《高等数学(2)》答疑题
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高等数学2教材答案详解引言:高等数学2是大学数学教育中的重要课程之一,对学生的数学思维能力和解题能力有着极大的要求。
本文将针对《高等数学2》教材中的部分习题进行答案的详解,帮助学生掌握课程内容,提高解题水平。
1.函数与极限:1.1 习题1:求函数f(x)在点x=2处的极限。
答案:首先,我们可以通过直接代入法来求极限。
将x=2代入函数f(x)中,得到f(2)=3。
因此,函数在点x=2处的极限为3。
1.2 习题2:求函数f(x)在无穷远处的极限。
答案:要求函数在无穷远处的极限,可以通过观察函数的增减性或者用极限的定义进行求解。
根据函数的性质,我们可以得知函数f(x)在无穷远处的极限为0。
2.导数与微分:2.1 习题3:求函数f(x) = 3x^2 的导数。
答案:对函数f(x) = 3x^2 进行求导,使用幂函数的求导法则,将指数下来作为系数,并将指数减1。
因此,函数f(x) = 3x^2 的导数为f'(x) = 6x。
2.2 习题4:求函数f(x) = sin(x) 的导数。
答案:对函数f(x) = sin(x) 进行求导,使用三角函数的求导法则,将sin(x)的导数记为cos(x)。
因此,函数f(x) = sin(x) 的导数为f'(x) = cos(x)。
3.定积分:3.1 习题5:计算定积分∫[0, π] sin(x) dx。
答案:根据定积分的定义,将sin(x)代入积分式,计算不定积分,再将上限值和下限值代入,得到∫[0, π] sin(x) dx = [-cos(x)] [0, π]。
带入上下限进行计算,最终得到结果为2。
3.2 习题6:计算定积分∫[1, e] ln(x) dx。
答案:根据定积分的定义,将ln(x)代入积分式,计算不定积分,再将上限值和下限值代入,得到∫[1, e] ln(x) dx = [xln(x)-x] [1, e]。
带入上下限进行计算,最终得到结果为e-1。
高等数学Ⅱ第二章习题课习题1(导数的定义)(1)设函数()y f x =在1x =处可导,且0(13)(1)1lim 3x f x f x ∆→+∆-=∆,求(1)f '。
(2)设函数()y f x =在0x =处连续,且0()lim x f x x →存在,求0(2)lim x f x x→。
【解】:(1)00(13)(1)(13)(1)1lim3lim 3(1)33x x f x f f x f f x x ∆→∆→+∆-+∆-'===∆∆, 所以 1(1)9f '=(2)因为0()lim x f x x→存在,故0lim ()0x f x →=,又函数()y f x =在0x =处连续,从而0(0)lim ()0x f f x →==,所以00(2)(2)(0)()(0)lim2lim 2lim 2(0)200x x t f x f x f f t f f x x t →→→--'===--2(求导法则)(1)设函数21()(1)(1)f x x x=+-,求()f x '; (2)设函数3()(1)cot f x x arc x =+,求(0)f '; (3)设3ln 1x xy x=+,求y '. 【解】:(1)21()1f x x x x =-++-, 21()21f x x x'=-+-(2)33()(1)cot (1)(cot )f x x arc x x arc x '''=+++32213cot 1x x arc x x +=-+所以 (0)1f '=-(3)33323232(ln )(1)(ln )(1)(1ln )(1)(ln )(3)(1)(1)x x x x x x x x x x x y x x ''+-+++-'==++ 33321ln (12)(1)x x x x ++-=+3(一元复合函数求导)(1)设函数()lnsin f x x =,求()f x ';(2)设函数ln y =y '; (3)设(4)ln f x x =,求()f x ';(4)设cos2f x =,求()f x '. 【解】:(1)2cos ()sin xf x x'=+(2)y '==(3)在(4)ln f x x =两边同时对x 求导,得 14(4)f x x '=,从而1(4)4f x x'= 所以 1()f x x'=(4)在cos2f x =两边同时对x 求导,得 2sin 2f x '=-,从而2f x '⋅=-所以 2()4sin 2f x x x '=-4(分段函数求导)(1)设函数212()2ax x f x x b x +≤⎧=⎨+>⎩在2x =处可导,求,a b ;(2)设函数20()20x ae x f x bx x ⎧<=⎨-≥⎩处处可导,求,a b 及()f x ';【解】:(1)函数在2x =处可导,在2x =处必连续。
专升本高等数学二教材答案1. 题目解析-基本概念和性质高等数学二教材中,基本概念和性质是学习的重点内容。
它们为我们理解和运用数学知识提供了基础。
在这一部分,我们将对一些重要的概念和性质进行解析,并给出相应的答案,以帮助大家更好地学习和理解。
2. 微分学在微分学中,我们需要掌握导数的定义和性质,以及微分中的各种基本运算规则。
接下来,我们将逐个解析这些问题,并给出相应的答案。
3. 积分学积分学是微分学的重要组成部分。
在这一部分,我们需要熟悉积分的定义和性质,以及积分的基本运算法则。
我们将逐一解析这些问题,并给出详细的答案。
4. 一元函数微分学应用一元函数微分学应用是实际问题的数学建模过程,需要我们运用微分学知识解决实际问题。
