n n n n n nn n n U n U n n ++→∞→∞+→∞++=⋅++=⋅++=+∞所以原级数发散.(3) ()()11132lim lim 2313lim 21312n nn n n n n nn U n U n n n +++→∞→∞→∞⋅=⋅⋅+=+=> 所以原级数发散.(4) ()()1112!1lim lim 2!1lim 21122lim 1e 11n nn n nn n nnn n n U n n U n n n n n +++→∞→∞→∞→∞⋅+=⋅⋅+⎛⎫= ⎪+⎝⎭==<⎛⎫+ ⎪⎝⎭故原级数收敛.3.用根值判别法判别下列级数的敛散性:(1)1531nn n n ∞=⎛⎫⎪+⎝⎭∑; (2)()11ln(1)n n n ∞=+∑; (3)21131n n n n -∞=⎛⎫ ⎪-⎝⎭∑; (4)1nn n b a ∞=⎛⎫⎪⎝⎭∑,其中,,,()n n a a n a b a →→∞均为正数.解:(1)55lim1313n n n n →∞==>+,故原级数发散. (2) ()1lim01ln 1n n n →∞==<+,故原级数收敛.(3)121lim 1931nn n n n -→∞⎛⎫==<⎪-⎝⎭, 故原级数收敛.(4) lim limn n nb b a a →∞==, 当b <a 时,b a <1,原级数收敛;当b >a 时,b a >1,原级数发散;当b =a 时,ba=1,无法判定其敛散性.习题12-31.判定下列级数是否收敛?若收敛,是绝对收敛还是条件收敛?(1) 1+;(2)111(1)ln(1)n n n ∞-=-+∑;(3)2341111111153555333⋅-⋅+⋅-⋅+;(4)112(1)!n n n n ∞+=-⋅∑; (5)11ln (1)n n n n∞-=-⋅∑; (6)()11113∞--=-∑n n n n; *(6)1(1)111(1)23nnn n∞=-++++⋅∑. 解:(1)()11n n U-=-,级数1n n U ∞=∑>0n =,由莱布尼茨判别法级数收敛,又11121nn n Un∞∞===∑∑是P <1的P 级数,所以1nn U∞=∑发散,故原级数条件收敛. (2)()()111ln 1n n U n -=-+,()()1111ln 1n n n ∞---+∑为交错级数,且()()11ln ln 12n n >++,()1lim0ln 1n n →∞=+,由莱布尼茨判别法知原级数收敛,但由于()11ln 11n U n n =≥++ 所以,1nn U∞=∑发散,所以原级数条件收敛.(3)()11153n n nU -=-⋅,显然1111115353n n n n n n U ∞∞∞=====⋅∑∑∑,而113n n ∞=∑是收敛的等比级数,故1nn U∞=∑收敛,所以原级数绝对收敛.(4)由()121!+=-nn n u n2122=<==⨯⨯,由正项级数的根值判别法知,2!n n 收敛,则级数()1121!∞+=-∑nn n n 收敛,112(1)!n n n n ∞+=-⋅∑绝对收敛. (5)函数()ln =xf x x在[)e,+∞为单调递减函数,则当n 充分大时()ln 1ln 1+>+n n n n ,且ln lim 0→∞=n n n ,由莱布尼兹判别法知交错级数收敛,又ln 1>n n n ,而调和级数11∞=∑n n是发散的,则11ln (1)n n nn∞-=-⋅∑条件收敛. (6)111310333+-+---=-=>n n n n nn n n n u u ,则1+>n n u u ,又1lim 03-→∞=n n n,根据莱布尼兹判别法知()11113∞--=-∑n n n n 收敛,又由比较判别法知1131133-+=<+n n nn n n ,则级数()11113∞--=-∑n n n n 收敛,则级数()11113∞--=-∑n n n n绝对收敛. *(6)由于11111123n nn ⎛⎫⋅>++++ ⎪⎝⎭ 而11n n ∞=∑发散,由此较审敛法知级数 ()11111123nn nn ∞=⎛⎫-⋅++++ ⎪⎝⎭∑发散. 记1111123n U nn ⎛⎫=⋅++++ ⎪⎝⎭,则()()()()()()1222111111123111111112311111111231110n n U U n n n n n n n n n n n n n n +⎛⎫⎛⎫-=-++++- ⎪⎪+⎝⎭⎝⎭+⎛⎫=-++++ ⎪⎝⎭++⎛⎫⎛⎫-=++++ ⎪ ⎪⎝⎭+++⎝⎭>即1n n U U +> 又11111lim lim12311d n n n n U n n x n x→∞→∞⎛⎫=++++ ⎪⎝⎭=⎰ 由1111lim d lim 01t t t t x t x →+∞→+∞==⎰ 知lim 0n n U →∞=,由莱布尼茨判别法,原级数()11111123nn n n ∞=⎛⎫-⋅++++ ⎪⎝⎭∑收敛,而且是条件收敛. 2.如果级数23111111122!23!2!2nn ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的和用前n 项的和代替,试估计其误差.()()()()()()()12121211111=1!22!211111!21!21111=11!222111=11!21211!2n n n n n n nn n n n n n n σ++++++⎛⎫⎛⎫++⎪⎪++⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫ ⎪+⎝⎭-=+<3.若2lim n n n u →∞存在,证明:级数1n n u ∞=∑收敛.221211lim =lim ,.1n n n n n n n u n u nnu ∞→∞→∞=∞=∑∑存在而收敛所以也收敛*4.证明:若21nn u∞=∑收敛,则1nn u n ∞=∑绝对收敛. 222211111110221,2.n n n n n n n n n n n n u u u n n nu u n n u un n∞∞∞===∞∞===≤+∑∑∑∑∑<而和都收敛,由比较审敛法得知收敛从而收敛,即绝对收敛习题12-41.求下列函数项级数的收敛域: (1)11x n n∞=∑;(2)()1111n xn n ∞+=-∑.2.求下列幂级数的收敛半径及收敛域: (1)2323nx x x nx +++++;(2)1!nnn n x n∞=∑; (3)21121n n x n ∞-=-∑;(4)21(1)2nn x n n∞=-⋅∑. 解:(1)因为11limlim 1n n n n a n a n ρ+→∞→∞+===,所以收敛半径11R ρ==收敛区间为(-1,1),而当x =±1时,级数变为()11nn n ∞=-∑,由lim(1)0nx nn →-≠知级数1(1)n n n ∞=-∑发散,所以级数的收敛域为(-1,1).(2)因为()()1111!11lim lim lim lim e 1!11nn n n n n n n n n a n n n a n n n n ρ-+-+→∞→∞→∞→∞⎡⎤+⎛⎫⎛⎫==⋅===+ ⎪⎢⎥ ⎪+⎝⎭+⎝⎭⎣⎦所以收敛半径1e R ρ==,收敛区间为(-e,e).当x =e 时,级数变为1e !∞=∑n n n n n,()()()()11111!11!11e e e e +++++++⎛⎫=== ⎪+⎝⎭+n n nnn n n nnn n n n u n n u n n n 11e =⎛⎫+ ⎪⎝⎭nn , 在→+∞n 的过程中,11+>n nu u ,又0>n u ,则e =x 时,常数项级数为单调递增函数,1e =u ,则lim 0→∞≠n n u ,由级数收敛的必要条件,级数的一般项不趋于零,则该级数必发散,同理在e =-x 时,()1e !∞=-∑nnn n n 变为交错级数,其中!lim e →∞n n n n n依旧不等于0,,则在e =-x 时也发散,则其收敛域为(),e e -.(3)级数缺少偶次幂项.根据比值审敛法求收敛半径.211212221lim lim 2121lim 21n n n n n nn U x n U n x n x n x ++-→∞→∞→∞-=⋅+-=⋅+= 所以当x 2<1即|x |<1时,级数收敛,x 2>1即|x |>1时,级数发散,故收敛半径R =1.当x =1时,级数变为1121n n ∞=-∑,当x =-1时,级数变为1121n n ∞=--∑,由1121lim 012n n n→∞-=>知,1121n n ∞=-∑发散,从而1121n n ∞=--∑也发散,故原级数的收敛域为(-1,1). (4)令t =x -1,则级数变为212nn t n n∞=⋅∑,因为()()2122lim lim 1211n n n n a n n a n n ρ+→∞→∞⋅===⋅++ 所以收敛半径为R =1.收敛区间为 -1<x -1<1 即0<x <2.当t =1时,级数3112n n ∞=∑收敛,当t =-1时,级数()31112nn n ∞=-⋅∑为交错级数,由莱布尼茨判别法知其收敛.所以,原级数收敛域为 0≤x ≤2,即[0,2] 3.利用幂级数的性质,求下列级数的和函数:(1)11n n nx∞-=∑;(2)2221n n x n ∞+=+∑. ()()()()1112111111111n n n n n n n n nx x x S x nx x x x x x ∞-=∞∞∞-==='''⎛⎫⎛⎫===== ⎪ ⎪-⎝⎭-⎝⎭∑∑∑∑解:()可求得函数在<时收敛,<(2)由2422221lim 23n n n x n x n x++→∞+=⋅+知,原级数当|x |<1时收敛,而当|x |=1时,原级数发散,故原级数的收敛域为(-1,1),记()2221002121n n n n x x S x x n n ++∞∞====++∑∑,易知级数21021n n x n +∞=+∑收敛域为(-1,1),记()211021n n x S x n +∞==+∑,则()212011nn S x x x ∞='==-∑, 故()1011d ln 21xx S x x x +'=-⎰ 即()()1111ln 021x S S x x+-=-,()100S =,所以()()()11ln 121x xS xS x x x x+==<-习题12-51.将下列函数展开成x 的幂级数,并求展开式成立的区间: (1)()()ln 2f x x =+; (2)()2cos f x x =; (3)()()()1ln 1f x x x =++; (4)()2x f =(5)()23f x xx =+;(6)()e e)12(x x f x -=-; 解:(1)()()ln ln 2ln 2ln 11222x x f x x ⎛⎫⎛⎫===++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭由于()()0ln 111nnn x x n ∞==+-+∑,(-1<x ≤1)故()()11ln 11221n nn n x x n +∞+=⎛⎫=+- ⎪⎝⎭+∑,(-2≤x ≤2) 因此()()()11ln ln 22121n nn n x x n +∞+==++-+∑,(-2≤x ≤2)(2)()21cos 2cos 2xf x x +==由()()20cos 1!2nnn x x n ∞==-∑,(-∞<x <+∞)得()()()()()220042cos 211!!22n n n nn n n x x x n n ∞∞==⋅==--∑∑ 所以()()22011()cos cos 222114122!2n nn n f x x x x n ∞===+⋅=+-∑,(-∞<x <+∞) (3)f (x ) = (1+x )ln(1+x ) 由()()()1ln 111n nn x x n +∞==+-+∑,(-1≤x ≤1)所以()()()()()()()()()()()()()1120111111111111111111111111111n nn n n nn n n n n nn n n n n n n n n n x f x x n x x n n x x x n n n n x xn n x xn n +∞=++∞∞==++∞∞+==+∞+=-∞+==+-+=+--++=++--+++--=+⋅+-=++∑∑∑∑∑∑∑ (-1≤x ≤1)(4)()22f x x ==()()()21!!2111!!2n n n n x n ∞=-=+-∑ (-1≤x ≤1) 故()()()()221!!2111!!2n n n n x f x x n ∞=⎛⎫-+=- ⎪⎝⎭∑()()()()2211!!211!!2n n n n x x n ∞+=-=+-∑ (-1≤x ≤1)(5)()()()(220211131313313nn n n nn n x f x x x x x x ∞=+∞+==⋅+⎛⎫=⋅- ⎪⎝⎭=-<∑∑(6)由0e !nxn x n ∞==∑,x ∈(-∞,+∞)得()01e !n nxn x n ∞-=⋅-=∑,x ∈(-∞,+∞)所以()()()()()()0002101e e 2112!!1112!,!21x x n n n n n n n n n n f x x x n n x n x x n -∞∞==∞=+∞==-⎛⎫-=- ⎪⎝⎭=⋅⎡⎤--⎣⎦=∈-∞+∞+∑∑∑∑2.将()2132x x f x ++=展开成()4x +的幂级数.()()()()()()20100102101113212111114x+4141343333134713111114414224222212462241323nn nn n nn nn n nn n x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ∞=∞+=∞=∞+=∞+==-+++++⎛⎫⎛⎫==-=- ⎪ ⎪++-++⎝⎭⎝⎭-+=---+⎛+⎫⎛⎫==-=-< ⎪ ⎪++-++⎝⎭⎝⎭-+=--+=-++∑∑∑∑∑解:而<<<<<-从而()()()10110421146223nn n n n n n x x x ∞+=∞++=++⎛⎫=-+-- ⎪⎝⎭∑∑<<3.将函数()f x 1()x -的幂级数. 解:因为()()()()()211111111!2!!m nm m m m m m n x x x x x n ---+=++++++-<<所以()()[]()()()3221133333331121222222211111!2!!nf x x n x x x n ==+-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫----+ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=+++++---(-1<x -1<1)即()()()()()()()()()()()()()2323133131313251111111222!23!2!3152111022!nnn nn n f x x x x x n n x x n ∞=⋅⋅⋅⋅⋅⋅--+--=+++++----⋅⋅⋅⋅⋅⋅--=+-<<⋅∑4.利用函数的幂级数展开式,求下列各数的近似值: (1) ln3(误差不超过10.000); (2) cos2︒(误差不超过10.000).解:(1)35211ln 213521n x x x x x x n -+⎛⎫=+++++ ⎪--⎝⎭,x ∈(-1,1) 令131x x +=-,可得()11,12x =∈-, 故()35211111112ln3ln 212325222112n n -+⎡⎤+++++==⎢⎥⋅⋅⋅-⎣⎦- 又()()()()()()()()()()2123212121232521242122112222123222212112222123252111222212112211413221n n n n n n n n n n n r n n n n n n n n n n +++++++++-⎡⎤++=⎢⎥⋅⋅++⎣⎦⎡⎤⋅⋅++=+++⎢⎥⋅⋅+++⎣⎦⎛⎫<+++ ⎪⎝⎭+=⋅+-=+故5810.000123112r <≈⨯⨯61010.000033132r <≈⨯⨯. 因而取n =6则35111111ln32 1.098623252112⎛⎫=≈++++⎪⋅⋅⋅⎝⎭(2)()()2420ππππ909090cos 2cos 11902!4!!2nn n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭==-+-++-∵24π906102!-⎛⎫ ⎪⎝⎭≈⨯;48π90104!-⎛⎫⎪⎝⎭≈ 故2π90cos 2110.00060.99942!⎛⎫ ⎪⎝⎭≈-≈-≈ 5.将函数()d 0arctan x tF x t t=⎰展开成x 的幂级数. 解:由于()21arctan 121n nn t t n +∞==-+∑所以()()()()()20002212000arctan d d 121d 112121n xx nn n n xnnn n t t F t tx t n t x t n n ∞=+∞∞====-+==--++∑⎰⎰∑∑⎰(|x |≤1)6.求下列级数的和函数: (1) 2121n n x n ∞+=+∑;(2)10(1)!n n nx n ∞-=-∑(提示:应用e x 的幂级数展开式);解:(1)可求得原级数的收敛半径R =1,且当|x |=1时,原级数发散.记()21021n n x S x n +∞==+∑则()22011n n S x x x∞='==-∑ ()200111d d ln 121xxx S x x x x x +'==--⎰⎰,即()()11ln 021xS S x x+-=-,S (0)=0 所以()11ln 21xS x x+=-,(|x |<1)(2)由()11!lim lim 0!1n n n n n a n n a n +→∞→∞+==-知收敛域为(-∞,+∞).记()()11!1n n n S x x n ∞-==-∑则()()()111d e !!11nn xx n n x x S x x x x n n -∞∞=====--∑∑⎰,所以()()()e 1e x x S x x x '==+,(-∞<x <+∞)7.试用幂级数解法求下列微分方程的解:222(1)0;(2)0;(3)1;(4)(1);(5)(1)2.y x y y xy y y xy x x y x y x y x x y '''''-=++=''--=-=-'+=-+()()()()()()()()()1220120220120223405121,,11212021=210320435421nn n nn n n n n n n n nnn n n n nnn n n n n n y a x y na xy n n a xn n a x n n a x xa xn n a x a x a a a a a a n n a a ∞∞∞∞--+====∞∞+==∞∞+-==+-'''===-=++++-=++====++=∑∑∑∑∑∑∑∑解:()设则代入原方程得即比较同次幂系数,得一般地()()()()222001423456785801910111291134243042,3,210,,,0,3445783478,0,894589111234781112,12134589121303478414n n k k k n a a n n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a k k-+++==++===================-即所以有所以()()()14145121481221,2,1,2,4589441134347834781112145458945891213k k a a k k k x x x y C x x x C x +===+⎛⎫=++++⎪⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎝⎭⎛⎫+++++⎪⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎝⎭因此是方程的解()()()()()()()()()212120222220210211021100,1,2,10,1,2,2111122222n n n n n n n n n n n n nn n n n n n n k k y a x a n n xx a nxa x n n a n a x n n a n a n a a n n a a a k k k ∞=∞∞∞--===∞+=++-=-++=++++=⎡⎤⎣⎦++++===-=+⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=---= ⎪⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑∑∑∑∑()设为该方程的解,代入该方程得即故即从而()()()()01212112242000021351111!2111112121213135211111!22!2!211313513521kk k k nnk k a k a a a a k k k k a a a y a x x x n a a x a x x k +-+⎛⎫- ⎪⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=---=- ⎪⎪ ⎪++-⋅⋅+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-++-++⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎡-+++-+⎢⋅⋅⋅⋅⋅-⎣因而()()()()()()22222202135135212011221211111!22!2!2111131351352111313513521121!!n