河南大学数学院点击拓扑2009年期末考试卷

高等数学下册试卷 2021．6．30姓名： 学院与专业： 学号：一、填空题[共20分] 1、[4分]00x y →→=2、[4分]22Lx y ds +=⎰ , 其中222:L x y a +=3、[4分] ]向量场()()223(2)A x y i xz y j y z k =+-+++的散度为 . 4、[4分] u =在点()0,1处的du =5、[4分]交换二次积分的积分次序()()()2131321,,x x dx f x y dy dxf x y dy -+=⎰⎰⎰⎰二、[8分] 设22,y z f x x ⎛⎫= ⎪⎝⎭，其中函数f 具有二阶连续偏导数, 求2z x y ∂∂∂三、[8分] 求函数()22,f x y x y =-在圆域224x y +≤上的最大值与最小值。

四、[8分] 求锥面z =被圆柱面222x y x +=割下部分的曲面面积五、[8分] 计算2adxdy ⎰⎰六、[8分]计算曲面积分I xyzdydz ydzdx zdxdy ∑=++⎰⎰，其中∑为半球面z =的上侧 七[7分] 计算曲线积分()()2211L x dy ydx x y---+⎰，其中L 表示包含点(0,1)A -内的简单闭曲线,沿逆时针方向。

八、[7分]求如下初值问题()()2111,10yy y y y '''⎧=+⎪⎨'==⎪⎩的解九、[7分]求方程24x y y e ''-=的通解十、 [6分]（非化工类做，即老师教了级数一章的同学才做）证明阿贝尔定理：若()0000n n n a xx ∞=≠∑收敛, 则当0x x <时,幂级数0nn n a x ∞=∑绝对收敛; 若10n n n a x ∞=∑发散, 则当1x x >时,幂级数n n n a x ∞=∑发散. 十一、 [7分]（非化工类做，即老师教了级数一章的同学才做）将函数()()210f x x x π=-≤≤展开成余弦级数十二、 [6分]（非化工类做，即老师教了级数一章的同学才做）求幂级数13nnn x n∞=+∑的收敛半径和收敛域.十、[6分]（化工类做，即不学级数一章的同学做）计算二重积分Dxy dxdy ⎰⎰, 其中D 是圆域222x y a +≤十一、 [7分]（化工类做，即不学级数一章的同学做）求由方程组222222320z x yx y z ⎧=+⎪⎨++=⎪⎩所确定的()y x 及()z x 的导数dy dx 及dz dx 十二、 [6分]（化工类做，即不学级数一章的同学做）求二元函数22z x xy y =-+在点()1,1-沿方向{}2,1l =的方向导数及梯度,并指出z 在该点沿哪个方向减少得最快?沿哪个方向z 的值不变?参考答案:一、()321201;2;3;;,6ya dx dyf x y dx π--⎰；二、231222222422z y y y f f f x y x x x∂=--∂∂； 三、最大值()2,04f ±=，最小值()0,24f ±=-；五、289a ；六、343R π；七、2π；八、()1112x x y e e --=+；九、2221214x x x y c e c e xe -=++；（非化工类：十、参看教材证明；十一、仿教材例子；十二、仿教材例子）（化工类：十、412a ；十一、()()16,21313x z dy dz xdx y z dx z +=-=++；十二、方向导数5-，梯度{}3,3-，减少最快方向{}3,3-，值不变方向{}1,1±）。

研究生试卷 2009─2010学年 第 2 学期拓扑学基础课程试卷(A 卷)答案与评分标准一、（10分）设B A 、都是拓扑空间X 的子集，并且A 是开集，证明：B A B A ⋂⊂⋂. 证：B A x ⋂∈，U 是x 的任一开邻域，则A U ⋂也是x 的开邻域，从而B A U ⋂⋂)(φ≠（因为B x ∈），………………………………………5分)(B A U ⋂⋂φ≠，于是B A x ⋂∈……………………………………………10分二、（10分）设Y X f →：是映射，证明以下条件等价：（1）f 是连续映射；（2）Y 的任一开集在f 下的原像是X 的开集；（3）Y 的任一闭集在f 下的原像是X 的闭集。

证：（1）⇒（2）设V 是Y 的开集，)(1V fU -=.任意V U x ，∈是)(x f 的邻域，由于x f 在连续，U x 是的内点，由x 的任意性，O U U =是开集。

………………………………………3分（2）⇒（3）设F 是Y 的闭集，则c F 是开集，因此)(1C F f -是X 的开集，于是c c F f F f ))(()(11--=是是X 的闭集。

………………………………………6分（3）⇒（1）设V 是)(x f 的邻域，)(1V f U -=,因为c c o o V f V f )))((()(11--=是开集（闭集c o V )(的原像))((1c o V f -是闭集），且U V f x o ⊂∈-)(1，所以U 是x 的邻域，有定义，连续。

在x f ……………10分三、（10分）设R 的子集族B }|){[b a b a <=，生成R 的下极限拓扑τ，证明：)[b a ，在拓扑空间（τ，R ）中既是开集，又是闭集。

证明：)[b a ，∈B ，从而是（τ，R ）中的开集. ………………………………………4分又因为 N n cn b b a n a b a b a ∈+⋃-=∞+⋃-∞=))()([)([)())([，，，，，也是开集，所以)[b a ，是闭集。

河南省豫南七校2008-2009学年度上期期末联考高三数学试卷（理科）一．选择题（本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.）（1）集合22{1,2,(25)(56)}M m m m m i =--+++，{3,10}N =，且MN ≠∅，则实数m 的值为 ( ) A.2- B.2-或4 C.2-或3- D.2-或5（2）设映射2:2f x x x →-+是实数集M 到实数集P 的映射，若对于实数t P ∈，t 在M 中不存在原象，则t 的取值范围是 ( ) A.[1,)+∞ B.(1,)+∞ C.(,1)-∞ D.(,1]-∞（3）已知|a |=2|b |,命题p ：关于x 的方程2x +|a |x +a ⋅b=0没有实数根；命题q ：<a ⋅b >[0,]3π∈,则命题p 是q 的 ( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件 （4）已知111222log log log b a c <<，则 ( )A.222abc>> B.222bac>> C.222cba>> D.222cab>>（5）已知函数323,1,()11,1x x x f x x ax x ⎧+->⎪=-⎨⎪+≤⎩在点1x =处连续，则[(1)]f f -= ( ) A.11 B.3- C.3 D.11- （6）设1()fx -是函数1()()(1)2x x f x a a a -=->的反函数，则使1()1f x ->成立的x 的取值范围为 ( )A.21(,)2a a-+∞ B.21(,)2a a --∞ C.21(,)2a a a - D.[,)a +∞ （7）若定义在R 上的函数()f x 满足：对任意12,x x R ∈有12()f x x +=1()f x +2()1f x +，则下列说法一定正确的是 ( )A.()f x 为奇函数B.()f x 为偶函数C.()1f x +是奇函数D.()1f x +为偶函数 （8）抛物线2y x =-上的点到直线4380x y +-=的距离的最小值是 ( )A.43 B.75 C.85D.3 （9）要从10名女生和5名男生中选出6名学生组成课外兴趣小组学习,如果按性别依比例分层随机抽样,则组成此课外兴趣小组的概率为 ( )A.42105615C C C ⋅B.33105615C C C ⋅C. 615615C A D.42105615A C ⋅A （10）过三棱柱任意两个顶点的直线共15条，其中异面直线有 （ ） A.18对 B.