在这一部分,我们将解析一些常见的一元函数微分学应用问题,并给出相应答案。
5. 一元函数积分学应用一元函数积分学应用也是实际问题的数学建模过程,需要我们运用积分学知识解决实际问题。
在本节中,我们将解析一些常见的一元函数积分学应用问题,并给出详细的答案。
6. 二元函数微分学高等数学二中,我们还需要学习二元函数微分学的知识。
在这一部分,我们将解析二元函数的偏导数、全微分以及方向导数等相关问题,并给出详细的答案。
7. 二重积分二重积分也是高等数学二中的重要内容。
在这一部分,我们将解析二重积分的定义和性质,以及二重积分的计算方法,并给出相应的答案。
8. 无穷级数无穷级数是高等数学二中的一块难点内容。
在这一部分,我们将解析无穷级数的概念和性质,以及常见的求和方法,并给出相应的答案。
9. 常微分方程常微分方程是高等数学二中的重点内容,需要我们掌握常微分方程的基本概念和解法。
在这一部分,我们将解析常微分方程中的一些常见问题,并给出详细的答案。
10. 线性代数线性代数是高等数学二中的最后一部分内容,也是专升本考试的重点。
在这一部分,我们将解析线性代数中的矩阵、行列式、向量等相关问题,并给出详细的答案。
高等数学2习题教材答案第一章:极限与连续1. 习题1.1(1)设函数 f(x) = 2x + 3,求 f(x) 的极限值。
解:要求 f(x) 的极限值,即求极限lim(x→∞) f(x)。
由极限的定义可得:lim(x→∞) f(x) = lim(x→∞) (2x + 3) = ∞因此,f(x) 的极限值为正无穷。
(2)确定以下函数的间断点,并判断其类型:a) f(x) = (x - 2) / (x^2 - 4)解:首先求解分母为零的情况,即 x^2 - 4 = 0,解得 x = 2 或 x = -2。
当 x = 2 或 x = -2 时,分母为零,因此两个点都是间断点。
当 x < -2,x 在 -2 左边时,f(x) 的分子和分母都为负数,所以 f(x) 是负数。
当 -2 < x < 2 时,分子为负数,分母为正数,所以 f(x) 是负数。
当 x > 2,x 在 2右边时,分子和分母都为正数,所以 f(x) 是正数。
因此,x = 2 为跳跃间断点,x = -2 为可去间断点。
b) f(x) = (x^2 - x - 6) / (x - 3)解:首先求解分母为零的情况,即 x - 3 = 0,解得 x = 3。
当 x = 3 时,分母为零,因此该点是间断点。
当 x < 3 时,f(x) 的分子为正,分母为负,所以 f(x) 是负数。
当 x > 3 时,f(x) 的分子和分母都为正数,所以 f(x) 是正数。
因此,x = 3 为跳跃间断点。
习题1.2求以下函数的极限:(1)lim(x→1) (x^2 - 1) / (x - 1)解:由于分子和分母都包含 (x - 1) 因子,可以进行因式分解:(x^2 - 1) / (x - 1) = [(x + 1)(x - 1)] / (x - 1)然后可以约分 (x - 1):= x + 1因此,lim(x→1) (x^2 - 1) / (x - 1) = lim(x→1) (x + 1) = 2(2)lim(x→∞) (3x^2 - 2x + 1) / (4x^2 + x - 2)解:由于 x 的次数越来越大,可以忽略掉次高项和常数项,得到:lim(x→∞) (3x^2 - 2x + 1) / (4x^2 + x - 2) ≈ lim(x→∞) (3x^2 / 4x^2) = 3/4第二章:一元函数微分学1. 习题2.1求以下函数的导数:(1)f(x) = 3x^4 - 2x^3 + 4x^2 - 5x + 1解:对于 x 的 n 次幂,导数是 n 乘以 x 的 n-1 次幂。
《高等数学(Ⅱ)》B 类练习题答案一、单项选择题1—5:CCCCC 6—10:BBCCA 11—15:AAABD二、填空题1、xy e yz x z z -=∂∂ ,xy e xz y z z -=∂∂ ;2、yzxy z y z z x z x z 2+=∂∂+=∂∂, ; 3、)()(,)()(xyz xysin 1xyz xzsin 1y z xyz xysin 1xyz yzsin 1x z -+=∂∂-+=∂∂ ; 4、dz x ylnx dy x zlnx dx yz.x du yz yz 1yz ⋅⋅+⋅⋅+=- ; 5、dy -dx dz -= ; 6、dy 12dx 41-2dz +-=),( 7、()⎰⎰313ydx y x f dy , ; 8、⎰⎰y-2y10dx y x f dy),( ;9、⎰⎰2x x1dy y x f dx ),( ; 10、)()(2yx 121e 1y +=+- ; 11、1x y 22+= ; 12、1y x 5y 325=-;三、判断题1--5:对 对 对 错 错 6—10:对 对 错 对 对 11—15:对 错 对 对 对四、计算题1、求下列函数的偏导数(1)、22232232()2 (2) (3)()2(2)(6)xy xy xy xy xy xy ze y x y e x xe yx y x ze x x y e y ye x xy y ∂=⋅⋅++⋅∂=++∂=⋅⋅++⋅∂=++分分(2)、(3)(6)x y x y x y x y x y x y z e e x e z e e y e ++++++∂=∂=∂=∂=分分(3)、222222222222222222212ln(12[ln()](3)2ln(2ln( (6)z x xx y x y y x y x x y y x y z x x y x y