同济大学数学系《高等数学》第7版笔记和课后习题含考研真题详解(函数与极限 下)【圣才出品】
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练习1-1
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练习1-2
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练习1-3
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第3章微分中值定理与导数的应用3.1复习笔记一、微分中值定理1.罗尔定理(1)费马引理设函数f(x)在点x0的某邻域U(x0)内有定义,并且在x0处可导,如果对任意的x ∈U(x0),有f(x)≤f(x0)或f(x)≥(x0),则f′(x0)=0。
(2)罗尔定理如果函数f(x)满足:①在闭区间[a,b]上连续;②在开区间(a,b)内可导;③在区间端点处的函数值相等,即f(a)=f(b)。
则在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使得f′(ξ)=0。
2.拉格朗日中值定理(1)拉格朗日中值定理如果函数f(x)满足:①在闭区间[a,b]上连续;②在开区间(a,b)内可导,则在(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),有f(b)-f(a)=f′(ξ)(b-a)。
(2)拉格朗日中值定理的证明思路引进辅助函数φ(x)=f(x)-f(a)-(f(b)-f(a))(x-a)/(b-a),再利用罗尔定理,即可证得。
(3)有限增量公式f(x+Δx)-f(x)=f′(x+θΔx)·Δx(0<θ<1)或Δy=f′(x +θΔx)·Δx(0<θ<1)。
(4)定理如果函数f(x)在区间I上连续,I内可导且导数恒为零,则f(x)在区间I上是一个常数。
3.柯西中值定理如果函数f(x)及F(x)满足:(1)在闭区间[a,b]上连续;(2)在开区间(a,b)内可导;(3)对任一x∈(a,b),F′(x)≠0,则在(a,b)内至少有一点ξ,有[f(b)-f(a)]/[F(b)-F(a)]=f′(ξ)/F′(ξ)。
二、洛必达法则1.洛必达法则(1)x→a时,0/0的洛必达法则①当x→a时,函数f(x)及F(x)都趋于零;②在点a的某去心邻域内,f′(x)及F′(x)都存在且F′(x)≠0;③()()lim x a f x F x →''存在(或为无穷大),则()()()()lim lim x a x a f x f x F x F x →→'='(2)x→∞时,0/0的洛必达法则①当x→∞时,函数f(x)及F(x)都趋于零;②当|x|>N 时,f′(x)与F′(x)都存在,且F′(x)≠0;③()()limx f x F x →∞''存在(或为无穷大),则()()()()lim lim x x f x f x F x F x →∞→∞'='注:对于x→a 或x→∞时的未定式∞/∞,也有相应的洛必达法则。
高等数学同济第七版下册习题与答案完整版引言在学习高等数学课程中,习题是提高理解和掌握知识的重要方式。
然而,有时候我们在学习的过程中可能会遇到一些难题,不知道如何解答。
为了帮助同学们更好地学习和掌握高等数学知识,我们整理了高等数学同济第七版下册的习题与答案完整版,供大家参考。
第一章无穷级数习题1.11.讨论级数 $\\sum_{n=1}^{\\infty} \\frac{n^3 +2n}{(2n^2 + 3n - 4)^2}$ 的敛散性。
2.求级数 $\\sum_{n=1}^{\\infty} \\frac{(-1)^n}{n^2}$ 的和。
答案1.首先,我们将这个级数进行比较审敛法。
考虑到n3+2n的最高次项为n3,而(2n2+3n−4)2的最高次项为(2n2)2=4n4,因此我们可以得到 $\\frac{n^3 +2n}{(2n^2 + 3n - 4)^2} < \\frac{n^3 + 2n}{4n^4}$。