２４对 Ｃ.３０对 Ｄ.３６对 （11）已知3211()(1)(1)132f x x a x a b x =++++++，若方程()0f x '=的两个实数根可以分别作为一个椭圆和一双曲线的离心率，则 ( )A.3a b -<-B.3a b -≤-C.3a b ->-D.3a b -≥- （12）在ABC ∆中,10a b +=,8c =,则tan tan 22A B的值是 （ ） A.19 B.13C.3D.9 二．填空题：本大题共４小题，每小题５分，共２０分．把答案填在题中横线上． (13) 不等式|2|||x x +≥的解是 .(14) 由动点P 向圆221x y +=引两条切线PA 、PB ，切点分别为A 、B ，60APB ∠=，则动点P 的轨迹方程为_________________________.（15）过点25(,)33P --作直线与双曲线22125x y -=交于A 、B 两点，若线段AB 的中点恰为P 点，则AB 所在的直线方程是_______________________.（16）若数列{}n a 满足 12a =，1(1)2n n na n a +-+=，则数列{}n a 的通项公式n a =______________________.豫南七校2008-2009学年度上期期末联考高三数学答题卷（理科）二．填空题：本大题共４小题，每小题５分，共２０分．把答案填在题中横线上． 13．_______________ 14._________________ 15. ____________16. ______________ 三、解答题：本大题共6题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. (17) (本小题满分10分)设函数()f x =a ﹒b ,其中向量a (2cos ,1)x =,b (cos 2)x x =,x R ∈.(Ⅰ)若()1f x =[,],33x ππ∈-求x ； (Ⅱ)若函数2sin 2y x =的图像按向量c (,)(||)2m n m π=<平移后得到函数()y f x =的图像，求实数m 、n 的值.(18) (本小题满分12分)学校文娱队的每位队员唱歌、跳舞至少会一项，已知会唱歌的2人，会跳舞的有5人，现从中选2人，设ξ为选出的人中既会唱歌又会跳舞的人， 且7(0)10P ξ>=. (Ⅰ)求文娱队的人数；(Ⅱ)写出ξ的概率分布并计算E ξ.(19) (本小题满分12分)如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 为矩形，侧棱PA ⊥底面ABCD ，AB =1BC =，2PA =，E 为PD 的中点.(Ⅰ)求直线AC 与PB 所成角的余弦值； (Ⅱ)在侧面PAB 内找一点N ，使NE ⊥面 PAC ，并求出N 点到AB 和AP 的距离.(20) (本小题目12分)设函数()(1)ln(1)f x x x =++，若对所有的0x ≥，都有()f x ax ≥成立，求实数a 的取值范围.(21) (本题满分12分)椭圆C ：22221x y a b+=(0)a b >>的两个焦点为1F 、2F ，点P 在椭圆C 上，且112PF F F ⊥，14||3PF=，214||3PF =. .（Ⅰ）求椭圆C 的方程；（Ⅱ）若直线l 过圆22420x y x y ++-=的圆心M ，交椭圆C 于A 、B 两点，且A 、B 关于点M 对称，求直线l 的方程.(22) (本小题满分12分)设数列{}n a 的首项为112a =-，n S 为其前n 项和，且对任意的,n m N +∈都有 (35)(35)n m S n n S m m -=-，数列{}n a 中的部分项{}()k b a k N +∈成等比数列，且12,b =2 4.b = (Ⅰ)求数列{}n a 与{}n b 的通项公式； (Ⅱ)令11()n f n b +=，并用x 代替n ，得到函数()f x ，设()f x 的定义域为R ，记 12(0)()()()n n C f f f f n n n =+++⋅⋅⋅+()n N +∈.12231111lim().n n n C C C C C C →∞+++⋅⋅⋅+豫南七校2008-2009学年度上期期末联考高三数学参考答案（理科）13．{|1}x x≥-14.224x y+=15. 10x y--=16.42na n=-三、解答题：本大题共6题,共70分.(17) (本小题满分10分)【解析】(Ⅰ)依题设,2()2cos212sin(2)6f x x x xπ=+=++.由12sin(2)16xπ++=得sin(2)6xπ+=.∵33xππ-≤≤,∴52266xπππ-≤+≤,∴263xππ+=-,即4xπ=-.……………………………………………………………（5分）(Ⅱ)函数2sin2y x=的图像按向量(,)(||)2m n mπ=<平移后得到函数2sin2()y x m n=-+的图像.由(Ⅰ)得()2sin2()112f x xπ=++.∵||2mπ<,∴, 1.12m nπ=-=………………………………………（10分）(18) (本小题满分12分)【解析】设既会唱歌又会跳舞的有x人,则文娱队中共有(7)x-人,那么只会一项的人数是72.x-………………………………………………（2分）(Ⅰ)∵7(0)(1)1(0)10P P Pξξξ>=≥=-==,∴3(0).10Pξ==……………………………………………………（4分）即27227310xxCC--=,(72)(62)3.(7)(6)10x xx x--=--∴ 2.x=………………………………………………………………（6分）(Ⅱ)ξ的可能取值为0,1,2.…………………………………………（7分）1123253(1)5C CPCξ===；22251(2)10CPCξ===.……………………（9分）ξ的分布列为∴012105105E ξ=⨯+⨯+⨯=.………………………………（12分） (19) (本小题满分12分)(Ⅰ)建立如图所示的空间坐标系，则 A 、B 、C 、D 、P 、E 的坐标分别 为(0,0,0)A 、B 、,0)C 、(0,1,0)D 、(0,0,2)P 、1(0,,1)2E ，从而(3,1,0)AC =，(3,0,2)PB =-.设AC 与PB 的夹角为θ,则cos 14||||2AC PB AC PB θ⋅==⋅, ∴AC 与PB所成的角的余弦值14.………（6分） (Ⅱ)由于N 点在侧面PAB 内,故可设N 点的坐标为(,0,)x z ,则NE =1(,,1)2x z--. 由NE ⊥面PAC 可得,0,0.NE AP NE AC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩即1(,,1)(0,0,2)0,21(,,1)0.2x z x z ⎧--⋅=⎪⎪⎨⎪--⋅=⎪⎩ 化简得10,10.2z -=⎧⎪⎨+=⎪⎩∴61.x z ⎧=⎪⎨⎪=⎩即N 点的坐标为(,0,1)6,从而N 点到AB 、AP 的距离分别为1. …………………………………………………………………………（12分）(20) (本题满分12分) 【解析】构造辅助函数()()(1)ln(1)g x f x ax x x ax =-=++-,原问题变为()0g x ≥对所有的0x ≥恒成立,注意到(0)0g =,故问题转化为 ()(0)g x g ≥在0x ≥时恒成立,………………………………（2分）∵()ln(1)1g x x a '=++-,由()0g x '=,得11a x e -=-,……（4分）当11a x e->-时,()0g x '>,()g x 为增函数,…………………（6分）当111a x e --<<-时,()0g x '<,()g x 为减函数.