y y y x y x x x y x y y ∂=⋅+⋅∂+=++∂=-⋅+⋅∂+=-++)+)+分)+)分(4)22222212ln ()2ln(3)12ln(6)x y y z x x y x x y x yx x xy z y x y x y '=⋅+⋅-+=-'=⋅+⋅+()分+()分(5)22221[sin()]2 (3)1[sin()]22 (6)x y z x y z x y y'=-+='=-+⋅=分分(6)22221cos()22(3)1cos()2(6)xyz x y xz x y'=+⋅='=+=分分(7)2222221ln1(ln) (3)12ln1(2ln) (6) x y x yxx yx y x yyx yz e xy exe xyxz e xy eye xyy++++++'=⋅+⋅=+'=⋅⋅+⋅=+分分(8)22222222222222222ln()2[ln()] (3)2ln()2[ln()] (6) xy xyxxyxy xyyxyxz e y x y ex yxe y x yx yyz e x x y ex yye x x yx y'=⋅⋅++⋅+=+++'=⋅⋅++⋅+=+++分分(9)sin 2cos 22 22cos 2)(3)sin 2cos 22 22cos 2) (6x y z xy xy yxy y xy z xy xy xxy x xy '=+⋅=+'=+⋅⋅=+分)分(10)2222222222222222sin()cos()2 [sin()2cos()] (3)sin()cos()2 [sin()2cos()](xy xy x xy xy xy y xy z e y x y e x y x e y x y x x y z e x x y e x y y e x x y y x y '=⋅⋅++⋅+⋅=+++'=⋅⋅++⋅+⋅=+++分6)分2、求下列函数的全微分 (1)222222222222222 (2(3)2 (2(5)(2x y x y x y x y x y xy xy z e x e y x ez ey e x ye dz e +++++++∂=⋅∂=∂=⋅∂=∴=分分22(2(6)x y dx e dy ++分(2)2222222222242233()2 (2)(3)2()2 2()(5)xy xy xy xy x xy xy ze y x y e x xe x y y x z e xy x y e y ye x y xy y dz e ∂=⋅⋅++⋅∂=++∂=⋅⋅++⋅∂=++∴=分分2222433(2)2()(6)y xy x y y x dx e x y xy y dy +++++分(3)2221ln (1ln )(3)11 ln ()1 (ln 1)(5)1(1ln )(ln 1)z y x y x x y x xy xx y z x y y x y x yxx y y x xdz dx dy x y x y ∂=-⋅⋅∂=-∂=⋅⋅-∂=-∴=-+-+分+分(6)分(4)22211ln ()1 (ln 1)(3)1 ln (1ln )(5)1(ln 1)(1ln)z y x x y x y xyyx z x y xy y x y yx yy x y x ydz dx dy yx y x ∂=⋅⋅-∂=-∂=-⋅⋅∂=-∴=-+-+分+分(6)分(5)sin (3)sin 2(5)2)x y z z ydz dx ydy '=-='=-==+分分(6)分(6)2(3)(5)) (6) xyz xzdz xdx dy'=='===+分分分(7)1ln1) (3)1ln()1) (5)1)xyxzy xxy xxzy yxy yx xdz dxy x'=+⋅=+'=+⋅-=-=++分分1)(6)dyy y-分(8)221ln1(ln(3)()ln(5)1(x xy yxxyx xy yyxyx xy yz e eyeyxz e eyxeydz e dx ey'=⋅⋅='=⋅-⋅==+分分2ln(6xdyy-分(9)22221sin + cos ()(3)1(sin cos )1()sin + cos1(cos sin )(5)x xyy x x yx xyy y x yy y yz e e y x x x y y ye y x x xx y y z e e y x x x y x ye x x y xd '=⋅⋅⋅⋅-=-'=⋅-⋅⋅⋅=⋅-分分2211(sin cos )(cos sin )(6)x xyy y y y y x yz e dx e dy y x x x x x y x=-+⋅-分(10)3、计算下列二重积分 (1)解:D 的图形(略),{}x y x x y x D ≤≤≤≤=2,10),(……2分⎰⎰⎰⎰--=--=xx D dy y x dx dxdy y x I 2)2(21)2(2110……2分⎰++-=1432)412147(x x x x 12011=……2分 (2)解: D 的图形为: (略){}x y x x y x D ≤≤≤≤=2,10),(……2分⎰⎰⎰⎰==xx Dxydy dx xydxdy I 21……2分⎰-=153)(21dx x x ……1分241=……1分 (3) 解:D 的图形为: (略){}1,11),(≤≤≤≤-=y x x y x D ……2分⎰⎰-=Dd y x y I σ)(22⎰⎰-=-12211)(xdy y x y dx ……2分⎰---=1122)1(41dx x 154-=……2分(4)解:D 的图形为: (略)⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤≤≤=y