根据比较审敛法的基本原理,只需讨论 $\\sum_{n=1}^{\\infty} \\frac{n^3 + 2n}{4n^4}$ 的敛散性。
根据级数的性质,我们可以分别求前两项、前三项的和,并观察和的变化规律。
经过计算,可得前两项的和为 $\\frac{1}{16}$,前三项的和为 $\\frac{5}{96}$。
观察可以发现,当 n 的值逐渐增大时,和逐渐减小,并且趋于一个有限值。
因此,根据比较审敛法,原级数$\\sum_{n=1}^{\\infty} \\frac{n^3 + 2n}{(2n^2 + 3n - 4)^2}$ 也收敛。
2.我们可以使用交错级数的性质求解这个问题。
根据交错级数的性质,交错级数 $\\sum_{n=1}^{\\infty}\\frac{(-1)^n}{n^p}$ 的和为 $S = \\ln 2$,其中n=1。
对于这个问题,我们可以发现,级数$\\sum_{n=1}^{\\infty} \\frac{(-1)^n}{n^2}$ 的形式和交错级数一样,只是n=2。
高等数学同济第七版下课后习题及解答高等数学作为大学理工科专业的重要基础课程,对于培养学生的逻辑思维和解决问题的能力起着至关重要的作用。
而《高等数学》同济第七版更是被广泛使用的经典教材之一。
在学习过程中,课后习题是巩固知识、深化理解的重要环节。
下面,我们就来详细探讨一下这本教材下册的课后习题及解答。
首先,我们来了解一下这本教材下册所涵盖的主要内容。
下册主要包括多元函数微积分学、无穷级数、常微分方程等重要章节。
每个章节都配有丰富的习题,旨在帮助学生掌握相关的概念、定理和方法。
在多元函数微积分学部分,习题的类型多种多样。
有关于偏导数、全微分的计算,也有涉及多元函数极值和条件极值的问题。
例如,在计算偏导数时,学生需要熟练掌握对各个变量的求导法则,并且要注意函数的复合结构。
对于全微分的习题,需要理解全微分的定义以及其与偏导数的关系,通过练习能够准确地求出给定函数的全微分。
而在极值问题中,学生要学会运用拉格朗日乘数法,通过建立方程组来求解极值点。
无穷级数这一章节的习题则主要集中在级数的收敛性判别、函数展开成幂级数等方面。
对于级数的收敛性判别,需要掌握各种判别法,如比较判别法、比值判别法、根值判别法等。
在函数展开成幂级数的习题中,学生要熟悉常见函数的幂级数展开式,并能够运用相应的方法将给定的函数展开成幂级数。
常微分方程部分的习题包括一阶和二阶常微分方程的求解,以及线性微分方程解的结构等内容。
在求解一阶常微分方程时,要掌握分离变量法、一阶线性方程的求解公式等方法。
对于二阶常微分方程,要能够根据方程的特征根来确定通解的形式,并通过给定的初始条件求出特解。
接下来,我们谈谈如何有效地解答这些课后习题。
第一步,认真审题。
仔细阅读题目,理解题目所考查的知识点和要求。
明确题目中的已知条件和未知量,以及它们之间的关系。
第二步,回顾相关知识。
根据题目所涉及的知识点,迅速在脑海中回顾所学的概念、定理和方法。
如果对某些知识点感到模糊,应及时查阅教材进行复习。
目 录第一部分 考研真题精选第8章 向量代数与空间解析几何第9章 多元函数微分法及其应用第10章 重积分第11章 曲线积分与曲面积分第12章 无穷级数第二部分 章节题库第8章 向量代数与空间解析几何第9章 多元函数微分法及应用第10章 重积分第11章 曲线积分与曲面积分第12章 无穷级数第一部分 考研真题精选第8章 向量代数与空间解析几何填空题(把答案填在题中横线上)点(2,1,0)到平面3x+4y+5z=0的距离d=______。
[数一2006研]【答案】【解析】由点到平面的距离公式第9章 多元函数微分法及其应用一、选择题1设函数f(x,y)在点(0,0)处可微,f(0,0)=0,,且非零向量→d与→n垂直,则( )。
[数一2020研]A.存在B.存在C.存在D.存在A【答案】【解析】∵f(x,y)在(0,0)处可微,f(0,0)=0,∴;即。
∵,∴存在。
∴选A项。
2关于函数给出下列结论①∂f/∂x|(0,0)=1②∂2f/∂x∂y|(0,0)=1③④正确的个数为( )。