……………（8分）那么对所有0x ≥,都有()(0)g x g ≥,其充要条件是110a e --≤,………………………………………………（10分）故得a 的取值范围是(,1]-∞.……………………………（12分） (21) (本小题目12分) 【解析】（Ⅰ）因为点P 在椭圆C 上， 所以122||||6, 3.a PF PF a =+==在12Rt PF F ∆中，12||F F ==故椭圆的半焦距c =从而2224.b a c =-=所以椭圆C 的方程为221.94x y +=………………………………（5分） （Ⅱ）设A 、B 的坐标分别为11(,)x y ，22(,)x y . 已知圆的方程为22(2)(1)5,x y ++-= 所以圆心M 的坐标为(2,1).-从而可设直线l 的方程为(2) 1.y k x =++………………………（6分） 代入椭圆C 的方程得2222(49)(3618)3636270.k x k k x k k +++++-=…………（9分）1x ,2x 是方程的两个根,因为A 、B 关于点M 对称,所以2122189 2.249x x k kk ++=-=-+解得8.9k =……………………（10分） 所以直线l 的方程8(2)1,9y x =++ 即89250.x y -+=…………………………………………………（11分） 经检验,所求直线方程符合题意.……………………………………（12分） (22) (本小题满分12分) 【解析】(Ⅰ)在(35)(35)n m S n n S m m -=-中，令1m =得，21(35)4n S n n =-， 当2()n n N +≥∈时，1322n n n a S S n -=-=-， 当1n =时，上式亦满足.∴32()2n a n n N +=-∈………………（3分） 在等比数列{}()n b a n N +∈中,121b a a ==,244b a a ==,∴公比4q =.∴14n n b a -=.因n b a 既是等差数列{}n a 的第n b 项,又是等比数列{}n b a 的第n 项,所以13242n n b --=,∴12(42)3n n b -=+.………………………………（6分） (Ⅱ)由11()n f n b +=,∴31()242n f n =⋅+,∴31()242x f x =⋅+注意到142x +111422x -+=+.∵121(0)()()()()n n nC f f f f f n n n n-=+++⋅⋅⋅++ 1210()()()()()n n n n C f f f f f n n n n n --=+++⋅⋅⋅++∴31222n n C +=⨯，∴3(1)8n C n =⨯+…………………………（10分）12231111n n n S C C C C C C +=++⋅⋅⋅+28111111()[()()()]3233412n n =-+-+⋅⋅⋅+-++ 2811()()]322n =-+ ∴64132lim 929n n S →∞=⨯=……………………………………（12分）。

级高等数学(二)期末试卷4．若曲面∑：2222a z y x =++，则S d z y x ⎰⎰++∑)(222＝（ ）.A. 4a p ；B. 42a p ；C. 44a p ；D. 46a p .5．已知函数22(,)f x y xy x y +=+，则(,)(,)f x y f x y x y∂∂+∂∂＝（ ）. A.22x y +； B.22x -； C.22x y -； D.22x +.二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）6．直线32321x y z++==-与平面2260x y z +++=的交点为 ． 7．幂级数11212n n n x n-+∞-=∑的收敛半径为 ．8．设)(x f 是周期为π的周期函数，它在区间(0,]π上定义为2,(0)2()1,()2x x f x x x πππ⎧<<⎪⎪=⎨⎪+≤≤⎪⎩,则)(x f 的傅立叶级数在π处收敛于 ．9．0(,)xudu f u v dv =⎰⎰变换积分次序 ．10．设空间立体Ω所占闭区域为1,0,0,0x y z x y z ++≤≥≥≥，Ω上任一点的体密度是(,,)1x y z ρ=，则此空间立体的质量为． 三、解答题（本大题共6小题，每小题8分，共48分）11．2lim x y π→→求.12．已知2(,)x y f x y e =，求(1,1)x f ，(1,1)y f ．13．设函数(,)z z x y =由方程22ln()0xz xyz xyz -+=确定，求(1,1)dz．14．设2(,2)z f x y x y =-，其中f 具有二阶连续偏导数，求2z x y∂∂∂．15．1111(1)5()2n n n n n n n n a x na x -∞∞-==-+∑∑设级数的收敛半径为，求的收敛半径．16．设Ω是由2221x y z +-=,2z =-,2z =所围的有界闭区域.试计算2(1)I z dV Ω=-⎰⎰⎰．四、解答题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）17．设)(x f 可微，1)0(=f 且曲线积分2[2()]()x Lf x e ydx f x dy ++⎰与路径无关，求)(x f ．18．计算∑，其中∑为下半球面z =侧．五、证明题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）19．设级数1nn a∞=∑绝对收敛，1n n b ∞=∑条件收敛，证明()1n n n a b ∞=+∑条件收敛．20．设{}1),(22≤+=y x y x D ，),(y x u 与),(y x v 在D 上具有一阶连续偏导数，j y v x v i y u x u G j y x u i y x v F ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=+=,),(),(，且在D 的边界曲线L （正向）上有y y x v y x u ≡≡),(,1),(，证明： πσ-=⎰⎰⋅d G F D.。

2009-2010学年第二学期高等数学(2)期末试卷及其答案2009 至 2010 学年度第 2 期 高等数学（下）课程考试试题册A试题使用对象 ： 2009 级 理科各 专业(本科)命题人： 考试用时 120 分钟 答题方式采用：闭卷说明：1．答题请使用黑色或蓝色的钢笔、圆珠笔在答题纸上书写工整．2．考生应在答题纸上答题，在此卷上答题作废．一．填空题（本题共15 分，共5 小题，每题 3 分） 1．已知(2,1,),(1,2,4)a mb ==r r，则当m = 时，向量a b⊥r r ．2．(,)(2,0)sin()limx y xy y →= ．3．设区域D 为22y x +≤x 2，则二重积分Dd σ=⎰⎰ ．4．函数(,),(,)P x y Q x y 在包含L 的单连通区域G 内具有一阶连续偏导数，如果曲线积分(,)(,)LP x y dx Q x y dy+⎰与路径无关，则(,),(,)P x y Q x y 应满足条件 ．5． 当p 时，级数211pn n +∞=∑收敛．二．选择题（本题共15分，共5小题，每题3 分）1．直线221:314x y z L -+-==-与平面:6287x y z π-+=的位置关系是 ．A ．直线L 与平面π平行；B ．直线L 与平面π垂直；C ．直线L 在平面π上；D ．直线L 与平面π只有一个交点，但不垂直．2． 函数(,)f x y 在点(,)x y 可微分是(,)f x y 在该点连续的（ ）．A ．充分条件； B. 必要条件； C. 充分必要条件； D. 既非充分也不必要条件 3．改变积分次序，则100(,)y dy f x y dx⎰⎰．