重庆大学高数(下)期末试题二(含答案)
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x 2 + y 2 - 1 3 1- y 2《高等数学》2 期末复习题一、填空题:1. 函 数 z = + ln(3 - x 2 - y 2 ) 的 定 义 域 是 1≦X^2+Y^2<3 . 2.设 z = (1 + x ) y, 则∂z =∂y(1+ x ) yln(1+ x ) .3.函数 z = ln(1+ x 2 + y 2 ) 在点(1, 2) 的全微分dz = 1dx + 2 dy(1,2)3 34.设 f (x + y , xy ) = x 2 + y 2 , 则 f (x , y ) =.设 f (x + y , y) = x 2 - y 2 , 则 f (x , y ) = .x5. 设 z = e u sin v 而 u = xy v = x + y 则 ∂z =∂ye xy [x sin(x + y ) + cos(x + y )]6. 函数 z = x 2 + y 2 在点(1,2)处沿从点(1,2)到点(2,2 + )的方向导数是1+ 222 y 17. 改换积分次序⎰0dy ⎰y 2f (x , y )dx =; ⎰0 dy ⎰y -1f (x , y )dx = .8. 若 L 是抛物线 y 2 = x 上从点 A (1,-1) 到点 B (1,1) 的一段弧,则⎰xydx =L9. 微分方程(1+ e 2x )dy + ye 2x dx = 0 的通解为.二、选择题: 1.lim ( x , y )→(2,0) tan(xy )y 等于 ()(上下求导)A .2,B. 12C.0D.不存在2. 函 数 z = 的定义域是( D )A. {(x , y ) x ≥ 0, y ≥ 0} C. {(x , y ) y ≥ 0, x 2 ≥ y }B. {(x , y ) x 2 ≥ y } D. {(x , y ) x ≥ 0, y ≥ 0, x 2 ≥ y }3 x - y23.∂f (x , y ) | ∂x( x0 ,y 0 ) = ( B )A. lim ∆x →0 f (x 0 + ∆x , y 0 + ∆y ) - f (x 0 , y 0 )∆xB. lim∆x →0f (x 0 + ∆x , y 0 ) - f (x 0 , y 0 )∆xC. lim ∆x →0 f (x 0 + ∆x , y 0 + ∆y ) - f (x 0 + ∆x , y 0 )∆xD. lim∆x →0 f (x 0 + ∆x , y 0 ) ∆x5. 设 z = F (x 2 + y 2 ) ,且 F 具有导数,则∂z + ∂z= (D )∂x ∂yA. 2x + 2 y ;B. (2x + 2 y )F (x 2 + y 2 ) ;C. (2x - 2 y )F '(x 2 + y 2 ) ;D. (2x + 2 y )F '(x 2 + y 2 ) .6. 曲线 x = a cos t , y = a sin t , z = amt ,在 t = 处的切向量是 ( D )4A . (1,1, 2)B. (-1,1, 2)C. (1,1, 2m )D. (-1,1, 2m )7. 对于函数 f (x , y ) = x 2 + xy ,原点(0,0)( A )A .是驻点但不是极值点B.不是驻点C.是极大值点D.是极小值点8.设 I= ⎰⎰5Dx 2 + y 2 -1dxdy , 其中 D 是圆环1 ≤ x 2 + y 2 ≤ 4 所确定的闭区域, 则必有( ) A .I 大于零 B.I 小于零C.I 等于零D.I 不等于零,但符号不能确定。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名⋯姓⋯⋯⋯⋯.⋯号⋯学⋯⋯线封号序密过超号班要学教不纸题卷试答⋯学⋯大.峡三⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2021学年春季学期"高等数学Ⅰ〔二〕"期末考试试卷〔A〕注意:1、本试卷共3页;2、考试时间110 分钟; 3 、**、学号必须写在指定地方题号一二三四总分得分阅卷人得分一、单项选择题〔 8 个小题,每题 2 分,共 16 分〕将每题的正确答案的代号 A、B、 C 或 D 填入下表中.题号12345678答案1.a与b都是非零向量,且满足a b a b ,那么必有〔〕.(A) a b0(B) a b0(C) a b0(D) a b 02.极限lim( x2y 2 )sin12().x0x2yy0(A) 0(B) 1(C) 2(D) 不存在3.以下函数中,df f 的是().〔 A 〕f ( x, y)xy〔B 〕f ( x, y)x y c0 , c0为实数〔 C〕f (x, y)x2y2〔 D〕f ( x, y)e x y4.函数f ( x, y)xy (3x y) ,原点 (0,0)是 f (x, y) 的().〔 A〕驻点与极值点〔 B〕驻点,非极值点〔 C〕极值点,非驻点〔 D〕非驻点,非极值点5 .设平面区域D : (x 1)2( y1)22,假设I1x y d, I 2x yd ,D4D43x y d,那么有〔〕 .I 34D〔A〕I1I 2I 3〔B〕I1I 2I 3〔C〕I2I 1I 3〔D〕I3I1 I26.设椭圆L:x2y 21的周长为l,那么(3x2 4 y2 )ds〔〕 .43L(A) l(B)3l(C)4l(D)12l7.设级数a n为交织级数, a n0(n) ,那么〔〕 .n1(A) 该级数收敛(B) 该级数发散(C) 该级数可能收敛也可能发散(D) 该级数绝对收敛8. 以下四个命题中,正确的命题是〔〕 .〔 A 〕假设级数a n发散,那么级数a n2也发散n 1n 1〔 B〕假设级数a n2发散,那么级数a n也发散n 1n 1〔 C〕假设级数a n2收敛,那么级数a n也收敛n 1n 1〔 D〕假设级数| a n |收敛,那么级数a n2也收敛n 1n 1阅卷人得分二、填空题 (7 个小题,每题 2 分,共 14 分) .1. 直线3x 4 y2z60a 为.x3y z a与 z 轴相交,那么常数2.设f ( x, y)ln( xy),那么 f y (1,0)___________.x3.函数f (x, y)x y 在 (3, 4) 处沿增加最快的方向的方向导数为.4.设D : x2y22x ,二重积分( x y)d=.D5f x2222在是连续函数,{( x, y ,z) | 0z9x y } , f ( x y )dv.设的三次积分为.6. 幂级数( 1)n 1 x n的收敛域是.n 1n!7. 将函数 f ( x)1,x0为周期延拓后,其傅里叶级数在点x2,0 x以 21于.2021年"高等数学Ⅰ〔二〕"课程期末考试试卷 A 共 3 页第1 页⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名⋯姓⋯⋯⋯⋯.⋯号⋯学⋯⋯线封号序密过超号班要学教不纸题卷试答⋯学⋯大.峡三⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯阅卷人得分三、综合解答题一〔 5 个小题,每题7分,共35分,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤〕1.设 u xf ( x,x) ,其中 f 有连续的一阶偏导数,求u,u.y x y解:2.求曲面 e z z xy 3 在点 (2,1,0) 处的切平面方程及法线方程.解:3. 交换积分次序,并计算二次积分dxsin ydy .0x y解:4.设是由曲面z xy, y x, x 1及z0 所围成的空间闭区域,求 I xy2 z3dxdyd解:5.求幂级数nxn 1的和函数 S(x) ,并求级数n的和.n 1n 12n解:2021年"高等数学Ⅰ〔二〕"课程期末考试试卷 A 共 3 页第2 页⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名⋯姓⋯⋯⋯⋯.⋯号⋯学⋯⋯线封号序密过超号班要学教不纸题卷试答⋯学⋯大.峡三⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯阅卷人得分四、综合解答题二〔 5 个小题,每题7分,共35分,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤〕1.从斜边长为 1 的一切直角三角形中,求有最大周长的直角三角形.解2.计算积分( x2y2 )ds ,其中L为圆周 x2y2ax (a0 ).L解:3.利用格林公式,计算曲线积分I(x2y2)dx (x 2xy)dy ,其中 L 是由抛物线y x2和Lx y2所围成的区域D的正向边界曲线.y y x2x y2DOx4.计算xdS ,为平面xy z 1在第一卦限局部.解:5.利用高斯公式计算对坐标的曲面积分蝌dxdy + dydz + dzdx,S其中为圆锥面 z2x2y2介于平面z0 及 z 1 之间的局部的下侧.解:2021年"高等数学Ⅰ〔二〕"课程期末考试试卷 A 共 3 页第3 页2021学年春季学期"高等数学Ⅰ〔二〕"期末考试试卷 (A)答案及评分标准一、单项选择题〔 8 个小题,每题 2 分,共 16 分〕题号 123456 7 8答案DABB A D CD1.a 与b 都是非零向量,且满足 ab a b ,那么必有〔 D〕(A) a b0 ;(B)a b 0 ;(C)a b0;(D)a b0 .2. 极限lim( x 2y 2 )sin2 1 2 ( A )x 0x yy(A) 0 ;(B) 1;(C) 2;(D)不存在 .3.以下函数中,df f 的是(B );〔 A 〕 f ( x, y) xy ;〔B 〕f (x, y) x yc 0 ,c 0为实数;〔 C 〕f (x, y)x2y 2;〔 D 〕f ( x, y)e xy .4.函数f ( x, y) xy (3 xy) ,原点 (0,0) 是 f (x, y) 的( B).( A 〕驻点与极值点;〔B 〕驻点,非极值点;( C 〕极值点,非驻点; 〔 D 〕非驻点,非极值点 . 5 .设 平 面 区 域 D :( x 1)2( y 1)22,假设I 1x yd ,I 2x yd ,D4D 43xy,那么有〔 A 〕I 3dD4〔A 〕I 1 I 2 I 3; 〔B 〕 I 1 I 2 I 3;〔C 〕I 2 I 1 I 3;〔D 〕I 3I 1I 2. 6.设椭圆L :x 2y 21的周长为l ,那么(3x24 y 2)ds 〔 D〕43L(A) l ;(B)3l ;(C)4l ;(D) 12l .7.设级数a n 为交织级数, a n 0 ( n) ,那么〔C〕n 1(A) 该级数收敛; (B) 该级数发散;(C) 该级数可能收敛也可能发散; (D)该级数绝对收敛. 8. 以下四个命题中,正确的命题是〔 D 〕 〔 A 〕假设级数 a n 发散,那么级数 a n 2 也发散;n 1n 1〔 B 〕假设级数 a n 2发散,那么级 a n 也发散;数n 1n 1〔 C 〕假设级数 a n 2收敛,那么级数a n 也收敛; n 1n 1〔 D 〕假设级数 | a n |收敛,那么级数a n 2也收敛.n 1n 1二、填空题 (7 个小题,每题 2分,共 14 分).1. 直线3x 4 y 2z 6 0 与 z 轴相交,那么常数a 为3。
