]及参
一、填空题(每小题3分,共36分)
1. 1 .
2.函数由方程确定,则 .
3.设函数,则它在点处的方向导数的最大值为.
4.设函数在点处取得极值,则常数.
5.空间曲线在点处的切线方程为 .
6.改变积分次序: .
7.设平面曲线为下半圆周,则 .
8.设为曲面在的部分,则 .
9.设则其以为周期的傅里叶级数在处收敛于 .
10.设是微分方程的三个不同的解,且常数,则微分方程的通解为 .
11.函数展开为的幂级数的形式为.
12.微分方程的通解为 .
二、计算下列各题(每小题6分,共18分)
1.设,,其中均为一阶可微函数,求.
解:
2.求曲面与平面所围立体的体积.
解:所围立体在面的投影域,所围立体的体积
3.在曲面上第一卦限部分求一点,使该点的切平面与已知平面平行.
解:设曲面在第一卦限的切点的坐标为,令
,
则切平面的法向量
,
已知平面的法向量
依题意,即
代入曲面方程中解的,即切点坐标为.
三、计算下列各题(每小题6分,共18分)
1.设是由锥面与半球面围成的空间区域,是的整个边界的外侧,求曲面积分.
解:已知,,,由高斯公式有
2.写出级数的通项,判别该级数的敛散性.若级数收敛时,试求其和.
解:该数项级数的通项为;级数为正项级数,由于
,
由比值审敛法知该级数收敛.令
,
则
,
于是
,
又
,
所以
,
于是
.
3.求微分方程的通解.
解:微分方程对应的齐次线性微分方程的特征方程的特征根为,的为特征方程的单根,则原方程的特解为,代入原方程中得,齐次线性微分方程的通解为,所以原方程的通解为
.
四、计算下列各题(每小题6分,共18分)
1.求函数的极值.
解:由于,,令得驻点
又,,,及,
则点位极大值点,极大值为
.
2.求幂级数的收敛半径及收敛域.
解:令,则,由于
,
则收敛半径.又当时,级数收敛,当时,级数发散,所以,即级数的收敛域为.
3.设,其中具有二阶偏导数,求.
解: ,
五、(本题5分)求函数在椭圆域上的最大值和最小值.
解:由于,,令在内求得驻点.
在的边界上,设
,
得
当,由(1)得,代入(2)得,在代入(3)得;同理当得;由于
, , ,
所以最大值为,最小值为.
六、(本题5分)设在上半平面内,函数具有连续偏导数,且对任意的都有,证明对内的任意分段光滑的有向简单闭曲线,都有.
解:由格林公式,对内的任意分段光滑的有向简单闭曲线,.
(*)
由于函数具有连续偏导数,且对任意的都有,即
上式两端对求导有
特取得
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