A ．1(,)xdx f x y dy ⎰⎰； B ．11(,)dx f x y dy ⎰⎰；C ．11(,)x dx f x y dy ⎰⎰；D ．11(,)xdx f x y dy ⎰⎰4．下列级数中收敛的是 ． A ．∑∞=+1884n n nn B ．∑∞=-1884n n nn C ．∑∞=+1824n n nnD ．1248n nn n ∞=⨯∑．5．级数1...-++A. 发散B. 绝对收敛C. 条件收敛D. 既绝对收敛又条件收敛 三． 求解下列各题（本题共70分，共9小题，1~2每题7 分，3~9每题8 分）． 1．设sin uz e v=，而u xy =，v x y =- 求xz ．2．设22(,tan())u f x y xy =-，其中f 具有一阶连续偏导数，求yz ． 3．求旋转抛物面221z x y =+-在点(2,1,4)处的切平面方程及法线方程． 4．计算 22Dx d y σ⎰⎰，其中D 是由直线y x =．2x =和曲线1xy =所围成的闭区域． 5．计算L⎰，其中L 是圆周222x y a +=（0a >）．6．计算22()(sin )Lxy dx x y dy--+⎰，其中L 是上半圆周y =x 轴所围区域的边界，沿逆时针方向．7．将函数1()3f x x =+展开成(3)x -的幂级数． 8．计算曲面积分xydydz yzdzdx xzdxdy ∑++⎰⎰，其中∑为1x y z ++=，0,x =y =，0z =所围立体的外侧．9．求抛物面22z xy =+到平面10x y z +++=的最短距离．2009 至 2010 学年度第 2 期高等数学（下）课程试题A 参考答案试题使用对象： 2009 级 理科各专业(本科) 向瑞银一．填空题（本题共15 分，共5 小题，每题 3 分） 1. 1-； 2. 2； 3. π； 4.y P ∂∂=xQ ∂∂； 5.12p >二．选择题（本题共15分，共5小题，每题3 分） 1．B ； 2．A ； ３．D ； ４．C ； ５．C 三． 求解下列各题（本题共70分，共9小题，1~2每题7 分，3~9每题8 分）．1．z z u z vx u x v x∂∂∂∂∂=+∂∂∂∂∂……4分sin cos u u ye v e v=+(sin()cos())xy e y x y x y =-+-……7分 2．2212()(tan())y y uf x y f xy y∂''''=⋅-+∂ ……4分2122sec ()()yyf f xy xy '''=-+2122sec ()yf xf xy ''=-+……7分 3． 令22(,,)1F x y z xy z=+--，则法向量(2,2,1)n x y =-r，(2,1,4)(4,2,1)n=-r ……3分在点(2,1,4)处的切平面方程为 4(2)2(1)(4)0x y z -+---=．即4260x y z +--=． (6)分法线方程为214421x y z ---==-． ……8分 4．22Dx d yσ⎰⎰22121xxx dx dy y=⎰⎰……4分221/11()x xx dxy=-⎰……6分231()x x dx =-⎰322111()42x x =-94=……8分5．令cos ,sin x a y a θθ==，则sin ,cos x a y a θθ''=-=，ds θ=ad θ= ……3分20a Le ad πθ=⎰⎰ ……6分＝2aae π ……8分6．2P xy=-，1P y ∂=-∂ ，2(sin )Q x y =-+，1Q x∂=-∂ ， ……4分()0DDQ PI dxdy dxdy x y∂∂=-=∂∂⎰⎰⎰⎰ ……6分=……8分 7．1136(3)x x =++-113616x =-+ ……4分 当316x -<，即 39x -<<时，13x +013()66nn x +∞=-=-∑ ……8分8． ⎰⎰∑++zxdxdy yzdzdx xydydz=()x y z dxdydz Ω++⎰⎰⎰……4分 =1110()xx ydx dy x y z dz---++⎰⎰⎰……6分81=……8分9．设抛物面一点(,,)x y z ，它到平面的距离为1d x y z =+++满足条件220x y z +-= ……3分 拉格朗日函数为222(1)()3x y z L x y z λ+++=++- ……5分2(1)203x x y z L x λ+++=+=，2(1)203yx y z Ly λ+++=+=2(1)3z x y z L λ+++=-=，220Lx y z λ=+-=解方程组得，12x y ==-，12z =． 由问题本身知最短距离存在，所以最短距离为0.5,0.5,0.5)d --=6=……8分。

拓扑学期末考试题及答案一、选择题（共20题，每题2分，共40分）1. 拓扑学的基本研究对象是：A. 点B. 线C. 面D. 拓扑空间答案：D2. 拓扑学中的同胚关系是指：A. 相似但不完全相同的两个拓扑空间B. 可由连续映射建立起来的两个拓扑空间C. 有相同的拓扑结构的两个拓扑空间D. 具有同样的几何性质的两个拓扑空间答案：C3. 拓扑学中的紧集是指：A. 有界闭合集B. 无限集合C. 有限集合D. 开集答案：A4. 拓扑空间中的度量是用来衡量：A. 点的位置关系B. 集合的大小C. 集合的连接性D. 集合中元素之间的距离答案：D5. 拓扑学中的连通性是指：A. 一个集合内部的连接性B. 一个集合外部的连接性C. 一个集合与其他集合的连接性D. 一个集合内部和外部的连接性答案：A6. 拓扑空间中的完备性是指：A. 所有点都能找到相邻点B. 所有点都能找到非相邻点C. 不存在孤立点D. 所有柯西序列都有极限点答案：D7. 拓扑学中的邻域是指：A. 包含某点的开集B. 包含某点的闭集C. 与某点连通的集合D. 与某点不相交的集合答案：A8. 拓扑学中的连续映射是指：A. 映射后保持拓扑结构不变B. 映射后改变拓扑结构C. 映射前后的关系D. 映射的性质答案：A9. 拓扑学中的嵌入是指：A. 一种映射关系B. 一种集合运算C. 一种连通性D. 一种对应关系答案：A10. 拓扑学中的同伦是指：A. 具有相同基本形状的两个拓扑空间B. 可以通过连续变形相互转换的两个拓扑空间C. 有相同拓扑结构但不是同胚的两个拓扑空间D. 具有完全相同性质的两个拓扑空间答案：B11. 拓扑学中的欧拉示性数是指：A. 拓扑空间内部与外部连接性的关系B. 拓扑空间的维数C. 拓扑空间的曲率D. 拓扑空间的性质答案：A12. 拓扑学中的同调是指：A. 研究拓扑空间对某个场的影响B. 研究拓扑空间的连通性C. 研究拓扑空间的变形性质D. 研究拓扑空间的代数性质答案：D13. 拓扑学中的拓扑原则是：A. 基于几何形状的研究方法B. 基于其他学科的交叉研究方法C. 基于代数方程的研究方法D. 基于集合论的研究方法答案：D14. 拓扑学中的Hausdorff空间是指：A. 没有孤立点的拓扑空间B. 具有一定连通性的拓扑空间C. 任意两点都能分离的拓扑空间D. 具有完备性的拓扑空间答案：C15. 拓扑学中的同调群是指：A. 拓扑空间中某类映射的代数群B. 拓扑空间某类覆盖的代数群C. 拓扑空间中某类空间的代数表示D. 拓扑空间中某类链的代数群答案：A16. 拓扑学中的拓扑分类是指：A. 将拓扑空间按照某个特定的分类标准进行归类B. 利用拓扑变换将拓扑空间分类C. 将拓扑空间按照其代数性质进行分类D. 利用大数定律对拓扑空间进行分类答案：A17. 拓扑学中的拓扑基是指：A. 由拓扑空间的子集生成的拓扑结构B. 由拓扑变换生成的拓扑结构C. 由闭集生成的拓扑结构D. 由开集生成的拓扑结构答案：D18. 拓扑学中的拓扑核是指：A. 一种拓扑映射的特殊性质B. 一种拓扑空间的代数性质C. 一种连通性的性质D. 一种闭集的性质答案：A19. 拓扑学中的四色定理是指：A. 任何地图都可以用四种颜色进行染色B. 任何地图都可以用四种颜色进行染色，但可能会有重叠部分C. 任何地图都可以用四种颜色进行染色，且相邻区域颜色不同D. 任何地图都可以用四种颜色进行染色，且相邻区域颜色不同且不重叠答案：D20. 拓扑学在实际应用中的一个重要领域是：A. 计算机科学B. 物理学C. 生物学D. 全部都是答案：D二、填空题（共10题，每题2分，共20分）1. 拓扑学最早由________ 提出。