高数二期末考试题及答案一、选择题(每题4分,共20分)1. 下列函数中,哪一个是奇函数?A. \( f(x) = x^2 \)B. \( f(x) = x^3 \)C. \( f(x) = \sin(x) \)D. \( f(x) = \cos(x) \)答案:C2. 极限 \( \lim_{x \to 0} \frac{\sin(x)}{x} \) 的值是多少?A. 0B. 1C. \( \frac{1}{2} \)D. \( \infty \)答案:B3. 微分方程 \( y'' + y = 0 \) 的通解是?A. \( y = C_1 e^{-x} + C_2 e^x \)B. \( y = C_1 \cos(x) + C_2 \sin(x) \)C. \( y = C_1 x + C_2 \)D. \( y = C_1 \ln(x) + C_2 \)答案:B4. 定积分 \( \int_{0}^{1} x^2 dx \) 的值是多少?A. \( \frac{1}{3} \)B. \( \frac{1}{2} \)C. \( 1 \)D. \( 2 \)答案:A5. 曲线 \( y = x^3 \) 在点 \( (1,1) \) 处的切线斜率是?A. 3B. 1C. 0D. \( \frac{1}{3} \)答案:A二、填空题(每题5分,共20分)1. 函数 \( f(x) = x^2 - 6x + 8 \) 的最小值是 ________。
答案:22. 函数 \( f(x) = e^x \) 的导数是 ________。
答案:\( e^x \)3. 函数 \( y = \ln(x) \) 的定义域是 ________。
答案:\( (0, +\infty) \)4. 函数 \( y = \frac{1}{x} \) 的图像关于 ________ 对称。
答案:原点三、计算题(每题10分,共30分)1. 求函数 \( y = x^3 - 3x^2 + 4 \) 在 \( x = 2 \) 处的导数。
第二学期高等数学期末考试试卷答案一.填空题(本题满分15分,共有5道小题,每道小题3分),请将合适的答案填在空中.1.过点()121-,,P 且与直线1432-=-=+-=t z t y t x ,,,垂直的平面方程为_____________________________. 2.设()22ln y x z +=,则=∂∂==11y x xz , ________________________.3.交换累次积分的顺序()=⎰⎰12xxdyy x f dx, ______________________.4.设222lnz y x u ++=,则()=u grad div ___________________.5.设幂级数∑∞=0n nn x a 的收敛半径为1R ,幂级数∑∞=0n n n x b 的收敛半径为2R ,且+∞<<<210R R ,则幂级数()∑∞=+0n nn n x b a 的收敛半径为_____________.答案:⒈ 043=+--z y x ; ⒉ 1;⒊ ()⎰⎰1yydx y x f dy ,;⒋2221zy x ++;⒌ 1R .二.选择填空题(本题满分15分,共有5道小题,每道小题3分)。
以下每道题有四个答案,其中只有一个答案是正确的,请选出合适的答案填在空中,多选无效. 1.函数()y x f ,在点()00y x ,处连续是函数()y x f ,在该点处存在偏导数的【 】. (A ).充分条件; (B ).必要条件; (C ).充分必要条件; (D ).既不是必要,也不是充分条件.2.设D 是xOy 平面上以()11,、()11,-、()11--,为顶点的三角形区域,1D 是D 在第一象限的部分,则积分()⎰⎰+Ddxdyy x xy sin cos等于【 】.(A ).⎰⎰1sin cos 2D ydxdy x ; (B ).⎰⎰12D xydxdy ;(C ).()⎰⎰+1sin cos 4D dxdy y x xy ; (D ).0.3.下列级数中,属于条件收敛的是【 】.(A ).()()∑∞=+-111n nnn ; (B ).()∑∞=-1si n 1n nn nn π ;(C ).()∑∞=-121n nn; (D ).()∑∞=+-1131n nn .4.设函数()x f 是以π2为周期的周期函数,它在[)ππ,-上的表达式为()⎩⎨⎧<≤<≤-=ππx x xx f 000 ,再设()x f 的Fourier (傅立叶)级数的和函数为()x s ,则()=πs 【 】. (A ).2π-; (B ).π- ; (C ).0 ; (D ).π .5.设向量a 、b 、c 满足:0c b a =++,则=⨯+⨯+⨯a c c b b a【 】.(A ).0 ; (B ).c b a⨯⨯;(C ).c b ⨯; (D ).()b a⨯3. 答案: ⒈ (A ); ⒉ (C ); ⒊ (B ); ⒋ (A ); ⒌ (D ). 三.(本题满分7分)设()xy y x f z ,22-=,其中函数f 具有二阶连续的偏导数,试求xz ∂∂,yx z ∂∂∂2.解:212f y f x xz '+'=∂∂ ,()2221222112224f xyffyx xyf yx z ++-+-=∂∂∂ .四.(本题满分7分) 计算三重积分()⎰⎰⎰Ω+=dxdydzz x I ,其中Ω是由曲面22y x z +=及221y x z --=所围成的空间区域.解:作球坐标变换θϕρcos sin =x ,θϕρsin sin =y ,ϕρcos =z , 则空间区域Ω变为,104020≤≤≤≤≤≤Ω'ρπθπθ,,:,因此,()⎰⎰⎰Ω+=dxdydzz x I()⎰⎰⎰Ω+=ρϕθϕρϕρθϕρd d d s i n c o s c o s s i n 2()⎰⎰⎰+=12420s i n c o s c o s s i n ρϕρϕρθϕρϕθππd d d8π=五.(本题满分8分) 计算曲面积分()()⎰⎰∑-+++=dxdy z dzdx z y dydz xz I 322912其中∑为曲面122++=y x z ()21≤≤z ,取下侧.解:取平面21=∑z :,取上侧.则∑与1∑构成封闭曲面,取外侧.令∑与1∑所围空间区域为Ω,由Gauss 公式,得 ⎰⎰⎰⎰∑∑+∑-=11I()⎰⎰⎰⎰⎰≤+Ω--=132229y x dxdydxdydz⎰⎰⎰⎰⎰≤+--=121120222y x rdxdydz rdr d πθ2π-=六.(本题满分8分) 判别级数()()()()()∑∞=++++12222!2!!3!2!1n n n的敛散性.解: ()()()()()!2!!3!2!102222n n u n ++++=≤()()()()()!2!!!!2222n n n n n ++++≤, ()()n v n n n =⋅=!2!2而()()()()()()()!2!!12!11limlim221n n n n n n v v n nn n ⋅++⋅+=→∞+→∞()()()14122121lim3<=+++=→∞n n n n n所以,由比值判别法,知级数()()∑∑∞=∞=⋅=121!2!n n n n n n v 收敛.再由比较判别法知级数()()()()()∑∑∞=∞=++++=122221!2!!3!2!1n n nn n u 收敛.七.(本题满分8分) 选取a 与b ,使得dy yx b y x dx yx y ax 2222++--++成为某一函数()y x u ,的全微分,并求()y x u ,. 解:()22y x y ax y x P ++=,,()22y x by x y x Q ++-=, 由()()()dy y x Q dx y x P y x du ,,,+=,得xQ yP ∂∂=∂∂即有()()()()222222222222yxxb y x y x yxyy ax y x +⋅+--+=+⋅+-+解得,1=a ,0=b .所以,()()()()()⎰+--+=y x yx dyy x dx y x y x u ,,,0122⎰⎰+--=yxdy yxyx xdx 0221()⎰⎰+++⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=yyyx y x d x y x y d x 0222202211ln()x yx xy x ln ln 21arctan ln 22-++-=()xyyx a r c t a n ln 2122-+=八.(本题满分8分) 过直线⎩⎨⎧=-+=-+0272210z y x z y x 作曲面273222=-+z y x 的切平面,求此切平面的方程. 解:过已知直线作平面束方程()0272210=-++--+z y x z y x λ,即()()()0272210=-+-+++z y x λλλ,其法向量为{}λλλ--++=2210,,n.设所求切平面的切点坐标为()000z y x ,,,则有()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+-+++=-+---=+=+02722102732222610000202020000z y x z y x z y x λλλλλλ , 解得1113000-====λ,,,z y x .或1917173000-=-=-=-=λ,,,z y x .因此,所求切平面方程为027339=--+z y x ,或02717179=-+--z y x .九.(本题满分8分)求极限:()422221lim xx tu t x x eduedt ---→-⎰⎰+.解:交换积分()⎰⎰--222x tu t x du edt 中的顺序,有()()⎰⎰⎰⎰----=uu t x x tu t x dt edu du edt 022222,u t v -=,则有()⎰⎰-----=uvuu t dv edt e22所以()()4242222221lim 1lim xuu t xx xx tu t x x edt edueduedt---→---→-=-⎰⎰⎰⎰++4242002222221l i m 1l i mxx vx xxuvx ex d veed ud v e---→---→⎰⎰⎰-=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++212lim lim 1lim424222==-⋅=-→--→-→+++⎰xx x vx xx ex dvee十.(本题满分8分)利用⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x dx d 1cos 的幂级数展开式,求级数()()∑∞=⎪⎭⎫⎝⎛--122!2121n nn n n π的和.解: 设()⎪⎭⎫⎝⎛-=x x dx d x s 1cos ,由于()()()()∑∑∞=-∞=-=--=-11202!211!211c o s n n nn nnn xxn xxx ()-∞<<∞-x因此,()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑∞=-112!211c o s n n n n xdx d x x dx d x s()()∑∞=---=122!2121n n nxn n另一方面, ()21c o s s i n 1c o s x x x x x x dxd x s +--=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=所以,()()∑∞=---=+--1222!21211c o s s i n n n nxn n xx x x ()-∞<<∞-x当2π=x 时,()()∑∞=-⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎭⎫ ⎝⎛1222!21212n n nn n s ππ,所以,()()⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛--∑∞=222!2121212πππs n n n nn2221c o s s i n 2ππ=+--⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛=x x x x x22212c o s 2s i n24⎪⎭⎫ ⎝⎛+--⋅=πππππ21π-=十一.(本题满分8分)已知x 、y 、z 为实数,而且32=++z y e x证明:32≤z y e x.(提示:考虑函数()()223ye y e y xf xx--=,.) 解: 设()()223ye y e y xf xx--=,,由题设32=++z y e x , 得 32≤+y e x, 即 32=+y e x为其边界.下面只需证明:()()223ye y e y xf xx--=,在区域32≤+y ex上的最大值为1.令:()()()()⎪⎩⎪⎨⎧=--='=--='0232023222y e y e y x f y e y e y x f x x y x x x ,,, 解方程组得驻点()10,,()10-,和()0,x .对于驻点()10,和()10-,,有 ()110=,f ,()110=-,f对于驻点()0,x ,()00=,x f ;在边界32=+y e x 上,()002=⋅=y e y x f x,,所以,函数()()223y e y e y x f x x --=,的最大值为1,即()()1322≤--=ye y e y xf xx,即32≤z ye x.。