k k x n nn x x x x a n x a x x x k x x x a e a x k y C eC x n ++-+-⎤⎥⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-++-+⎢⎥⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎡⎤+-+++-+⎢⎥+⎣⎦⎡⎤=+-+-+-+⎢⎥+⎣⎦-=+-故原方程的通解为11n n ∞-=∑()()()101110111120210001234567213,=,112120111111,,,,,,23243524611,,3571nn n n n n n n nn n n n nn n n y a a x y na x na xx a a x x a a a x a n a x a a a a a a a a a a a ∞∞-==∞∞-==∞++=-'=+⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭-+--+-++=⎡⎤⎣⎦+++======⋅⋅⋅⋅==⋅⋅⋅∑∑∑∑∑()设方程的解为从而代入方程得即因而()()()()()()023521242000023521222001,352124621113!!5!!21!!24!!2!!111113!!5!!21!!22!!2!!2n n n n n a a n n a a a x x x y a x x x x n n x x x x x x a x a n n --+=⋅-⋅⋅⎡⎤⎡⎤+++=+++++++++++⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎡⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++++++-++++++⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦因此()()()()()()()222321200032120212113!!21!!113!!21!!121!!x n x n x n x x a a a e x n x x a e x n x y Ce n ---⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎡⎤=-+++++++⎢⎥-⎣⎦⎡⎤=++-++++⎢⎥-⎣⎦=+-+-故方程的通解为()()()()()()01210210102321102311110,20,3=1,11041,0,,32234521123431n n n n nn n n n n n n n n n n n y a x x na xx a x n a n a x x a a a a a n a n a n a a a a n n n n n a a n n n n n y C ∞=∞∞-==∞+=+-=-=-++-=⎡⎤⎣⎦+==-+--=≥=-==-----==---=∑∑∑∑(4)令是该方程的解,代入该方程得即比较系数得以及故因而()()3412.31n n x x x n n ∞=-++-∑是方程的解()()()()10112011121101102231102315,=,2120,22,3111032,1,311nn n n n n n n n nnn n n n n n n n n n n n y a x y na x na x na xa a x x xna n a a x a a x xa a a a a n a n a n a a a a n a n ∞∞-==∞∞∞-===∞+=++'=+--=-++-+-=-⎡⎤⎣⎦-==-+=-++=≥==-=-=-+∑∑∑∑∑∑()设方程的解为则代入方程得即比较系数得从而()()()()()()()()()()()1344331234121242114641131141412411.31n n n n n n n n n n n n n a a a n n n n a n n n n n a n n n y C x x x x n n ----∞-=-----⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--==--- ⎪⎪ ⎪⎪⎪++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=-=-≥++=-≥-=+-++--∑即因而原方程的通解为8. 试用幂级数解法求下列方程满足所所给定初始条件的解:2222(1)(2)2(1)20,(0)(1)1;(2),(0)0;(3)cos 0,(0),(0)0.x x y x y y y y dyx y y dx d xx t x a x dt '''-+-+====+='+===()()()()12122212121,,12121201.nn n n n n n n n n n n n n n n n n y a x y na xy n n a x xx n n a x x na x a x y x x ∞∞∞--===∞∞∞--==='''===---+-+==-+∑∑∑∑∑∑()设则代入原方程得比较同次项系数,由初始条件可得方程的解为()1001211125,,00,0..11220nn n n n n n n n n n n y a x y na x y a na x a x xy x x ∞∞-==∞∞-=='====⎛⎫-= ⎪⎝⎭=++∑∑∑∑(2)设则由得代入原方程得比较同次幂系数得方程的解为()()()()21220120123423456246230123232345(3),,10,00,,0232435465102!4!6!23243546nn n n n n n n n dx d x x a t na t n n a t dt dt x a x a a a a a t a t a t a t t t t a a t a t a t a a t a t a t ∞∞∞--======-'====+⋅+⋅+⋅+⋅+⎛⎫+++++-+-+= ⎪⎝⎭++++∑∑∑设则由初始条件所以代入原方程得即4602240012123420310421530264010213024502!2!2!4!203204302!5402!6502!4!,0,220322!434!a t a a a a a a t a t a t a t a a a a a a a aa a aa a a a a a a a a aa a a a a a ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫++-+-+-++= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭+=⋅+=⋅+-=⋅+-=⋅+-+====-=-=-=⋅-+==⋅比较系数得又得到1350024246867824682!0549552!4!2!4!6,0,,656!878!1295512!4!6!8!a a a a a a a a a a a a a t x a t t t t -+==⋅-+--+-+==-===⋅⋅⎛⎫=-+-+- ⎪⎝⎭所以习题12-61.设()f x 是周期为π2的周期函数,它在(,ππ-⎤⎦上的表达式为ππ. 32,0,(),0x f x x x -<≤⎧⎪=⎨<≤⎪⎩试问()f x 的傅里叶级数在πx =-处收敛于何值?解:所给函数满足狄利克雷定理的条件,x =-π是它的间断点,在x =-π处,f (x )的傅里叶级数收敛于()()[]()33ππ11π22π222f f -+-+-=+=+ 2.写出函数ππ. 21,0,(),0x f x x x --<≤⎧⎪=⎨<≤⎪⎩的傅里叶级数的和函数.解:f (x )满足狄利克雷定理的条件,根据狄利克雷定理,在连续点处级数收敛于f (x ),在间断点x =0,x =±π处,分别收敛于()()00122f f -++=-,()()2πππ122f f -++-=,()()2πππ122f f -+-+--=,综上所述和函数.()221π00π102π1π2x x x S x x x --<<⎧⎪<<⎪⎪=-=⎨⎪⎪-=±⎪⎩3. 写出下列以π2为周期的周期函数的傅里叶级数,其中()f x 在),ππ-⎡⎣上的表达式为: (1)π,0π4()π,π04x f x x ⎧≤<⎪=⎨⎪--≤<⎩ ;(2)()2()f x x πx π=-≤<;(3)ππ,π22ππ(),22ππ,π22x f x x x x ⎧--≤<-⎪⎪⎪=-≤<⎨⎪⎪≤<⎪⎩ ; (4)()ππcos ()2f x x x=-≤≤. 解:(1)函数f (x )满足狄利克雷定理的条件,x =n π,n ∈z 是其间断点,在间断占处f (x )的傅里叶级数收敛于()()ππ0044022f f +-⎛⎫+- ⎪+⎝⎭==,在x ≠n π,有()π0π-ππ011π1πcos d cos d cos d 0ππ4π4n a f x nx x nx x nx x -⎛⎫==-+= ⎪⎝⎭⎰⎰⎰()π0π-ππ011π1πsin d sin d sin d ππ4π40,2,4,6,,1,1,3,5,.n b f x nx x nx x nx x n n n-⎛⎫==-+ ⎪⎝⎭=⎧⎪=⎨=⎪⎩⎰⎰⎰于是f (x )的傅里叶级数展开式为()()11sin 2121n f x n x n ∞==--∑(x ≠n π)(2)函数f (x )在(-∞,+∞)上连续,故其傅里叶级数在(-∞,+∞)上收敛于f (x ),注意到f (x )为偶函数,从而f (x )cos nx 为偶函数,f (x )sin nx 为奇函数,于是()π-π1sin d 0πn b f x nx x ==⎰,2π20-π12πd π3a x x ==⎰, ()()ππ22-π0124cos d cos d 1ππnn a f x nx x x nx x n===-⋅⎰⎰ (n =1,2,…) 所以,f (x )的傅里叶级数展开式为:()()221π41cos 3nn f x nx n∞==+-⋅∑ (-∞<x <∞)(3)函数在x =(2n +1)π (n ∈z )处间断,在间断点处,级数收敛于0,当x ≠(2n +1)π时,由f (x )为奇函数,有a n =0,(n =0,1,2,…)()()()πππ2π002222πsin d sin d sin d ππ212π1sin 1,2,π2n nb f x nx x x nx x nx x n n n n ⎡⎤==+⎢⎥⎣⎦=--+=⎰⎰⎰ 所以()()12112π1sin sin π2n n n f x nx n n ∞+=⎡⎤=-⋅+⎢⎥⎣⎦∑ (x ≠(2n +1)π,n ∈z )(4)因为()cos2xf x =作为以2π为周期的函数时,处处连续,故其傅里叶级数收敛于f (x ),注意到f (x )为偶函数,有b n =0(n =1,2,…),()()ππ-π0π0π1212cos cos d cos cos d π2π2111cos cos d π2211sin sin 12211π224110,1,2,π41n n x xa nx x nx xn x n x x n x n x n n n n +==⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎢⎥=+⎢⎥+-⎢⎥⎣⎦⎛⎫=-= ⎪-⎝⎭⎰⎰⎰所以f (x )的傅里叶级数展开式为:()()12124cos 1ππ41n n nxf x n ∞+==+--∑ x ∈[-π,π] 4. 将下列函数()f x 展开为傅里叶级数: (1)()πππ(2)4x xf x =-<<-;(2)()π2sin (0)f x xx =≤≤.解:(1) ()ππ0-ππ11ππcos d d ππ422x a f x nx x x -⎛⎫==-= ⎪⎝⎭⎰⎰ []()ππππ-π-πππ1π11cos d cos d x cos d π4242π1sin 001,2,4n x a nx x nx x nx xnx n n--⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭=-==⎰⎰⎰()ππππ-π-π1π11sin d sin d xsin d π4242π11n n x b nx x nx x nx x n-⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭=-⋅⎰⎰⎰故()()1πsin 14n n nxf x n∞==+-∑ (-π<x <π)(2)所给函数拓广为周期函数时处处连续, 因此其傅里叶级数在[0,2π]上收敛于f (x ),注意到f (x )为偶函数,有b n =0,()ππ0πππ011cos0d sin d ππ24sin d ππa f x x x x x x x --====⎰⎰⎰()()()()()()ππ0ππ02222cos d sin cos d ππ1sin 1sin 1d π211π10,1,3,5,4,2,4,6,π1n na f x nx x x nx xn x n x x n n n n -===+--⎡⎤⎣⎦-⎡⎤=+-⎣⎦-=⎧⎪-=⎨=⎪-⎩⎰⎰⎰所以()()2124cos2ππ41n nxf x n ∞=-=+-∑ (0≤x ≤2π) 5. 设()π1(0)f x x x =+≤≤,试分别将()f x 展开为正弦级数和余弦级数. 解:将f (x )作奇延拓,则有a n =0 (n =0,1,2,…)()()()()ππ0022sin d 1sin d ππ111π2πn nb f x nx x x nx x n==+--+=⋅⎰⎰从而()()()1111π2sin πnn f x nx n∞=--+=∑ (0<x <π)若将f (x )作偶延拓,则有b n =0 (n =1,2,…)()()ππ00222cos d 1cos d ππ0,2,4,64,1,3,5,πn a f x nx x x nx x n n n ==+=⎧⎪=-⎨=⎪⎩⎰⎰()()ππ0π012d 1d π2ππa f x x x x -==+=+⎰⎰从而()()()21cos 21π242π21n n xf x n ∞=-+=--∑ (0≤x ≤π) 6. 将()211()f x xx =+-≤≤展开成以2为周期的傅里叶级数,并由此求级数211n n∞=∑的和.解:f (x )在(-∞,+∞)内连续,其傅里叶级数处处收敛,由f (x )是偶函数,故b n =0,(n =1,2,…)()()1101d 22d 5a f x x x x -==+=⎰⎰()()()1112cos d 22cos d 0,2,4,64,1,3,5,πn a f x nx x x nx xn n n -==+=⎧⎪-=⎨=⎪⎩⎰⎰所以()()()221cos 21π542π21n n xf x n ∞=-=--∑,x ∈[-1,1]取x =0得,()2211π821n n ∞==-∑,故 ()()22222111111111π48212n n n n n n n n ∞∞∞∞=====+=+-∑∑∑∑ 所以211π6n n ∞==∑ 7. 将函数()12(0)f x x x =-≤≤展开成周期为4的余弦级数.解:将f (x )作偶延拓,作周期延拓后函数在(-∞,+∞)上连续,则有b n =0 (n =1,2,3,…)()()220201d 1d 02a f x x x x -==-=⎰⎰ ()()()222022221ππcos d 1cos d 2224[11]π0,2,4,6,8,1,3,5,πn nn x n xa f x x x xn n n n -==-=--=⎧⎪=⎨-=⎪⎩⎰⎰ 故()()()22121π81cos π221n n x f x n ∞=-=-⋅-∑(0≤x ≤2)8. 设11,02()122,2x x f x x x ⎧≤≤⎪=⎨⎪-<<⎩,()01cos π,2n n a a n x s x x ∞==-∞<∞+<+∑,其中πd 102()cos n a f x n x x =⎰,求()52s -.解:先对f (x )作偶延拓到[-1,1],再以2为周期延拓到(-∞,+∞)将f (x )展开成余弦级数而得到 s (x ),延拓后f (x )在52x =-处间断,所以515511122222221131224s f f f f +-+-⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+-=-+-⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎛⎫=+= ⎪⎝⎭9.设函数()21(0)f x x x =≤<,而()1sin π,n n n x b s x x ∞==-∞<<+∞∑,其中()πd 1,2,3,102()sin n f x n x xb n ==⎰.求()12s-.解:先对f (x )作奇延拓到,[-1,1],再以2为周期延拓到(-∞,+∞),并将f (x )展开成正弦级数得到s (x ),延拓后f (x )在12x =-处连续,故. 211112224s f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 10. 将下列各周期函数展开成为傅里叶级数,它们在一个周期内的表达式分别为: (1)()2111 22f x x x ⎛⎫=--≤< ⎪⎝⎭ ;(2) 3. 21,30,()1,0x x f x x +-≤≤⎧=⎨≤<⎩解:(1) f (x )在(-∞,+∞)上连续,故其傅里叶级数在每一点都收敛于f (x ),由于f (x )为偶函数,有b n =0 (n =1,2,3,…)()()112221002112d 41d 6a f x x x x -==-=⎰⎰, ()()()()112221021222cos2n πd 41cos2n πd 11,2,πn n a f x x x x x xn n -+==--==⎰⎰所以()()12211111cos 2π12πn n f x n x n +∞=-=+∑(-∞<x <+∞)(2) ()()303033011d 21d d 133a f x x x x x --⎡⎤==++=-⎢⎥⎣⎦⎰⎰⎰, ()()()()330330221πcos d 331π1π21cos d cos d 3333611,1,2,3,πn nn xa f x xn x n x x x x n n --==++⎡⎤=--=⎣⎦⎰⎰⎰()()()()33033011πsin d 331π1π21sin d sin d 333361,1,2,πn n n xb f x x n x n x x x x n n --+==++=-=⎰⎰⎰而函数f (x )在x =3(2k +1),k =0,±1,±2,…处间断,故()()()122116π6π11cos 1sin 2π3π3n n n n x n x f x n n ∞+=⎧⎫⎡⎤=-+--+-⎨⎬⎣⎦⎩⎭∑ (x≠3(2k +1),k =0,±1,±2,…)习题十二1. 填空题:(1)级数1211()1n n n ∞=+∑的敛散性是 发散(2)级数1()21nn n n ∞=-∑的敛散性是 收敛 (3)已知幂级数级数级数1(2)04nn n a x x x ∞=+==-∑在处收敛,在处发散,则幂级数1(3)nn n a x ∞=-∑的处收敛域为 (1,5](4) 设函数()1()f x x x ππ=+-<<的傅里叶级数的和函数为(),(5)S x S π则等于 1(5)设函数2()(0)f x x x π=≤≤的正弦函数1sin nn bnx ∞=∑的和函数(),(,2)()S x S x ππ∈=则当x 时, 2(2)x π--2. 选择题:(1) 正项级数1nn a∞=∑收敛的充分条件是( C )。
七年级数学下册平行线的判定练习题