x y y y x D 1,21),(……2分 ⎰⎰Dd y x σ22⎰⎰=21122yydx y x dy ……2分 ⎰-=215)313(dy y y ……1分6427=……1分(5)解:⎰⎰⎰⎰-++==210222x y x D y x dy edxdxdy eI ……2分⎰-=22)(dx e e x ……2分2=……2分(6)解:⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤≤≤=20,10),(πy x y x D ……2分 ⎰⎰⎰⎰=2212sin sin πσydy x dx yd xD……2分⎰=12dx x 31=……2分 (7) 解:⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤≤≤≤=x y x y x D 20,20),(ππ……2分⎰⎰⎰⎰-+=+xDdy y x dx d y x 22)sin()sin(ππσ……2分⎰=2cos πxdx ……1分1=……1分(8) 解:⎰⎰⎰⎰=11dx ye dy d ye xyDxyσ……2分 ⎰-=1)1(dy e y ……2分2-=e ……2分(9) 解:⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤≤≤≤=x y x y x D 20,20),(ππ……2分⎰⎰⎰⎰-+=+xDdy y x x dx d y x x 22)sin()sin(ππσ……1分⎰⎰=+-=-2220cos )cos(πππxdx x dx y x x x……1分12-=π……2分(10) 解:{}x y x x y x D ≤≤≤≤=2,10),(……2分⎰⎰⎰⎰+=+xx Ddy y x xy dx y x xy 2)()(10……2分⎰⎰+--=+=146710322)652131()3121(2dx x x x dx xy y x x x ……1分 563=……1分4、求下列微分方程的通解(1)解:方程变形为23)(3)(1xy x y dxdy +=令x y u =,则ux y =,dxdux u dx dy +=,代入方程中得2331u u dx du x u +=+……2分 分离变量得x dxdu u u =-32213……1分两边积分得13ln ln )12ln(21C x u +=--……2分 微分方程的解为:Cx x y =-332……1分(2)解:方程变形为1)(2-=xy x y dx dy令x y u =,则ux y =,dxdux u dx dy +=,代入方程中得12-=+u u dx du x u ……2分分离变量得xdxdu u =-)11(……1分 两边积分得1ln ln C x u u +=-……2分 微分方程的解为:C xyy +=ln ……1分(3)解:方程变形为)ln 1(xy x y dx dy += 令x y u =,则ux y =,dx dux u dx dy +=,代入方程中得)ln 1(u u dxdu x u +=+……2分分离变量得xdxu u du =ln ……1分 两边积分得1ln )ln(ln C x u +=……2分 微分方程的解为:Cx e xy=……1分(4)解:方程变形为3)(1xx ydx dy +=令x y u =,则ux y =,dx dux u dx dy +=,代入方程中得31u u dx du x u +=+……2分分离变量得xdxu du u =+-43)1(……1分 两边积分得143ln ln 31C x u u+=-……2分 微分方程的解为:333yx Ce y =……1分(5)解:原方程变为:1sin 1222+-=++x x y x x dx dy ()122+=x x x p ,()1sin 2+-=x xx q()()⎰⎰+=+=1ln 1222x dx x xdx x p()()()x dx x dx e x x dx e x q x dxx p cos sin 1sin 1ln 22=-=+-=⎰⎰⎰⎰+所以 ()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎰⎰=⎰-c dx e x q e y dxx p dx x p =()()()c x x c x ex ++=++-cos 11cos 21ln 2 (c 为任意常数) (6)解:原方程变为:x x y x y 122+=-' ()x x p 2-= , ()xx x q 12+=()⎰⎰-=-=2ln 2x dx xdx x p ()()⎰⎰⎰-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎰-23ln 2211112x x dx x dx e x x dx ex q x dxx p所以()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎰⎰=⎰-c dx e x q e y dx x p dx x p =2121232ln 2-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-cx x c x x ex (c 为任意常数)(7)解:()xx p 1-= , ()x x q ln =()⎰⎰-=-=x dx x dx x p ln 1()()()()2ln ln ln 2ln x dx x x dx e x dx e x q x dx x