第二学期期末高数(下)考试试卷及答案1 一、 填空题(每空 3 分,共 15 分) 1。
设()=⎰22t xFx e dt ,则()F x '=-22x xe。
2.曲面sin cos =⋅z x y 在点,,⎛⎫⎪⎝⎭1442ππ处的切平面方程是--+=210x y z .3.交换累次积分的次序:()(),,-+⎰⎰⎰⎰12330010xdy f x y dx dy f x y dx=(),-⎰⎰2302xx dx f x y dy.4.设闭区域D 是由分段光滑的曲线L 围成,则:使得格林公式: ⎛⎫∂∂-=+ ⎪∂∂⎝⎭⎰⎰⎰D LQ P dxdy Pdx Qdy x y 成立的充分条件是:()(),,和在D上具有一阶连续偏导数P x y Q x y .其中L 是D 的取正向曲线;5。
级数∞=-∑1nn 的收敛域是(],-33.二、 单项选择题 (每小题3分,共15分)1。
当→0x ,→0y 时,函数+2423x yx y 的极限是()DA.等于0; B 。
等于13;C. 等于14; D 。
不存在.2.函数(),=zf x y 在点(),00x y 处具有偏导数(),'00x f x y ,(),'00y f x y 是函数在该点可微分的()CA.充分必要条件;B.充分但非必要条件; C 。
必要但非充分条件; D. 既非充分又非必要条件.3.设()cos sin =+x ze y x y ,则==10x y dz()=BA 。
e ;B 。
()+e dx dy ;C 。
()-+1e dx dy ; D. ()+x e dx dy .4。
若级数()∞=-∑11nn n a x 在=-1x 处收敛,则此级数在=2x处()AA 。
绝对收敛; B.条件收敛; C 。
发散; D.收敛性不确定。
5.微分方程()'''-+=+3691x y y y x e 的特解*y 应设为()DA. 3x ae ; B 。
重庆大学《高等数学(工学类)》课程试卷 第1页 共1页重庆大学《高等数学(工学类)》课程试卷20 — 20 学年 第 学期开课学院: 数统学院 课程号: 考试日期:考试方式:考试时间: 120 分一、选择题(每小题3分,共18分) 1. 向量a b ⨯与,a b 的位置关系是().(A) 共面 (B) 垂直 (C) 共线 (D) 斜交知识点:向量间的位置关系,难度等级:1. 答案:(B).分析:,a b 的向量积a b ⨯是一个向量,其方向垂直,a b 所确定的平面.2. 微分方程633xy dye e y x y dx=+- 的一个解为().(A)6y = (B)6y x =- (C)y x =- (D)y x =知识点:微分方程的解,难度等级:1. 答案: (D).分析:将(A),(B),(C),(D)所给函数代入所给方程,易知只有y x =满足方程,故应选(D).3. 累次积分⎰⎰=-2022x y dy e dx ().(A))1(212--e (B))1(314--e (C))1(214--e (D))1(312--e 知识点:二重积分交换次序并计算,难度等级:2. 答案:(C).分析: 直接无法计算,交换积分限,可计算得)1(214--e ,只能选(C). 4.设曲线积分⎰--L x ydy x f ydx e x f cos )(sin ])([与路径无关,其中)(x f 具有一阶连续偏导数,且(0)0,f =则=)(x f ().(A)2x x e e -- (B)2xx e e --(C) 12-+-x x e e (D)21xx e e +-- 知识点:积分与路径无关的条件,微分方程,求解,难度等级:3.答案:(B).分析: 由积分与路径无关条件,有[()]cos ()cos x f x e y f x y '-=-命题人:组题人:审题人:命题时间:教务处制学院 专业、班 年级 学号 姓名 考试教室公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密()().x f x f x e '⇒-=-由结构看,C,D 不满足方程,代入,B 满足,A 不满足,选B.5. 设直线方程为1111220,0A x B y C z D B y D +++=⎧⎨+=⎩且111122,,,,,0,A B C D B D ≠则直线().(A) 过原点 (B) 平行于z 轴 (C) 垂直于x 轴 (D) 垂直于y 轴 知识点:直线与坐标轴的位置关系,难度等级:1. 答案:(D).分析:方程2220,0B y D D +=≠表示垂直于y 轴且不过原点的平面,11112200A x B y C z D B y D +++=⎧⎨+=⎩表示的直线位于垂直于y 轴且不过原点的平面上,不平行于z 轴,不垂直于x 轴.6. 设∑为球面2224(0)x y z z ++=≥的外侧,则2yzdzdx dxdy∑+⎰⎰().=(A)354(B)354π (C)12 (D)12π知识点:对坐标的曲面积分,高斯公式,难度等级:2. 答案:(D).分析: 添有向平面221:0(4)z x y ∑=+≤取下侧,则124,yzdzdx dxdy zdV π∑+∑Ω+==⎰⎰⎰⎰⎰1228.Dyzdzdx dxdy dxdy π∑+=-=-⎰⎰⎰⎰故有结果为D.二、填空题(每小题3分,共18分)7.121lim(1)sin x y x y →→⎛⎫- ⎪⎝⎭__________.= 知识点:二重极限,难度等级:1. 答案:0. 证明:1(1)sin01x x y--≤- 0,ε∴∀>取,δε=只要0,δ<必有1(1)sin0.x yε--<121lim(1)sin 0.x y x y →→⎛⎫∴-= ⎪⎝⎭ 8. 已知lim6,n n a →∞=则11()n n n a a ∞+=-=∑__________. 知识点:级数和,定义,难度等级:1. 答案:1 6.a - 分析: 部分和数列12231111()()() 6.n n n n s a a a a a a a a a ++=-+-++-=-→-9.2221___________,ds x y z Γ=++⎰其中Γ为曲线cos ,sin ,tttx e t y e t z e ===上相应于t 从0变到2的这段弧.知识点:对弧长的曲线积分,难度等级:2. 答案21).e- 解:弧长的微分为tds dt ==,22222.tx y z e ++=于是2222011).ds x y z e Γ=-++⎰⎰10. 平面3x y z a ++=被球面2222x y z R ++=(0)R <所截得一个圆,则该圆的半径为__________.=知识点:平面,球面,半径,难度等级:1. 答案分析:该圆的中心在平面3x y z a ++=上,且三个坐标相等,中心坐标为(,,),a a a,11.设曲线积分 ,4 L 22⎰++-=yx xdyydx I 其中L 为椭圆,1422=+y x 并取正向,则__________.I =知识点:对坐标的曲线积分,难度等级:2. 答案:.π分析: 可取椭圆的参数方程计算.12. 设∑是球面222x y z R ++=在第一卦限部分,则2__________.x dS ∑=⎰⎰知识点:对面积的曲面积分,对称性,难度等级2. 答案:4.6R π分析:222x dS y dS z dS ∑∑∑==⎰⎰⎰⎰⎰⎰ ()22213x y z dS ∑=++⎰⎰ 224114.386R R R ππ=⋅⋅=三、计算题(每小题6分,共24分) 13. 求微分方程()0y xxe d y x xdy -=+的通解. 知识点:齐次微分方程,通解,难度等级1. 分析:齐次微分方程,作变量代换yu x=化为可分离变量的微分方程.解: 方程两端同除以,x 得()0.y xye dx dy x+-=令,y vx =则.dy vdx xdv =+ 代入上式,得0,ve dx xdv -= 即 0.vdx e dv x--= 积分之,得ln .v x e C -+=故原方程的通解为ln .y xx e C -+=14. 计算2(2)(3),y L x y dx x ye dy -++⎰其中L 由从)0,2(A 到)1,0(B 的直线段22=+y x 及从)1,0(B 到)0,1(-C 的圆弧21y x --=所构成.知识点:对坐标的曲线积分,格林公式,难度等级:2. 分析:补充线段构成闭曲线用格林公式.解 :如图,添加一段定向直线,CA 这样L 与CA 构成闭路.设所围的区域为,D 于是根据格林公式得:2211(2)(3)55(211)24y L CA Dx y dx x ye dy dxdy π+-++==⋅⋅+⋅⎰⎰⎰15(1).4π=+ 则L⎰=.L CACA→+-⎰⎰又2221(2)(3) 3.y CAx y dx x ye dy x dx --++==⎰⎰故25(2)(3)5(1)32.44y L x y dx x ye dy ππ-++=+-=+⎰ 15. 计算22(),x y dS ∑+⎰⎰其中∑为抛物面222z x y =--在xoy 面上方的部分.知识点:对面积的曲面积分,难度等级:2.分析:直接将曲面积分化为二重积分,用极坐标计算二重积分. 解:∑在xoy 的投影为22:2,xy D x y +≤且= 于是22()x y dS ∑+⎰⎰22(xyD x y =+⎰⎰20220112(14(14)84149.30d r r πθππ==⋅+-+=⎰ 16. 计算333,x dydz y dzdxz dxdy ∑++⎰⎰其中∑为球面2222x y z a ++=的外侧.知识点:对坐标的曲面积分,高斯公式,球面坐标,难度等级:2 分析:题设曲面为封闭曲面,高斯公式,再用球面坐标化为三次积分.解:333x dydz y dzdx z dxdy ∑++⎰⎰ 2223()x y z dxdydz Ω=++⎰⎰⎰222053sin 12.5ad d r r dra ππθϕϕπ=⋅=⎰⎰⎰四、解答题(每小题6分,共12分)17.设(,)z f x u =具有连续的二阶偏导数,而,u xy =求22.zx∂∂难度等级:1;知识点:复合函数的偏导数.分析: 按复合函数的偏导数的求法两次对x 求偏导数,即可求出22.z x∂∂ 解:x x u z f y f '''=+ 22.xx xx xu uu z f yf y f ''''''''⇒=++18.利用斯托克斯公式计算222222()()(),y z dx z x dy x y dz Γ-+-+-⎰其中Γ是用平面23=++z y x 截立方体[]⨯1,0[]⨯1,0[]1,0的表面所得的截痕,若从z 轴正向看去,Γ取逆时针方向.知识点:对坐标的曲线积分,斯托克斯公式,难度等级:3 分析: 通过斯托克斯公式将曲线积分转化为对面积的曲面积分,注意积分技巧:可将方程代入被积函数.