七年级数学下册平行线的判定练习题(含答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图,下列四个结论:①①1=①3;①①B =①5;①①B +①BAD =180º;①①2=①4;①①D +①BCD =180º.能判断AB ①CD 的个数有 ( )A .2个B .3个C .4个D .5个2.如图,//AB CD ,120BAE ∠=︒,40DCE ∠=︒,则AEC ∠=( )A .70︒B .80︒C .90︒D .100︒3.如图,已知直线a ,b 被直线c 所截,下列条件不能判断a ①b 的是( )A .①2=①6B .①2+①3=180°C .①1=①4D .①5+①6=180°4.如图点E 在BC 的延长线上,则下列条件中,不能判定AB ∥CD 的是( )A .①1=①2B .①B =①DCEC .①3=①4D .①D +①DAB =180°5.如图所示,在下列四组条件中,能判断//AB CD 的是( )A .12∠=∠B .180BAD ABC ∠+∠=︒ C .34∠=∠D .ABD BDC ∠=∠6.下列给出的条件能够推理出a b ∥的是( )A .12∠=∠B .24∠∠=C .34∠=∠D .14180∠+∠=︒二、填空题7.如图,木工师傅用角尺画平行线的依据是_________________________.8.已知:如图,在三角形ABC 中,CD AB ⊥于点D ,连接DE ,当1290∠+∠=︒时,求证:DE ∥BC . 证明:①CD AB ⊥(已知),①90ADC ∠=︒(垂直的定义).①1∠+________90=︒,①1290∠+∠=︒(已知),①________2=∠(依据1:________),①∥DE BC (依据2:________).9.如图,写出能判定AB①CD的一对角的数量关系:___________________.BC ,DO①AB,则①O的半径10.如图,AB是①O的直径,CB切①O于B,连结AC交①O于D,若8cmOA=___________cm.11.如图,用符号语言表达定理“内错角相等,两直线平行”的推理形式:①_____,①a①b.三、解答题12.请完成下面的推理过程:如图,已知①D=108°,①BAD=72°,AC①BC于C,EF①BC于F.求证:①1=①2.证明:①①D=108°,①BAD=72°(已知)①①D+①BAD=180°AB CD()①//①①1= ( )又①AC ①BC 于C ,EF ①BC 于F (已知)①EF // ( )①①2= ( )①①1=①2( )13.如图,四边形ABCD 中,①A =①C =90°,BE 平分①ABC ,DF 平分①ADC ,则BE 与DF 有何位置关系?试说明理由.14.如图,已知AC ①BC 于点C ,①B =70º,①ACD =20º.(1)求证:AB //CD ;(2)在不添加任何辅助线的情况下,请补充一个条件________,使BC //AD .15.如图所示,在四边形ABCD 中,ABC ∠的角平分线及外角DCE ∠的平分线所在的直线相交于点F ,若A α∠=,D β∠=.(1)如图(a )所示,180αβ+>,试用α,β表示F ∠,直接写出结论.(2)如图(b )所示,180αβ+<,请在图中画出F ∠,并试用α,β表示F ∠.(3)一定存在F ∠吗?若有,写出F ∠的值;若不一定,直接写出α,β满足什么条件时,不存在F ∠.16.下面是王倩同学的作业及自主探究笔记,请认真阅读并补充完整.【作业】如图①,直线12l l ∥,ABC 与DBC △的面积相等吗?为什么?解:相等.理由如下:设1l 与2l 之间的距离为h ,则12ABC SBC h =⋅,12DBC S BC h =⋅△. ①ABC DBC S S =.【探究】(1)如图①,当点D 在1l ,2l 之间时,设点A ,D 到直线2l 的距离分别为h ,h ',则ABC DBC S h S h ='△△.证明:①ABC S(2)如图①,当点D 在1l ,2l 之间时,连接AD 并延长交2l 于点M ,则ABC DBC S AM S DM=△△.证明:过点A 作AE BM ⊥,垂足为E ,过点D 作DF BM ⊥,垂足为F ,则90AEM DFM ∠=∠=︒, ①AE ∥ .①AEM △∽ . ①AE AM DF DM=. 由【探究】(1)可知ABC DBCS S =△△ , ①ABC DBC S AM S DM=△△. (3)如图①,当点D 在2l 下方时,连接AD 交2l 于点E .若点A ,E ,D 所对应的刻度值分别为5,1.5,0,ABC DBCS S △△的值为 .17.如图,在下列括号中填写推理理由①①1=135°(已知),①①3=①135°( )又①①2=45°(已知),①①2+①3=45°+135°=180°,①a ①b ( )18.已知:如图,点E在线段CD上,EA、EB分别平分①DAB和①ABC,①AEB=90°,设AD=x,BC=y,且(x﹣2)2+|y﹣5|=0.(1)求AD和BC的长.(2)试说线段AD与BC有怎样的位置关系?并证明你的结论.(3)你能求出AB的长吗?若能,请写出推理过程,若不能,说明理由.19.如图,AB=CD,BC=DA,求证:AB①CD,BC①DA.参考答案:1.A【分析】根据同位角相等、内错角相等、同旁内角互补的两直线平行分别判断即可.【详解】解:①①13∠=∠,①//AD BC ,无法推出//AB CD ;①①5B ∠=∠,①//AB CD ;①①180B BAD ∠+∠=°,①//AD BC ,无法推出//AB CD ;①①24∠∠=,①//AB CD ;①①180D BCD ∠+∠=︒①//AD BC ,无法推出//AB CD ,综上所述,能判断//AB CD 的是:①①,有2个,故选:A .【点睛】题考查了平行线的判定,正确识别“三线八角”中的同位角、内错角、同旁内角是正确答题的关键,只有同位角相等、内错角相等、同旁内角互补,才能推出两被截直线平行.2.D【分析】过点E 作//EF AB ,先根据平行线的判定可得//EF CD ,再根据平行线的性质分别可得AEF ∠和CEF ∠的度数,然后根据角的和差即可得.【详解】如图,过点E 作//EF AB ,120BAE ∠=︒,18060AEF BAE ∴∠=︒-∠=︒,又//AB CD ,//EF CD ∴,40DCE CEF ∴=∠=∠︒,6040100AEC AEF CEF ∴∠=∠+∠=︒+︒=︒,故选:D .【点睛】本题考查了平行线的判定与性质,熟练掌握平行线的判定与性质是解题关键.3.D【分析】根据同位角相等,内错角相等,同旁内角互补来判定两直线平行.【详解】解:A ,①2和①6是内错角,内错角相等两直线平行,能判定a ①b ,不符合题意;B ,①2+①3=180°,①2和①3是同旁内角,同旁内角互补两直线平行,能判定a ①b ,不符合题意;C ,①1=①4,由图可知①1与①2是对顶角,①①1=①2=①4,①2和①4互为同位角,能判定a ①b ,不符合D ,①5+①6=180°,①5和①6是邻补角,和为180°,不能判定a ①b ,符合题意;故选:D .【点睛】此题主要考查了平行线的判定,结合平行线判定的条件是解决这道题的关键.4.C【分析】根据平行线的判定定理进行逐一分析解答即可.【详解】解:A 、正确,符合“内错角相等,两条直线平行”的判定定理;B 、正确,符合“同位角相等,两条直线平行”的判定定理;C 、错误,若①3=①4,则AD ①BE ;D 、正确,符合“同旁内角互补,两条直线平行”的判定定理;故选:C .【点睛】本题考查的是平行线的判定定理,比较简单.5.D【分析】根据平行线的判定定理求解判断即可.【详解】解:A 、①①1=①2,①AD //BC (内错角相等,两直线平行),故此选项不符合题意;B 、①①BAD +①ABC =180°,①AD //BC (同旁内角互补,两直线平行),故此选项不符合题意;C 、①①3=①4,①AD //BC (内错角相等,两直线平行),故此选项不符合题意;D 、①①ABD =①BDC ,①AB //CD (内错角相等,两直线平行),故此选项符合题意;故选:D .【点睛】此题主要考查了平行线的判定,熟记平行线的判定定理是解题关键.6.D【分析】根据平行线的判定逐一判定即可.【详解】解:A.由12∠=∠不能推理出a b ∥,故不符合题意;B.由24∠∠=不能推理出a b ∥,故不符合题意;C.由34∠=∠不能推理出a b ∥,故不符合题意;D. ①①4+①5=180°时能推出a b ∥,又①①1=①5,①由14180∠+∠=︒能推理出a b ∥,故符合题意;【点睛】本题考查了平行线的判定定理,解决此题的关键是清楚平行线的判定定理同位角相等,两直线平行;内错角相等,两直线平行;同旁内角互补,两直线平行.7.在同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线平行或根据同位角相等两直线平行.【分析】在同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线平行或根据同位角相等两直线平行.【详解】解:在同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线平行或根据同位角相等两直线平行. 故答案为在同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线平行或根据同位角相等两直线平行【点睛】本题考查的是平行线的判定,熟知平行线的判定方法是解答此题的关键8. EDC ∠ EDC ∠ 同角的余角相等 内错角相等,两直线平行【分析】根据垂直的定义及平行线的判定定理即可填空.【详解】①CD AB ⊥(已知),①90ADC ∠=︒(垂直的定义).①1∠+EDC ∠90=︒,①1290∠+∠=︒(已知),①EDC ∠2=∠(同角的余角相等),①//DE BC (内错角相等,两直线平行).故答案为:EDC ∠;EDC ∠;同角的余角相等;内错角相等,两直线平行.【点睛】此题考查了平行线的判定与性质,熟记 “内错角相等,两直线平行”是解题的关键.9.①BAC =①ACD (或①B +①BCD =180°或①D +①BAD =180°)【分析】根据平行线的判定定理进行填空.【详解】解:由“内错角相等,两直线平行”可以添加条件①BAC =①ACD .由“同旁内角互补,两直线平行”可以添加条件①B +①BCD =180°,或①D +①BAD =180°.故答案为:①BAC =①ACD (或①B +①BCD =180°或①D +①BAD =180°).【点睛】本题考查了平行线的判定.解答此类要判定两直线平行的题,可围绕截线找同位角、内错角和同旁内角.本题是一道探索性条件开放性题目,能有效地培养学生“执果索因”的思维方式与能力. 10.4【分析】先根据切线的性质得出BC①AB,再根据平行线的判定得出BC OD∥,再根据平行线分线段成比例,得出OD AOBC AB=,根据点O是AB的中点,8BC=cm,求出OD,即可得出结果.【详解】解:①CB切①O于B,①BC①AB,①DO①AB,①BC OD∥,①OD AOBC AB=,①点O是AB的中点,①2AB AO=,①12 OD AOBC AB==,①8BC=cm,①OD=4cm,①OA=OD,①OA=4cm.故答案是:4.【点睛】本题主要考查了切线的性质,平行线的判定,平行线分线段成比例,根据切线的性质,结合已知条件,求出BC OD∥,是解题的关键.11.①4=①1【分析】两条直线被第三条直线所截,如果内错角相等,那么这两条直线平行.【详解】解:①①4=①1,①a①b.故答案为:①4=①1.【点睛】本题主要考查平行线的判定,熟记判定方法是解题的关键.12.见解析【分析】由直线相交及平行的相关定理性质即可得到答案.【详解】解:①①D=108°,①BAD=72°(已知)①①D+①BAD=180°①//AB CD(同旁内角互补,两直线平行)①①1=3∠(两直线平行,内错角相等)又①AC ①BC 于C ,EF ①BC 于F (已知)①EF //AC (垂直于同一直线的两条直线平行)①①2=3∠(两直线平行,同位角相等)①①1=①2(等量代换)【点睛】本题考查直线相交及平行的相关定理性质,熟练掌握相关知识是解题的关键.13.BE ①DF ,理由见解析【分析】根据四边形的内角和定理和①A =①C =90°,得①ABC +①ADC =180°;根据角平分线定义、等角的余角相等易证明和BE 与DF 两条直线有关的一对同位角相等,从而证明两条直线平行.【详解】解:BE ①DF .理由如下:①①A =①C =90°,①①ABC +①ADC =180°①BE 平分①ABC ,DF 平分①ADC ,①①1=①2=12①ABC ,①3=①4=12①ADC ,①①1+①3=12(①ABC +①ADC )=12×180°=90°, 又①①1+①AEB =90°,①①3=①AEB①BE ①DF【点睛】本题考查了四边形的内角和是360°、角平分线定义、等角的余角相等和平行线的判定,考察的知识点较多,只有熟练掌握,才能运用自如.14.(1)证明见解析(2)AC ①AD (答案不唯一)【分析】(1)由题意易求出110BCD BCA ACD ∠=∠+∠=︒,即可利用同旁内角互补,两直线平行证明; (2)由在同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线互相平行,即可补充条件为:AC ①AD .(答案不唯一)(1)证明:①AC ①BC ,①90ACB ∠=︒,①110BCD BCA ACD ∠=∠+∠=︒,①180BCD B ∠+∠=︒,①AB CD ;(2)补充条件:AC ①AD ,①AC ①AD ,AC ①BC①BC //AD .故答案为:AC ①AD .【点睛】本题考查垂直的定义,平行线的判定.掌握平行线的判定条件是解题关键.15.(1)()1902F αβ∠=+-︒;(2)图见解析,()1902F αβ∠=︒-+,证明见解析;(3)180αβ+=︒时,不存在F ∠,证明见解析.【分析】(1)先根据四边形的内角和求出360D ABC CB βα∠=︒-∠-+,再根据角平分线的定义、邻补角的定义得出1,19022ABC F FBC DC E B C ∠=︒-∠∠∠=,然后根据三角形的外角性质即可得; (2)先根据角平分线的定义画出图形,再参照题(1):由四边形的内角和求出360D ABC CB βα∠=︒-∠-+,再根据角平分线的定义、对顶角的性质得出11,9022GBC ABC BCF DCB ∠=∠∠=︒-∠,然后根据三角形的外角性质即可得;(3)由题(1)和(2)可知,当180αβ+>︒和180αβ+<︒时,存在F ∠的值,因此,考虑当180αβ+=︒时,F ∠是否存在.证明如下:先根据四边形的内角和得出180ABC DCB ∠+∠=︒,再根据邻补角的定义得出180DCE DCB ∠+∠=︒,从而得出ABC DCE ∠=∠,然后根据角平分线的定义可得出GBC ECF ∠=∠,最后根据平行线的判定得出//BG CF ,即可得证.【详解】(1)()1902F αβ∠=+-︒,求解过程如下: 在四边形ABCD 中,,A D αβ∠=∠=360360DCB ABC D A αβ∠=︒-∠-=︒∴∠-+-∠ BF 平分ABC ∠,CF 平分DCE ∠1,2111(180)90222FBC DCE DCB DCB ABC FCE ∴∠=∠=︒-∠=︒-∠∠∠= F FC FB E C ∠=∠-∴∠119022DC AB B C =︒∠-∠- 902)1(DCB ABC =︒-∠+∠ 190(362)0αβ=︒-︒--)1(902βα=-+︒; (2)由题意,画ABC ∠的角平分线及外角DCE ∠的平分线所在的直线相交于点F ,则所要画的F ∠如下图所示.求解过程如下:①()360ABC DCB A D ∠+∠=︒-∠+∠,且A α∠=,D β∠=①360D ABC CB βα∠=︒-∠-+①BG 平分ABC ∠,CH 平分DCE ∠ ①1111,(180)902222GBC ABC ECH DCE DCB DCB ∠=∠∠=∠=︒-∠=︒-∠ 1902BCF ECH DCB ∴∠=∠=︒-∠ ①GBC ∠是BCF ∆的一个外角①GBC F BCF ∠=∠+∠①F GBC BCF ∠=∠-∠11(90)22ABC DCB =∠-︒-∠ 1()902ABC DCB =∠+∠-︒ 1(360)902αβ=︒---︒ 190()2αβ=︒-+;(3)当180αβ+=︒时,不存在F ∠.证明过程如下:①()360ABC DCB A D ∠+∠=︒-∠+∠,且A α∠=,D β∠=①360180ABC DCB αβ∠+∠=︒--=︒180DCE DCB ∠+∠=︒ABC DCE ∴∠=∠①BG 平分ABC ∠,CF 平分DCE ∠ ①11,22GBC ABC ECF DCE ∠=∠∠=∠GBC ECF ∴∠=∠①//BG CF故当180αβ+=︒时,不存在F ∠.【点睛】本题考查了四边形的内角和、三角形的外角性质、角平分线的定义、平行线的判定等知识点,较难的是题(3),综合题(1)和(2)的题设与结论,正确提出假设是解题关键.16.(1)证明见解析(2)证明见解析 (3)73【分析】(1)根据三角形的面积公式可得11,22ABC DBC S S BC h BC h '=⋅=⋅,由此即可得证; (2)过点A 作AE BM ⊥,垂足为E ,过点D 作DF BM ⊥,垂足为F ,先根据平行线的判定可得AE DF ,再根据相似三角形的判定可证AEM DFM ~,根据相似三角形的性质可得AE AM DF DM =,然后结合【探究】(1)的结论即可得证;(3)过点A 作AM BC ⊥于点M ,过点D 作DN BC ⊥于点N ,先根据相似三角形的判定证出AME DNE ~,再根据相似三角形的性质可得73AM AE DN DE ==,然后根据三角形的面积公式可得12ABC S BC AM =⋅,12DBC S BC DN =⋅,由此即可得出答案. (1) 证明:12ABC SBC h =⋅,12DBC BC h S '=⋅, ABC DBC Sh S h ∴='. (2)证明:过点A 作AE BM ⊥,垂足为E ,过点D 作DF BM ⊥,垂足为F ,则90AEM DFM ∠=∠=︒,AE DF ∴∥.AEM DFM ~∴.AE AM DF DM∴=. 由【探究】(1)可知ABC DBC SAE S DF =, ABC DBC SAM S DM∴=. (3)解:过点A 作AM BC ⊥于点M ,过点D 作DN BC ⊥于点N ,则90AME DNE ∠=∠=︒,AM DN ∴, AME DNE ∴~, AM AE DN DE∴=, 点,,A E D 所对应的刻度值分别为5,1.5,0,5 1.5 3.5AE ∴=-=, 1.5DE =,3.571.53AM DN ∴==, 又12ABC S BC AM =⋅,12DBC S BC DN =⋅, 73ABC DBC S AM S DN =∴=, 故答案为:73.【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质、平行线的判定、三角形的面积等知识点,熟练掌握相似三角形的判定与性质是解题关键.17.对顶角相等,同旁内角互补,两直线平行【分析】根据图形由对顶角相等,及平行线的判定中同旁内角互补,两直线平行可直接得出理由;【详解】①①1=135°(已知),①①3=①135°(对顶角相等)又①①2=45°(已知),①①2+①3=45°+135°=180°,①a ①b (同旁内角互补,两直线平行)故答案为:对顶角相等;同旁内角互补,两直线平行【点睛】本题考查了对顶角相等;平行线的判定中同旁内角互补,两直线平行;重点掌握平行线判定定理. 18.(1)2AD =,5BC =;(2)//AD BC ,见解析;(3)能,见解析【分析】(1)根据算术平方根和绝对值的非负性即可得出AD 、BC 的长度;(2)根据题意证明180BAD ABC ∠+∠=︒即可得出结果;(3)延长AE 交直线BC 于F ,先证明①AEB ①①FEB ,然后证明()ADE FCE ASA ∆≅∆,即可得出结果.【详解】解:(1)2(2)|5|0x y -+-=,20x ∴-=,50y -=,解得2x =,5y =,即2AD =,5BC =;(2)//AD BC .理由如下:EA 、EB 分别平分DAB ∠和ABC ∠,12BAE BAD ∴∠=∠,12ABE ABC ∠=∠, 1()2BAE ABE BAD ABC ∴∠+∠=∠+∠, 90AEB ∠=︒,90BAE ABE ∴∠+∠=︒,180BAD ABC ∴∠+∠=︒,//AD BC ∴;(3)能.理由如下:延长AE 交直线BC 于F ,如图,//AD BC ,DAF F ∴∠=∠,而DAF BAF ∠=∠,BAF F ∴∠=∠,在①AEB 和①FEB 中90BAE F BEA BEF BE BE ⎧∠=∠⎪∠=∠=⎨⎪=⎩,①①AEB ①①FEB (AAS )AB FB ∴=,AE =EF .在①ADE 和①FCE 中DAE F AE FEAED FEC ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩, ()ADE FCE ASA ∴∆≅∆,2AD CF ∴==,527AB BF ∴==+=.【点睛】本题考查了算术平方根和绝对值的非负性,角平分线的定义,平行线的判定,全等三角形的判定与性质,熟知相关性质定理是解本题的关键.19.见解析【分析】连接AC ,利用SSS 得到ABC CDA △△≌,利用全等三角形的对应角相等得到两对内错角相等,利用内错角相等两直线平行即可得证.【详解】证明:连接AC ,在ABC 和CDA 中,AB CD BC AD AC CA =⎧⎪=⎨⎪=⎩,①()ABC CDA SSS ≌,①BAC DCA ACB CAD ∠=∠∠=∠, ,①//AB DC ,//AD BC .【点睛】此题考查了全等三角形的判定与性质,以及平行线的判定,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解本题的关键.。
质数和合数的判定与因数分解
质数和合数的判定与因数分解一、质数和合数的定义1.质数:一个大于1的自然数,除了1和它本身以外不再有其他因数。
2.合数:一个大于1的自然数,除了1和它本身以外还有其他因数。
二、质数和合数的判定方法1.试除法:从2开始,依次用自然数去除该数,如果都不能整除,则为质数;如果有一个能整除,则为合数。
2.埃拉托斯特尼筛法:用于找出一定范围内所有质数。
三、因数分解1.定义:把一个合数写成几个质数的乘积的形式。
a.从最小的质数开始,依次尝试去除该数,直到无法整除为止。
b.把每次除得的质数写在下方,乘积写在上方。
c.最后得到的乘积就是该数的因数分解式。
四、质数和合数在数学中的应用1.数论:质数和合数是数论中的基本概念,广泛应用于密码学、信息安全等领域。
2.因数分解:在数学、物理、化学等领域中,经常需要对数值进行因数分解,以找出基本的因子。
3.最大公约数和最小公倍数:质数和合数在求解最大公约数和最小公倍数问题时具有重要意义。
五、质数和合数的性质1.质数是无限的,且分布没有规律。
2.除了2以外的所有质数都是奇数。
3.任何一个合数都可以写成几个质数的乘积。
4.质数和合数在自然数中是交替出现的。
六、质数和合数的相关定理1.费马小定理:如果p是一个质数,a是小于p的整数,那么a^(p-1)≡ 1 (mod p)。
2.中国剩余定理:解决同余方程组的问题。
七、质数和合数的问题拓展1.孪生素数猜想:猜想存在无穷多对素数,它们的差为2。
2.哥德巴赫猜想:任何大于2的偶数都可以表示为两个质数之和。
3.黎曼猜想:研究复平面上的黎曼ζ函数的零点分布。
八、质数和合数在生活中的应用1.密码学:利用质数的性质,设计安全的密码系统。
2.计算机科学:在算法设计、加密技术等领域中广泛应用。
3.信息安全:质数和合数在加密算法、数字签名等领域具有重要意义。