点集拓扑学期末考试一、单项选择题（每题1分）1、已知{,,,,}X a b c d e =,下列集族中，（ ）是X 上的拓扑.① {,,{},{,},{,,}}X a a b a c e φ=T ② {,,{,,},{,,},{,,,}}X a b c a b d a b c e φ=T③ {,,{},{,}}X a a b φ=T ④ {,,{},{},{},{},{}}X a b c d e φ=T 答案：③2、设{,,}X a b c =，下列集族中,（ ）是X 上的拓扑.① {,,{},{,},{}}X a a b c φ=T ② {,,{},{,},{,}}X a a b a c φ=T③ {,,{},{},{,}}X a b a c φ=T ④ {,,{},{},{}}X a b c φ=T答案：② 3、已知{,,,}X a b c d =,下列集族中，（ ）是X 上的拓扑.① {,,{},{,},{,,}}X a a b a c d φ=T ② {,,{,,},{,,}}X a b c a b d φ=T③ {,,{},{},{,,}}X a b a c d φ=T ④ {,,{},{}}X a b φ=T答案：① 4、设{,,}X a b c =，下列集族中,（ ）是X 上的拓扑.① {,,{},{},{,}}X b c a b φ=T ② {,,{},{},{,},{,}}X a b a b a c φ=T `③ {,,{},{},{,}}X a b a c φ=T ④ {,,{},{},{}}X a b c φ=T答案：② 5、已知{,,,}X a b c d =,下列集族中，（ ）是X 上的拓扑.① {,,{,},{,,}}X a b a c d φ=T ② {,,{,},{,,}}X a b a c d φ=T③ {,,{},{},{,,}}X a b a c d φ=T ④ {,,{},{},{,}}X a c a c φ=T答案：④ 6、设{,,}X a b c =，下列集族中,（ ）是X 上的拓扑.① {,,{},{},{,}}X a b b c φ=T ② {,,{,},{,}}X a b b c φ=T③ {,,{},{,}}X a a c φ=T ④ {,,{},{},{}}X a b c φ=T答案：③ 7、已知{,,,}X a b c d =，拓扑{,,{}}X a φ=T ,则}{b =（ ）①φ ② X ③ {}b ④ {,,}b c d答案：④8、 已知{,,,}X a b c d =，拓扑{,,{}}X a φ=T ,则{,,}b c d =（ ）①φ ② X ③ {}b ④ {,,}b c d 答案：④9、 已知{,}X a b =，拓扑{,,{}}X a φ=T ,则{}a =（ ）①φ ② X ③ {}a ④ {}b 答案：②10、已知{,}X a b =，拓扑{,,{}}X a φ=T ,则{}b =（ ）①φ ② X ③ {}a ④ {}b 答案：④11、已知{,,,}X a b c d =，拓扑{,,{}}X a φ=T ,则{}a =（ ）①φ ② X ③ {,}a b ④ {,,}b c d 答案：②12、已知{,,,}X a b c d =，拓扑{,,{}}X a φ=T ,则{}c =（ ）①φ ② X ③ {,}a c ④ {,,}b c d 答案：④13、设{,,,}X a b c d =，拓扑{,,{},{,,}}X a b c d φ=T ,则X 的既开又闭的非空真子集个数（ ）① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 答案：②14、设{,,}X a b c =，拓扑{,,{},{,}}X a b c φ=T ,则X 的既开又闭的非空真子集的个数为（ ）① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 答案：②15、设{,,}X a b c =，拓扑{,,{},{,}}X b b c φ=T ,则X 的既开又闭的非空真子集的个数为（ ）① 0 ② 1 ③ 2 ④ 3 答案：①16、设{,}X a b =，拓扑{,,{}}X b φ=T ,则X 的既开又闭的子集的个数为（ ）① 0 ② 1 ③ 2 ④ 3 答案：③17、设{,}X a b =，拓扑{,,{},{}}X a b φ=T ,则X 的既开又闭的子集的个数为（ ） ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 答案：④18、设{,,}X abc =，拓扑{,,{},{},{,},{,}}X a b a b b c φ=T ,X 的既开又闭的非空真子集个数（ ）① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 答案：②19、在实数空间中，有理数集Q 的内部Q 是（ ）① φ ② Q ③ R -Q ④ R 答案：①20、在实数空间中，有理数集Q 的边界()Q ∂是（ ）① φ ② Q ③ R -Q ④ R 答案：④21、在实数空间中，整数集Z 的内部Z 是（ ）① φ ② Z ③ R -Z ④ R 答案：①22、在实数空间中，整数集Z 的边界()Z ∂是（ ）① φ ② Z ③ R -Z ④ R 答案：②23、在实数空间中，区间[0,1)的边界是（ ）① φ ② [0,1] ③ {0,1} ④ (0,1) 答案：③24、在实数空间中，区间[2,3)的边界是（ ）① φ ② [2,3] ③ {2,3} ④ (2,3) 答案：③25、在实数空间中，区间[0,1)的内部是（ ）① φ ② [0,1] ③ {0,1} ④ (0,1) 答案：④26、设X 是一个拓扑空间，A ,B 是X 的子集,则下列关系中错误的是（ ）① ()()()d A B d A d B ⋃=⋃ ② A B A B ⋃=⋃③ ()()()d A B d A d B ⋂=⋂ ④ A A = 答案: ③27、设X 是一个拓扑空间，A ,B 是X 的子集,则下列关系中正确的是（ ）① ()()()d A B d A d B ⋃=⋃ ② A B A B -=-③ ()()()d A B d A d B ⋂=⋂ ④ A A = 答案: ①28、设X 是一个拓扑空间，A ,B 是X 的子集,则下列关系中正确的是（ ）① ()d A B A B ⋃=⋃ ② A B A B -=-③ ()()()d A B d A d B ⋂=⋂ ④ (())()d d A A d A ⊂⋃ 答案: ④29、已知X 是一个离散拓扑空间，A 是X 的子集,则下列结论中正确的是（） ① ()d A φ= ② ()d A X A =-③ ()d A A = ④ ()d A X = 答案：①30、已知X 是一个平庸拓扑空间，A 是X 的子集,则下列结论中不正确的是（）① 若A φ=,则()d A φ= ② 若0{}A x =,则()d A X A =-③ 若A={12,x x },则()d A X = ④ 若A X ≠, 则()d A X ≠ 答案：④31、已知X 是一个平庸拓扑空间，A 是X 的子集,则下列结论中正确的是（ ）① 若A φ=,则()d A φ= ② 若0{}A x =,则()d A X =③ 若A={12,x x },则()d A X A =- ④ 若12{,}A x x =,则()d A A = 答案：①32、设{,,,}X a b c d =，令{{,,},{},{}}a b c c d =B ,则由B 产生的X 上的拓扑是（ ） ① { X ,φ,{c },{d },{c ,d },{a ,b ,c }} ② {X ,φ,{c },{d },{c ,d }}③ { X ,φ,{c },{a ,b ,c }} ④ { X ,φ,{d },{b ,c },{b ,d },{b ,c ,d }} 答案：①33、设X 是至少含有两个元素的集合，p X ∈,{|}{}G X p G φ=⊂∈⋃T 是X 的拓扑，则（ ）是T 的基.