2016-2017-2高数A2试题A答案
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中国计量大学2016 ~ 2017 学年第2学期
《高等数学A2》课程试卷(A)参考答案及评分标准
开课二级学院:理学院,学生班级: ,教师:
一、填空题(每题3分,共30分)
1、22
(1)(2)44x z y -++=- 2、3 3、23 4、2 5、sin xy z ye z x --
6、11122223211(1)x x f f f f y y y y
--+-- 7、10(,)y e e dy f x y dx ⎰⎰ 8、9、[2,4)- 10、12a a -
二、计算与解答题(每小题8分,共64分)
1. 解:设过点(1,1,2)-的所求直线方程为112x y z m n l
-+-==,即参数方程为1x mt =+,1y nt =-,2z lt =+,由已知条件有230m n l -+=, (4分)
而相交的直线的参数方程为x t =,31y t =--,21z t =+,因两直线相交,得3n =-,
1112t m l =
=--,即有1l m -=,解得15l =-,65
m =-,故直线方程为 1126151x y z -+-==. (4分) 2.解: 设平面方程为 (1)(1)(1)0A x B y C z -+++-=,连接两点得向量(1,2,4)--,故有 240A B C -+-= (4分) 而平面与121123x y z +--==--平行,所以 230A B C --+=,解得 2C A =-,72B A =-, 即所求平面方程为 2745x y z --=. (4分)
3. 解:y D e dxdy ⎰⎰22234y
y y e dy dx ---=⎰⎰, (4分) 223(6)y y y e dy -=
--⎰233+7e e -=. (4分) 4.解:2L xdy x ydx -⎰2
2220(2(1))x x x dx =-+⎰ (4分)
2
240()x x dx =-⎰5615
=- (4分)
5.解:利用柱面坐标把闭区域Ω可表示为: 2
09,03,02z ρρθπ≤≤-≤≤≤≤,于是
Ω2d d dz ρρθΩ=⎰⎰⎰22392000d d dz πρθρρ-=⎰⎰⎰ (4分)
232200(9)d d πθρρρ=
-⎰⎰3245π=. (4分)
解法二:Ω
229()
0x y D dz -+=⎰
22())D x y dxdy =
-+ (4分) 232200(9)d d πθρρρ=-⎰⎰3245
π=. (4分) 6. 解:因 x z x =,所以
2xdydz z dxdy ∑-⎰⎰2{()}x x z dxdy ∑
=--⎰⎰
2221{()()}4xy
D x x x y dxdy =---+⎰⎰ (4分) 223250
01(cos )4d d π
θρθρρ=+⎰⎰283π= (4分) 7.解: 11lim lim 12n n n n
a n a n ρ+→∞→∞+===+,得级数11n n x n ∞=+∑的收敛域为[)1,1-, (2分) 因 1
11111n n n n x x n x n +∞∞===++∑∑,记 ()s x =111n n x n +∞
=+∑,则有 111
()11n n n n x x s x x n x +∞∞=='⎛⎫'=== ⎪+-⎝⎭∑∑, (3分) 而(0)0s =,所以()()00()ln 11x x x s x s x dx dx x x x
'===----⎰⎰, 即 111ln(1)0100n n x x x x
n x ∞=⎧---≠⎪=⎨+⎪=⎩∑. (3分)
8.解:
设半球面方程为z =(),,x y z 是它的内接长方体在第一卦限内的顶点,则长方体的长、宽、高分别为2,2,x y z ,体积为4V xyz =,做辅助函数
()2222(,,,)4F x y z xyz x y z a λλ=+++- (4分)
则有方程组22224204204200x x x
F yz x F xz y F xy z F x y z a λ
λλλ=+=⎧⎪=+=⎪⎨=+=⎪⎪=++-=⎩ ,
解得x y z ===为唯一驻点,即当长、宽、
时体积最大3V =. (4分) 三、证明题(6分)设11,u =2
211,u dx x =⎰ 31,2u =3421,u dx x =⎰…,211,n u n
-= 1
21,n n n u dx x +=⎰….证明:级数11
(1)n n n u ∞-=-∑收敛; 证:因1
21n n n u dx x +=⎰11ln(1)n n
=+<,所以21221n n n u u u +-<<,即{}n u 为单调下降, (3分) 而21lim lim ln(1)0n n n u n →∞→∞=+=,211lim lim 01n n n u n +→∞→∞==+,即lim 0n n u →∞=,因此交错级数11(1)
n n n u ∞-=-∑。
(3分)。