质数和合数是数学中的基本概念,掌握它们的定义、判定方法和因数分解对于深入学习数学具有重要意义。
五年级上册奥数第六讲 能被30以下质数整除的数的特征 _通用版(例题含答案)
第六讲能被30以下质数整除的数的特征课本、报刊杂志中的成语、名言警句等俯首皆是,但学生写作文运用到文章中的甚少,即使运用也很难做到恰如其分。
为什么?还是没有彻底“记死”的缘故。
要解决这个问题,方法很简单,每天花3-5分钟左右的时间记一条成语、一则名言警句即可。
可以写在后黑板的“积累专栏”上每日一换,可以在每天课前的3分钟让学生轮流讲解,也可让学生个人搜集,每天往笔记本上抄写,教师定期检查等等。
这样,一年就可记300多条成语、300多则名言警句,日积月累,终究会成为一笔不小的财富。
这些成语典故“贮藏”在学生脑中,自然会出口成章,写作时便会随心所欲地“提取”出来,使文章增色添辉。
大家知道,一个整数能被2整除,那么它的个位数能被2整除;反过来也对,也就是一个数的个位数能被2整除,那么这个数本身能被2整除.因此,我们说“一个数的个位数能被2整除”是“这个数能被2整除”的特征.在这一讲中,我们通过寻求对于某些质数成立的等式来导出能被这些质数整除的数的特征。
课本、报刊杂志中的成语、名言警句等俯首皆是,但学生写作文运用到文章中的甚少,即使运用也很难做到恰如其分。
为什么?还是没有彻底“记死”的缘故。
要解决这个问题,方法很简单,每天花3-5分钟左右的时间记一条成语、一则名言警句即可。
可以写在后黑板的“积累专栏”上每日一换,可以在每天课前的3分钟让学生轮流讲解,也可让学生个人搜集,每天往笔记本上抄写,教师定期检查等等。
这样,一年就可记300多条成语、300多则名言警句,日积月累,终究会成为一笔不小的财富。
这些成语典故“贮藏”在学生脑中,自然会出口成章,写作时便会随心所欲地“提取”出来,使文章增色添辉。
为了叙述方便起见,我们把所讨论的数N记为:观察内容的选择,我本着先静后动,由近及远的原则,有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的,能理解的观察内容。
随机观察也是不可少的,是相当有趣的,如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等,孩子一边观察,一边提问,兴趣很浓。
行测解题技巧——数字特性法
行测解题技巧——数字特性法数字特性法数字特性法是指不直接求得最终结果,而只需要考虑最终计算结果的某种"数字特性",从而达到排除错误选项的方法。
掌握数字特性法的关键,是掌握一些最基本的数字特性规律。
(下列规律仅限自然数内讨论)(一)奇偶运算基本法则【基础】奇数±奇数=偶数偶数±偶数=偶数偶数±奇数=奇数;奇数±偶数=奇数。
【推论】1、任意两个数的和如果是奇数,那么差也是奇数;如果和是偶数,那么差也是偶数。
2、任意两个数的和或差是奇数,则两数奇偶相反;和或差是偶数,则两数奇偶相同(二)整除判定基本法则1、能被2、4、8、5、25、125整除的数的数字特性能被2(或5)整除的数,末一位数字能被2(或5)整除;能被4(或25)整除的数,末两位数字能被4(或25)整除;能被8(或125)整除的数,末三位数字能被8(或125)整除;一个数被2(或5)除得的余数,就是其末一位数字被2(或5)除得的余数;一个数被4(或25)除得的余数,就是其末两位数字被4(或25)除得的余数;一个数被8(或125)除得的余数,就是其末三位数字被8(或125)除得的余数。
2、能被3、9整除的数的数字特性能被3(或9)整除的数,各位数字和能被3(或9)整除一个数被3(或9)除得的余数,就是其各位相加后被3(或9)除得的余数3、能被11整除的数的数字特性能被11整除的数,奇数位的和与偶数位的和之差,能被11整除(三)倍数关系核心判定特征如果a∶b=m∶n(m,n互质),则a是m的倍数;b是n的倍数。
如果x=y(m,n互质),则x是m的倍数;y是n的倍数。
如果a∶b=m∶n(m,n互质),则a±b应该是m±n的倍数。
【例22】(江苏2006B-76)在招考公务员中,A、B两岗位共有32个男生、18个女生报考。
已知报考A岗位的男生数与女生数的比为5:3,报考B岗位的男生数与女生数的比为2:1,报考A岗位的女生数是()。
7、11、13整除判定法则
7、11、13的整除判定法则华图教育邹维丽在公务员考试数学运算这部分中,不少题目通过适当运用数的整除性质就可快速选出答案,这就要求考生对数的整除判断法则要熟练掌握。
下面我们先给出一些特殊数的整除判定基本法则:一、能被2、4、8、5、25、125 整除的数的数字特性能被2 (或5)整除的数,末位数字能被2(或5)整除;能被4 (或25)整除的数,末两位数字能被4(或25)整除;能被8 (或125)整除的数,末三位数字能被8(或125)整除;一个数被2(或5)除得的余数,就是其末位数字被2(或5)除得的余数一个数被4(或25)除得的余数,就是其末两位数字被4(或25)除得的余数一个数被8(或125)除得的余数,就是其末三位数字被8(或125)除得的余数二、能被3、9 整除的数的数字特性能被3(或9)整除的数,各位数字和能被3(或9)整除。
一个数被3(或9)除得的余数,就是其各位相加后被3(或9)除得的余数。
三、能被7 整除的数的数字特性能被7 整除的数,其末一位的两倍与剩下的数之差为7的倍数。
能被7 整除的数,其末三位数与剩下的数之差,能被7 整除。
四、能被11 整除的数的数字特性能被11 整除的数,奇数位的和与偶数位的和之差,能被11 整除。
能被11 整除的数,其末三位数与剩下的数之差,能被11 整除。
五、能被13 整除的数的数字特性能被13 整除的数,其末三位数与剩下的数之差,能被13 整除。
从上述表述中,我们发现7、11、13有一个相同的整除判断法则,就是判断其末三位与剩下的数之差,那么,为什么7、11、13有相同的整除判断法则呢?事实上,这一规律源自经典分解1001=7×11×13。
下面我们利用1001=7×11×13来证明能被7整除的数,其末三位数与剩下的数之差,能被7整除。
设abcd为超过三位的数,其中b, c, d分别为百位数、十位数、个位数,则abcd a bcd=+,1000为了凑出1001,我们将1000a写成1001a a-,于是我们有=+=-+=+-100010011001()abcd a bcd a a bcd a bcd a因为1001能被7整除,所以,若bcd a-能被7 整除,则上式右边能被7整除,。
2022-2023学年人教版七年级数学下册《5-2平行线及其判定》同步练习题(附答案)
2022-2023学年人教版七年级数学下册《5.2平行线及其判定》同步练习题(附答案)一.选择题1.在下列4个判断中:①在同一平面内,不相交也不重合的两条线段一定平行;②在同一平面内,不相交也不重合的两条直线一定平行;③在同一平面内,不平行也不重合的两条线段一定相交;④在同一平面内,不平行也不重合的两条直线一定相交.正确判断的个数是()A.4B.3C.2D.12.如图,∠1和∠2分别为直线l3与直线l1和l2相交所成角.如果∠1=62°,那么添加下列哪个条件后,可判定l1∥l2()A.∠2=118°B.∠4=128°C.∠3=28°D.∠5=28°3.若将一副三角板按如图所示的方式放置,则下列结论正确的是()A.∠1=∠2B.如果∠2=30°,则有AC∥DEC.如果∠2=45°,则有∠4=∠D D.如果∠2=50°,则有BC∥AE4.如图,下列条件:①∠1=∠2;②∠4=∠5;③∠2+∠5=180°;④∠1=∠3;⑤∠6=∠1+∠2;其中能判断直线l1∥l2的有()A.5个B.4个C.3个D.2个5.在同一个平面内,不相邻的两个直角,如果它们有一条边共线,那么另一边互相()A.平行B.垂直C.共线D.平行或共线6.如图1,A、B两个村庄在一条河l(不计河的宽度)的两侧,现要建一座码头,使它到A、B两个村庄的距离之和最小.如图2,连接AB,与l交于点C,则C点即为所求的码头的位置,这样做的理由是()A.垂线段最短B.两点确定一条直线C.两点之间,线段最短D.平行于同一条直线的两条直线平行7.如图,①∠B+∠BFE=180°;②∠1=∠2;③∠3=∠4;④∠B=∠5.能判定AB∥EF 的条件有()A.1个B.2个C.3个D.4个8.下列画出的直线a与b不一定平行的是()A.B.C.D.二.填空题9.在同一平面内,直线a、b、c中,若a⊥b,b∥c,则a、c的位置关系是.10.如图,用直尺和三角尺作出直线AB、CD,得到AB∥CD的理由是.11.如图,共有组平行线段.12.一副三角板按如图所示叠放在一起,其中点B、D重合,若固定三角形AOB,改变三角板ACD的位置(其中A点位置始终不变),当∠BAD=时,CD∥AB.13.下列四种说法:①过一点有且只有一条直线与已知直线平行;②在同一平面内,两条不相交的线段是平行线段;③相等的角是对顶角;④在同一平面内,若直线AB∥CD,直线AB与EF相交,则CD与EF相交.其中,错误的是(填序号).14.如图:PC∥AB,QC∥AB,则点P、C、Q在一条直线上.理由是:.三.解答题15.如图所示,在∠AOB内有一点P.(1)过P画l1∥OA;(2)过P画l2∥OB;(3)用量角器量一量l1与l2相交的角与∠O的大小有怎样关系?16.如图,AD⊥BC于D,EF⊥BC于F,∠1=∠2,AB与DG平行吗?为什么?17.证明:两直线平行,同位角的角平分线互相平行.18.如图1,已知AC∥BD,点P是直线AC,BD间的一点,连接AB,AP,BP,过点P作直线MN∥AC.(1)MN与BD的位置关系是什么,请说明理由;(2)试说明∠APB=∠PBD+∠P AC;(3)如图2,当点P在直线AC上方时,(2)中的三个角的数量关系是否仍然成立?如果成立,试说明理由;如果不成立,试探索它们存在的关系,并说明理由.19.如图,如果CD∥AB,CE∥AB,那么C,D,E三点是否共线?你能说明理由吗?20.如图,已知∠1+∠2=180°,∠3=∠B,求证:DE∥BC.21.如图,已知∠A=∠AGE,∠D=∠DGC.(1)求证:AB∥CD;(2)若∠2+∠1=180°,且∠BEC=2∠B+30°,求∠C的度数.22.将一副三角板中的两块直角三角尺的直角顶点C按如图方式叠放在一起(其中,∠A=60°,∠D=30°;∠E=∠B=45°):(1)若∠DCE=35°,求∠ACB的度数;(2)猜想∠ACB与∠DCE的数量关系,并说明理由;(3)请你动手操作,现将三角尺ACD固定,三角尺BCE的CE边与CA边重合,绕点C 顺时针方向旋转,当0°<∠ACE<180°且点E在直线AC的上方时,这两块三角尺是否存在一组边互相平行?若存在,请直接写出∠ACE角度所有可能的值(不必说明理由);若不存在,请说明理由.参考答案一.选择题1.解:在同一平面内,不相交也不重合的两条直线一定平行,故①错误,②正确;在同一平面内,不平行也不重合的两条直线一定相交故,③错误,④正确.故正确判断的个数是2.故选:C.2.解:∠1=62°,要使l1∥l2,则需∠3=62°(同位角相等,两直线平行),由图可知,∠2与∠3是邻补角,则只需∠2=180°﹣62°=118°,故选:A.3.解:∵∠CAB=∠DAE=90°,∴∠1=∠3,故A错误.∵∠2=30°,∴∠1=∠3=60°∴∠CAE=90°+60°=150°,∴∠E+∠CAE=180°,∴AC∥DE,故B正确,∵∠2=45°,∴∠1=∠2=∠3=45°,∵∠E+∠3=∠B+∠4,∴∠4=30°,∵∠D=60°,∴∠4≠∠D,故C错误,∵∠2=50°,∴∠3=40°,∴∠B≠∠3,∴BC不平行AE,故D错误.故选:B.4.解:①∵∠1=∠2不能得到l1∥l2,故本条件不合题意;②∵∠4=∠5,∴l1∥l2,故本条件符合题意;③∵∠2+∠5=180°不能得到l1∥l2,故本条件不合题意;④∵∠1=∠3,∴l1∥l2,故本条件符合题意;⑤∵∠6=∠2+∠3=∠1+∠2,∴∠1=∠3,∴l1∥l2,故本条件符合题意.故选:C.5.解:如图所示:不相邻的两个直角,如果它们有一条边共线,内错角相等,或同旁内角互补,那么另一边互相平行或共线.故选:D.6.解:由题意得,这样做的理由是:两点之间线段最短,故选:C.7.解:①当∠B+∠BFE=180°时,由同旁内角互补,两直线平行得AB∥EF,故①符合题意;②当∠1=∠2时,由内错角相等,两直线平行得DE∥BC,故②不符合题意;③当∠3=∠4时,由内错角相等,两直线平行得AB∥EF,故③符合题意;④当∠B=∠5时.由同位角相等,两直线平行得AB∥EF,故④符合题意;综上所述,能判定AB∥EF的有3个.故选:C.8.解:A.直线a与b不一定平行,故本选项符合题意;B.根据同旁内角互补,两直线平行可得a∥b,故本选项不符合题意;C.根据平行线的定义可得a∥b,故本选项不符合题意;D.根据同位角相等,两直线平行可得a∥b,故本选项不符合题意;故选:A.二.填空题9.解:∵c∥b,a⊥b,∴c⊥a.故答案为c⊥a10.解:用直尺和三角尺作出直线AB、CD,得到AB∥CD的理由是同位角相等,两直线平行;故答案为:同位角相等,两直线平行.11.解:图中的平行线段有AD∥EF;BD∥EF;DE∥FB;DE∥FC;DF∥AE;DF∥EC;DE∥BC;DF∥AC;EF∥AB.共有9对.故答案为:9.12.解:如图所示:当CD∥AB时,∠BAD=∠D=30°;如图所示,当AB∥CD时,∠C=∠BAC=60°,∴∠BAD=60°+90°=150°;故答案为:150°或30°.13.解:∵过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,∴①错误;∵在同一平面内,两条不相交的线段可能在一条直线上,说两线段是平行线段不对,∴②错误;∵相等的角不一定是对顶角,∴③错误;∵在同一平面内,若直线AB∥CD,直线AB与EF相交,则CD与EF相交,正确,∴④正确;故答案为:①②③.14.解:∵PC∥AB,QC∥AB,∵PC和CQ都过点C,∴P、C、Q在一条直线上(过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行),故答案为:过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行.三.解答题15.解:(1)(2)如图所示,(3)l1与l2夹角有两个:∠1,∠2;∠1=∠O,∠2+∠O=180°,所以l1和l2的夹角与∠O相等或互补.16.解:结论:AB∥DG.理由:∵AD⊥BC于D,EF⊥BC于F,∴AD∥EF,∴∠1=∠BAD,∵∠1=∠2,∴∠BAD=∠2,∴AB∥DG.17.解:已知:如图,AB∥CD,HI与AB,CD分别交于点M、N,EM,FN分别是∠AMH,∠CNH的平分线.求证:EM∥FN.证明:∵AB∥CD,∴∠AMH=∠CNH(两直线平行,同位角相等),∵EM,FN分别是∠AMH,∠CNH的平分线,∴∠1=∠AMH,∠2=∠CNH,∴∠1=∠2,∴EM∥FN(同位角相等,两直线平行).18.解:(1)平行;理由如下:∵AC∥BD,MN∥AC,∴MN∥BD;(2)∵AC∥BD,MN∥BD,∴∠PBD=∠1,∠P AC=∠2,∴∠APB=∠1+∠2=∠PBD+∠P AC.(3)答:不成立.它们的关系是∠APB=∠PBD﹣∠P AC.理由是:如图2,过点P作PQ∥AC,∵AC∥BD,∴PQ∥AC∥BD,∴∠P AC=∠APQ,∠PBD=∠BPQ,∴∠APB=∠BPQ﹣∠APQ=∠PBD﹣∠P AC.19.解:共线.因为过直线AB外一点C有且只有一条直线与AB平行,CD、DE都经过点C且与AB平行,所以点C、D、E三点共线.20.证明:∵∠1+∠2=180°(已知)∵∠1=∠4(对顶角相等)∴∠2+∠4=180°(等量代换)∴AB∥EF(同旁内角互补,两直线平行)∴∠3=∠ADE(两直线平行,内错角相等)又∵∠3=∠B(已知)∴∠B=∠ADE(等量代换)∴DE∥BC(同位角相等,两直线平行)21.证明:(1)∵∠A=∠AGE,∠D=∠DGC,又∵∠AGE=∠DGC,∴∠A=∠D,∴AB∥CD;(2)∵∠1+∠2=180°,又∵∠CGD+∠2=180°,∴∠CGD=∠1,∴CE∥FB,∴∠C=∠BFD,∠CEB+∠B=180°.又∵∠BEC=2∠B+30°,∴2∠B+30°+∠B=180°,∴∠B=50°.又∵AB∥CD,∴∠B=∠BFD,∴∠C=∠BFD=∠B=50°.22.解:(1)∵∠ECB=90°,∠DCE=35°,∴∠DCB=90°﹣35°=55°,∴∠ACB=∠ACD+∠DCB=90°+55°=145°;(2)∠ACB+∠DCE=180°,理由:∵∠ACB=∠ACD+∠DCB=90°+∠DCB,∴∠ACB+∠DCE=90°+∠DCB+∠DCE=90°+90°=180°;(3)存在,当∠ACE=30°时,AD∥BC,当∠ACE=∠E=45°时,AC∥BE,当∠ACE=120°时,AD∥CE,当∠ACE=135°时,BE∥CD,当∠ACE=165°时,BE∥AD.。
计量经济学习题及答案
计量经济学习题及答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】期中练习题1、回归分析中使用的距离是点到直线的垂直坐标距离。
最小二乘准则是指( )A .使∑=-n t tt Y Y 1)ˆ(达到最小值 B.使∑=-nt t t Y Y 1达到最小值 C. 使∑=-nt t tY Y12)(达到最小值 D.使∑=-nt tt Y Y 12)ˆ(达到最小值 2、根据样本资料估计得出人均消费支出 Y 对人均收入 X 的回归模型为ˆln 2.00.75ln i iY X =+,这表明人均收入每增加 1%,人均消费支出将增加 ( )A. B. % C. 2 D. %3、设k 为回归模型中的参数个数,n 为样本容量。
则对总体回归模型进行显着性检验的F 统计量与可决系数2R 之间的关系为( )A.)1/()1()/(R 22---=k R k n F B. )/(1)-(k )R 1/(R 22k n F --= C. )/()1(22k n R R F --= D. )1()1/(22R k R F --=6、二元线性回归分析中 TSS=RSS+ESS 。
则 RSS 的自由度为( )9、已知五个解释变量线形回归模型估计的残差平方和为8002=∑te,样本容量为46,则随机误差项μ的方差估计量2ˆσ为( ) 1、经典线性回归模型运用普通最小二乘法估计参数时,下列哪些假定是正确的( )A.0)E(u i =B. 2i )V ar(u i σ= C. 0)u E(u j i ≠ D.随机解释变量X 与随机误差i u 不相关 E. i u ~),0(2i N σ2、对于二元样本回归模型ii i i e X X Y +++=2211ˆˆˆββα,下列各式成立的有( ) A.0=∑ieB. 01=∑ii Xe C. 02=∑iiXeD.=∑ii Ye E.21=∑i iX X4、能够检验多重共线性的方法有( )A.简单相关系数矩阵法B. t 检验与F 检验综合判断法C. DW 检验法 检验法 E.辅助回归法 计算题1、为了研究我国经济发展状况,建立投资(1X ,亿元)与净出口(2X ,亿元)与国民生产总值(Y ,亿元)的线性回归方程并用13年的数据进行估计,结果如下:=2R = F=582 n=13问题如下:①从经济意义上考察模型估计的合理性;(3分) ②估计修正可决系数2R ,并对2R 作解释;(3分)③在5%的显着性水平上,分别检验参数的显着性;在5%显着性水平上,检验模型的整体显着性。
《第二章 算法初步》试卷及答案_高中数学必修3_北师大版_2024-2025学年
《第二章算法初步》试卷(答案在后面)一、单选题(本大题有8小题,每小题5分,共40分)1、下面哪个选项不属于算法的基本特征?A、可行性B、确定性C、无限性D、拥有足够的情报2、下列四个选项中,表示算法特征的是()A、可重复性,关联性,规则性B、简洁性,关联性,有效性C、简洁性,有效性,有穷性D、可重复性,简洁性,有效性3、已知算法A的运行时间T(n)满足以下递推关系:T(1) = 1,T(n) = T(n-1) + n,其中n ≥ 2。
求T(5)的值。
A. 15B. 25C. 30D. 354、下列关于算法的描述中,正确的是:A、算法可包含不确定的步骤B、算法可以有零个输入C、算法必须具有确定性、可行性、有穷性和拥有足够的信息D、算法的每一步骤可以不清晰、不唯一4、下列关于算法的描述中,正确的是:A、算法可以包含不确定的步骤B、算法可以有零个输入C、算法必须具有确定性、可行性、有穷性和拥有足够的信息D、算法的每一步骤可以模糊和不唯一5、一个算法包括的步骤最少可以有几个?A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个6、下列算法中,属于排序算法的是()A、冒泡排序B、快速排序C、线性搜索D、二分搜索7、阅读下面的程序框图,输出的结果是()开始i=1 S=0 _while i<=5_ S=S+i i=i+1 _end while_ 输出S 结束A、10B、15C、20D、258、已知一个算法产生的文档按照以下规则创建,规则如下:1.第一个文档包含数字1;2.若前一个文档中包含偶数,下一个文档是前一个文档两倍的奇数,若前一个文档中包含奇数,下一个文档是前一个文档两倍的偶数;3.文档仅包含一个数字。
按照上述规则,创建第三个文档可能会出现的情况是:()A. 3B. 6C. 2D. 9二、多选题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、下列关于算法的描述中,正确的是()A. 算法是一种解决问题的清晰指令序列,它必须保证在有限的步骤内完成B. 算法可以包含无限循环,只要能够达到解决问题的目的即可C. 算法的设计应遵循一定的原则,如可行性、确定性、有穷性、输入输出等D. 算法执行过程中,每一步操作都是独立的,不受前一步操作的影响2、下列选项中,是算法特征的有()。