① {{,}|{}}B p x x X p =∈- ② {{}|}B x x X =∈③ {{,}|}B p x x X =∈ ④ {{}|{}}B x x X p =∈- 答案：③34、 设{,,}X a b c =,则下列X 的拓扑中（ ）以{,,{}}S X a φ=为子基.① { X , φ,{a },{a ,c }} ② {X , φ,{a }}③ { X , φ,{a },{b },{a ,b }} ④ {X ,φ }答案：②35、离散空间的任一子集为( )① 开集 ② 闭集 ③ 即开又闭 ④ 非开非闭 答案：③36、平庸空间的任一非空真子集为( )① 开集 ② 闭集 ③ 即开又闭 ④ 非开非闭 答案：④37、实数空间R 中的任一单点集是 ( )① 开集 ② 闭集 ③ 既开又闭 ④ 非开非闭 答案：②38、实数空间R 的子集A ={1,21,31 ,41,……},则A ＝（ ）①φ ② R ③ A ∪{0} ④ A 答案：③39、在实数空间R 中，下列集合是闭集的是（ ）① 整数集 ② [)b a , ③ 有理数集 ④ 无理数集 答案：①40、在实数空间R 中，下列集合是开集的是（ ）① 整数集Z ② 有理数集③ 无理数集 ④ 整数集Z 的补集Z '答案：④41、已知{1,2,3}X =上的拓扑{,,{1}}T X φ=,则点1的邻域个数是（ ）① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 答案：④42、已知{,}X a b =,则X 上的所有可能的拓扑有（ ）① 1个 ② 2个 ③ 3个 ④ 4个 答案：④43、已知X ={a ,b ,c },则X 上的含有４个元素的拓扑有（ ）个① 3 ② 5 ③ 7 ④ 9 答案：④44、设(,)T X 为拓扑空间,则下列叙述正确的为 ( )①T , T X φ∈∉ ② T ,T X φ∉∈③当T T '⊂时,T T U U '∈∈ ④ 当T T '⊂时,T T U U '∈∈ 答案：③45、在实数下限拓扑空间R 中，区间[,)a b 是（ ）① 开集 ② 闭集 ③ 既是开集又是闭集 ④ 非开非闭 答案：③46、设X 是一个拓扑空间，,A B X ⊂,且满足()d A B A ⊂⊂,则B 是（ ）① 开集 ② 闭集 ③ 既是开集又是闭集 ④ 非开非闭 答案：②47、设{1,2,3}X =,{,,{1,2},{1,3},{1},{2}}T=X φ是X 的拓扑，{1,2}A =,则X 的子空间A 的拓扑为( ) ① {,{2},{1,2}}φ=T ② {,,{1},{2},{1,2}}T X φ=③ {,,{1},{2}}T A φ= ④ {,,{1},{2}}T X φ= 答案：③48、设{1,2,3}X =,{,,{1,2},{1,3},{1},{2}}T=X φ是X 的拓扑，{1,3}A =,则X 的子空间A 的拓扑为( ) ① {,{1},{3},{1,3}}T φ= ② {,,{1}}T A φ=③ {,,{1},{3},{1,3}}T X φ= ④ {,,{1}}T X φ= 答案：②49、设{1,2,3}X =,{,,{1,2},{1,3},{1},{2}}T=X φ是X 的拓扑，{2,3}A =,则X 的子空间A 的拓扑为( ) ① {,{3},{2,3}}φ=T ② {,,{2},{3}}T A φ=③ {,,{2},{3},{2,3}}T X φ= ④ {,,{3}}T X φ= 答案：②50、设{1,2,3}X =,{,,{1,2},{1,3},{1},{2}}T=X φ是X 的拓扑，{1}A =,则X 的子空间A 的拓扑为( ) ① {,{1}}T φ= ② {,,{1,2}}T A φ=③ {,,{1},{3},{1,3}}T X φ= ④ {,,{1}}T X φ= 答案：①51、设{1,2,3}X =,{,,{1,2},{1,3},{1},{2}}T=X φ是X 的拓扑，{2}A =,则X 的子空间A 的拓扑为( )① {,{2},{1,2}}T φ= ② {,}T A φ=③ {,,{2}}T X φ= ④ {,,{1,2}}T X φ= 答案：②52、设{1,2,3}X =,{,,{1,2},{1,3},{1},{2}}T=X φ是X 的拓扑，{3}A =,则X 的子空间A 的拓扑为( ) ① {,{2},{1,2}}T φ= ② {,{},{1,3}}T X φ=③ {,,{3}}T X φ= ④ {,{3}}T φ= 答案：④53、设R 是实数空间，Z 是整数集，则R 的子空间Z 的拓扑为（ ）① {,}T Z φ= ② ()T P Z = ③ T Z = ④ {}T Z = 答案：②54、设126X X X X =⨯⨯⨯ 是拓扑空间126,,,X X X 的积空间.1P 是X 到1X 的投射，则1P 是（ ）① 单射 ② 连续的单射③ 满的连续闭映射 ④ 满的连续开映射 答案：④55、设126X X X X =⨯⨯⨯ 是拓扑空间126,,,X X X 的积空间.2P 是X 到2X 的投射，则2P 是（ ） ① 单射 ② 连续的单射③ 满的连续闭映射 ④ 满的连续开映射 答案：④56、设126X X X X =⨯⨯⨯ 是拓扑空间126,,,X X X 的积空间.3P 是X 到3X 的投射，则3P 是（ ）① 单射 ② 连续的单射③ 满的连续闭映射 ④ 满的连续开映射 答案：④57、设126X X X X =⨯⨯⨯ 是拓扑空间126,,,X X X 的积空间.4P 是X 到4X 的投射，则4P 是（ ） ① 单射 ② 连续的单射③ 满的连续闭映射 ④ 满的连续开映射 答案：④58、设126X X X X =⨯⨯⨯ 是拓扑空间126,,,X X X 的积空间.5P 是X 到5X 的投射，则5P 是（ ）① 单射 ② 连续的单射③ 满的连续闭映射 ④ 满的连续开映射 答案：④59、设126X X X X =⨯⨯⨯ 是拓扑空间126,,,X X X 的积空间.6P 是X 到6X 的投射，则6P 是（ ）① 单射 ② 连续的单射③ 满的连续闭映射 ④ 满的连续开映射 答案：④60、设1X 和2X 是两个拓扑空间，12X X ⨯是它们的积空间,1A X ⊂，2B X ⊂，则有（ ） ① A B A B ⨯≠⨯ ② A B A B ⨯=⨯ ③()A B A B ⨯≠⨯ ④ ()()()A B A B ∂⨯=∂⨯∂答案：②61、有理数集Q 是实数空间R 的一个（ ）① 不连通子集 ② 连通子集③ 开集 ④ 以上都不对 答案：①62、整数集Z 是实数空间R 的一个（ ）① 不连通子集 ② 连通子集③ 开集 ④ 以上都不对答案：①63、无理数集是实数空间R 的一个（ ）① 不连通子集 ② 连通子集③ 开集 ④ 以上都不对答案：①64、设Y 为拓扑空间X 的连通子集,Z 为X 的子集,若Y Z Y ⊂⊂, 则Z 为( )①不连通子集 ② 连通子集 ③ 闭集 ④ 开集答案：②65、设12,X X 是平庸空间，则积空间12X X ⨯是（ ）① 离散空间 ② 不一定是平庸空间③ 平庸空间 ④ 不连通空间答案：③66、设12,X X 是离散空间，则积空间12X X ⨯是（ ）① 离散空间 ② 不一定是离散空间③ 平庸空间 ④ 连通空间答案：①67、设12,X X 是连通空间，则积空间12X X ⨯是（ ）① 离散空间 ② 不一定是连通空间③ 平庸空间 ④ 连通空间答案：④68、实数空间R 中的连通子集E 为( )① 开区间 ② 闭区间 ③区间 ④ 以上都不对答案：④69、实数空间R 中的不少于两点的连通子集E 为( )① 开区间 ② 闭区间 ③ 区间 ④ 以上都不对答案：③70、实数空间R 中的连通子集E 为( )① 开区间 ② 闭区间 ③ 区间 ④ 区间或一点答案：④71、下列叙述中正确的个数为（ ）（Ⅰ）单位圆周1S 是连通的； （Ⅱ）{0}R -是连通的（Ⅲ）2{(0,0)}R -是连通的 （Ⅳ）2R 和R 同胚① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4答案：②二、填空题（每题1分）1、设{,}X a b =,则X 的平庸拓扑为 ;答案：{,}T X φ=2、设{,}X a b =,则X 的离散拓扑为 ;答案：{,,{},{}}T X a b φ= ３、同胚的拓扑空间所共有的性质叫 ; 答案：拓扑不变性质4、在实数空间R 中，有理数集Q 的导集是___________. 