解: 如图,我们将平面23=++z y x 的上侧被Γ所围的部分取为,∑于是∑的单位法向量.n e =由斯托克斯公式得:dS y x x z z y z y x I ⎰⎰∑---∂∂∂∂∂∂=222222cos coscos γβα ().x y z dS ∑=++ 观察上述积分,由于在∑上有3,2x y z ++=根据第二型曲面积分的计算公式,故396(6)().42xyxyD D I dS S ∑=-=-=-=-=-其中xy D 是∑在xOy 坐标平面的投影区域,而xyD S 为xy D 的面积.五、 证明题(每小题6分,共12分)19.试证:,)(0,0)(,)0, (,)(0,0)x y f x y x y ⎧≠⎪=⎨⎪=⎩在点(0,0)处偏导数存在,但是不可微.知识点:二元函数偏导数、可微,难度等级:1分析:先求出(0,0),(0,0)x y f f 然后说明(0,0)(0,0)x y z f x f y ∆-∆-∆不是比ρ更高阶的无穷小量就可以了.证明 : 0(,0)(0,0)lim 0(0,0);x x f x f f x∆→∆-==∆同理, (0,0)0.y f =则2200limlim.()()x x y y zx yx y ρρ→∆→∆→∆→∆→∆∆∆==∆+∆ 但是此极限不存在,故(,)f x y 在(0,0)处不可微.20. 证明:级数2(!)nn x y n ∞==∑满足方程0.xy y y '''+-= 知识点:幂级数,微分方程,难度等级:2. 分析:直接用幂数代入微分方程验证.证明: 因为20,(!)n n x y n ∞==∑所以122212(1),.(!)(!)n n n n nx n n x y y n n --∞∞==-'''==∑∑ 212222101122222111221(1)(!)(!)(!)(1)11(!)(!)(!)!(2)!!(1)!!!n n n n n n n nn n n n n nn n n n n x nx x xy y y x n n n n n x nx x n n n x x x n n n n n n --∞∞∞===--∞∞∞===--∞∞∞===''-'''+-=+--=++--=+---∑∑∑∑∑∑∑∑∑ 21111(1)!(1)!(1)!!(!)(1)(1)(1)!!0n n nn n n nn x x x n n n n n n n xn n ∞∞∞===∞==+-+-++-+=+=∑∑∑∑∴方程0xy y y '''+-=成立.六、应用题 (每小题8分,共16分)21. 设球在动点(),,P x y z 处的密度与该点到球心距离成正比,求质量为m 的非均匀球体2222x y z R ++≤对于其直径的转动惯量. 知识点:立体的转动惯量,难度等级:2. 分析:利用转动惯量公式,球坐标计算三重积分.解:设球体方程为2222:,x y z R Ω++≤密度函数ρ=则球体的质量为:234(,,)sin Rm x y z dxdydz k k d d r dr k R ππρθϕϕπΩΩ====⎰⎰⎰⎰⎰⎰所以,密度函数为ρ=计算该球体绕z 轴转动的转动惯量:22224235232240()(,,)(24sin sin 39Rm I x y x y z dxdydz xy R m d d r dr mR d mR R πππρπθϕϕϕϕπΩΩ=+=+===⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰22.将质量为m 的物体垂直上抛,假设初始速度为0,v 空气阻力与速度成正比(比例系数为k ),试求在物体上升过程中速度与时间的函数关系.知识点:微分方程的初值问题,难度等级:1 分析: 只需将二阶导数表示出来就可证之.解: 根据条件,空气阻力为.kv 于是物体上升过程中受力为()kv mg -+(其中负号表示力与运动方向相反),而运动加速度为.dva dt=因而得微分方程 .dv m kv mg dt=-- 又知初始速度为0v ,故得初值问题0,(0).dv kv g dt mv v ⎧+=-⎪⎨⎪=⎩ 因此000000(1.)()()ttkkkk k k dtdtt t t t tm m mm m mgm mg v egedt v ee v e v e k m k kg -----⎰⎰=-+=+-+=+⎰。
第 1 页 (共 10 页)班级(学生填写): 姓名: 学号: 命题: 审题: 审批: ----------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------------- (答题不能超出密封线)LQdx Pdy +⎰=( )dxdy )P dxdy x 二重积分的积分区域D 是221≤+x y π C .2π+⎰L Pdx Qdy在A.∂∂-=∂∂P Qy x第 2 页(共10 页)第 3 页 (共 10 页)班级(学生填写): 姓名: 学号: ----------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------------- (答题不能超出密封线)()Lx y ds +⎰= ()Lx y ds +⎰= Lydx xdy +⎰= 2sin y t =上对应22xy De dxdy --⎰⎰= 2.第 4 页 (共 10 页)三. 计算题(一)(每小题6分,共36分)1.计算:22xy De d σ+⎰⎰,其中D 是由圆周224x y +=所围成的闭区域。
2.计算三重积分xdxdydz Ω⎰⎰⎰,其中Ω为三个坐标面及平面21x y z ++=所围成的闭区域。
3.计算xyzdxdydz Ω⎰⎰⎰,其中Ω是由曲面2221x y z ++=,0,0,0x y z ≥≥≥所围成.第 5 页 (共 10 页)班级(学生填写): 姓名: 学号: ----------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------------- (答题不能超出密封线)4.求2d d Dxx y y⎰⎰,其中D 为1xy =,y x =及2x =所围成的区域。
高等数学第二学期期末考试试题真题及完整答案一、填空题(将正确答案填在横线上)(本大题共5小题,每小题4分,总计20分)1、设函数,则=2、曲面在点处的切平面方程为____3、= .4、曲面积分= ,其中,为与所围的空间几何形体的封闭边界曲面,外侧.5、幂级数的收敛域为。
二、选择题(将选项填在括号内)(本大题共5小题,每小题4分,总计20分)1、函数在(1,1)点沿方向的方向导数为( )。
(A) 0 (B) 1 (C) 最小 (D)最大2、函数在处( ).(A)不连续,但偏导数存在 (B)不连续,且偏导数不存在(C)连续,但偏导数不存在 (D)连续,且偏导数存在3、计算=( ),其中为(按逆时针方向绕行).(A)0 (B)(C) (D)4、设连续,且,其中D由所围成,则( )。
(A)(B) (C) (D)5、设级数收敛,其和为,则级数收敛于( )。
(A)(B)(C)(D)三、解答下列各题(本大题共3小题,每小题8分,总计24分)1、设函数由方程所确定,计算,。
2、计算,其中,为曲线,.3、求幂级数的和函数.三、解答下列各题(本大题共3小题,每小题8分,总计24分)1、求内接于半径为的球面的长方体的最大体积.2、计算,其中平面区域.3、计算,其中为平面被柱面所截得的部分.五、解答下列各题(本大题共2小题,每小题6分,总计12分)1、计算其中为上从点到点.2、将函数展开成的幂级数.答案及评分标准一、填空题 (本大题分5小题,每小题4分,共20分)1、 2、3、 4、 5、二、选择题(将选项填在括号内)(本大题共5小题,每小题4分,共20分)1、C2、A3、B4、D5、B三、解答下列各题(本大题共3小题,每小题8分,共24分)1、解:方程两端同时对分别求偏导数,有,………………6分解得:.…………………………………………8分2、解:作图(略)。
原式=………………………2分.………………………8分3、解:经计算,该级数的收敛域为。
重庆大学《高等数学(工学类)》课程试卷第1页共1页重庆大学《高等数学(工学类)》课程试卷A卷B卷20 —20 学年第学期开课学院: 数统学院课程号: 考试日期:考试方式:开卷闭卷 其他考试时间: 120 分题号一二三四五六七八九十总分得分一、选择题(每小题3分,共18分)1. 设向量a与三轴正向夹角依次为,,,αβγ则当cos0β=时有().(A) a⊥xoy面(B) a//xoz面(C) a⊥yoz面(D) a xoz⊥面知识点:向量与坐标的位置关系,难度等级:1.答案: (B)分析:cos0,β=,2πβ=a垂直于y轴,a//xoz面.2. 若某个三阶常系数线性齐次微分方程的通解为212323,y C C x C x=++其中123,,C C C为独立的任意常数,则该方程为().(A)0y y'''+=(B) 30yy'''+'=(C)0y y'''-=(D) 0y'''=知识点:通过微分方程的通解求微分方程,难度等级:2.答案: (D)分析:由通解中的三个独立解21,,x x知,方程对应的特征方程的特征根为1230.λλλ===因此对应的特征方程是30.λ=于是对应的微分方程应是0.y'''=故应选(D).3. 设D由14122≤+≤yx确定.若1221,DI dx yσ=+⎰⎰222(),DI x y dσ=+⎰⎰223ln(),DI x y dσ=+⎰⎰则1,I2,I3I之间的大小顺序为().(A)321III<<(B)231III<<(C)132III<<(D)123III<<知识点:二重积分比较大小,难度等级:1.答案:(D)分析:积分区域D由22114x y≤+≤确定.在D内,2222221ln(),x y x yx y+<+<+故321.I I I<<只有D符合.4.设曲线L是由(,0)A a到(0,0)O的上半圆周22,x y ax+=则曲线积分命题人:组题人:审题人:命题时间:教务处制学院专业、班年级学号姓名考试教室公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密考试提示1.严禁随身携带通讯工具等电子设备参加考试;2.考试作弊,留校察看,毕业当年不授学位;请人代考、替他人考试、两次及以上作弊等,属严重作弊,开除学籍.(sin )(cos )().xx Ley my dx e y m dy -+-=⎰(A)0 (B)22m a π (C)28m a π (D)24m a π知识点:对坐标的曲线积分,格林公式,难度等级:2. 答案:(B)分析:补充直线段1:0(:0),L y x a =→则1L L +为封闭曲线在上使用格林公式可得12,2L L Dm mdxdy a π+==⎰⎰⎰而10.L =⎰选B.5. 已知向量23,a m n =+则垂直于a 且同时垂直于y 轴的单位向量().e =(A))i j k ++ (B))i j k -+ (C))2i k ±- (D)()2i k ±+知识点:向量垂直,单位向量,难度等级:1. 答案:(C) 分析:向量111010i j ki k =-+垂直于a 且同时垂直于y 轴,其模为6. 设∑为球面2222,x y z R ++=则22()().84x y I dS ∑=+=⎰⎰(A)24R π (B)545R π (C)24R π (D)R π4知识点:对面积的曲面积分,对称性,难度等级:2. 答案:(C)分析: 由于积分曲面关于三个坐标面对称,且满足轮换,故有2222224114()4.333x dS x y z dS R R R ππ∑∑=++=⋅=⎰⎰⎰⎰利用上述结论所求I 为23.8x dS ∑⎰⎰故选C.二、填空题(每小题3分,共18分)7. 幂级数21!n nn n x n ∞=∑的收敛半径为__________.知识点:幂级数收敛半径,难度等级:1. 答案分析:1`22222(1)(1)(1)!lim lim 1!n n n n n n n n n xn n x ex x n n x n ++→∞→∞+++==<⇒< 8. 