2023年中考数学----全等三角形的判定与性质知识回顾与专项练习题(含答案解析)
2023年中考数学----全等三角形的判定与性质知识回顾与专项练习题(含答案解析)知识回顾1.三角形的三边关系:三角形的任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边。
三角形的三边一旦确定,这三角形就固定了,这是三角形具有稳定性。
2.三角形的内角和定理:三角形的三个内角之和等于180°。
3.三角形的外角定理:三角形的一个外角等于它不相邻的两个内角之和。
大于它不相邻的任意一个内角。
4.全等三角形的性质:若两个三角形全等,则他们的对应边相等;对应角相等;对应边上的中线相等,高线相等,角平分线也相等;且这两个三角形的周长和面积均相等。
5.全等三角形的判定:①边边边(SSS):三条边分别对应性相等的两个三角形全等。
②边角边(SAS):两边及其这两边的夹角对应相等的两个三角形全等。
③角边角(ASA):两角及其这两角的夹边对应相等的两个三角形全等。
④角角边(AAS):两角及其其中一角的对边对应相等的两个三角形全等。
⑤直角三角形判定(HL):直角三角形中斜边与其中任意一直角边分别对应相等的两个直角三角形全等。
全等三角形的判定是结合全等三角形的性质证明线段和角相等的重要工具.在判定三角形全等时,关键是选择恰当的判定条件。
在应用全等三角形的判定时,要注意三角形间的公共边和公共角,必要时添加适当辅助线构造三角形。
专项练习题(含答案解析)1.已知:如图,∠1=∠2,∠3=∠4.求证:AB=AD.【分析】根据邻补角的定义得出∠ACB=∠ACD,利用ASA证明△ACB≌△ACD,根据全等三角形的性质即可得解.【解答】证明:∵∠3=∠4,∴∠ACB=∠ACD,在△ACB和△ACD中,,∴△ACB≌△ACD(ASA),∴AB=AD.2.如图,△ABC是等腰三角形,点D,E分别在腰AC,AB上,且BE=CD,连接BD,CE.求证:BD=CE.【分析】根据等腰三角形的性质得出∠EBC=∠DCB,进而利用SAS证明△EBC与△DCB全等,再利用全等三角形的性质解答即可.【解答】证明:∵△ABC∴∠EBC=∠DCB,在△EBC与△DCB中,,∴△EBC≌△DCB(SAS),∴BD=CE.3.如图1是小军制作的燕子风筝,燕子风筝的骨架图如图2所示,AB=AE,AC=AD,∠BAD=∠EAC,∠C=50°,求∠D的大小.【分析】由∠BAD=∠EAC可得∠BAC=∠EAD,根据SAS可证△BAC≌△EAD,再根据全等三角形的性质即可求解.【解答】解:∵∠BAD=∠EAC,∴∠BAD+∠CAD=∠EAC+∠CAD,即∠BAC=∠EAD,在△BAC与△EAD中,,∴△BAC≌△EAD(SAS),∴∠D=∠C=50°.4.如图,AC平分∠BAD,CB⊥AB,CD⊥AD,垂足分别为B,D.(1)求证:△ABC≌△ADC;(2)若AB=4,CD=3,求四边形的面积.【分析】(1)由AC平分∠BAD,得∠BAC=∠DAC,根据CB⊥AB,CD⊥AD,得∠B=90°=∠D,用AAS 可得△ABC≌△ADC;(2)由(1)△ABC≌△ADC,得BC=CD=3,S△ABC=S△ADC,求出S△ABC=AB•BC=6,即可得四边形ABCD的面积是12.【解答】(1)证明:∵AC平分∠BAD,∴∠BAC=∠DAC,∵CB⊥AB,CD⊥AD,∴∠B=90°=∠D,在△ABC和△ADC中,,∴△ABC≌△ADC(AAS);(2)解:由(1)知:△ABC≌△ADC,∴BC=CD=3,S△ABC=S△ADC,∴S△ABC=AB•BC=×4×3=6,∴S△ADC=6,∴S四边形ABCD=S△ABC+S△ADC=12,答:四边形ABCD的面积是12.5.如图,在△ABC中,点D在边BC上,CD=AB,DE∥AB,∠DCE=∠A.求证:DE=BC.【分析】利用平行线的性质得∠EDC=∠B,再利用ASA证明△CDE≌△ABC,可得结论.【解答】证明:∵DE∥AB,∴∠EDC=∠B,在△CDE和△ABC中,,∴△CDE≌△ABC(ASA),∴DE=BC.6.如图,在等边三角形ABC中,点M为AB边上任意一点,延长BC至点N,使CN=AM,连接MN交AC于点P,MH⊥AC于点H.(1)求证:MP=NP;(2)若AB=a,求线段PH的长(结果用含a的代数式表示).【分析】(1)过点M作MQ∥BC,交AC于点Q,根据等边三角形的性质以及平行线的性质可得∠AMQ=∠AQM=∠A=60°,可得△AMQ是等边三角形,易证△QMP≌△CNP(AAS),即可得证;(2)根据等边三角形的性质可知AH=HQ,根据全等三角形的性质可知QP=PC,即可表示出HP的长.【解答】(1)证明:过点M作MQ∥BC,交AC于点Q,如图所示:在等边△ABC中,∠A=∠B=∠ACB=60°,∵MQ∥BC,∴∠AMQ=∠B=60°,∠AQM=∠ACB=60°,∠QMP=∠N,∴△AMQ是等边三角形,∴AM=QM,∵AM=CN,∴QM=CN,在△QMP和△CNP中,,∴△QMP≌△CNP(AAS),∴MP=NP;(2)解:∵△AMQ是等边三角形,且MH⊥AC,∴AH=HQ,∵△QMP≌△CNP,∴QP=CP,∴PH=HQ+QP=AC,∵AB=a,AB=AC,∴PH=a.7.如图,点A,D,C,F在同一条直线上,AB=DE,BC=EF.有下列三个条件:①AC=DF,②∠ABC =∠DEF,③∠ACB=∠DFE.(1)请在上述三个条件中选取一个条件,使得△ABC≌△DEF.你选取的条件为(填写序号)(只需选一个条件,多选不得分),你判定△ABC≌△DEF的依据是(填“SSS”或“SAS”或“ASA”或“AAS”);(2)利用(1)的结论△ABC≌△DEF.求证:AB∥DE.【分析】(1)根据SSS ABC≌△DEF,即可解决问题;(2)根据全等三角形的性质可得∠A=∠EDF,再根据平行线的判定即可解决问题.【解答】(1)解:在△ABC和△DEF中,,∴△ABC≌△DEF(SSS),∴在上述三个条件中选取一个条件,使得△ABC≌△DEF,选取的条件为①,判定△ABC≌△DEF的依据是SSS.故答案为:①,SSS;(答案不唯一).(2)证明:∵△ABC≌△DEF.∴∠A=∠EDF,∴AB∥DE.8.在△ABC中,∠ACB=90°,D为△ABC内一点,连接BD,DC,延长DC到点E,使得CE=DC.(1)如图1,延长BC到点F,使得CF=BC,连接AF,EF.若AF⊥EF,求证:BD⊥AF;(2)连接AE,交BD的延长线于点H,连接CH,依题意补全图2.若AB2=AE2+BD2,用等式表示线段CD与CH的数量关系,并证明.【分析】(1)证明△BCD≌△FCE(SAS),由全等三角形的性质得出∠DBC=∠EFC,证出BD∥EF,则可得出结论;(2)由题意画出图形,延长BC到F,使CF=BC,连接AF,EF,由(1)可知BD∥EF,BD=EF,证出∠AEF=90°,得出∠DHE=90°,由直角三角形的性质可得出结论.【解答】(1)证明:在△BCD和△FCE中,,∴△BCD≌△FCE(SAS),∴∠DBC=∠EFC,∴BD∥EF,∵AF⊥EF,∴BD⊥AF;(2)解:由题意补全图形如下:CD=CH.证明:延长BC到F,使CF=BC,连接AF,EF,∵AC⊥BF,BC=CF,∴AB=AF,由(1)可知BD∥EF,BD=EF,∵AB2=AE2+BD2,∴AF2=AE2+EF2,∴∠AEF=90°,∴AE⊥EF,∴BD⊥AE,∴∠DHE=90°,又∵CD=CE,∴CH=CD=CE.9.如图,在△ABC和△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=90°,且点D在线段BC上,连CE.(1)求证:△ABD≌△ACE;(2)若∠EAC=60°,求∠CED的度数.【分析】(1)可利用SAS证明结论;(2)由全等三角形的性质可得∠ACE=∠ABD,利用等腰直角三角形的性质可求得∠ACE=∠ABD=∠AED =45°,再根据三角形的内角和定理可求解∠AEC的度数,进而可求可求解【解答】(1)证明:∵∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAC﹣∠CAD=∠DAE﹣∠CAD,即∠BAD=∠CAE,在△ABD和△ACE中,,∴△ABD≌△ACE(SAS);(2)解:∵△ABD≌△ACE,∴∠ACE=∠ABD,∵△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∴∠ACE=∠ABD=∠AED=45°,∵∠EAC=60°,∴∠AEC=180°﹣∠ACE﹣∠EAC=180°﹣45°﹣60°=75°,∴∠CED=∠AEC﹣∠AED=75°﹣45°=30°.10.如图,在△ABC中(AB<BC),过点C作CD∥AB,在CD上截取CD=CB,CB上截取CE=AB,连接DE、DB.(1)求证:△ABC≌△ECD;(2)若∠A=90°,AB=3,BD=2,求△BCD的面积.【分析】(1)由CD∥AB得∠ABC=∠ECD,而CD=CB,CE=AB,即可根据全等三角形的判定定理“SAS”证明△ABC≌△ECD;(2))由∠A=90°,根据全等三角形的对应角相等证明∠BED=∠CED=∠A=90°,设BE=x,由BD2﹣BE2=CD2﹣EC2=DE2,列方程(2)2﹣x2=(3+x)2﹣32,解方程求得符合题意的x的值为2,则BC =5,再根据勾股定理求出DE的长,即可求出△BCD的面积.【解答】(1)证明:∵CD∥AB,CD=CB,CE=AB,∴∠ABC=∠ECD,在△ABC和△ECD中,,∴△ABC≌△ECD(SAS).(2)解:∵∠A=90°,∴∠CED=∠A=90°,∴∠BED=180°﹣∠CED=90°,设BE=x,∵EC=AB=3,BD=2,∴CD=BC=3+x,∵BD2﹣BE2=CD2﹣EC2=DE2,∴(2)2﹣x2=(3+x)2﹣32,整理得x2+3x﹣10=0,解得x1=2,x2=﹣5(不符合题意,舍去),∴BE=2,BC=3+2=5,∴DE===4,∴S△BCD=BC•DE=×5×4=10,∴△BCD的面积为10.11.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=1,D是BC边上的一点,以AD为直角边作等腰Rt △ADE,其中∠DAE=90°,连接CE.(1)求证:△ABD≌△ACE;(2)若∠BAD=22.5°时,求BD的长.【分析】(1)由“SAS”可证△ACE;(2)由等腰三角形三角形的性质可得BC的长,由角度关系可求∠ADC=67.5°=∠CAD,可得AC=CD =1,即可求解.【解答】(1)证明:∵∠BAC=90°=∠DAE,∴∠BAD=∠CAE,在△ABD和△ACE中,,∴△ABD≌△ACE(SAS);(2)解:∵∠BAC=90°,AB=AC=1,∴BC=,∠B=∠ACB=45°,∵∠BAD=22.5°,∴∠ADC=67.5°=∠CAD,∴AC=CD=1,∴BD=﹣1.12.如图,已知矩形ABCD中,AB=8,BC=x(0<x<8),将△ACB沿AC对折到△ACE的位置,AE和CD交于点F.(1)求证:△CEF≌△ADF;(2)求tan∠DAF的值(用含x的式子表示).【分析】(1)根据矩形的性质得到∠B=∠D=90°,BC=AD,根据折叠的性质得到BC=CE,∠E=∠B =90°,等量代换得到∠E=∠D=90°,AD=CE,根据AAS证明三角形全等即可;(2)设DF=a,则CF=8﹣a,根据矩形的性质和折叠的性质证明AF=CF=8﹣a,在Rt△ADF中,根据勾股定理表示出DF的长,根据正切的定义即可得出答案.【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,∴∠B=∠D=90°,BC=AD,根据折叠的性质得:BC=CE,∠E=∠B=90°,∴∠E=∠D=90°,AD=CE,在△CEF与△ADF中,,∴△CEF≌△ADF(AAS);(2)解:设DF=a,则CF=8﹣a,∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,AD=BC=x,∴∠DCA=∠BAC,根据折叠的性质得:∠EAC=∠BAC,∴∠DCA=∠EAC,∴AF=CF=8﹣a,在Rt△ADF中,∵AD2+DF2=AF2,∴x2+a2=(8﹣a)2,∴a=,∴tan∠DAF==.13.如图,△ABC和△DEF,点E,F在直线BC上,AB=DF,∠A=∠D,∠B=∠F.如图①,易证:BC+BE =BF.请解答下列问题:(1)如图②,如图③,请猜想BC,BE,BF之间的数量关系,并直接写出猜想结论;(2)请选择(1)中任意一种结论进行证明;(3)若AB=6,CE=2,∠F=60°,S△ABC=123,则BC=,BF=.【分析】(1)根据图形分别得出答案;(2)利用AAS证明△ABC≌△DFE,得BC=EF,再根据图形可得结论;(3)首先利用含30°角的直角三角形的性质求出BH和AH的长,从而得出BC,再对点E的位置进行分类即可.【解答】解:(1)图②:BC+BE=BF,图③:BE﹣BC=BF;(2)图②:∵AB=DF,∠A=∠D,∠B=∠F,∴△ABC≌△DFE(ASA),∴BC=EF,∵BE=BC+CE,∴BC+BE=EF+BC+CE=BF;图③:∵AB=DF,∠A=∠D,∠B=∠F,∴△ABC≌△DFE(ASA),∴BC=EF,∵BE=BF+EF,∴BE﹣BC=BF+EF﹣BC=BF+BC﹣BC=BF;(3)当点E在BC上时,如图,作AH⊥BC于H,∵∠B=∠F=60°,∴∠BAH=30°,∴BH=3,∴AH=3,∵S△ABC=12,∴=12,∴BC=8,∵CE=2,∴BF=BE+EF=8﹣2+8=14;同理,当点E在BC延长线上时,如图②,BF=BC+BE=8+10=18,故答案为:8,14或18.14.△ABC和△ADE都是等边三角形.(1)将△ADE绕点A旋转到图①的位置时,连接BD,CE并延长相交于点P(点P与点A重合),有P A+PB =PC(或P A+PC=PB)成立(不需证明);(2)将△ADE绕点A旋转到图②的位置时,连接BD,CE相交于点P,连接P A,猜想线段P A、PB、PC 之间有怎样的数量关系?并加以证明;(3)将△ADE绕点A旋转到图③的位置时,连接BD,CE相交于点P,连接P A,猜想线段P A、PB、PC 之间有怎样的数量关系?直接写出结论,不需要证明.【分析】(2)证明△ABD≌△ACE(SAS)和△BAF≌△CAP(SAS),得AF=AP,∠BAF=∠CAP,再证明△AFP是等边三角形,最后由线段的和可得结论;(3)如图③,在PC上截取CM=PB,连接AM,同理可得结论.【解答】解:(2)PB=P A+PC,理由如下:如图②,在BP上截取BF=PC,连接AF,∵△ABC、△ADE都是等边三角形,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°,∴∠BAC+∠CAD=∠CAD+∠DAE,即∠DAB=∠EAC,∴△ABD≌△ACE(SAS),∴∠ABD=∠ACE,∵AB=AC,BF=CP,∴△BAF≌△CAP(SAS),∴AF=AP,∠BAF=∠CAP,∴∠BAC=∠P AF=60°,∴△AFP是等边三角形,∴PF=P A,∴PB=BF+PF=PC+P A;(3)PC=P A+PB,理由如下:如图③,在PC上截取CM=PB,连接AM,同理得:△ABD≌△ACE(SAS),∴∠ABD=∠ACE,∵AB=AC,PB=CM,∴△AMC≌△APB(SAS),∴AM=AP,∠BAP=∠CAM,∴∠BAC=∠P AM=60°,∴△AMP是等边三角形,∴PM=P A,∴PC=PM+CM=P A+PB.15.【情境再现】甲、乙两个含45°角的直角三角尺如图①放置,甲的直角顶点放在乙斜边上的高的垂足O处.将甲绕点O 顺时针旋转一个锐角到图②位置.按图②作出示意图,并连接AG,BH,如图③所示,AB交HO于E,AC 交OG于F,通过证明△OBE≌△OAF,可得OE=OF.请你证明:AG=BH.【迁移应用】延长GA分别交HO,HB所在直线于点P,D,如图④,猜想并证明DG与BH的位置关系.【拓展延伸】小亮将图②中的甲、乙换成含30°角的直角三角尺如图⑤,按图⑤作出示意图,并连接HB,AG,如图⑥所示,其他条件不变,请你猜想并证明AG与BH的数量关系.【分析】【情境再现】由△OBE≌△OAF,得BE=AF,OE=OF,∠BEO=∠AFO,可证明△BHE≌△AGF (SAS),得BH=AG;【迁移应用】由△BHE≌△AGF,得∠BHE=∠AGF,可得∠AGF+∠GPO=90°,从而∠BHE+∠HPD=90°,∠HDP=90°,故DG⊥BH;【拓展延伸】设AB交OH于T,OG交AC于K,根据△ABC,△HOG是含30°角的直角三角形,AO⊥BC,可得OB=AO,∠OBA=∠OAC=30°,∠BOT=90°﹣∠AOT=∠AOK,即得△BOT∽△AOK,有===,∠BTO=∠AKO,又OH=GO,可得==,故△BTH∽△AKG,即得==,BH=AG.【解答】【情境再现】证明:由阅读材料知△OBE≌△OAF,∴BE=AF,OE=OF,∠BEO=∠AFO,∴∠BEH=∠AFG,∵OH=OG,∴OH﹣OE=OG﹣OF,即EH=GF,在△BHE和△AGF中,,∴△BHE≌△AGF(SAS),∴BH=AG;【迁移应用】解:猜想:DG⊥BH;证明如下:由【情境再现】知:△BHE≌△AGF,∴∠BHE=∠AGF,∵∠HOG=90°,∴∠AGF+∠GPO=90°,∴∠BHE+∠GPO=90°,∵∠GPO=∠HPD,∴∠BHE+∠HPD=90°,∴∠HDP=90°,∴DG⊥BH;【拓展延伸】解:猜想:BH=AG,证明如下:设AB交OH于T,OG交AC于K,如图:由已知得:△ABC,△HOG是含30°角的直角三角形,AO⊥BC,∴∠AOB=90°,∴OB=AO,∠OBA=∠OAC=30°,∠BOT=90°﹣∠AOT=∠AOK,∴△BOT∽△AOK,∴===,∠BTO=∠AKO,∴OT=OK,BT=AK,∠BTH=∠AKG,∵OH=GO,∴HT=OH﹣OT=GO﹣OK=(GO﹣OK)=KG,∴==,∴△BTH∽△AKG,∴==,∴BH=AG19。
高等数学课后习题答案
习题十二1.写出下列级数的一般项:(1)1111357++++;(2)22242462468x x ++++⋅⋅⋅⋅⋅⋅;(3)35793579a a a a -+-+;解:(1)121n U n =-;(2)()2!!2nn xU n =;(3)()211121n n n a U n ++=-+;2.求下列级数的和:(1)()()()1111n x n x n x n ∞=+-+++∑;(2)1n ∞=∑;(3)23111555+++;解:(1)()()()()()()()111111211n u x n x n x n x n x n x n x n =+-+++⎛⎫-=⎪+-++++⎝⎭从而()()()()()()()()()()()()()()11111211212231111111211n Sx x x x x xx x x n xn x n x n x x x n x n ⎛-+-=+++++++⎝⎫++-⎪+-++++⎭⎛⎫-= ⎪++++⎝⎭因此()1lim 21n n S x x →∞=+,故级数的和为()121x x + (2)因为n U =-从而(11n S n =-+-+-++-+=-=+-所以lim 1nn S →∞=1(3)因为21115551115511511145n nn n S =+++⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦=-⎡⎤⎛⎫=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦从而1lim 4n n S →∞=,即级数的和为14.3.判定下列级数的敛散性:(1)1n ∞=-∑;(2) ()()11111661111165451n n+++++⋅⋅⋅-+;(3)()23133222213333nn n--+-++-;(4)1155n +++++;解:(1) (11n S n =++++=从而lim n n S →∞=+∞,故级数发散.(2) 1111111115661111165451111551n S n n n ⎛⎫=-+-+-++- ⎪-+⎝⎭⎛⎫=- ⎪+⎝⎭从而1lim 5n n S →∞=,故原级数收敛,其和为15. (3)此级数为23q =-的等比级数,且|q |<1,故级数收敛. (4)∵n U =lim 10n n U →∞=≠,故级数发散.4.利用柯西审敛原理判别下列级数的敛散性:(1) ()111n n n +∞=-∑;(2) 1cos 2nn nx∞=∑;(3)1111313233n n n n ∞=⎛⎫+- ⎪+++⎝⎭∑. 解:(1)当P 为偶数时,()()()()122341111112311111231111112112311n n n pn n n n p U U U n n n n pn n n n pn p n p n n pn n n +++++++++++----=++++++++-+--=++++⎛⎫⎛⎫-=----- ⎪ ⎪+-+-++++⎝⎭⎝⎭<+当P 为奇数时,()()()()1223411111123111112311111112311n n n pn n n n p U U U n n n n pn n n n pn p n p n n n n +++++++++++----=++++++++-+-+=++++⎛⎫⎛⎫-=---- ⎪ ⎪+-++++⎝⎭⎝⎭<+因而,对于任何自然数P ,都有12111n n n p U U U n n ++++++<<+,∀ε>0,取11N ε⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦,则当n >N 时,对任何自然数P 恒有12n n n p U U U ε++++++<成立,由柯西审敛原理知,级数()111n n n +∞=-∑收敛.