答案： R5、)(A d x ∈当且仅当对于x 的每一邻域U 有 答案： ({})U A x φ⋂-≠6、设A 是有限补空间X 中的一个无限子集，则()d A = ;答案：X7、设A 是有限补空间X 中的一个无限子集，则A = ;答案：X8、设A 是可数补空间X 中的一个不可数子集，则()d A = ;答案：X9、设A 是可数补空间X 中的一个不可数子集，则A = ;答案：X10、设{1,2,3X =,X 的拓扑{,,{2},{2,T X φ=,则X 的子集{1,2}A = 的内部为 ;答案：{2}11、设{1,2,3X =,X 的拓扑{,,{1},{2T X φ=,则X 的子集{1,3}A = 的内部为 ;答案：{1}12、设{1,2,3}X =,X 的拓扑{,,{1},{2,T X φ=,则X 的子集{1,2}A = 的内部为 答案：{1}13、设{1,2,3X =,X 的拓扑{,,{2},{2,T X φ=,则X 的子集{1,3}A = 的内部为 ;答案：φ14、设{,,}X a b c =,则X 的平庸拓扑为 ;答案：{,}T X φ=15、设{,,}X a b c =,则X 的离散拓扑为 答案：{,,{},{},{},{,},{,},{,}}T X a b c a b a c b c φ= 16、设{1,2,3}X =,X 的拓扑{,,{2},{3},{2T X φ=,则X 的子集{1,3}A = 的内部为 ;答案：{3}17、设{1,2,3}X =,X 的拓扑{,,{1},{3},{1T X φ=,则X 的子集{1,2}A =的内部为 ;答案：{1}18、:f X Y →是拓扑空间X 到Y 的一个映射，若它是一个单射，并且是从X 到它的象集()f X 的一个同胚，则称映射f 是一个 .答案：嵌入19、:f X Y →是拓扑空间X 到Y 的一个映射，如果它是一个满射，并且Y 的拓扑是对于映射f 而言的商拓扑，则称f 是一个 ;答案：商映射20、设,X Y 是两个拓扑空间，:f X Y →是一个映射，若X 中任何一个开集U 的象集()f U 是Y 中的一个开集，则称映射f 是一个 答案：开映射21、设,X Y 是两个拓扑空间，:f X Y →是一个映射，若X 中任何一个闭集U 的象集()f U 是Y 中的一个闭集，则称映射f 是一个 答案：闭映射22、若拓扑空间X 存在两个非空的闭子集,A B ,使得,A B A B X φ⋂=⋃=,则X 是一个 ；答案：不连通空间23、若拓扑空间X 存在两个非空的开子集,A B ,使得,A B A B X φ⋂=⋃=,则X 是一个 ；答案：不连通空间24、若拓扑空间X 存在着一个既开又闭的非空真子集，则X 是一个 答案：不连通空间25、设Y 是拓扑空间X 的一个连通子集，Z X ⊂满足Y Z Y ⊂⊂，则Z 也是X 的一个 ; 答案：连通子集26、拓扑空间的某种性质，如果为一个拓扑空间所具有也必然为它在任何一个连续映射下的象所具有，则称这个性质是一个 ；答案：在连续映射下保持不变的性质27、拓扑空间的某种性质，如果为一个拓扑空间所具有也必然为它的任何一个商空间所具有，则称这个性质是一个 ；答案：可商性质28、若任意1n ≥个拓扑空间12,,,n X X X ,都具有性质P ,则积空间12n X X X ⨯⨯⨯ 也具有性质P ，则性质P 称为 ;答案：有限可积性质29、设X 是一个拓扑空间，如果X 中有两个非空的隔离子集,A B ,使得A B X ⋃=,则称X 是一个 ；答案：不连通空间.三．判断（每题4分，判断1分，理由3分）1、．从离散空间到拓扑空间的任何映射都是连续映射( ) 答案:√理由：设X 是离散空间，Y 是拓扑空间，:f X Y →是连续映射，因为对任意A Y ⊂，都有1)f A X -⊂（,由于X 中的任何一个子集都是开集，从而1()f A -是X 中的开集，所以:f X Y →是连续的.2、设12, T T 是集合X 的两个拓扑，则12 T T ⋂不一定是集合X 的拓扑( )答案:× 理由：因为（1）12, T T 是X 的拓扑，故∈φ,X T 1，∈φ,X T ２，从而∈φ,X 12 T T ⋂； （２）对任意的∈B A ,T 1⋂T ２，则有∈B A ,T 1且∈B A ,T ２，由于T 1, T 2是X 的拓扑，故∈⋂B A T 1且∈⋂B A T 2，从而∈⋂B A T 1⋂T ２；（３）对任意的21T T T ⋂⊂'，则21,T T T T ⊂'⊂'，由于T 1, T 2是X 的拓扑，从而 U ∈T ’U ∈T 1, U ∈T ’U ∈T 2,故 U ∈T ’U ∈ T 1⋂T ２；综上有T 1⋂T ２也是X 的拓扑．3、从拓扑空间X 到平庸空间Y 的任何映射都是连续映射（ ）答案:√ 理由：设:f X Y →是任一满足条件的映射，由于Y 是平庸空间，它中的开集只有,Y φ,易知它们在f 下的原象分别是,X φ,均为X 中的开集，从而:f X Y →连续.4、设A 为离散拓扑空间X 的任意子集，则()d A φ= （ ）答案:√ 理由：设p 为X 中的任何一点，因为离散空间中每个子集都是开集， 所以{}p 是X 的开子集，且有{}{}()p A p φ-= ，即()p d A ∉,从而 ()d A φ=.5、设A 为平庸空间X （X 多于一点）的一个单点集，则()d A φ= （ ）答案：× 理由：设{}A y =,则对于任意,x X x y ∈≠,x 有唯一的一个邻域X ，且有()y X A x ∈⋂-,从而()X A x φ⋂-≠，因此x 是A 的一个凝聚点，但对于y 的唯一的邻域X ，有()X A y φ⋂-=,所以有()d A X A φ=-≠.6、设A 为平庸空间X 的任何一个多于两点的子集，则()d A X = （ ）答案：√ 理由：对于任意,x X ∈因为A 包含多于一点，从而对于x 的唯一的邻域X ，且有()X A x φ⋂-≠，因此x 是A 的一个凝聚点，即()x d A ∈，所以有()d A X =.7、设X 是一个不连通空间，则X 中存在两个非空的闭子集,A B ,使得,A B A B X φ⋂=⋃=（ ）答案：√理由：设X 是一个不连通空间，设,A B 是X 的两个非空的隔离子集使得A B X ⋃=,显然A B φ= ，并且这时有:()()B B X B A B B B =⋂=⋂⋃⋂=从而B 是X 的一个闭子集，同理可证A 是X 的一个闭子集，这就证明了,A B 满足,A B A B Xφ⋂=⋃=. 8、若拓扑空间X 中存在一个既开又闭的非空真子集，则X 是一个不连通空间( )√ 理由：这是因为若设A 是X 中的一个既开又闭的非空真子集，令B A '=，则,A B 都是X 中的非空闭子集，它们满足A B X ⋃=，易见,A B 是隔离子集，所以拓扑空间X 是一个不连通空. 五．简答题（每题4分）1、设X 是一个拓扑空间，,A B 是X 的子集，且A B ⊂.试说明()()d A d B ⊂.