由原点向平面引垂线,垂足的坐标是),,(c b a ,此平面的方程为__________.知识点:平面方程,难度等级:1.答案:23120.x y z -+-=分析:该平面的法向量为22350,x y z -+-=且过点22350,x y z -+-=则其平面的方程23120.x y z -+-=9. 设L 为椭圆221,34x y +=其周长记为,a 则求22(243)Lxy x y ds ++⎰__________.=知识点:对坐标的曲线积分,难度等级:1. 答案:12.a10. 设区域D 为222,x y R +≤则()DR y dxdy +⎰⎰__________.=知识点:二重积分的计算,对称性,难度等级:2. 答案:3.R π分析:所求几何体为一圆柱体被一平面劈开剩下部分,由几何形状知其为圆柱体体积一半,可得结果.或直接由被积函数奇偶分开,及积分区域对称立得. 11.3222(2cos )(12sin 3)__________,Lxy y x dx y x x y dy -+-+=⎰其中为抛物线22x y π=上由到的一段弧.知识点:对坐标的曲线积分,积分与路径无关,难度等级:2答案:2.4π解: 322cos ,P xy y x =-2212sin 3,Q y x x y =-+262cos .Q P xy y x x y∂∂⇒=-=∂∂ 3222(2cos )(12sin 3)L xy y x dx y x x y dy ⇒-+-+⎰与积分路径无关.⇒取L 为由(0,0),(,0),(,1)22ππ组成的折线,则2132222203(2cos )(12sin 3)0(12).44L xy y x dx y x x y dy y y dy ππ-+-+=+-+=⎰⎰12. 设∑为曲面2221x y z ++=的外侧,则333I x dydz y dzdx z dxdy∑=++⎰⎰__________.=知识点:对坐标的曲面积分,球坐标,难度等级:3. 答案:12.5π分析: 由高斯公式,2122240123()3sin .5I x y z dV d d r dr ππθϕϕΩ=++==⎰⎰⎰⎰⎰⎰三、计算题(每小题6分,共24分)13. 求初值问题2(2)|1x ydy x y dxy ==+⎧⎨=⎩的解.知识点:齐次微分方程的初值问题,求解,难度等级:1. 分析:所给方程为齐次微分方程,作代换yu x=化为可分离变量的微分方程. 解:将方程改写为2.dy x y dx y+= 这是齐次方程.令,y xu =则.dy du u x dx dx=+ 代入上式得L (0,0))1,2(π21.du u xdx u+=+ 这是变量分离方程,且有(2)1(2).22y u ==积分得21ln |2|ln |1|0.33x u u C +-+++= 代入初值可解得32ln .2C =--故原方程的特解为213ln |2|ln |1|2ln 0.332y y x x x +-++--=14. 求级数11(4)!n n ∞=∑的和. 知识点:级数和,难度等级:3分析:利用级数之和,幂级数的逐项求导解: 0,.!nx n x e x R n ∞==∈∑(1),.!n nx n x e x R n ∞-=-⇒=∈∑20,.(2)!2n x xn x e e x R n -∞=+⇒=∈∑又 20(1)cos ,.(2)!n nn x x x R n ∞=-=∈∑ 40cos 2,.(4)!2x xn n e e x x x R n -∞=++⇒=∈∑ 111cos112.(4)!2n e e n -∞=++⇒=∑ 15. 计算222()L ydx xdy x y -+⎰,其中L 为圆周22(1)2,x y -+=L 的方向为逆时针方向.知识点:对坐标的曲线积分,积分与路径无关,取特殊路径;难度等级:3.分析:先注意积分与路径无关,后根据分母特点取特殊路径积分.解:当(,)(0,0)x y ≠时,22222.2()P x y Qy x y x∂-∂==∂+∂作小圆222:,C x y ε+=取逆时针方向,则222222222112.2()2()22L C Cx y ydx xdy ydx xdy ydx xdy dxdy x y x y επεε+≤--==-=-=-++⎰⎰⎰⎰⎰16. 求力(,,)F y z x =沿有向闭曲线L 所作的功,其中L 为平面1x y z ++=被三个坐标面所截成的三角形的整个边界,从z 轴正向看去,顺时针方向.知识点:变力没曲线作功,难度等级:2.分析: 曲线积分的边界已为闭,用斯克斯公式,或化为平面曲线积分用格林公式.解: 用斯托克斯公式,取∑为平面1x y z ++=的下侧被L 所围的部分,∑1,1,1).--- 力F 所做的功为LW ydx zdy xdz =++⎰x y y z ∑---=∂∂∂∂⎰⎰3.2===⎰⎰四、解答题(每小题6分,共12分)17.设(),u yxf z =其中()f z 二阶可导,(,)z z x y =由方程2ln 10x y z +-+=所确定,求22.ux∂∂知识点:方程组的二阶偏导数,难度等级:2. 分析:()u yxf z =对x 求二阶偏导数得22,ux ∂∂但其中会包含z 对x 的二阶偏导数22zx ∂∂.2ln 10x y z +-+=两边对x两次求偏导数,可求出22zx∂∂.解:()(),u z yf z xyf z x x∂∂'=+∂∂ 222222()()()(),u z z zyf z xyf z xyf z x x x x∂∂∂∂''''=++∂∂∂∂221,1,z z x zz zz x x∂==∂∂∂==∂∂2222()()().uyzf z xyz f z xyzf z x∂''''=++∂ 18. 计算曲面积分323232()()(),x az dydz y ax dzdx z ay dxdy ∑+++++⎰⎰其中∑为上半球面z =.知识点:高斯公式,球面坐标,极坐标,难度等级3. 分析: 补充辅助面用高斯公式,再用球面坐标.解: 设222:,0x y a S z ⎧+≤⎨=⎩取下侧,则∑与S 围成的区域为,ΩS 在xoy 面的投影区域为.D 于是323232()()()SI x az dydz y ax dzdx z ay dxdy ∑+=+++++⎰⎰323232()()()Sx az dydz y ax dzdx z ay dxdy -+++++⎰⎰22223()Dx y z dv ay dxdy Ω=+++⎰⎰⎰⎰⎰222222203sin sin a a d d r r dr a d r rdr πππθϕϕθθ=⋅+⋅⎰⎰⎰⎰⎰555615429.20a a a πππ=+=五、 证明题(每小题6分,共12分)19. 证明:()()0()()().ay am a x m a x dy e f x dx a x e f x dx --=-⎰⎰⎰知识点:二重积分交换积分次序,难度等级:1分析: 将二次积分化为定积分,注意到被积函数不含变量,y 先对y 积分,故将积分区域D 由y 型区域化为x 型区域计算可得证明结果证明: 积分区域为,0,{()0|},D x y y a x y =≤≤≤≤并且D 又可表示为,0,{(}.)|D x y x a x y a =≤≤≤≤ 所以()()()0()()()().ay a a am a x m a x m a x xdy e f x dx dx e f x dy a x e f x dx ---==-⎰⎰⎰⎰⎰20. 设在半平面0x >内有力3()kF xi yj ρ=-+构成力场,其中k 为常数,ρ=证明:在此力场中场力所作的功与所取路径无关. 知识点:变力沿曲线作功,难度等级:1 分析: 验证积分与路径无关. 证明 场力所作的功2232,()Lxdx ydyW k x y +=-+⎰其中L 为力场内任一闭曲线段.223222523;()()Q y xyx x x y x y ⎡⎤∂∂==-⎢⎥∂∂++⎣⎦ 223222523.()()P x xy y y x y x y ⎡⎤∂∂==-⎢⎥∂∂++⎣⎦ 可见,,P Qy x∂∂=∂∂且,P Q 在半平面0x >内有连续偏导数,所以0.W =即场力作用与路径无关.六、应用题 (每小题8分,共16分)21. 已知年复利为0.05,现存a 万元,第一年取出19万元,第二年取出28万元,…,第n 年取出109n +万元,问a 至少为多少时,可以一直取下去?知识点:幂级数的和函数,难度等级:2解:设n A 为用于第n 年提取(109)n +万元的贴现值,则(1)(109).n n A r n -=++ 故1111110919102009.(1)(1)(1)(1)n n n n nn n n n n n n nA A r r r r ∞∞∞∞∞=====+===+=+++++∑∑∑∑∑设1(),(1,1),n n S x nx x ∞==∈-∑ 则21()()(),(1,1).1(1)n n x x S x x x x x x x ∞=''===∈---∑所以11()()4201 1.05S S r ==+万元,故20094203980A =+⨯=万元,即至少应存入3980万元.22.按照牛顿冷却定律:物体在空气中冷却的速度与物体温度和空气温度之差成正比.已知空气温度为30,︒物体在15分钟内从100︒冷却到70︒时,求物体冷却到40︒时所需要的时间?知识点:微分方程数学模型,难度等级:2分析:根据冷却定律建立微分方程初值问题并求解. 解:设在时间t 时,物体的温度为.T C ︒ 根据冷却定律列出方程(30).dTk T dt=-- 分离变量,并积分得,30dTkdt T =-- ln(30)ln .T kt c -=-+故有0.3kt T ce -=+由初始条件:015|100,|70.t t T T ==== 代入可解得1770,ln ,154c k ==即有 17(ln )154.3070t T e-=+当40T =时,由上式可解得15ln 7527ln 4t ==(分).。
高数下册期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 函数 \( f(x) = \ln(x^2 + 1) \) 的导数是:A. \( 2x/(x^2 + 1) \)B. \( 2x/x^2 + 1 \)C. \( 2x/(x^2 - 1) \)D. \( 2x/(x^2 + 1)^2 \)答案:A2. 已知 \( e^x \) 的泰勒展开式为 \( 1 + x + x^2/2! + x^3/3! + \cdots \),那么 \( e^{-x} \) 的泰勒展开式是:A. \( 1 - x + x^2/2! - x^3/3! + \cdots \)B. \( 1 + x - x^2/2! + x^3/3! - \cdots \)C. \( 1 - x - x^2/2! + x^3/3! - \cdots \)D. \( 1 + x + x^2/2! - x^3/3! + \cdots \)答案:A3. 若 \( \int_0^1 x^2 dx = \frac{1}{3} \),则 \( \int_0^1 x^3 dx \) 的值是:A. \( \frac{1}{4} \)B. \( \frac{1}{5} \)C. \( \frac{1}{6} \)D. \( \frac{1}{7} \)答案:A4. 曲线 \( y = x^3 - 3x^2 + 2x \) 在 \( x = 2 \) 处的切线斜率是:A. 0B. 1C. 2D. -1答案:B5. 若 \( \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 \),则\( \lim_{x \to 0} \frac{\sin 2x}{x} \) 等于:A. 1B. 2C. 4D. 8答案:B二、填空题(每题3分,共15分)6. 若 \( f(x) = x^3 - 2x^2 + x \),则 \( f'(x) = \) ________。