(2)对于任意自然数P ,都有()()()1212121cos cos cos 12222111222111221121112212n n n pn n n p n n n p n p n p n U U U x n p x xn n ++++++++++++++++=+++≤+++⎛⎫- ⎪⎝⎭=-⎛⎫=- ⎪⎝⎭<于是, ∀ε>0(0<ε<1),∃N =21log ε⎡⎤⎢⎥⎣⎦,当n >N 时,对任意的自然数P 都有12n n n p U U U ε++++++<成立,由柯西审敛原理知,该级数收敛.(3)取P =n ,则()()()()()121111113113123133213223231131132161112n n n pU U U n n n n n n n n n n ++++++⎛⎫=+-+++- ⎪++++++⋅+⋅+⋅+⎝⎭≥++++⋅+≥+>从而取0112ε=,则对任意的n ∈N ,都存在P =n 所得120n n n p U U U ε++++++>,由柯西审敛原理知,原级数发散.5.用比较审敛法判别下列级数的敛散性.(1)()()111465735n n ++++⋅⋅++;(2)22212131112131n n +++++++++++(3)1πsin 3nn ∞=∑;(4)1n ∞=;(5)()1101nn a a ∞=>+∑;(6)()1121nn ∞=-∑.解:(1)∵()()21135n U nn n =<++而211n n∞=∑收敛,由比较审敛法知1nn U∞=∑收敛.(2)∵221111n n n U n n n n++=≥=++而11n n ∞=∑发散,由比较审敛法知,原级数发散.(3)∵ππsinsin 33lim lim ππ1π33n nn n n n →∞→∞=⋅=而1π3nn ∞=∑收敛,故1πsin 3n n ∞=∑也收敛. (4)∵321n U n=<=而3121n n∞=∑收敛,故1n ∞=收敛.(5)当a >1时,111n n n U a a =<+,而11n n a ∞=∑收敛,故111n n a ∞=+∑也收敛.当a =1时,11lim lim 022n n n U →∞→∞==≠,级数发散.当0<a <1时,1lim lim 101n nn n U a →∞→∞==≠+,级数发散.综上所述,当a >1时,原级数收敛,当0<a ≤1时,原级数发散.(6)由021lim ln 2x x x →-=知121limln 211nx n →∞-=<而11n n ∞=∑发散,由比较审敛法知()1121n n ∞=-∑发散.6.用比值判别法判别下列级数的敛散性:(1)213nn n ∞=∑; (2)1!31nn n ∞=+∑;(3)232333331222322nn n +++++⋅⋅⋅⋅;(1) 12!n nn n n ∞=⋅∑解:(1)23n nn U =,()2112311lim lim 133n n n n n n U n U n ++→∞→∞+=⋅=<,由比值审敛法知,级数收敛.(2)()()111!311lim lim 31!31lim 131n n n n n nn n n U n U n n ++→∞→∞+→∞++=⋅++=⋅++=+∞所以原级数发散.(3)()()11132lim lim 2313lim 21312n n n n nn n nn U n U n n n +++→∞→∞→∞⋅=⋅⋅+=+=>所以原级数发散.(4)()()1112!1lim lim 2!1lim 21122lim 1e 11n n n n nn n nnn n n U n n U n n n n n +++→∞→∞→∞→∞⋅+=⋅⋅+⎛⎫= ⎪+⎝⎭==<⎛⎫+ ⎪⎝⎭故原级数收敛.7.用根值判别法判别下列级数的敛散性:(1) 1531nn n n ∞=⎛⎫ ⎪+⎝⎭∑; (2)()[]11ln 1nn n ∞=+∑;(3)21131n n n n -∞=⎛⎫ ⎪-⎝⎭∑;(4)1nn n b a ∞=⎛⎫ ⎪⎝⎭∑,其中a n →a (n →∞),a n ,b ,a 均为正数.解:(1)55lim1313n n n n →∞==>+,故原级数发散.(2)()1lim01ln 1n n n →∞==<+,故原级数收敛.(3)121lim lim 1931nn n n n -→∞⎛⎫==< ⎪-⎝⎭,故原级数收敛.(4) lim n n n b b a a →∞==,当b <a 时,b a <1,原级数收敛;当b >a 时,ba >1,原级数发散;当b =a 时,ba=1,无法判定其敛散性.8.判定下列级数是否收敛?若收敛,是绝对收敛还是条件收敛?(1)1-+; (2)()()1111ln 1n n n ∞-=-+∑;(3) 234111*********5353⋅-⋅+⋅-⋅+;(4)()21121!n n n n ∞-=-∑;(5)()()1111n n R n αα∞-=∈-∑;(6) ()11111123nn nn ∞=⎛⎫-++++ ⎪⎝⎭∑.解:(1)()11n n U -=-1nn U ∞=∑>0n =,由莱布尼茨判别法级数收敛,又11121nn n Un∞∞===∑∑是P <1的P 级数,所以1nn U∞=∑发散,故原级数条件收敛.(2)()()111ln 1n n U n -=-+,()()1111ln 1n n n ∞---+∑为交错级数,且()()11ln ln 12n n >++,()1limln 1n n →∞=+,由莱布尼茨判别法知原级数收敛,但由于()11ln 11n U n n =≥++所以,1nn U∞=∑发散,所以原级数条件收敛.(3)()11153n n n U -=-⋅民,显然1111115353n nn n n n U ∞∞∞=====⋅∑∑∑,而113nn ∞=∑是收敛的等比级数,故1nn U∞=∑收敛,所以原级数绝对收敛.(4)因为2112lim lim 1n n n n n U U n ++→∞→∞==+∞+.故可得1n nU U +>,得lim 0n n U →∞≠,∴lim 0n n U →∞≠,原级数发散.(5)当α>1时,由级数11n n α∞=∑收敛得原级数绝对收敛.当0<α≤1时,交错级数()1111n n n α∞-=-∑满足条件:()111n n αα>+;1lim0n n α→∞=,由莱布尼茨判别法知级数收敛,但这时()111111n n n nn αα∞∞-===-∑∑发散,所以原级数条件收敛.当α≤0时,lim 0n n U →∞≠,所以原级数发散.(6)由于11111123n n n ⎛⎫⋅>++++ ⎪⎝⎭而11n n ∞=∑发散,由此较审敛法知级数()11111123nn nn ∞=⎛⎫-⋅++++ ⎪⎝⎭∑发散.记1111123n U n n ⎛⎫=⋅++++ ⎪⎝⎭,则()()()()()()1222111111123111111112311111111231110n n U U n n n n n n n n n n n n n n +⎛⎫⎛⎫-=-++++- ⎪⎪+⎝⎭⎝⎭+⎛⎫=-++++ ⎪⎝⎭++⎛⎫⎛⎫-=++++ ⎪ ⎪⎝⎭+++⎝⎭>即1n n U U +>又01111lim lim 12311d n n n n U n n x n x →∞→∞⎛⎫=++++ ⎪⎝⎭=⎰由0111lim d lim 01t t t t x t x →+∞→+∞==⎰知lim 0n n U →∞=,由莱布尼茨判别法,原级数()11111123nn nn ∞=⎛⎫-⋅++++ ⎪⎝⎭∑收敛,而且是条件收敛.9.判别下列函数项级数在所示区间上的一致收敛性.(1)()1!1nn x n ∞=-∑,x ∈[-3,3];(2)21nn x n ∞=∑,x ∈[0,1];(3) 1sin 3nn nx∞=∑,x ∈(-∞,+∞);(4) 1!nxn e n -∞=∑,|x |<5;(5)1n ∞=,x ∈(-∞,+∞)解:(1)∵()()3!!11nnx n n ≤--,x ∈[-3,3],而由比值审敛法可知()13!1nn n ∞=-∑收敛,所以原级数在 [-3,3]上一致收敛.(2)∵221nx nn ≤,x ∈[0,1],而211n n∞=∑收敛,所以原级数在[0,1]上一致收敛.(3)∵1sin 33n n nx ≤,x ∈(-∞,+∞),而113nn ∞=∑是收敛的等比级数,所以原级数在(-∞,+∞)上一致收敛.(4)因为5!!nnx ee n n -≤,x ∈(-5,5),由比值审敛法可知51!n n e n ∞=∑收敛,故原级数在(-5,5)上一致收敛.(5)531n≤,x ∈(-∞,+∞),而5131n n∞=∑是收敛的P -级数,所以原级数在(-∞,+∞)上一致收敛.10.若在区间Ⅰ上,对任何自然数n .都有|U n (x )|≤V n (x ),则当()1nn Vx ∞=∑在Ⅰ上一致收敛时,级数()1nn Ux ∞=∑在这区间Ⅰ上也一致收敛.证:由()1nn Vx ∞=∑在Ⅰ上一致收敛知, ∀ε>0,∃N (ε)>0,使得当n >N 时,∀x ∈Ⅰ有 |V n +1(x )+V n +2(x )+…+V n +p (x )|<ε,于是,∀ε>0,∃N (ε)>0,使得当n >N 时,∀x ∈Ⅰ有|U n +1(x )+U n +2(x )+…+U n +p (x )|≤V n +1(x )+V n +2(x )+…+V n +p (x ) ≤|V n +1(x )+V n +2(x )+…+V n +p (x )|<ε,因此,级数()1nn Ux ∞=∑在区间Ⅰ上处处收敛,由x 的任意性和与x 的无关性,可知()1nn Ux ∞=∑在Ⅰ上一致收敛.11.求下列幂级数的收敛半径及收敛域:(1)x +2x 2+3x 3+…+nx n+…;(2)1!nn x n n ∞=⎛⎫ ⎪⎝⎭∑;(3)21121n n x n -∞=-∑; (4)()2112n n x n n ∞=-⋅∑;解:(1)因为11limlim 1n n n n a n a n ρ+→∞→∞+===,所以收敛半径11R ρ==收敛区间为(-1,1),而当x =±1时,级数变为()11nn n∞=-∑,由lim(1)0nx nn →-≠知级数1(1)nn n∞=-∑发散,所以级数的收敛域为(-1,1).(2)因为()()1111!11lim lim lim lim e 1!11nn n n n n n n n na n n n a n n n n ρ-+-+→∞→∞→∞→∞⎡⎤+⎛⎫⎛⎫==⋅===+ ⎪⎢⎥ ⎪+⎝⎭+⎝⎭⎣⎦所以收敛半径1eR ρ==,收敛区间为(-e,e).当x =e 时,级数变为1e n nn n n ∞=∑;应用洛必达法则求得()10e e1lim 2x x x x →-+=-,故有111lim 12n n n a n a +→∞⎛⎫-=-<⎪⎝⎭由拉阿伯判别法知,级数发散;易知x =-e 时,级数也发散,故收敛域为(-e,e).(3)级数缺少偶次幂项.根据比值审敛法求收敛半径.211212221lim lim 2121lim 21n n n n n nn U x n U n x n x n x ++-→∞→∞→∞-=⋅+-=⋅+= 所以当x 2<1即|x |<1时,级数收敛,x 2>1即|x |>1时,级数发散,故收敛半径R =1.当x =1时,级数变为1121n n ∞=-∑,当x =-1时,级数变为1121n n ∞=--∑,由1121lim 012n n n →∞-=>知,1121n n ∞=-∑发散,从而1121n n ∞=--∑也发散,故原级数的收敛域为(-1,1).(4)令t =x -1,则级数变为212nn t n n ∞=⋅∑,因为()()2122lim lim 1211n n n n a n n a n n ρ+→∞→∞⋅===⋅++所以收敛半径为R =1.收敛区间为 -1<x -1<1 即0<x <2.当t =1时,级数3112n n ∞=∑收敛,当t =-1时,级数()31112nn n ∞=-⋅∑为交错级数,由莱布尼茨判别法知其收敛.所以,原级数收敛域为 0≤x ≤2,即[0,2]12.利用幂级数的性质,求下列级数的和函数:(1)21n n nx∞+=∑;(2) 22021n n x n +∞=+∑; 解:(1)由()321lim n n n x n x nx ++→∞+=知,当|x |=<1时,原级数收敛,而当|x |=1时,21n n nx∞+=∑的通项不趋于0,从而发散,故级数的收敛域为(-1,1).记()23111n n n n S nxxnxx ∞∞+-====∑∑易知11n n nx∞-=∑的收敛域为(-1,1),记()111n n S nx x ∞-==∑则()1011xn n x S x x x ∞===-∑⎰于是()()12111x S x x x '⎛⎫== ⎪-⎝⎭-,所以()()()3211x S x x x =<-(2)由2422221lim 23n n n x n x n x ++→∞+=⋅+知,原级数当|x |<1时收敛,而当|x |=1时,原级数发散,故原级数的收敛域为(-1,1),记()2221002121n n n n x x S x x n n ++∞∞====++∑∑,易知级数2121n n x n +∞=+∑收敛域为(-1,1),记()211021n n x S x n +∞==+∑,则()212011n n S x x x ∞='==-∑,故()1011d ln 21xx S x x x +'=-⎰即()()1111ln 021xS S x x +-=-,()100S =,所以()()()11ln 121x xS xS x x x x +==<-13.将下列函数展开成x 的幂级数,并求展开式成立的区间:(1)f (x )=ln(2+x ); (2)f (x )=cos 2x ;(3)f (x )=(1+x )ln(1+x );(4)()2f x =;(5)()23xf x x =+; (6)()()1e e 2x xf x -=-;(7)f (x )=e xcos x ;(8)()()212f x x =-.解:(1)()()ln ln 2ln 2ln 11222x x f x x ⎛⎫⎛⎫===++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭由于()()0ln 111nnn x x n ∞==+-+∑,(-1<x ≤1) 故()()110ln 11221n nn n x x n +∞+=⎛⎫=+- ⎪⎝⎭+∑,(-2≤x ≤2) 因此()()()110ln ln 22121n nn n x x n +∞+==++-+∑,(-2≤x ≤2)(2)()21cos 2cos 2x f x x +==由()()20cos 1!2nnn x x n ∞==-∑,(-∞<x <+∞) 得()()()()()220042cos 211!!22n n n nn n n x x x n n ∞∞==⋅==--∑∑所以()()22011()cos cos 222114122!2n nn n f x x x x n ∞===+⋅=+-∑,(-∞<x <+∞)(3)f (x )=(1+x )ln(1+x )由()()()1ln 111n nn x x n +∞==+-+∑,(-1≤x ≤1)所以()()()()()()()()()()()()()11200111111111111111111111111111n nn n n nn n n n n nn n n n n n n n n n x f x x n x x n n x x x n n n n x xn n x xn n +∞=++∞∞==++∞∞+==+∞+=-∞+==+-+=+--++=++--+++--=+⋅+-=++∑∑∑∑∑∑∑ (-1≤x ≤1)(4)()22f x x ==()()()21!!2111!!2n nn n x n ∞=-=+-∑(-1≤x ≤1)故()()()()221!!2111!!2nn n n x f x x n ∞=⎛⎫-+=- ⎪⎝⎭∑()()()()2211!!211!!2n n n n x xn ∞+=-=+-∑ (-1≤x ≤1)(5)()()()(220211131313313nn n n nn n x f x x x x x x ∞=+∞+==⋅+⎛⎫=⋅- ⎪⎝⎭=-<∑∑(6)由0e !nxn x n ∞==∑,x ∈(-∞,+∞) 得()01e!n n xn x n ∞-=⋅-=∑,x ∈(-∞,+∞)所以()()()()()()0002101e e 2112!!1112!,!21x x n n n n n n n n n n f x x x n n x n x x n -∞∞==∞=+∞==-⎛⎫-=- ⎪⎝⎭=⋅⎡⎤--⎣⎦=∈-∞+∞+∑∑∑∑(7)因为e cos x x 为()()1e cos sin x x i e x i x +=+的实部,而()()[]()10002011!1!ππcos sin !44ππ2cos sin !44n xi n nn n nn n n n n ex i n x i n x i n x n n i n ∞+=∞=∞=∞==+=+⎤⎫=+⎪⎥⎭⎦⎛⎫=⋅+ ⎪⎝⎭∑∑∑∑取上式的实部.得20π2cos4cos !nx nn n e x x n ∞==⋅∑(-∞<x <+∞)(8)由于()1211n n nx x ∞-==-∑ |x |<1而()211412f x x =⋅⎛⎫- ⎪⎝⎭,所以()111001422n n n n n n x x f n x --∞∞+==⋅⎛⎫=⋅= ⎪⎝⎭∑∑(|x |<2)14.将()2132f x x x =++展开成(x +4)的幂级数. 解:21113212x x x x =-++++ 而()()()011113411431314413334713nn nn n x x x x x x x ∞=∞+==+-++=-⋅+-+⎛+⎫⎛⎫=-< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭+=--<<∑∑又()()()0101122411421214412224622nn nn n x x x x x x x ∞=∞+==+-++=-+-+⎛+⎫⎛⎫=-< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭+=--<<-∑∑ 所以()()()()()2110011013244321146223n nn n n n n n n n f x x x x x x x ∞∞++==∞++==++++=-+⎛⎫=-+-<<- ⎪⎝⎭∑∑∑15.将函数()f x =(x -1)的幂级数.解:因为()()()()()211111111!2!!m nm m m m m m n x x x x x n ---+=++++++-<<所以()()[]()()()3221133333331121222222211111!2!!nf x x n x x x n ==+-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫----+ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=+++++---(-1<x -1<1)即()()()()()()()()()()()()()2323133131313251111111222!23!2!3152111022!nnn nn n f x x x x x n n x x n ∞=⋅⋅⋅⋅⋅⋅--+--=+++++----⋅⋅⋅⋅⋅⋅--=+-<<⋅∑16.利用函数的幂级数展开式,求下列各数的近似值:(1)ln3(误差不超过0.0001); (2)cos20(误差不超过0.0001)解:(1)35211ln 213521n x x x x x xn -+⎛⎫=+++++ ⎪--⎝⎭,x ∈(-1,1) 令131x x +=-,可得()11,12x =∈-,故()35211111112ln3ln 212325222112n n -+⎡⎤+++++==⎢⎥⋅⋅⋅-⎣⎦-又()()()()()()()()()()2123212121232521242122112222123222212112222123252111222212112211413221n n n n n n n n n n n r n n n n n n n n n n +++++++++-⎡⎤++=⎢⎥⋅⋅++⎣⎦⎡⎤⋅⋅++=+++⎢⎥⋅⋅+++⎣⎦⎛⎫<+++ ⎪⎝⎭+=⋅+-=+故5810.000123112r <≈⨯⨯61010.000033132r <≈⨯⨯. 因而取n =6则35111111ln 32 1.098623252112⎛⎫=≈++++⎪⋅⋅⋅⎝⎭(2)()()2420ππππ909090cos 2cos 11902!4!!2nn n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭==-+-++-∵24π906102!-⎛⎫ ⎪⎝⎭≈⨯;48π90104!-⎛⎫⎪⎝⎭≈故2π90cos2110.00060.99942!⎛⎫⎪⎝⎭≈-≈-≈17.利用被积函数的幂级数展开式,求定积分0.5arctan d xx x ⎰(误差不超过0.001)的近似值.解:由于()3521arctan 13521n n x x x x x n +=-+-++-+,(-1≤x ≤1)故()2420.50.5000.5357357arctan d d 113521925491111111292252492nx x x x x xx n x x x x ⎡⎤=-+-++-⎢⎥+⎣⎦⎛⎫=-+-+ ⎪⎝⎭=-⋅+⋅-⋅+⎰⎰而3110.013992⋅≈,5110.0013252⋅≈,7110.0002492⋅≈.因此0.5350arctan 11111d 0.487292252x x x ≈-⋅+⋅≈⎰18.