p ===⎰⎰⎰⎰- 所以()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎰⎰=⎰-c dx e x q e y dx x p dx x p =()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+c x x c x e x2ln 2ln 22ln (c 为任意常数) (8)解:原方程变为:x e x y xy 32=-' ()xx p 2-= , ()x e x x q 3=()⎰⎰-=-=2ln 2x dx x dx x p()()⎰⎰⎰-===⎰-x x x x x dxx p e xe dx xe dx e e x dx e x q 2ln 3所以 ()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎰⎰=⎰-c dx e x q e y dxx p dx x p =()()c e xe x c e xe e x x x x x +-=+-2ln 2(c 为任意常数)(9)解:两边积分,得⎰+-=='12ln 2ln 2c x x x xdx y两边再积分,得()dx c x x x y ⎰+-=12ln 2212223ln c x c x x x ++-= (1c ,2c 为任意常数)(10)解:两边积分,得()11cos sin sin 1cos c x x x x c x x xd dx x x y +++=++=+='⎰⎰两边再积分,得()21212sin 2cos cos sin c x c x x x x dx c x x x x y ++++-=+++=⎰(1c ,2c 为任意常数)五、应用题1、 求下列函数的极值 (1)解: 解:⎩⎨⎧=-+==++=012012y x f y x f yx解得驻点(-1,1). ……………4分 又,2,1,2======yy xy xx f C f B f A ……………7分0032>>=-A B AC 且,故0)1,1(=-f 是极小值. ……………10分(2) 解:⎪⎩⎪⎨⎧=-==+-=01230622''y f x f y x 解得驻点(3,2),(3, -2). ……………4分又 y f f f yy xy xx 6,0,2''''''==-= ……………6分关于驻点(3,2)有,,12,0,2==-=C B A,0242<-=-B AC 故函数在点(3,2)没有极值。
高等数学II试题解答一、填空题(每小题3分,共计15分)1.设由方程确定,则。
2.函数在点沿方向(4,0,-12) 的方向导数最大。
3.为圆周,计算对弧长的曲线积分=。
4.已知曲线上点处的切线平行于平面,则点的坐标为或。
5.设是周期为2的周期函数,它在区间的定义为,则的傅里叶级数在收敛于。
二、解答下列各题(每小题7分,共35分)1.设连续,交换二次积分的积分顺序。
解:2.计算二重积分,其中是由轴及圆周所围成的在第一象限内的区域。
解:3.设是由球面与锥面围成的区域,试将三重积分化为球坐标系下的三次积分。
解:4.设曲线积分与路径无关,其中具有一阶连续导数,且,求。
解:,。
由与路径无关,得,即。
解微分方程,得其通解。
又,得。
故5.求微分方程的通解。
解:的通解为。
设原方程的一个特解,代入原方程,得。
其通解为三、(10分)计算曲面积分,其中∑是球面的上侧。
解:补上下侧。
四、(10分)计算三重积分,其中由与围成的区域。
解:五、(10分)求在下的极值。
解:令,得。
,为极小值点。
故在下的极小值点为,极小值为。
六、(10分)求有抛物面与平面所围立体的表面积。
解:的面积为平面部分的面积为。
故立体的表面积为。
七、(10分)求幂级数的收敛区间与和函数。
解:收敛区间为。
设,。
故高等数学A(下册)期末考试试题【A卷】考试日期:2009年院(系)别班级学号姓名成绩大题一二三四五六七小题 1 2 3 4 5得分一、填空题:(本题共5小题,每小题4分,满分20分,把答案直接填在题中横线上)1、已知向量、满足,,,则.2、设,则.3、曲面在点处的切平面方程为.4、设是周期为的周期函数,它在上的表达式为,则的傅里叶级数在处收敛于,在处收敛于.5、设为连接与两点的直线段,则.※以下各题在答题纸上作答,答题时必须写出详细的解答过程,并在每张答题纸写上:姓名、学号、班级.二、解下列各题:(本题共5小题,每小题7分,满分35分)1、求曲线在点处的切线及法平面方程.2、求由曲面及所围成的立体体积.3、判定级数是否收敛?如果是收敛的,是绝对收敛还是条件收敛?4、设,其中具有二阶连续偏导数,求.5、计算曲面积分其中是球面被平面截出的顶部.三、(本题满分9分)抛物面被平面截成一椭圆,求这椭圆上的点到原点的距离的最大值与最小值.四、(本题满分10分)计算曲线积分,其中为常数,为由点至原点的上半圆周.五、(本题满分10分)求幂级数的收敛域及和函数.六、(本题满分10分)计算曲面积分,其中为曲面的上侧.七、(本题满分6分)设为连续函数,,,其中是由曲面与所围成的闭区域,求.-------------------------------------备注:①考试时间为2小时;②考试结束时,请每位考生按卷面答题纸草稿纸由表及里依序对折上交;不得带走试卷。
高等数学2知识点总结和例题高等数学2课程主要包含了微积分的高级内容,如多元函数微积分、向量场、曲线积分、面积积分、常微分方程等。
本文将对这些知识点进行总结,并提供一些例题和解答,以供大家参考。