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 。
重庆大学《高等数学(工学类)》课程试卷20 —20 学年第学期答案:C.题号-一一二——三三四五六七八九十总分得分考试时间: ___ 120 分开课学院:数统学院课程号: 考试日期: ___________弊作绝拒、纪考肃严、信守实诚、争竞平公室教试考名姓号学级年班、业专院学考试提示1. 严禁随身携带通讯工具等电子设备参加考试;2. 考试作弊,留校察看,毕业当年不授学位;请人代考、替他人考试、两次及以上作弊等,属严重作弊,开除学籍.2.曲线x sect, y csct,z sectcsct在对应于t —点处的切线方程4是()•(A)拧¥ 22 z 2(B)x、+晋(C):22Z2 (D)x22育晋难度等级:1;知识点:多元微分学的几何应用答案:B.分析:t —时切点为G 2 '-2 2),切向量a (、-2、• 2,0).所以切线4方程为x二1 2三二.与(A)、(B)、(C)、(D)比较后知,应选(B).1 0、选择题(每小题3分,共18分)1.设Z x y x, 则-( ).xx(A)y x x y 1 (B) y x In xln y 丄xx(C) y x x y In x In 1 y _x(D) x 1x y iy x In x — x难度等级:2;知识点:偏导数t2t3、3.物质沿曲线:x t, y —,z — (0 t 1)分布,线密度为 2 3它的质量为().1 1A 0 t1 t2 t4dt (B) 0 -1 t2 t4dt(C) :t、1 t2 t4dt (D) :t2.1 t2 t4dt难度等级:2 ;知识点:第一类曲线积分的应用答案:C.组题人.审题人.命题时间教务处制则分析:化为疋积分,被积函数为只有C 符合. 4.设rm 2, n 1r m与 n 的r , r r r r J r r r—,a = 4m 2 n, b m 2n, c2m 3n ,则r 2 ar r 3(a b) 2(b c :)1 ( ). (A) 126(B) 102 (C) 103(D)104难度等级:1 ;知识点:二重积分 答案:(A)分析:四个选项都是先 y 后x 的积分顺序,曲线求交点得为(1,1),(2,4),积分区域为1 x 2,x 2 y x 2,显然(D)不符合,(C)下限小于上限不符合,(B)积分限不对,只有(A)符合. 6.设积分曲面为球面X 2 y 2 z 2 R 2的外侧,贝y难度等级:2 ;知识点:向量代数 答案:(D) 分析:「2 a(4rn n )2儲28mn n n 216 22 0 165r r , r r 、, r r 、 r 2 r r 小r 2朋a b (4 mn) (m2n) 4m7m n 2n 4 20 214r b c (mn2n)(2rm 3n) 2rri 2 2mn n 6n 2 2r 2 _r r r ra 3(a b) 2(b c)1 65 3 142 2 1 104x 2和y( 5.设积分区域D 由y 2 x 2(A) 1dx x 2f(x, y)dy1 x 2(C) 2dx 2f(x,y)dyx 2 围成,则 f (x, y)dD2 2(B) 1dx 0 f(x, y)dy 1 x 2(D) 0dx 2f (x,y)dy).O(X 2 z 2)3(xdydz ydzdx zdxdy)).(A) 0 (B)4 (C) 4 R 2(D) £ R 3难度等级:2;知识点:对坐标曲面积分的计算,高斯公式答案:(B).分析:先将 的方程代入被积函数,然后使用高斯公式,故选 B.二、填空题(每小题3分,共18分)7.极限难度等级:2;知识点:多元函数极限答案4分析:可通过分母有理化和等价无穷小的代换约去分母上的无穷小量,使分母的极限不为零.解:讪―y sin2x_ 1计网"2«6 1 4.xy 0J xy 1X0 xy8. 函数z 2x3 4xy y2 2x的驻点为_______________ . 答案:!,,1,2.3 3难度等级:1;知识点:多元函数极值分析:驻点处函数的偏导数等于0.2解:由Z x 6x 4y 20解得驻点:丄,2 , 1, 2 . z y 4x 2y 0 3 3 9. 设空间区域:x2 y2 z2 R2,则T x2~y2~ dV,难度等级:2;知识点:三重积分答案:R4.难度等级:1;知识点:旋度答案:一一x y2z 3y 3x z11. 设f(x) x4e x2,则f(69) (0)难度等级:2;知识点:函数展开成幕级数答案:0.n 2n分析:f (x) x4e x x4------- x f(69) (0) 0.因为 f (x) X4e X 幕n 0 n!级数的x69的系数为0.12. 设%(x),y2(x),y3(x)是线性微分方程y P(x)y Q(x)y f (x)的三个线性无关的解,则微分方程的通解是_________ .难度等级:1;知识点:二阶非齐次线性微分方程的通解答案:G(%(x) y3(x)) C2(y2(x) y3(x)) y3(x).类似的也可.分析:由二阶线性微分方程通解的结构定理,y.(x) V3(x)与分析::0 2 ,0,0r R,2 2-x y z2dv 二dR2d r r sin drR4.10.设向量场v A (2zv3y)iv3x z j y 2x k,则旋度rotA Y2(x) y3(x)是齐次微分方程y P(x)y Q(x)y 0的解,因此原方程的通解为G(%(x) y3(x)) C2(y2(x) y3(x)) y3(x).三、计算题(每小题6分,共24分)y 2x=2V4V 6,113.判断级数r(a 0)的敛散性.n 1 1 a难度等级:2;知识点:敛散性的判别分析:对参数进行讨论.M (x o, y°,Z o)处相切•难度等级:2 ;知识点:曲面的切平面•分析F(x,y,z) 0在点(x o,y o,z o)处的切平面的法向量为n (F x,F y,F z),两曲面在M(X o,y°,Z o)相切,说明法向量平行,且14.求微分方程xy y y2满足初始条件y— 1的解•难度等级:2;知识点:一阶线性微分方程.分析:方程为n 2的贝努利方程的初值问题•这是n 2的贝努利方程,在原式两边同除以xy2得丄dy丄y dx xydz 1zdx x 时针方向•解:(1) 0 a 1,lim 乙n1 a 1^ 1J n im T J7 I故级数发散M(X o,y o,z。
2017学年春季学期《高等数学Ⅰ(二)》期末考试试卷(A )注意:1、本试卷共 3 页;2、考试时间110分钟;3、姓名、学号必须写在指定地方一、单项选择题(8个小题,每小题2分,共16分)将每题的正确答案的代号A 、B 、C 或D 填入下表中.1.已知a 与b都是非零向量,且满足-=+a b a b ,则必有( ). (A)-=0a b (B)+=0a b (C)0⋅=a b (D)⨯=0a b 2.极限2222001lim()sinx y x y x y→→+=+( ). (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D)不存在 3.下列函数中,d f f =∆的是( ).(A )(,)f x y xy = (B )00(,),fx y x y c c =++为实数(C )(,)f x y =(D )(,)e x yf x y +=4.函数(,)(3)f x y xy x y =--,原点(0,0)是(,)f x y 的( ).(A )驻点与极值点 (B )驻点,非极值点 (C )极值点,非驻点 (D )非驻点,非极值点 5.设平面区域22:(1)(1)2D x y -+-≤,若1d 4D x y I σ+=⎰⎰,2DI σ=,3DI σ=,则有( ). (A )123I I I << (B )123I I I >> (C )213I I I << (D )312I I I <<6.设椭圆L :13422=+y x 的周长为l ,则22(34)d L x y s +=⎰( ). (A) l (B) l 3 (C) l 4 (D) l 127.设级数∑∞=1n na为交错级数,0()n a n →→+∞,则( ).(A)该级数收敛 (B)该级数发散(C)该级数可能收敛也可能发散 (D)该级数绝对收敛 8.下列四个命题中,正确的命题是( ). (A )若级数1nn a∞=∑发散,则级数21nn a∞=∑也发散 (B )若级数21nn a∞=∑发散,则级数1nn a∞=∑也发散 (C )若级数21nn a∞=∑收敛,则级数1nn a∞=∑也收敛(D )若级数1||nn a∞=∑收敛,则级数21n n a ∞=∑也收敛二、填空题(7个小题,每小题2分,共14分).1.直线3426030x y z x y z a -+-=⎧⎨+-+=⎩与z 轴相交,则常数a 为 .2.设(,)ln(),y f x y x x=+则(1,0)y f '=______ _____.3.函数(,)f x y x y =+在(3,4)处沿增加最快的方向的方向导数为 .4.设22:2D x y x +≤,二重积分()d Dx y σ-⎰⎰= .5.设()f x 是连续函数,22{(,,)|09}x y z z x y Ω=≤≤--,22()d f x y v Ω+⎰⎰⎰在柱面坐标系下的三次积分为 . 6.幂级数11(1)!nn n x n ∞-=-∑的收敛域是 . 7.将函数21,0()1,0x f x x x ππ--<≤⎧⎪=⎨+<≤⎪⎩以2π为周期延拓后,其傅里叶级数在点x π=处收敛于 .三峡大学 试卷纸 教学班号 序号 学号 姓名…………………….……答 题 不 要 超 过 密 封 线………….………………………………三、综合解答题一(5个小题,每小题7分,共35分,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 1.设(,)x u xf x y =,其中f 有连续的一阶偏导数,求ux∂∂,u y ∂∂.解: 2.求曲面e 3z z xy ++=在点(2,1,0)处的切平面方程及法线方程. 解:3.交换积分次序,并计算二次积分0sin d d xyx y yππ⎰⎰. 解:4.设Ω是由曲面1,,===x x y xy z 及0=z 所围成的空间闭区域,求23d d d I xy z x y z Ω=⎰⎰⎰. 解:5.求幂级数11n n nx∞-=∑的和函数()S x ,并求级数12nn n ∞=∑的和. 解:三峡大学 试卷纸 教学班号 序号 学号 姓名…………………….……答 题 不 要 超 过 密 封 线………….………………………………四、综合解答题二(5个小题,每小题7分,共35分,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤)1.从斜边长为1的一切直角三角形中,求有最大周长的直角三角形. 解2.计算积分22()d Lx y s +⎰,其中L 为圆周22x y ax += (0a >).解:3.利用格林公式,计算曲线积分22()d (2)d LI xy x x xy y =+++⎰,其中L 是由抛物线2y x =和2x y =所围成的区域D 的正向边界曲线.4. 计算d x S ∑⎰⎰,∑为平面1=++z y x 在第一卦限部分.解:5.利用高斯公式计算对坐标的曲面积分d d d d d d x y y z z x S++蝌,其中∑为圆锥面222z x y =+介于平面0z =及1z =之间的部分的下侧. 解:三峡大学 试卷纸 教学班号 序号 学号 姓名…………………….……答 题 不 要 超 过 密 封 线………….………………………………xO2y x =2x y =y D2017学年春季学期《高等数学Ⅰ(二)》期末考试试卷(A)答案及评分标准一、单项选择题(8个小题,每小题2分,共16分)1.已知a 与b 都是非零向量,且满足-=+a b a b ,则必有(D ) (A)-=0a b ; (B)+=0a b ; (C)0⋅=a b ; (D)⨯=0a b .2.