判别下列级数的敛散性:(1)111n nnn nn n +∞=⎛⎫+ ⎪⎝⎭∑; (2)21cos 32n n nx n ∞=⎛⎫ ⎪⎝⎭∑;(3)()1ln 213nn n n ∞=+⎛⎫+ ⎪⎝⎭∑.解:(1)∵122111n nnnn n nn n n n n n n +⎛⎫>= ⎪+⎝⎭⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭而()22211221lim lim 10111nnn n n n n n n --++→∞→∞⎡⎤⎛⎫-⎛⎫==≠+⎢⎥ ⎪ ⎪+⎝⎭+⎝⎭⎣⎦故级数2211nn nn∞=⎛⎫ ⎪+⎝⎭∑发散,由比较审敛法知原级数发散.(2)∵2cos 3022n nnx n n ⎛⎫ ⎪⎝⎭<≤由比值审敛法知级数12nn n ∞=∑收敛,由比较审敛法知,原级数21cos 32nn nx n ∞=⎛⎫ ⎪⎝⎭∑收敛.(3)∵()()ln ln 220313nn n n n ++<<⎛⎫+ ⎪⎝⎭由()()()()11ln 33lim lim 3ln 21ln 3lim3ln 2113nn n n n nn U n U n n n ++→∞→∞→∞+=⋅++=+=<知级数()1ln 23nn n ∞=+∑收敛,由比较审敛法知,原级数()1ln 213nn n n ∞=+⎛⎫+ ⎪⎝⎭∑收敛.19.若2lim n n n U →∞存在,证明:级数1nn U∞=∑收敛.证:∵2lim nn n U →∞存在,∴∃M >0,使|n 2U n |≤M ,即n 2|U n |≤M ,|U n |≤2M n而21n Mn ∞=∑收敛,故1n n U ∞=∑绝对收敛.20.证明,若21nn U ∞=∑收敛,则1nn U n∞=∑绝对收敛.证:∵222211111222n n n nU U n U U n n n+=⋅≤=+⋅而由21nn U ∞=∑收敛,211n n ∞=∑收敛,知22111122n n U n ∞=⎛⎫+⋅ ⎪⎝⎭∑收敛,故1n n U n ∞=∑收敛,因而1nn U n∞=∑绝对收敛.21.若级数1nn a∞=∑与1nn b∞=∑都绝对收敛,则函数项级数()1cos sin nn n anx b nx ∞=+∑在R 上一致收敛.证:U n (x )=a n cos nx +b n sin nx ,∀x ∈R 有()cos sin cos sin n n n n n n nU a nx b nx a nx b nx a b x =+≤+≤+由于1nn a∞=∑与1nn b∞=∑都绝对收敛,故级数()1nnn ab ∞=+∑收敛.由魏尔斯特拉斯判别法知,函数项级数()1cos sin nn n anx b nx ∞=+∑在R 上一致收敛.22.计算下列级数的收敛半径及收敛域:(1) 111nn n x n ∞=⎛⎫+ ⎪+⎝⎭∑;(2)()1πsin12n n n x ∞=+∑;(3) ()2112nn n x n ∞=-⋅∑解:(1)111lim1lim 211lim lim lim 22e e n n nn nn nnn n n a a n n n n ρ+→∞+→∞→∞→∞→∞-=⎛⎫+=⋅ ⎪+⎝⎭++⎛⎫=⋅⋅ ⎪++⎝⎭=⋅=∴13R ρ==,又当x =时,级数变为()111311333n nnn n n n n n ∞∞==⎛⎫⎛⎛++=±± ⎪ ++⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑∑,因为3lim 033nn n n →∞⎛⎫+=≠ ⎪+⎝⎭所以当3x =±,级数发散,故原级数的收敛半径3R =,收敛域(-3,3).(2)111ππsin122limlim lim ππ2sin 22n n n n n n nnn a a ρ+++→∞→∞→∞====故12R ρ==,又∵πsinπ2limsin 2lim ππ0π22n n n n n n →∞→∞⋅==≠. 所以当(x +1)=±2时,级数()1πsin 12n n n x ∞=+∑发散,从而原级数的收敛域为-2<x +1<2,即-3<x <1,即(-3,1)(3)()212121lim lim 221n n n n n n a n a n ρ++→∞→∞⋅===⋅+ ∴2R =,收敛区间-2<x -1<2,即-1<x <3.当x =-1时,级数变为()2111nn n ∞=-∑,其绝对收敛,当x =3时,级数变为211n n ∞=∑,收敛.因此原级数的收敛域为[-1,3].23.将函数()0arctan d xtF t x t =⎰展开成x 的幂级数.解:由于()210arctan 121n nn t t n +∞==-+∑ 所以()()()()()20002212000arctan d d 121d 112121n xx n n n n xnnn n t t F t tx t n t x t n n ∞=+∞∞====-+==--++∑⎰⎰∑∑⎰(|x |≤1)24.判别下列级数在指定区间上的一致收敛性:(1)()113n nn x ∞=-+∑,x ∈[-3,+∞);(2)1nn nx ∞=∑,x ∈(2,+∞);(3)()()222211n nx x n n ∞=⎡⎤+++⎣⎦∑,x ∈(-∞,+∞);解:(1)考虑n ≥2时,当x ≥-3时,有()1111133333nn n n nx x --=<<+-+ 而1113n n ∞-=∑收敛,由魏尔斯特拉斯判别法知,级数()113n n n x ∞=-+∑在[-3,+∞)上一致收敛.(2)当x >2时,有2n nn nx =<由1112lim 122n n n n n +→∞+=<知级数12n n n ∞=∑收敛,由魏尔斯特拉斯判别法知,级数1n n n x ∞=∑在(2,+∞)上一致收敛.(3)∀x ∈R 有()()()22224322111n n n x n n n x n n n ≤<=⎡⎤+⋅+++⎣⎦而311n n ∞=∑收敛,由魏尔斯特拉斯判别法知,级数()()222211n n x x n n ∞=⎡⎤+++⎣⎦∑在(-∞,+∞)上一致收敛.25.求下列级数的和函数:(1)()211121n n n x n ∞-=--∑; (2)21021n n x n +∞=+∑; (3)()11!1n n nxn ∞-=-∑; (4)()11nn x n n ∞=+∑.解:(1)可求得原级数的收敛半径R =1,且当|x |=1时,级数()111121n n n ∞-=--∑是收敛的交错级数,故收敛域为[-1,1]记()()()()22111111112121n n n n n n x x S x xS x x n n -∞∞--=====----∑∑则S 1(0)=0,()()122121111n n n S x x x ∞--='==-+∑所以()()11201d arctan 01xS S x xx x -==+⎰即S 1(x )=arctan x ,所以S (x )=x arctan x ,x ∈[-1,1].(2)可求得原级数的收敛半径R =1,且当|x |=1时,原级数发散.记()21021n n x S x n +∞==+∑则()22011n n S x x x ∞='==-∑ ()200111d d ln 121x x x S x x x x x +'==--⎰⎰,即()()11ln 021x S S x x +-=-,S (0)=0所以()11ln21xS x x +=-,(|x |<1)(3)由()11!lim lim 0!1n n n n n a n nan +→∞→∞+==-知收敛域为(-∞,+∞).记()()11!1n n n S x x n ∞-==-∑则()()()111d e !!11nn xxn n x x S x x x x n n -∞∞=====--∑∑⎰,所以()()()e 1e x x S x x x '==+,(-∞<x <+∞)(4)由()()()112lim 111n n n n n →∞++=+知收敛半径R =1,当x =1时,级数变为()111n n n ∞=+∑,由()2111n n n <+知级数收敛,当x =-1时,级数变为()()111n n n n ∞=-+∑是收敛的交错级数,故收敛域为[-1,1].记()()11nn x S x n n ∞==+∑则S (0)=0,()()111n n x xS x n n +∞==+∑, ()[]1111n n x xS x x ∞-=''==-∑ (x ≠1) 所以()[]()0d ln 1xxS x x x ''=--⎰即()[]()ln 1xS x x '=--()[]()()()00d ln 1d 1ln 1xxxS x x x x x x x '=--=--+⎰⎰即()()()1ln 1xSx x x x =--+当x ≠0时,()()111ln 1S x x x ⎛⎫=+-- ⎪⎝⎭,又当x =1时,可求得S (1)=1 (∵()1lim lim 111n n S x n →∞→∞⎛⎫=-= ⎪+⎝⎭)综上所述()()[)()0,01,1111ln 1,1,00,1x S x x x x x =⎧⎪==⎪⎨⎛⎫⎪+--∈- ⎪⎪⎝⎭⎩26.设f (x )是周期为2π的周期函数,它在(-π,π]上的表达式为()32π0,0π.x f x x x -<≤⎧=⎨<≤⎩试问f (x )的傅里叶级数在x =-π处收敛于何值?解:所给函数满足狄利克雷定理的条件,x =-π是它的间断点,在x =-π处,f (x )的傅里叶级数收敛于()()[]()33ππ11π22π222f f -+-+-=+=+27.写出函数()21π00πx f x x x --≤≤⎧=⎨<≤⎩的傅里叶级数的和函数.解:f (x )满足狄利克雷定理的条件,根据狄利克雷定理,在连续点处级数收敛于f (x ),在间断点x =0,x =±π处,分别收敛于()()00122f f -++=-,()()2πππ122f f -++-=,()()2πππ122f f -+-+--=,综上所述和函数.()221π00π102π1π2x x x S x x x --<<⎧⎪<<⎪⎪=-=⎨⎪⎪-=±⎪⎩28.写出下列以2π为周期的周期函数的傅里叶级数,其中f (x )在[-π,π)上的表达式为:(1)()π0π,4ππ0;4x f x x ⎧≤<⎪⎪=⎨⎪--≤<⎪⎩(2)()()2πx π=-≤≤f x x ;(3)()ππ,π,22ππ,,22ππ,π;22⎧--≤<-⎪⎪⎪=-≤<⎨⎪⎪≤<⎪⎩x f x x x x (4)()()cosππ2=-≤≤x f x x .解:(1)函数f (x )满足狄利克雷定理的条件,x =n π,n ∈z 是其间断点,在间断占处f (x )的傅里叶级数收敛于()()ππ0044022f f +-⎛⎫+- ⎪+⎝⎭==,在x ≠n π,有 ()π0π-ππ011π1πcos d cos d cos d 0ππ4π4n a f x nx x nx x nx x -⎛⎫==-+= ⎪⎝⎭⎰⎰⎰ ()π0π-ππ011π1πsin d sin d sin d ππ4π40,2,4,6,,1,1,3,5,.n b f x nx x nx x nx xn n n-⎛⎫==-+ ⎪⎝⎭=⎧⎪=⎨=⎪⎩⎰⎰⎰于是f (x )的傅里叶级数展开式为()()11sin 2121n f x n x n ∞==--∑(x ≠n π)(2)函数f (x )在(-∞,+∞)上连续,故其傅里叶级数在(-∞,+∞)上收敛于f (x ),注意到f (x )为偶函数,从而f (x )cos nx 为偶函数,f (x )sin nx 为奇函数,于是()π-π1sin d 0πn b f x nx x ==⎰,2π20-π12πd π3a x x ==⎰, ()()ππ22-π0124cos d cos d 1ππnn a f x nx x x nx x n===-⋅⎰⎰ (n =1,2,…)所以,f (x )的傅里叶级数展开式为:()()221π41cos 3nn f x nxn ∞==+-⋅∑ (-∞<x <∞)(3)函数在x =(2n +1)π (n ∈z )处间断,在间断点处,级数收敛于0,当x ≠(2n +1)π时,由f (x )为奇函数,有a n =0,(n =0,1,2,…)()()()πππ2π002222πsin d sin d sin d ππ212π1sin 1,2,π2n nb f x nx x x nx x nx x n n n n ⎡⎤==+⎢⎥⎣⎦=--+=⎰⎰⎰所以()()12112π1sin sin π2n n n f x nxn n ∞+=⎡⎤=-⋅+⎢⎥⎣⎦∑ (x ≠(2n +1)π,n ∈z ) (4)因为()cos2xf x =作为以2π为周期的函数时,处处连续,故其傅里叶级数收敛于f (x ),注意到f (x )为偶函数,有b n =0(n =1,2,…),()()π0π12π2π2111cos cos d π2211sin sin 12211π224110,1,2,π41n n x n x x n x n x n n n n +⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎢⎥=+⎢⎥+-⎢⎥⎣⎦⎛⎫=-= ⎪-⎝⎭⎰所以f (x )的傅里叶级数展开式为:()()12124cos 1ππ41n n nxf x n ∞+==+--∑ x ∈[-π,π]29.将下列函数f (x )展开为傅里叶级数:(1)()()πππ42xf x x =--<<(2)()()sin 02πf x xx =≤≤解:(1)()ππ0-ππ11ππcos d d ππ422x a f x nx x x -⎛⎫==-=⎪⎝⎭⎰⎰ []()ππππ-π-πππ1π11cos d cos d x cos d π4242π1sin 001,2,4n x a nx x nx x nx x nx n n --⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭=-==⎰⎰⎰ ()ππππ-π-π1π11sin d sin d xsin d π4242π11n n x b nx x nx x nx x n -⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭=-⋅⎰⎰⎰故()()1πsin 14n n nxf x n ∞==+-∑ (-π<x <π) (2)所给函数拓广为周期函数时处处连续, 因此其傅里叶级数在[0,2π]上收敛于f (x ),注意到f (x )为偶函数,有b n =0,()ππ0πππ011cos0d sin d ππ24sin d ππa f x x x x x x x --====⎰⎰⎰()()()()()π022ππ1sin 1sin 1d π211π10,1,3,5,4,2,4,6,π1nn x n x x n n n n =+--⎡⎤⎣⎦-⎡⎤=+-⎣⎦-=⎧⎪-=⎨=⎪-⎩⎰所以()()2124cos2ππ41n nx f x n ∞=-=+-∑(0≤x ≤2π)30.设f (x )=x +1(0≤x ≤π),试分别将f (x )展开为正弦级数和余弦级数. 解:将f (x )作奇延拓,则有a n =0 (n =0,1,2,…)()()()()ππ0022sin d 1sin d ππ111π2πn nb f x nx x x nx x n ==+--+=⋅⎰⎰从而()()()1111π2sin πnn f x nx n ∞=--+=∑(0<x <π)若将f (x )作偶延拓,则有b n =0 (n =1,2,…)()()ππ00222cos d 1cos d ππ0,2,4,64,1,3,5,πn a f x nx x x nx x n n n ==+=⎧⎪=-⎨=⎪⎩⎰⎰ ()()ππ0π012d 1d π2ππa f x x x x -==+=+⎰⎰从而()()()21cos 21π242π21n n xf x n ∞=-+=--∑(0≤x ≤π)31.将f (x )=2+|x | (-1≤x ≤1)展开成以2为周期的傅里叶级数,并由此求级数211n n∞=∑的和.解:f (x )在(-∞,+∞)内连续,其傅里叶级数处处收敛,由f (x )是偶函数,故b n =0,(n =1,2,…)()()1101d 22d 5a f x x x x -==+=⎰⎰()()()1112cos d 22cos d 0,2,4,64,1,3,5,πn a f x nx x x nx xn n n -==+=⎧⎪-=⎨=⎪⎩⎰⎰所以()()()221cos 21π542π21n n xf x n ∞=-=--∑,x ∈[-1,1]取x =0得,()2211π821n n ∞==-∑,故()()22222111111111π48212n n n n n n n n ∞∞∞∞=====+=+-∑∑∑∑所以211π6n n ∞==∑ 32.将函数f (x )=x -1(0≤x ≤2)展开成周期为4的余弦级数.解:将f (x )作偶延拓,作周期延拓后函数在(-∞,+∞)上连续,则有b n =0 (n =1,2,3,…)()()220201d 1d 02a f x x x x -==-=⎰⎰ ()()()222022221ππcos d 1cos d 2224[11]π0,2,4,6,8,1,3,5,πn nn x n xa f x x x xn n n n -==-=--=⎧⎪=⎨-=⎪⎩⎰⎰故()()()22121π81cosπ221n n x f x n ∞=-=-⋅-∑(0≤x ≤2)33.设()()011,0,2cos π1222,1,2n n x x a f x s x a n xx x ∞=⎧≤≤⎪⎪==+⎨⎪-<<⎪⎩∑,-∞<x <+∞,其中()102cos πd n a f x n x x=⎰,求52s ⎛⎫- ⎪⎝⎭.解:先对f (x )作偶延拓到[-1,1],再以2为周期延拓到(-∞,+∞)将f (x )展开成余弦级数而得到 s (x ),延拓后f (x )在52x =-处间断,所以515511122222221131224s f f ff +-+-⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+-=-+-⎢⎥⎢⎥⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎛⎫=+= ⎪⎝⎭34.设函数f (x )=x 2(0≤x <1),而()1sin πn n s x b n x∞==∑,-∞<x <+∞,其中()12sin πd n b f x n x x=⎰(n =1,2,3,…),求12s ⎛⎫- ⎪⎝⎭.解:先对f (x )作奇延拓到,[-1,1],再以2为周期延拓到(-∞,+∞),并将f (x )展开成正弦级数得到s (x ),延拓后f (x )在12x =-处连续,故.211112224s f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 35.将下列各周期函数展开成为傅里叶级数,它们在一个周期内的表达式分别为:(1)f (x )=1-x 21122x ⎛⎫-≤< ⎪⎝⎭; (2)()21,30,1,0 3.x x f x x +-≤<⎧=⎨≤<⎩ 解:(1) f (x )在(-∞,+∞)上连续,故其傅里叶级数在每一点都收敛于f (x ),由于f (x )为偶函数,有b n =0 (n =1,2,3,…)()()112221002112d 41d 6a f x x x x -==-=⎰⎰,()()()()112221021222cos2n πd 41cos2n πd 11,2,πn n a f x x x x x xn n -+==--==⎰⎰所以()()12211111cos 2π12πn n f x n xn +∞=-=+∑ (-∞<x <+∞)(2) ()()303033011d 21d d 133a f x x x x x --⎡⎤==++=-⎢⎥⎣⎦⎰⎰⎰,()()()()330330221πcos d 331π1π21cos d cos d 3333611,1,2,3,πn nn x a f x xn x n x x x xn n --==++⎡⎤=--=⎣⎦⎰⎰⎰ ()()()()33033011πsin d 331π1π21sin d sin d 333361,1,2,πn n n x b f x xn x n x x x xn n --+==++=-=⎰⎰⎰而函数f (x )在x =3(2k +1),k =0,±1,±2,…处间断,故()()()122116π6π11cos 1sin 2π3π3n n n n x n x f x n n ∞+=⎧⎫⎡⎤=-+--+-⎨⎬⎣⎦⎩⎭∑(x ≠3(2k +1),k =0,±1,±2,…)36.把宽为τ,高为h ,周期为T 的矩形波(如图所示)展开成傅里叶级数的复数形式.解:根据图形写出函数关系式()0,22,220,22T t u t h t T t ττττ⎧-≤<-⎪⎪⎪=-≤<⎨⎪⎪≤≤⎪⎩()()22022111d d d 2Tl T l h c u t t u t t h t l T T Tτττ---====⎰⎰⎰()()π2π222π2π22222π2211e d ed 212πe d e d 2ππsin e 2ππn T n i t li t lTT n l n n i t i t T T n i t T c u t t u t tlTh T n h t i t T T n i T h h n n i n T τττττττ----------==-⎛⎫⎛⎫==⋅- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎡⎤=-= ⎪⎣⎦⎝⎭⎰⎰⎰⎰故该矩形波的傅里叶级数的复数形式为()2π1πsin eπn i t Tn n h h n u t T n Tττ∞-=-∞≠=+∑(-∞<t <+∞,且3,22t ττ≠±±,…)37.设f (x )是周期为2的周期函数,它在[-1,1]上的表达式为f (x )=e -x,试将f (x )展成傅里叶级数的复数形式.解:函数f (x )在x ≠2k +1,k =0,±1,±2处连续.()()()[]()()()π1π111π11211e d e e d 221e 21πe e 1121π1πsinh111πn i x l x in x ln l x n i n n c f x x xl n i n in in ------+--===-+-=⋅⋅-+-=⋅⋅-+⎰⎰故f (x )的傅里叶级数的复数形式为()()()()π21π1sinh1e 1πn in xn in f x n ∞=-∞⋅--=+∑ (x ≠2k +1,k =0,±1,±2,…)38.求矩形脉冲函数(),00,A t T f t ≤≤⎧=⎨⎩其他的傅氏变换。