1. 多元函数微积分1.1 偏导数多元函数的偏导数定义:设函数z=f(x,y),在点(x0,y0)的邻域内,当y=y0时,f(x,y)关于x的导数存在,则称该导数为函数f(x,y)在点(x0,y0)处的偏导数,记为fx(x0,y0)。
偏导数的计算方法:对于多元函数z=f(x,y),求其在点(x0,y0)处的偏导数fx(x0,y0)时,将y视为常数,对x求一阶导数即可。
1.2 全微分全微分的定义:设函数z=f(x,y)在点(x0,y0)连续且存在偏导数,则称与∆z=f(x,y)-f(x0,y0)满足的关系式∆z=A∆x+B∆y+o(∆r),其中A=fx(x0,y0),B=fy(x0,y0),∆r=√[(∆x)^2+(∆y)^2]称作函数z=f(x,y)在点(x0,y0)处的全微分。
全微分的计算方法:计算函数z=f(x,y)在点(x0,y0)处的全微分时,首先求出其偏导数,然后用偏导数构造微分式,即dz=fx(x0,y0)dx+fy(x0,y0)dy。
1.3 链式法则链式法则的定义:设函数z=f(x,y)在点(x0,y0)有连续的偏导数,并且u=g(x,y)在点(u0,v0)有连续的偏导数,则复合函数z=f[g(x,y)]在点(x0,y0)具有偏导数,且有:∂z/∂x = (∂z/∂u)·(∂u/∂x) + (∂z/∂v)·(∂v/∂x)∂z/∂y = (∂z/∂u)·(∂u/∂y) + (∂z/∂v)·(∂v/∂y)其中(∂u/∂x)、(∂u/∂y)、(∂v/∂x)、(∂v/∂y)可以由u=g(x,y)的偏导数求得,而(∂z/∂u)、(∂z/∂v)可以由z=f(u,v)的偏导数求得。
高等数学2二课后习题答案高等数学2二课后习题答案高等数学是大学数学的重要组成部分,对于理工科学生来说尤为重要。
而高等数学2二作为高等数学的延伸和深化,对于学生来说难度也相应增加。
在学习过程中,课后习题是巩固知识、提高能力的重要途径。
本文将为大家提供高等数学2二课后习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
一、函数极限与连续1. 设函数f(x) = 3x^2 + 2x - 1,求lim(x→2)f(x)的值。
解:将x代入函数f(x),得到f(2) = 3(2)^2 + 2(2) - 1 = 17。
所以lim(x→2)f(x) = 17。
2. 已知函数f(x) = (x^2 + 1) / (x - 1),求lim(x→1)f(x)的值。
解:将x代入函数f(x),得到f(1) = (1^2 + 1) / (1 - 1) = 2 / 0。
由于0不能作为分母,所以lim(x→1)f(x)不存在。
3. 设函数f(x) = √(x + 1),求lim(x→∞)f(x)的值。
解:将x代入函数f(x),得到f(∞) = √(∞ + 1) = ∞。
所以lim(x→∞)f(x) = ∞。
二、导数与微分1. 求函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x的导数。
解:对函数f(x)求导,得到f'(x) = 3x^2 - 6x + 2。
2. 求函数f(x) = √x的导数。
解:对函数f(x)求导,得到f'(x) = 1 / (2√x)。
3. 求函数f(x) = e^x的导数。
解:对函数f(x)求导,得到f'(x) = e^x。
三、定积分1. 求函数f(x) = 2x在区间[0, 1]上的定积分。
解:对函数f(x)在区间[0, 1]上进行定积分,得到∫[0, 1]2xdx = [x^2]0^1 = 1。
2. 求函数f(x) = x^2在区间[-1, 1]上的定积分。
解:对函数f(x)在区间[-1, 1]上进行定积分,得到∫[-1, 1]x^2dx = [x^3/3](-1)^1 = 2/3。
高等数学(2)试题答案以及复习要点汇总一. 选择题 (每题3分,共15分)1. 设(,)f x y 具有一阶连续偏导数,若23(,)f x x x =,224(,)2x f x x x x =-,则2(,)y f x x = [ A ](A) 3x x + ; (B) 2422x x + ; (C) 25x x + ; (D) 222x x + 。
解:选A 。
23(,)f x x x = 两边对 x 求导:222(,)(,)23x y f x x f x x x x +⋅=,将 224(,)2x f x x x x =- 代入得 242222(,)3y x x xf x x x -+= ,故 23(,)y f x x x x =+ 。
2.已知()()dy y x x by dx x y axy 22233sin 1cos +++-为某二元函数的全微分,则a 和b 的值分别为 [ C ] (A) –2和2; (B) –3和3; (C)2和–2; (D) 3和–3;解:选C 。
x y axy yPxy x by x Q cos 236cos 22-=∂∂=+=∂∂ 2,2=-=a b3. 设∑为曲面z =2-(x 2+y 2)在xoy 平面上方的部分,则⎰⎰∑=zdS I =[ D ]()⎰⎰-+-2202220412)(rrdr r r d A πθ;()()⎰⎰+-22220412rdr r r d B πθ; ()()⎰⎰-22202rdr r d C πθ;()()⎰⎰+-22220412rdr r r d D πθ。
解:选D 。
()⎰⎰+-=22220412rdr r r d I πθ 。
4. 设有直线410:30x y z L x y --+=⎧⎨+-=⎩,曲面222z x y z =-+在点(1,1,1)处的切平面∏,则2直线L 与平面∏的位置关系是: [ C ] (A) L ⊂∏; (B) //L ∏; (C) L ⊥∏; (D) L 与∏斜交 。