答案：对于任意()x d A ∈,设U 是x 的任何一个邻域，则有({})U A x φ⋂-≠,由于A B ⊂，从而({})({})U B x U A x φ⋂-⊃⋂-≠，因此()x d B ∈，故()()d A d B ⊂.2、设,,X Y Z 都是拓扑空间.:f X Y →, :g Y Z →都是连续映射，试说明:g f X Z → 也是连续映射.答案：设W 是Z 的任意一个开集，由于:g Y Z →是一个连续映射，从而1()g W -是Y 的一个开集，由:f X Y →是连续映射，故11(())f g W --是X 的一开集，因此 111()()(())g f W f g W ---= 是X 的开集，所以:g f X Z → 是连续映射.3、设X 是一个拓扑空间，A X ⊂.试说明：若A 是一个闭集，则A 的补集A '是一个开集. 答案：对于x A '∀∈,则x A ∉，由于A 是一个闭集，从而x 有一个邻域U 使得({})U A x φ⋂-=,因此U A φ⋂=，即U A '⊂,所以对任何x A '∈,A '是x 的一个邻域，这说明A '是一个开集.4、设X 是一个拓扑空间，A X ⊂.试说明：若A 的补集A '是一个开集，则A 是一个闭集. 答案：设x A ∉,则x A '∈,由于A '是一个开集，所以A '是x 的一个邻域，且满足A A φ'⋂=,因此x A ∉,从而A A ⊃,即有A A =，这说明A 是一个闭集.5、在实数空间R 中给定如下等价关系：~x y ⇔)1,(,-∞∈y x 或者)2,1[,∈y x 或者),2[,+∞∈y x设在这个等价关系下得到的商集]}2[],1[],0{[=Y ,试写出Y 的商拓扑T .答案：]}}1[],0{[]},0{[,,{Y φ= T 6、在实数空间R 中给定如下等价关系:~x y ⇔]1,(,-∞∈y x 或者]2,1(,∈y x 或者),2(,+∞∈y x设在这个等价关系下得到的商集]}3[],2[],1{[=Y ,试写出Y 的商拓扑T . 答案：{,,{[3]},{[2],[3]}}T Y φ= 7、在实数空间R 中给定如下等价关系：~x y ⇔)1,(,-∞∈y x 或者)2,1[,∈y x 或者),2[,+∞∈y x设在这个等价关系下得到的商集{[1],[1],[2]}Y =-,试写出Y 的商拓扑T . 答案：{,,{[1]},{[1],[1]}}T Y φ=-- 8、在实数空间R 中给定如下等价关系：~x y ⇔)1,(,-∞∈y x 或者)2,1[,∈y x 或者),2[,+∞∈y x设在这个等价关系下得到的商集{[2],[1],[2]}Y =-,试写出Y 的商拓扑T . 答案：{,,{[2]},{[2],[1]}}T Y φ=-- 9、在实数空间R 中给定如下等价关系:~x y ⇔]1,(,-∞∈y x 或者]2,1(,∈y x 或者),2(,+∞∈y x设在这个等价关系下得到的商集{[0],[2],[3]}Y =,试写出Y 的商拓扑T . 答案：{,,{[3]},{[2],[3]}}T Y φ= 10、在实数空间R 中给定如下等价关系:~x y ⇔]1,(,-∞∈y x 或者]2,1(,∈y x 或者),2(,+∞∈y x设在这个等价关系下得到的商集{[0],[2],[4]}Y =,试写出Y 的商拓扑T . 答案：{,,{[4]},{[2],[4]}}T Y φ= 11、在实数空间R 中给定如下等价关系:~x y ⇔]1,(,-∞∈y x 或者]2,1(,∈y x 或者),2(,+∞∈y x设在这个等价关系下得到的商集{[1],[2],[4]}Y =-,试写出Y 的商拓扑T . 答案：{,,{[4]},{[2],[4]}}T Y φ= 六、证明题（每题8分）1、设:f X Y →是从连通空间X 到拓扑空间Y 的一个连续映射.则()f X 是Y 的一个连通子集. 证明：如果()f X 是Y 的一个不连通子集，则存在Y 的非空隔离子集,A B 使得()f X A B =⋃ …………………………………………… 3分于是11(),()f A f B --是X 的非空子集，并且：111111111(()())(()())(()())(()())(()())f A f B f B f A f A f B f B f A f A B A B φ---------⋂⋃⋂⊂⋂⋃⋂=⋂⋃⋂= 所以11(),()f A f B --是X 的非空隔离子集 此外，1111()()()(())f A f B f A B f f X X----⋃=⋃==，这说明X 不连通，矛盾.从而()f X 是Y 的一个连通子集. ………………………… 8分2、设Y 是拓扑空间X 的一个连通子集, 证明: 如果A 和B 是X 的两个无交的开集使得B A Y ⋃⊂,则或者A Y ⊂,或者B Y ⊂.证明：因为B A ,是X 的开集，从而Y B Y A ⋂⋂,是子空间Y 的开集. 又因B A Y ⋃⊂中，故)()(Y B Y A Y ⋂⋃⋂= ………………… 4分由于Y 是X 的连通子集,则Y B Y A ⋂⋂,中必有一个是空集. 若Φ=⋂Y B ,则A Y ⊂;若Φ=⋂Y A ,则B Y ⊂………………… 8分3、设Y 是拓扑空间X 的一个连通子集, 证明: 如果A 和B 是X 的两个无交的闭集使得B A Y ⋃⊂,则或者A Y ⊂,或者B Y ⊂.证明：因为B A ,是X 的闭集，从而Y B Y A ⋂⋂,是子空间Y 的闭集. 又因B A Y ⋃⊂中，故)()(Y B Y A Y ⋂⋃⋂= ………………… 4分由于Y 是X 的连通子集,则Y B Y A ⋂⋂,中必有一个是空集. 若Φ=⋂Y B ,则A Y ⊂;若Φ=⋂Y A ,则B Y ⊂………………… 8分4、设Y 是拓扑空间X 的一个连通子集，Z X ⊂满足Y Z Y ⊂⊂，则Z 也是X 的一个连通子集. 证明：若Z 是X 的一个不连通子集，则在X 中有非空的隔离子集,A B 使得Z A B =⋃.因此Y A B ⊂⋃ ………………………………… 3分由于Y 是连通的，所以Y A ⊂或者Y B ⊂,如果Y A ⊂，由于Z Y A ⊂⊂，所以Z B A B φ⋂⊂⋂=，因此 B Z B φ=⋂=,同理可证如果Y B ⊂，则A φ=,均与假设矛盾.故Z 也 是X 的一个连通子集. …………………………………………………………………… 8分5、设{}Y γγ∈Γ是拓扑空间X 的连通子集构成的一个子集族.如果Y γγφ∈Γ≠ ,则Y γγ∈Γ 是X 的一个连通子集. 证明：若Y γγ∈Γ 是X 的一个不连通子集.则X 有非空的隔离子集,A B 使得Y A B γγ∈Γ=⋃ ………………………………………… 4分任意选取x Y γγ∈Γ∈ ,不失一般性，设x A ∈,对于每一个γ∈Γ，由于Y γ连通，从而Y A γγ∈Γ⊂ 及B φ=,矛盾，所以Y γγ∈Γ 是连通的. ………………………………………… 8分6、设A 是拓扑空间X 的一个连通子集，B 是X 的一个既开又闭的集合.证明：如果A B φ⋂≠,则A B ⊂.证明：若B X =,则结论显然成立.下设B X ≠,由于B 是X 的一个既开又闭的集合,从而A B ⋂是X 的子空间A 的一个既开又闭的子集………………………………… 4分由于A B φ⋂≠及A 连通，所以A B A ⋂=，故A B ⊂.………… 8分 7、设A 是连通空间X 的非空真子集. 证明:A 的边界()A φ∂≠. 证明：若()A φ∂=,由于()A A A --'∂=⋂,从而()()()()A A A A A A A A A A φ------'''''=⋂=⋂⋂⋃=⋂⋃⋂,故, A A '是X 的隔离子集 ………………………………………… 4分因为A 是X 的非空真子集,所以A 和A '均非空,于是X 不连通,与题设矛盾.所以()A φ∂≠. ……………………………………………… 8分下为点集拓扑学考试的辨析题和证明题，解答是本人自己写的，可能有错误或者不足，希望对大家的考试有帮助。