[数二2020研]A.4B.3C.2D.1【答案】B【解析】①因,故①正确。
②因,先求f x′(0,y),而当y≠0时,不存在;当y=0时,;综上可知,f x′(0,y)不存在。
故∂2f/∂x∂y|(0,0)不存在,因此②错误。
③当xy≠0时,,当(x,y)沿着y轴趋近于(0,0)点时,;当(x,y)沿着x轴趋近于(0,0)点时,;综上可知,,故③正确。
④当y=0时,;当y≠0时,,故,则,故④正确。
综上,正确个数为3。
故应选B。
3函数f(x,y,z)=x2y+z2在点(1,2,0)处沿向量→u=(1,2,2)的方向导数为( )。
[数一2017研]A.12B.6C.4D.2D【答案】计算方向余弦得:cosα=1/3,cosβ=cosγ=2/3。
偏导数f x′=2xy,f y′=x2,f z′=2z。
得∂f/∂u=f x′cosα+f y′cosβ+f z′cosγ=4·(1/3)+1·(2/3)+0·(2/3)=2。
第四章 不定积分4.1 复习笔记一、不定积分的概念与性质1.原函数与不定积分的概念(1)原函数①定义如果在区间I 上,可导函数的导函数为,即对任意一,都有,则函数就称为在区间I 上的一个原函数.②原函数存在定理如果函数在区间I 上连续,则在区间I 上存在可导函数使对任一都有即连续函数一定有原函数.③注意两点a .如果有一个原函数,则就有无限多个原函数.b .若和都是的原函数,则()Fx ()x φ()f x(C 0为某个常数)(2)不定积分在区间I 上,函数的带有任意常数项的原函数称为(或)在区间I上的不定积分,记作,其中称为积分号,称为被积函数,称为被积表达式,x称为积分变量.2.基本积分表3.不定积分的性质(1)性质1设函数的原函数存在,则注:性质1对于有限个函数都是成立的.(2)性质2设函数的原函数存在,k为非零常数,则二、换元积分法1.第一类换元法设具有原函数,可导,则有换元公式()[()]()[()]u x f x x dx f u du ϕϕϕ='=⎰⎰2.第二类换元法设是单调的可导函数,并且又设具有原函数,则有换元公式1()()[[()]()]t x f x dx f t t dtψψψ-='=⎰⎰其中的反函数.三、分部积分法1.分部积分法设函数具有连续导数,则两个函数乘积的导数公式为移项,得对这个等式两边求不定积分,得称为分部积分公式.注:2.运用分部积分法需注意(1)v 要容易求得;(2)要比容易积出;(3)遵循“反对幂指三”原则.①“反对幂指三”定义“反对幂指三”分别指反三角函数、对数函数、幂函数、指数函数和三角函数.②“反对幂指三”原则“反对幂指三”原则是指在用分部积分法计算积分时,若出现上面相关函数,把被积表达式按照“反对幂指三”的积分次序,排在前面的看成“u”,排在后面的看成“dv”.【例】3.常见函数的不定积分四、有理函数的积分1.有理函数的积分(1)相关概念①有理函数 两个多项式的商称为有理函数.②有理分式 有理函数又称有理分式.③真分式 当P(x)的次数小于Q(x)的次数时,称这有理函数为真分式.④假分式 当P(x)的次数大于Q(x)的次数时,称这有理函数为假分式.(2)真分式的分解对于真分式,如果分母可分解为两个多项式的乘积且Q 1(x)与Q 2(x)没有公因式,则它可分拆成两个真分式之和。
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数,故/, = Jj( x2 + y1)3d(j = 2jj(x2+ y1) 3dcr。
fh i)i又由于D3关于;t轴对称,被积函数(/ +r2)3关于y是偶函数,故jj(x2+j2)3dcr =2j(x2+y2)3da=2/2.Dy 1):从而得/, = 4/2。
(2)利用对称性来计算二重积分还有以下两个结论值得注意:如果积分区域关于^轴对称,而被积函数/(x,y)关于y是奇函数,即fix, —y)= -f(x,y),PJjf/(x,y)da =0;D如果积分区域D关于:K轴对称,而被积函数/(x,y)关于:c是奇函数,即/(~x,y) = -/(太,y),则=0.D«3。