《高等数学2》答疑题1. 设,),(xy y x f z ==求)0,0(x f ',)0,0(y f '解:0)0,0()0,0(lim)0,0(0=∆-∆+='→∆xf x f f x x ,同理有)0,0(y f '=02.设,arcsin 22yx xz +=求x z ∂∂,22x z ∂∂,y x z∂∂∂2 解:()222222222222)(11yx y y xy x x xy x y x x xz+=++-+⋅+-=∂∂2222222)(2y x y x y x y x x z +-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∂∂=∂∂ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<+-->+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∂∂=∂∂∂0,)(0,)(2222222222222y y x yx y y x y x y x y y y x z 3.设)()(1y x yf xy f x z ++=,求yx z∂∂∂2解:令,,v y x u xy =+=则)()(1)(12v f y y u f x u f xx z '+'+-=∂∂ )()()()()()(122v f y v f u f y v f y u f x y u f x y y x z '+'+''=⎥⎦⎤⎢⎣⎡'+'+-∂∂=∂∂∂4.设),()2(xy x g y x f z +-=,其中)(t f 二阶可导,),(v u g 具有连续的二阶偏导数,求yx z ∂∂∂2 解:v ug y g t f xvv g u g x u x t t f x z '+'+'=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂)(2 ()2)(2)(22v v uv v ug xy g g x t f g y g t f yy x z ''+'+''+''-='+'+'∂∂=∂∂∂ 5.设x y z e x z y x f u ysin ,0),,(),,,(2===ϕ,其中ϕ,f 都具有一阶连续偏导数,且,0≠∂∂z ϕ,求dxdu解:dxdzx u dx dy y f x f dx du ∂∂+∂∂+∂∂= x dx dy cos = 0),,(2=z e x y ϕ的两边对x 求偏导数,得321321cos 20cos 2ϕϕϕϕϕϕ''+'-=⇒=⋅'+⋅⋅'+⋅'x e x dx dzdx dz x e x y y故zf x e x y f x x f dx du y ∂∂⋅''+'-∂∂⋅+∂∂=321cos 2cos ϕϕϕ6.求曲线⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+==Γ⎰t t u e z t t y udue x 301cos sin 2cos ,在t=0处的切线和法平面方程。
解:当t=0时,⎪⎩⎪⎨⎧===210z y x ,()30,3;2)0(,sin cos 2;1)0(,cos 3='='='-='='='z e z y t t y x t e x t t故 切线方程为322110-=-=-z y x 法平面方程为0)2(3)1(2=-+-+z y x ,即0832=-++z y x7. 求曲面32=+-xy e z z在点(1,2,0)处的切平面方程和法线方程。
解:令32),,(-+-=xy e z z y x F z,则()()420,2,10,2,1=='yF x ,()()220,2,10,2,1=='xF y ,()()010,2,10,2,1=-='zz e F故 切平面方程为042=-+y x 法线方程为1221-=-=-z y x 8. 求二元函数)4(),(2y x y x y x f z --==在直线,6=+y x x 轴和y 轴所围的闭域D 的最大值与最小值。
解:(1)先求函数在D 内的驻点。
解方程组⎪⎩⎪⎨⎧=---='=---='0)4(),(0)4(2),(222y x y x x y x f y x y x xy y x f y x 得)60(,0≤≤=y x 及点(4,0),(2,1); 在D 内只有唯一驻点(2,1),在该点处4)1,2(=f (2)再求),(y x f 在D 的边界上的最值在边界)60(,0≤≤=y x 和)60(,0≤≤=x y 上0),(=y x f在边界,6=+y x ,6x y -=代入),(y x f 得)6(2)2)(6(),(22-=--=x x x x y x f 由02462=-='x x f x 可得2,4==y x ,比较后可知4)1,2(=f 为最大值,64)2,4(-=f 为最小值。