极限2222001lim()sin x y x y x y →→+=+ ( A ) (A) 0; (B) 1; (C) 2; (D)不存在. 3.下列函数中,d f f =∆的是( B );(A ) (,)f x y xy =; (B )00(,),f x y x y c c =++为实数;(C )(,)f x y =(D )(,)e x y f x y +=.4.函数(,)(3)f x y xy x y =--,原点(0,0)是(,)f x y 的( B ).(A )驻点与极值点; (B )驻点,非极值点; (C )极值点,非驻点; (D )非驻点,非极值点. 5.设平面区域D :22(1)(1)2x y -+-≤,若1d 4D x y I σ+=⎰⎰,2DI σ=,3DI σ=,则有( A ) (A )123I I I <<; (B )123I I I >>; (C )213I I I <<; (D )312I I I <<.6.设椭圆L :13422=+y x 的周长为l ,则22(34)d L x y s +=⎰(D ) (A) l ; (B) l 3; (C) l 4; (D) l 12.7.设级数∑∞=1n na为交错级数,0()n a n →→+∞,则( C )(A)该级数收敛; (B)该级数发散;(C)该级数可能收敛也可能发散; (D) 该级数绝对收敛. 8.下列四个命题中,正确的命题是( D ) (A )若级数1nn a∞=∑发散,则级数21nn a∞=∑也发散; (B )若级数21nn a∞=∑发散,则级数1nn a ∞=∑也发散; (C )若级数21nn a∞=∑收敛,则级数1nn a∞=∑也收敛;(D )若级数1||nn a ∞=∑收敛,则级数21n n a ∞=∑也收敛.二、填空题(7个小题,每小题2分,共14分).1.直线3426030x y z x y z a -+-=⎧⎨+-+=⎩与z 轴相交,则常数a 为 3 。
高等数学期末考试试卷1一、单项选择题(6×3分)1、设直线,平面,那么与之间的夹角为( )A.0B.C.D.2、二元函数在点处的两个偏导数都存在是在点处可微的()A.充分条件B.充分必要条件C.必要条件D.既非充分又非必要条件3、设函数,则等于()A. B.C. D.4、二次积分交换次序后为()A. B.C. D.5、若幂级数在处收敛,则该级数在处()A.绝对收敛B.条件收敛C.发散 C.不能确定其敛散性6、设是方程的一个解,若,则在处()A.某邻域内单调减少B.取极小值C.某邻域内单调增加D.取极大值二、填空题(7×3分)1、设=(4,-3,4),=(2,2,1),则向量在上的投影=2、设,,那么3、D 为,时,4、设是球面,则=5、函数展开为的幂级数为6、=7、为通解的二阶线性常系数齐次微分方程为三、计算题(4×7分)1、设,其中具有二阶导数,且其一阶导数不为 1,求。
2、求过曲线上一点(1,2,0)的切平面方程。
3、计算二重积分,其中4、求曲线积分,其中是沿曲线由点(0,1)到点(2,1)的弧段。
25、求级数的和。
四、综合题(10分)曲线上任一点的切线在轴上的截距与法线在轴上的截距之比为3,求此曲线方程。
五、证明题 (6分)设收敛,证明级数绝对收敛。
一、单项选择题(6×3分)1、 A2、 C3、 C4、 B5、 A6、 D二、填空题(7×3分)1、22、3、 4 、5、6、0 7、三、计算题(5×9分)1、解:令则,故2、解:令则所以切平面的法向量为:切平面方程为:3、解:===4、解:令,则当,即在x 轴上方时,线积分与路径无关,选择由(0,1)到(2,1)则===5、解:令则,即令,则有=四、综合题(10分)4解:设曲线上任一点为,则过的切线方程为:在轴上的截距为过的法线方程为:在轴上的截距为依题意有由的任意性,即,得到这是一阶齐次微分方程,变形为: (1)令则,代入(1)得:分离变量得:解得:即为所求的曲线方程。
重大高数期末试题及答案第一章:微分学1. 求函数$f(x)=3x^2-2x+5$的导数。
解答:对于函数$f(x)=3x^2-2x+5$,利用导数的定义可以求得其导数为$f'(x)=6x-2$。
2. 计算曲线$y=e^x$在点$(0,1)$处的切线方程。
解答:首先求得曲线$y=e^x$的导数为$y'=e^x$。
然后通过点斜式切线方程的公式$y-y_1=y'(x-x_1)$,代入点$(0,1)$和导数$y'=e^x$,可得切线方程为$y-1=e^x(x-0)$。
第二章:积分学1. 计算定积分$\int_0^1 (2x^3-3x^2+4x-1)dx$。
解答:对于多项式函数$2x^3-3x^2+4x-1$,我们可以按照幂次递减的顺序进行积分。
首先对$x^3$进行积分可得$\frac{1}{4}x^4$,对$x^2$进行积分可得$\frac{1}{3}x^3$,对$x$进行积分可得$2x$,对常数$-1$进行积分可得$-x$。
将这些结果依次代入积分的上下限进行计算,最终得到定积分的结果为$\int_0^1 (2x^3-3x^2+4x-1)dx=\frac{1}{4}-\frac{1}{3}+2-1=\frac{5}{12}$。
2. 求解微分方程$\frac{dy}{dx}=2x$,其中$y(0)=3$。
解答:对于微分方程$\frac{dy}{dx}=2x$,我们可以通过直接积分的方法求解。
对方程两边同时进行积分可得$y=x^2+C$,其中$C$为常数。
由于已知$y(0)=3$,代入初始条件可得$3=0^2+C$,解得$C=3$。
于是原微分方程的解为$y=x^2+3$。
第三章:级数1. 判断级数$\sum_{n=1}^\infty \frac{1}{n^2}$的收敛性。
解答:对于级数$\sum_{n=1}^\infty \frac{1}{n^2}$,我们可以利用比较判别法来判断其收敛性。
第3次作业一、填空题〔本大题共40分,共10 小题,每题 4 分〕1. 写出级数的通项为:______。
2. 级数的敛散性为______。
3. 函数的定义域为______。
设平面通过点〔1,3,-2〕,且垂直于向量,求该平面的方程。
5. 由曲线绕y轴一周所得的旋转面方程为______。
6. 设,且函数f可微,那么______7.D由及x轴围成,那么______。
8.过点(3,0,-1)且与平面平行的平面方程为______。
9.一平面通过两点和且垂直于平面,求它的方程。
10.设,其中具有连续的二阶偏导数,____________。
二、计算题〔本大题共40分,共8小题,每题5分〕2. 1.判断级数的敛散性。
3.利用二重积分的性质估计(其中是矩形区域)的值。
3.求曲面在点(1,1,2)处的切平面和法线方程。
4.求两平面,的夹角。
5.三角形ABC的顶点是A(1,2,3),B(3,4,5),C(2,4,7),求三角形的面积。
6.求微分方程满足的特解。
7.求的所有二阶偏导数。
把对坐标的曲线积分化成对弧长的曲线积分,其中L为(1)在xOy面内沿直线从点(0,0)到点(1,1);(2)沿抛物线从点(0,0)到点(1,1);(3)沿上半圆周从点(0,0)到点(1,1)。
三、证明题〔本大题共20分,共2小题,每题10分〕1.证明:假设数列收敛于a,那么级数。
2.设级数和收敛,证明级数收敛。
答案:一、填空题〔40分,共10题,每题4分〕1.参考答案:解题方案:评分标准:2.参考答案:发散解题方案:评分标准:3.参考答案:解题方案:评分标准:4.参考答案:解题方案:评分标准:5.参考答案:解题方案:评分标准:6.参考答案:解题方案:评分标准:7.参考答案:2解题方案:评分标准:8.参考答案:解题方案:评分标准:9.参考答案:解题方案:评分标准:10.参考答案:解题方案:评分标准:二、计算题〔40分,共8题,每题5分〕1.参考答案:该级数尽管是一个交错级数,但是容易验证,该级数的通项极限为1,根据级数收敛的必要条件可知,该级数是发散的。
重庆大学高等数学Ⅱ-2(重修)课程试卷A卷B卷2009 ~2010 学年 第二学期开课学院: 数理学院 课程号: 考试日期2010年6月考试方式:开卷闭卷 其他 考试时间:120 分一、 填空题(每空3分,共15分)⒈过点M (1,2,-3)且平行于直线31135yx z --==的直线方程为123135x y z --+==。
2.已知22ln()z x y =,则(1,1)dz=22dx dy +。
⒊级数112n n ∞=∑的和为1 。
4.设积分区域D 是由曲线2,,1y x y x y ===围成的区域,则 2Ddxdy =⎰⎰1/2。
⒌已知二阶常系数线性齐次微分方程的两个解分别为312,1x y e y ==,则该微分方程为30y y '''-=。
二、 计算题(共18分)⒈(9分)设yx z e =,求z z x y∂∂∂∂和及dz .解:21()yx y z z dz dx dy dx dy x y x xe ∂∂=+=-+∂∂.2.(9分)求函数u xyz =在点(1,1,2)处沿从点(1,1,2)到点(2,4,3)的方向导数。
uuuyz xz xy x yz ∂∂∂===∂∂∂(1,1,2)(1,1,2)(1,1,2)221u u u xyz∂∂∂===∂∂∂{}1,3,1191l l ==++=cos cos cos αβγ===cos cos cos 221u u u ul x y xαβγ∂∂∂∂=++∂∂∂∂=+=三、 计算题(共18分)1.(9分)求旋转抛物面22z x y =+在点15(1,,)24-处的法线方程和切平面方程.解:抛物面2222z x y =+的法向量为(2,2,1)n x y =--,在点15(1,,)24-处(2,1,1)n =-,命题人:组题人:审题人:命题时间:教务处制学院 专业、班 年级 学号 姓名公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密法线方程为 15124211y z x --+==-. 切平面方程:84410x y z -++=。
重庆大学《高等数学(工学类)》课程试卷第1页共1页重庆大学《高等数学(工学类)》课程试卷A卷B卷20 —20 学年第学期开课学院: 数统学院课程号: 考试日期:考试方式:开卷闭卷 其他考试时间: 120 分题号一二三四五六七八九十总分得分一、选择题(每小题3分,共18分)1. 设向量a与三轴正向夹角依次为,,,αβγ则当cos0β=时有().(A) a⊥xoy面(B) a//xoz面(C) a⊥yoz面(D) a xoz⊥面知识点:向量与坐标的位置关系,难度等级:1.答案: (B)分析:cos0,β=,2πβ=a垂直于y轴,a//xoz面.2. 若某个三阶常系数线性齐次微分方程的通解为212323,y C C x C x=++其中123,,C C C为独立的任意常数,则该方程为().(A)0y y'''+=(B) 30yy'''+'=(C)0y y'''-=(D) 0y'''=知识点:通过微分方程的通解求微分方程,难度等级:2.答案: (D)分析:由通解中的三个独立解21,,x x知,方程对应的特征方程的特征根为1230.λλλ===因此对应的特征方程是30.λ=于是对应的微分方程应是0.y'''=故应选(D).3. 设D由14122≤+≤yx确定.若1221,DI dx yσ=+⎰⎰222(),DI x y dσ=+⎰⎰223ln(),DI x y dσ=+⎰⎰则1,I2,I3I之间的大小顺序为().(A)321III<<(B)231III<<(C)132III<<(D)123III<<知识点:二重积分比较大小,难度等级:1.答案:(D)分析:积分区域D由22114x y≤+≤确定.在D内,2222221ln(),x y x yx y+<+<+故321.I I I<<只有D符合.4.设曲线L是由(,0)A a到(0,0)O的上半圆周22,x y ax+=则曲线积分命题人:组题人:审题人:命题时间:教务处制学院专业、班年级学号姓名考试教室公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密考试提示1.