中考数学总复习《平行四边形的判定与性质》练习题及答案
中考数学总复习《平行四边形的判定与性质》练习题及答案班级:___________姓名:___________考号:_____________一、单选题1.如图在四边形ABCD中AB=CD,对角线AC、BD相交于点O,AE⊥BD于点E,CF⊥BD于点F,连接AF、CE,若DE=BF,则下列结论不一定正确的是()A.CF=AE B.OE=OFC.△CDE为直角三角形D.四边形ABCD是平行四边形2.如图四边形ABCD中AB∥CD,∥B=∥D点E为BC延长线上一点,连接AE,AE交CD于点H,∥DCE的平分线交AE于点G.若AB=2AD=10,点H为CD的中点,HE=6,则AC的值为()A.9B.√97C.10D.3 √103.如图在Rt∥ABC中∥ACB=90°,分别以AB、AC为腰向外作等腰直角三角形∥ABD和∥ACE,连结DE,CA的延长线交DE于点F,则与线段AF相等的是()A.AC B.AB C.BC D.AB4.如图在菱形ΑΒCD中∠Α=60∘,AD=8,F是ΑΒ的中点.过点F作FΕ⊥ΑD,垂足为Ε.将ΔΑΕF沿点Α到点Β的方向平移,得到ΔΑ′Ε′F ′.设Ρ、Ρ′分别是ΕF、Ε′F ′的中点,当点Α′与点Β重合时,四边形ΡΡ′CD的面积为()A.28√3B.24√3C.32√3D.32√3−85.下列说法中错误的是()A.平行四边形的对角线互相平分B.对角线互相垂直的四边形是菱形C.菱形的对角线互相垂直D.对角线互相平分的四边形是平行四边形6.如图.若要使平行四边形ABCD成为菱形.则需要添加的条件是()A.AB=CD B.AD=BC C.AB=BC D.AC=BD7.如图点A是直线l外一点,在l上取两点B,C,分别以A,C为圆心,BC,AB的长为半径作弧,两弧交于点D,分别连接AB,AD,CD,若∥ABC+∥ADC=120°,则∥A的度数是()A.100°B.110°C.120°D.125°8.如图在∥ABC中AB=AC=10,BC=12,点D是BC上一点,DE∥AC,DF∥AB,则∥BED与∥DFC的周长的和为()A.34B.32C.22D.209.如图在平面直角坐标系中点A(1,5),B(4,1),C(m,−m),D(m−3,−m+4),当四边形ABCD 的周长最小时,则m 的值为().A.√2B.32C.2D.310.如图分别在四边形ABCD的各边上取中点E,F,G,H,连接EG,在EG上取一点M,连接HM,过F作FN∥HM,交EG于N,将四边形ABCD中的四边形①和②移动后按图中方式摆放,得到四边形AHM′G′和AF′N′E,延长M′G′,N′F′相交于点K,得到四边形MM′KN′.下列说法中错误的是()A.S四边形MM′KN′=S四边形ABCD B.HM=NFC.四边形MM′KN′是平行四边形D.∠K=∠AHM′11.如图,已知∥ABC与∥CDA关于点O成中心对称,过点O任作直线EF分别交AD,BC于点E,F,则下则结论:①点E和点F,点B和点D是关于中心O的对称点;②直线BD必经过点O;③四边形ABCD 是中心对称图形;④四边形DEOC与四边形BFOA的面积必相等;⑤∥AOE与∥COF成中心对称.其中正确的个数为()A.2B.3C.4D.512.如图P为平行四边形ABCD内一点,过点P分别作AB、AD的平行线交平行四边形于E、F、G、H四点,若S四边形AHPE=3,S四边形PFCG=5,则S∥PBD为()A.0.5B.1C.1.5D.2二、填空题13.如图在平行四边形ABCD中点E,F分别在BC,AD上,请添加一个条件,使四边形AECF是平行四边形(只填一个即可).14.如图在Rt△ABC中AC=2√3,BC=2,点P是斜边AB上任意一点,D是AC的中点,连接PD并延长,使DE=PD.以PE,PC为边构造平行四边形PCQE,则对角线PQ的最小值为.15.如图▱ABCD中∥BAD=120°,E、F分别在CD和BC的延长线上,AE∥BD,EF∥BC,EF=5√3,则AB的长是16.如图在∥ABC中∥ACB=90°,M、N分别是AB、AC的中点,延长BC至点D,使CD= 13BD,连接DM、DN、MN.若AB=6,则DN=.17.若AC=10,BD=8,那么当AO=DO=时,四边形ABCD是平行四边形。
人教版七年级数学下册第五章第三节命题、定理、证明习题(含答案) (81)
人教版七年级数学下册第五章第三节命题、定理、证明复习试题(含答案)一、单选题1.下列命题:a≥0)表示a的平方根;②立方根等于本身的数是0;③若ab=0,则P(a,b)在坐标原点;④在平面直角坐标系中,若点A的坐标为(﹣1,﹣2),且AB平行于x轴,AB=5,则点B的坐标为(4,﹣2),其中真命题的个数为()A.0 B.1 C.2 D.3【答案】A【解析】【分析】根据平方根、立方根、平面直角坐标系进行判断即可.【详解】解:a≥0)表示a的算术平方根,原命题是假命题;①立方根等于本身的数是0、1或﹣1,原命题是假命题;①若ab=0,则P(a,b)在坐标原点或坐标轴上,原命题是假命题;①在平面直角坐标系中,若点A的坐标为(﹣1,﹣2),且AB平行于x轴,AB=5,则点B的坐标为(4,﹣2)或(﹣6,﹣2),原命题是假命题,故选:A.【点睛】本题考查了命题的真假判断,正确的命题叫真命题,错误的命题叫做假命题.判断命题的真假关键是要熟悉课本中的性质定理.2.下列选项,可以用来证明命题“若a2>b2,则a>b”是假命题的反例是()A.a=3,b=﹣2 B.a=2,b=1 C.a=﹣3,b=2D.a=﹣2,b=3【答案】C【解析】【分析】据要证明一个结论不成立,可以通过举反例的方法来证明一个命题是假命题,直接利用选项中数据代入求出答案.【详解】解:当a=3,b=﹣2时,a2>b2,则a>b,故原命题是真命题;当a=2,b=1时,a2>b2,则a>b,故原命题是真命题;当a=﹣3,b=2时,a2>b2,则a<b,故原命题是假命题,符合题意;当a=﹣2,b=3时,a2<b2,则a<b,故原命题是真命题.故选:C.【点睛】此题考查的是命题与定理,要说明数学命题的错误,只需举出一个反例即可这是数学中常用的一种方法,正确代入数据是解题关键.3.下列命题中是假命题的是( ▲ )A.对顶角相等B.两直线平行,同旁内角互补C.同位角相等D.平行于同一条直线的两条直线平行【答案】C【解析】【分析】根据对顶角的性质、平行线的性质、平行公理的推论逐项判断即可.【详解】A、对顶角相等,则此项是真命题B、两直线平行,同旁内角互补,则此项是真命题C、同位角不一定相等,则此项是假命题D、平行于同一条直线的两条直线平行,则此项是真命题故选:C.【点睛】本题考查了对顶角的性质、平行线的性质、平行公理的推论,掌握相交线与平行线的相关知识是解题关键.4.下列定理中,没有逆定理的是( )A.三边对应相等的两个三角形全等B.中垂线上的点到线段两端的距离相等C.全等三角形的对应角相等D.直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半【答案】C【解析】【分析】先写出各选项的逆命题,判断出其真假即可解答.【详解】A、其逆命题是“全等三角形的对应边相等”,正确,所以有逆定理;B、其逆命题是“到线段两端距离相等的点在该线段的垂直平分线上”,正确,所以有逆定理;C、其逆命题是“对应角相等的三角形是全等三角形”,错误,所以没有逆定理;D、其逆命题是“中线等于斜边的一半的三角形是直角三角形”,正确,所以有逆定理;故选:C.【点睛】本题考查的是命题与定理的区别,正确的命题叫定理,解题的关键是熟知逆命题的定义.5.下列说法正确的个数是()①同位角相等;②过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;③过一点有且只有一条直线与已知直线平行;④三条直线两两相交,总有三个交点.A.3个B.2个C.1个D.0个【答案】D【解析】【分析】利用平行线的性质、垂直及平行的性质等知识分别判断后即可确定正确的选项.【详解】解:①两直线平行,同位角相等,故原命题错误;②在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直,故原命题错误;③过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,故原命题错误;④三条直线两两相交,有三个交点或一个交点,故原命题错误,故选:D.【点睛】本题考查了命题与定理的知识,解题的关键是了解平行线公理、垂直及平行的性质,相交线的性质等知识,难度不大.6.给出下列5个命题:①相等的角是对顶角;①互补的两个角中一定是一个为锐角,另一个为钝角;①平行于同一条直线的两直线平行;①同旁内角的两个角的平分线互相垂直.其中真命题的个数为()A.1 B.2 C.3 D.4【答案】A【解析】【分析】根据平行线的性质和角的性质逐一判定即可.【详解】解:①相等的角是对顶角;是假命题;②互补的两个角中一定是一个为锐角,另一个为钝角;是假命题;③平行于同一条直线的两条直线平行;是真命题命题;④同旁内角的两个角的平分线互相垂直,是假命题;故答案为A.【点睛】本题考查了命题真假的判断,但解题的关键在于对平行线的性质、对顶角、补角概念的掌握.7.用反证法证明“四边形中至少有一个角是钝角或直角”,应先假设()A.每一个角都是钝角或直角B.有两个角是钝角或直角C.没有一个角是钝角或直角D.有两个或两个以上的角是钝角或直角【答案】C【解析】【分析】根据“反证法中第一步是假设结论不成立,反面成立.”即可解题.【详解】解:用反证法证明“四边形中至少有一个角是钝角或直角”时第一步应假设:四边形中没有一个角是钝角或直角.故选:C.【点睛】此题考查了反证法,解此题关键要懂得反证法的意义及步骤.在假设结论不成立时要注意考虑结论的反面所有可能的情况,如果只有一种,那么否定一种就可以了,如果有多种情况,则必须一一否定.8.下列命题中,①若a⊥b,b⊥c,则a⊥c;②利用北偏西30°能确定物体的位置;③如果x<-y,那么-3x>3y;④同位角相等;⑤过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;其是真命题的有( )个A .4个B .3个C .2个D .1个【答案】D【解析】【分析】分析是否为真假命题,需要分别分析各题设是否推出结论,从而利用排除法得出答案;【详解】若 a ⊥b ,b ⊥c ,根据垂直于同一直线的两直线平行可得到//a c ,故①是假命题;利用北偏西30°因缺少条件,不能确定物体的位置,故②是假命题; x<-y ,可得>x y -,得到3>3x y -,故③是真命题;两直线平行,同位角相等,故④是假命题;过一点有且只有一条直线与已知直线垂直错误,故⑤是假命题;故答案选D .【点睛】本题主要考查了命题与定理的判定,准确理解知识点的性质与定义是解题的前提.9.下列四个命题:①过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;②过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行;③两条直线被第三条直线所截,同旁内角互补;④从直线外一点作直线的垂线段叫做点到直线的距离.其中假命题的是( )【答案】D【解析】【分析】分析是否为真命题,需要分别分析各题设是否能推出结论,从而利用排除法得出答案.【详解】解:①过同一平面内一点有且只有一条直线与已知直线垂直,故原命题是假命题;②过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,是真命题;③两条平行的直线被第三条直线所截,同旁内角互补,故原命题是假命题;④从直线外一点作这条直线的垂线段的长度叫点到直线的距离,故原命题是假命题;故选:D.【点睛】此题考查了命题与定理,正确的命题叫真命题,错误的命题叫做假命题.判断命题的真假关键是要熟悉课本中的性质定理.10.下列说法正确的有()①三角形的三边中线的交点到三角形三个顶点距离相等;②到角两边距离相等的点在这个角的角平分线上;③有两边对应相等的两个直角三角形一定全等;④x=0.5是不等式2x+1>0的一个解;⑤所有定理都有逆定理⑥平移和旋转都不改变图形的形状和大小【答案】B【解析】【分析】分别根据对应用的性质,举反例进行判断正误.【详解】解:三边角平分线的交点到三边的距离相等,故①错误;在同一平面内,到角两边距离相等的点在这个角的角平分线上,故②错误;有两边对应相等的两个直角三角形一定全等,是正确的,故③正确;方程2x+1>0的解集为x>-0.5,0.5>-0.5,所以x=0.5是不等式2x+1>0的一个解,是正确的,故④正确;每个定理不一定有逆定理,故⑤错误;平移和旋转都不改变图形的形状和大小,是正确的,故⑥正确.【点睛】本题考查了命题与定理的知识,解题的关键是了解角平分线的性质、全等三角形的判定、不等式的解等知识,属于基础知识,难度不大.。
数学三同步训练:数据的数字特征(附答案)
§4数据的数字特征1.某班一次语文测验的成绩如下:得100分的3人,得95分的5人,得90分的6人,得80分的2人,70分的16人,60分的5人,则该班这次语文测验的众数是()A.70分B.80分C.16人D.10人2.一组数据为168,170,165,172,180,163,169,176,148,则这组数据的中位数是()A.168 B.169 C.168。
5 D.1703.已知容量为40的样本方差s2=4,则其标准差s等于() A.4 B.3 C.2 D。
错误!4.已知下列一组数据:10 20 80 40 30 90 50 40 50 40试分别求出该组数据的众数、中位数与平均数.答案:1.A 众数即出现次数最多的数.由题意知,该班这次语文测验的众数是70分.故选A.2.B 将一组数据按从小到大的顺序依次排列,处在中间位置的一个(或最中间两个数据的平均数)即为该组数据的中位数,所以169是所求的中位数.3.C s=s2=2.4.解:将数据由小到大排列得:10 20 30 40 40 40 50 50 80 90在上面数据中,40出现了3次,是出现次数最多的,所以这组数据的众数为40;最中间的两个数均为40,所以中位数为40;平均数错误!=错误!(10+20+30+40+40+40+50+50+80+90)=45.1.下列说法错误的是( )A .一组数据的众数、中位数和平均数不可能是同一个数B .极差、方差和标准差都是刻画数据离散程度的统计量C .一组数据的平均数既不可能大于,也不可能小于这组数据中的所有数据D .众数、中位数和平均数从不同角度描述了一组数据的集中趋势 2.期中考试结束以后,班长算出了全班40个人数学成绩的平均分为M ,若把M 当成一个同学的分数,与原来的40个分数一起,算出这41个分数的平均值为N,则MN 等于( )A 。
错误!B .1 C.错误! D .23.某学习小组在一次数学测验中,得100分的有1人,得95分的有1人,得90分的有2人,得85分的有4人,得80分和75分的各1人,则该小组数学成绩的平均数、众数、中位数分别为… ( )A .85,85,85B .87,85,86C .87,85,85D .87,85,904.5个数1,2,3,4,a 的平均数是3,则a =______,这5个数的标准差是________.5.在一次歌手大奖赛中,6位评委现场给每位歌手打分,然后去掉一个最高分和一个最低分,其余分数的平均数作为该歌手的成绩.已知6位评委给某位歌手的打分是:9.2 9。
沪教版六年级-数的特征,带答案
1.理解和掌握整除的概念,掌握一个数的因数和倍数的求法;2.掌握能被2、3、5整除的数的特征;3.理解奇数、偶数的性质,并会解决相关问题.(此环节设计时间在10—15分钟)知识概念抢答:1.__________和__________称为自然数;________、________、________统称整数.2.最小的自然数是_________,最小的正整数是__________,最大的负整数是__________.3.整除的条件:(1)_________________________;(2)___________________________.4.如果数a能被数 b整除,______是_______的倍数;________是________的因数.5.一个正整数的最大因数是___________;最小因数是___________.6.一个数的倍数有__________个,最小的倍数是_____________.7.能被2整除的数的特征是:个位数字是__________________________.8.能被5整除的数的特征是:个位数字是__________________________.9.能同时被2、5整除的数的特征是:个位数字是__________________.10.能被3整除的数的特征是:___________________________________.11.奇数+奇数=_________;奇数+偶数=_________;偶数+偶数=_________.12.奇数×奇数=_________;奇数×偶数=_________;偶数×偶数=_________.(此环节设计时间在40—50分钟)例题1:(1)既能被2整除又能被5整除的最小的三位数是;(2)在数2○3内填上一个数字,使这个数能被3整除,所填数字为;(3)一个两位数被2除,余数为1,被5除,余数是3,则这个两位数最大是。
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二、阅读程序题
1. x=3
2. 3
3. 124
四、编写程序
1.
#include”stdio.h”
main()
{ int i,j;
for(i=3;i<=100;i++)
{for(j=2;j<=i-1;j++)
if(i%j==0)
break;
if(i==j)
printf("%d ",i);
scanf("%d%d",&num1,&num2);
if()
{
temp=num1;
num1=num2;
num2=temp;
}
a=num1;b=num2;
while(b!=0)
{
temp=;
a=b;
b=temp;
}
printf("%d,%d",a,num1*num2/a);
}
4、判断一个数是否为素数
main()
}
程序运行时输入15和12,程序结果是:
3、#include"stdio.h"
main()
{
int x ,i;
scanf("%d",&x);
for(i=1;i<x;i++)
if(x%i==0) printf("%d",i);
}
程序运行时输入8,程序运行结果是:
三、编写程序
1、试编程找出3~100的全部素数(即质数)。
2、一个数恰好等于它的平方数的右端,这个数称为同构数,如5的平方是25,5是25中的右端数,5就是同构数,编程找出1~1000的全部同构数。
答案:
一、程序填空题
1.i%j==0i==j
2. i<=4 m=i*100+j*10+k n==m
3. num1<num2 a%b
4. m-1 break i==m
判定数的特性习题及答案
一、程序填空:
1、输出3~100中的所有质数
main()
{ int i,j;
for(i=3;i<=100;i++)
{for(j=2;j<=i-1;j++)
if()
break;
if()
printf("%d ",i);
}}
2、求100到499的所有水仙花数
main()
{ int i,j,k,m,n;
{ int i,k,m;
scanf("%d",&m);
for(i=2;i<=;i++)
if(m%i==0);
if()
printf("%d yes\n",m);
else
printf( "%d no\n",m);
}
5、求1000以内的所有完全数。
main()
{ int a,i,m;
for(a=1;a<=1000;a++)
}}
2.
#include"stdio=10;
long j;
for (i=1;i<=1000;i++)
{
if (i==k)
k*=10;
j=i*i;
if(j%k==i) printf("%d %ld\n",i,j);
}
}
}
printf("x=%d\n",x);
}
程序运行结果:
2、#include"stdio.h"
main()
{
int r,m,n;
scanf("%d%d",&m,&n);
if(m<n) r=m,m=n,n=r;
r=m%n;
while(r)
{
m=n;
n=r;
r=m%n; }
printf("%d\n",n);
for(i=1; ;i++);
for(j=0;j<=9;j++)
for(k=0;k<=9;k++)
{;
n=i*i*i+j*j*j+k*k*k;
if()
printf(" %d",m);
}}
3、从键盘上面输入两个整数,求其最大公约数和最小公倍数。
main()
{ int a,b,num1,num2,temp;
{ for(; i<a/2 ; i++)
if( ! (a%i) );
if( m==a)
printf( "%d",a);
}
}
二、阅读程序写出结果
1、#include"stdio.h"
main()
{ int x,y;
x=75;y=39;
while(x!=y)
{ if(x>y)
x=x-y;
if(y>x)
y=y-x;