9.计算⎰⎰⎰⎰+=214112121yyxy yxy dx e dy dx e dy I解:由于⎰dx e xy不能用有限形式表示出结果,故⎰dx e xy 不能先计算,为了改变积分次序先要写出右边两积分的积分域所对应的不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤214121:1y yx D , ⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤121:2y y x y D⎰⎰⎰-=-==1211212183)(2e e dx e e x dy e dx I x xx xy10. 设函数)(x f 在[]1,0上连续,并设A dx x f =⎰10)(,求⎰⎰110)()(xdy y f x f dx解:⎰⎰⎰⎰==11110)()()()(xxdy y f dx x f dy y f x f dx I 中⎰1)(xdy y f 不能直接计算出来,故必须考虑更换积分次序,⎰⎰⎰⎰⎰⎰===y y xx dy y f dx x f dx x f dy y f dx y f x f dy I 0101010)()()()()()(于是2110101)()())()(()(2A dy y f dx x f dy y f dy y f dx x f I xx ==+=⎰⎰⎰⎰⎰故 21121)()(A dy y f x f dx I x==⎰⎰11.设有一曲顶柱体,以双曲抛物面xy z =为顶,以xy 为坐标面为底,以0=x 平面为侧,柱面122=+y x 为内侧,柱面x y x 222=+为外侧,试求这个柱体的体积。
解:由题设可知曲顶柱体在xoy 平面上的投影D ,由D 的形状可知用极坐标计算曲顶柱体的体积简便。
⎰⎰⎰⎰==DDxydxdy zdxdy V曲线L 1:θρcos 2= , L 1: 1=ρ,联立解得,3πθ=故⎰⎰==θπρθθρθcos 21330169cos sin d d V 12.求由下列曲面所围成的体积:0,0,1,,===+=+=y x y x xy z y x z解:显然,由以上曲面所围成的空间形体在xoy 坐标上的投影是由1=+y x 及y x ,轴所围成的三角形,10,10≤≤≤≤y x ,因而xy y x ≥+ 故所求体积 ()247][)(1010=-+=-+=⎰⎰⎰⎰-dx dy xy y x dxdy xy y x V xD13.计算()⎰⎰++=Dd yxyI σ23221,D :10,10≤≤≤≤y x解:()()()dx y x y x y x d dx I 011111211021221023222210⎰⎰⎰++-=++++==3122ln++ 14.求{},,max 22⎰⎰--=Dy xd e y x I σ其中{}0,0),(≥≥=y x y x D解:⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰+∞-+∞-+∞-<+∞---≥--+=+=yx y xy xy D x y x xy Dy x dx xedy edy edx ed xed yeI 222222220σσ⎰⎰⎰⎰∞+-∞+--∞+-∞+-=∞+-==0)2(00)2(21)21(2222222x d e dy x e e dy ye dy e x y x xy x=22)(212π=⎰∞+-t d e t15.计算():,Ω++=⎰⎰⎰Ωdxdydz z y x I 以由平面1=++z y x 及三坐标所围之区域。
解:z y x z y x f ++=),,( ,及积分域关于x,y,z 均为对称,故⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩΩ==zdxdydz ydxdydz xdxdydz ,于是8133101010===⎰⎰⎰⎰⎰⎰---Ωyx xdz dy xdx xdxdydz I16.计算⎰⎰⎰Ω=zdxdydz I ,:Ω是球面4222=++z y x 与抛物面z y x 322=+所围形体。
解:凡积分域是由抛物面与其他曲面所围成之形体,一般用柱坐标计算为宜。
在柱坐标系下,球面与抛物面的交线为⎩⎨⎧==+z z 34222ρρ,即⎩⎨⎧==31ρz ,故 ⎰⎰⎰⎰⎰⎰===--Dxyzdz d d zdz dxdy I 34320434132222πρρθρρπρρ 17.计算()⎰⎰⎰Ω+=dxdydz y xI 22,其中:Ω是由曲线0,22==x z y 绕oz 轴旋转一周而成的曲面与两平面8,2==z z 所围之形体。
解:曲线⎩⎨⎧==022x zy ,绕oz 轴旋转,所得旋转面方程为z y x 222=+,无论从积分域还是从被积函数均可看出本题以选柱坐标系为宜。
由于积分域Ω在xoy 面上的投影域的两个不同部分:42:,20:21≤≤≤≤ρρD D 之中任意点所作平行于z 轴的直线与围成Ω的不同曲面相交,故原积分应视为柱坐标下两个不同的三重积分之和,即:πρρθρρθρρθρρρθρρππρ336428232020823208228222221=+=+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰dz d d dz d d dz d d dz d d I D D 18。
计算三重积分()⎰⎰⎰Ω+=dxdydz y xI 22,其中:Ω是由锥面222z y x =+与平面)0(>=a a z 围成的区域。
解:本题积分域为锥体,既可用柱面坐标系,也可用球面坐标系。
该处用球面坐标系作,注意各面均应写成球坐标方程。
545cos 022220401004tan 4152sin sin a a dr r r d d I a ππϕπϕϕθϕθππ=⋅=⋅=⎰⎰⎰19.计算⎰=Ldl y I 其中),()(;222222y x a y x L -=+,其中a>0解:由L 的表达式可知用极坐标简便,令,sin ,cos θρθρ==y x 则()θρθθρρ2cos sin cos :2222224a a L =⇒-=,因为路径和被积函数y y x f =),(均关于x 轴,y 轴原点对称,所以只要算出第一象限的曲线再4倍即可。