严禁随身携带通讯工具等电子设备参加考试;2.考试作弊,留校察看,毕业当年不授学位;请人代考、替他人考试、两次及以上作弊等,属严重作弊,开除学籍.(sin )(cos )().xx Ley my dx e y m dy -+-=⎰(A)0 (B)22m a π (C)28m a π (D)24m a π知识点:对坐标的曲线积分,格林公式,难度等级:2. 答案:(B)分析:补充直线段1:0(:0),L y x a =→则1L L +为封闭曲线在上使用格林公式可得12,2L L Dm mdxdy a π+==⎰⎰⎰而10.L =⎰选B.5. 已知向量23,a m n =+则垂直于a 且同时垂直于y 轴的单位向量().e =(A))i j k ++ (B))i j k -+ (C))2i k ±- (D)()2i k ±+知识点:向量垂直,单位向量,难度等级:1. 答案:(C) 分析:向量111010i j ki k =-+垂直于a 且同时垂直于y 轴,其模为6. 设∑为球面2222,x y z R ++=则22()().84x y I dS ∑=+=⎰⎰(A)24R π (B)545R π (C)24R π (D)R π4知识点:对面积的曲面积分,对称性,难度等级:2. 答案:(C)分析: 由于积分曲面关于三个坐标面对称,且满足轮换,故有2222224114()4.333x dS x y z dS R R R ππ∑∑=++=⋅=⎰⎰⎰⎰利用上述结论所求I 为23.8x dS ∑⎰⎰故选C.二、填空题(每小题3分,共18分)7. 幂级数21!n nn n x n ∞=∑的收敛半径为__________.知识点:幂级数收敛半径,难度等级:1. 答案分析:1`22222(1)(1)(1)!lim lim 1!n n n n n n n n n xn n x ex x n n x n ++→∞→∞+++==<⇒< 8. 由原点向平面引垂线,垂足的坐标是),,(c b a ,此平面的方程为__________.知识点:平面方程,难度等级:1.答案:23120.x y z -+-=分析:该平面的法向量为22350,x y z -+-=且过点22350,x y z -+-=则其平面的方程23120.x y z -+-=9. 设L 为椭圆221,34x y +=其周长记为,a 则求22(243)Lxy x y ds ++⎰__________.=知识点:对坐标的曲线积分,难度等级:1. 答案:12.a10. 设区域D 为222,x y R +≤则()DR y dxdy +⎰⎰__________.=知识点:二重积分的计算,对称性,难度等级:2. 答案:3.R π分析:所求几何体为一圆柱体被一平面劈开剩下部分,由几何形状知其为圆柱体体积一半,可得结果.或直接由被积函数奇偶分开,及积分区域对称立得. 11.3222(2cos )(12sin 3)__________,Lxy y x dx y x x y dy -+-+=⎰其中为抛物线22x y π=上由到的一段弧.知识点:对坐标的曲线积分,积分与路径无关,难度等级:2答案:2.4π解: 322cos ,P xy y x =-2212sin 3,Q y x x y =-+262cos .Q P xy y x x y∂∂⇒=-=∂∂ 3222(2cos )(12sin 3)L xy y x dx y x x y dy ⇒-+-+⎰与积分路径无关.⇒取L 为由(0,0),(,0),(,1)22ππ组成的折线,则2132222203(2cos )(12sin 3)0(12).44L xy y x dx y x x y dy y y dy ππ-+-+=+-+=⎰⎰12. 设∑为曲面2221x y z ++=的外侧,则333I x dydz y dzdx z dxdy∑=++⎰⎰__________.=知识点:对坐标的曲面积分,球坐标,难度等级:3. 答案:12.5π分析: 由高斯公式,2122240123()3sin .5I x y z dV d d r dr ππθϕϕΩ=++==⎰⎰⎰⎰⎰⎰三、计算题(每小题6分,共24分)13. 求初值问题2(2)|1x ydy x y dxy ==+⎧⎨=⎩的解.知识点:齐次微分方程的初值问题,求解,难度等级:1. 分析:所给方程为齐次微分方程,作代换yu x=化为可分离变量的微分方程. 解:将方程改写为2.dy x y dx y+= 这是齐次方程.令,y xu =则.dy du u x dx dx=+ 代入上式得L (0,0))1,2(π21.du u xdx u+=+ 这是变量分离方程,且有(2)1(2).22y u ==积分得21ln |2|ln |1|0.33x u u C +-+++= 代入初值可解得32ln .2C =--故原方程的特解为213ln |2|ln |1|2ln 0.332y y x x x +-++--=14. 求级数11(4)!n n ∞=∑的和. 知识点:级数和,难度等级:3分析:利用级数之和,幂级数的逐项求导解: 0,.!nx n x e x R n ∞==∈∑(1),.!n nx n x e x R n ∞-=-⇒=∈∑20,.(2)!2n x xn x e e x R n -∞=+⇒=∈∑又 20(1)cos ,.(2)!n nn x x x R n ∞=-=∈∑ 40cos 2,.(4)!2x xn n e e x x x R n -∞=++⇒=∈∑ 111cos112.(4)!2n e e n -∞=++⇒=∑ 15. 计算222()L ydx xdy x y -+⎰,其中L 为圆周22(1)2,x y -+=L 的方向为逆时针方向.知识点:对坐标的曲线积分,积分与路径无关,取特殊路径;难度等级:3.分析:先注意积分与路径无关,后根据分母特点取特殊路径积分.解:当(,)(0,0)x y ≠时,22222.2()P x y Qy x y x∂-∂==∂+∂作小圆222:,C x y ε+=取逆时针方向,则222222222112.2()2()22L C Cx y ydx xdy ydx xdy ydx xdy dxdy x y x y επεε+≤--==-=-=-++⎰⎰⎰⎰⎰16. 求力(,,)F y z x =沿有向闭曲线L 所作的功,其中L 为平面1x y z ++=被三个坐标面所截成的三角形的整个边界,从z 轴正向看去,顺时针方向.知识点:变力没曲线作功,难度等级:2.分析: 曲线积分的边界已为闭,用斯克斯公式,或化为平面曲线积分用格林公式.解: 用斯托克斯公式,取∑为平面1x y z ++=的下侧被L 所围的部分,∑1,1,1).--- 力F 所做的功为LW ydx zdy xdz =++⎰x y y z ∑---=∂∂∂∂⎰⎰3.2===⎰⎰四、解答题(每小题6分,共12分)17.设(),u yxf z =其中()f z 二阶可导,(,)z z x y =由方程2ln 10x y z +-+=所确定,求22.ux∂∂知识点:方程组的二阶偏导数,难度等级:2. 分析:()u yxf z =对x 求二阶偏导数得22,ux ∂∂但其中会包含z 对x 的二阶偏导数22zx ∂∂.2ln 10x y z +-+=两边对x两次求偏导数,可求出22zx∂∂.解:()(),u z yf z xyf z x x∂∂'=+∂∂ 222222()()()(),u z z zyf z xyf z xyf z x x x x∂∂∂∂''''=++∂∂∂∂221,1,z z x zz zz x x∂==∂∂∂==∂∂2222()()().uyzf z xyz f z xyzf z x∂''''=++∂ 18. 计算曲面积分323232()()(),x az dydz y ax dzdx z ay dxdy ∑+++++⎰⎰其中∑为上半球面z =.知识点:高斯公式,球面坐标,极坐标,难度等级3. 分析: 补充辅助面用高斯公式,再用球面坐标.解: 设222:,0x y a S z ⎧+≤⎨=⎩取下侧,则∑与S 围成的区域为,ΩS 在xoy 面的投影区域为.D 于是323232()()()SI x az dydz y ax dzdx z ay dxdy ∑+=+++++⎰⎰323232()()()Sx az dydz y ax dzdx z ay dxdy -+++++⎰⎰22223()Dx y z dv ay dxdy Ω=+++⎰⎰⎰⎰⎰222222203sin sin a a d d r r dr a d r rdr πππθϕϕθθ=⋅+⋅⎰⎰⎰⎰⎰555615429.20a a a πππ=+=五、 证明题(每小题6分,共12分)19. 证明:()()0()()().ay am a x m a x dy e f x dx a x e f x dx --=-⎰⎰⎰知识点:二重积分交换积分次序,难度等级:1分析: 将二次积分化为定积分,注意到被积函数不含变量,y 先对y 积分,故将积分区域D 由y 型区域化为x 型区域计算可得证明结果证明: 积分区域为,0,{()0|},D x y y a x y =≤≤≤≤并且D 又可表示为,0,{(}.)|D x y x a x y a =≤≤≤≤ 所以()()()0()()()().ay a a am a x m a x m a x xdy e f x dx dx e f x dy a x e f x dx ---==-⎰⎰⎰⎰⎰20. 设在半平面0x >内有力3()kF xi yj ρ=-+构成力场,其中k 为常数,ρ=证明:在此力场中场力所作的功与所取路径无关. 知识点:变力沿曲线作功,难度等级:1 分析: 验证积分与路径无关. 证明 场力所作的功2232,()Lxdx ydyW k x y +=-+⎰其中L 为力场内任一闭曲线段.223222523;()()Q y xyx x x y x y ⎡⎤∂∂==-⎢⎥∂∂++⎣⎦ 223222523.()()P x xy y y x y x y ⎡⎤∂∂==-⎢⎥∂∂++⎣⎦ 可见,,P Qy x∂∂=∂∂且,P Q 在半平面0x >内有连续偏导数,所以0.W =即场力作用与路径无关.六、应用题 (每小题8分,共16分)21. 已知年复利为0.05,现存a 万元,第一年取出19万元,第二年取出28万元,…,第n 年取出109n +万元,问a 至少为多少时,可以一直取下去?知识点:幂级数的和函数,难度等级:2解:设n A 为用于第n 年提取(109)n +万元的贴现值,则(1)(109).n n A r n -=++ 故1111110919102009.(1)(1)(1)(1)n n n n nn n n n n n n nA A r r r r ∞∞∞∞∞=====+===+=+++++∑∑∑∑∑设1(),(1,1),n n S x nx x ∞==∈-∑ 则21()()(),(1,1).1(1)n n x x S x x x x x x x ∞=''===∈---∑所以11()()4201 1.05S S r ==+万元,故20094203980A =+⨯=万元,即至少应存入3980万元.22.按照牛顿冷却定律:物体在空气中冷却的速度与物体温度和空气温度之差成正比.已知空气温度为30,︒物体在15分钟内从100︒冷却到70︒时,求物体冷却到40︒时所需要的时间?知识点:微分方程数学模型,难度等级:2分析:根据冷却定律建立微分方程初值问题并求解. 解:设在时间t 时,物体的温度为.T C ︒ 根据冷却定律列出方程(30).dTk T dt=-- 分离变量,并积分得,30dTkdt T =-- ln(30)ln .T kt c -=-+故有0.3kt T ce -=+由初始条件:015|100,|70.t t T T ==== 代入可解得1770,ln ,154c k ==即有 17(ln )154.3070t T e-=+当40T =时,由上式可解得15ln 7527ln 4t ==(分).。