最新同济大学第六版高等数学上下册课后习题答案7-5
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第八章多元函数的微分法及其应用§ 1 多元函数概念 一、设]),,([:,),(,),(22222y y x f y x y x y x y x f ϕϕ求-=+=. 二、求下列函数的定义域:1、2221)1(),(y x y x y x f ---=};1|),{(22≠+x y y x 2、xyz arcsin =};0,|),{(≠≤x x y y x三、求下列极限:1、222)0,0(),(sin lim y x yx y x +→(0)2、x y x xy3)2,(),()1(lim +∞→ (6e )四、证明极限242)0,0(),(lim y x yx y x +→不存在.证明:当沿着x 轴趋于(0,0)时,极限为零,当沿着2x y =趋于(0,0)时,极限为21, 二者不相等,所以极限不存在 五、证明函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=)0,0(),(,0)0,0(),(,1sin ),(22y x y x y x xy y x f 在整个xoy 面上连续。
证明:当)0,0(),(≠y x 时,为初等函数,连续),(y x f 。
当)0,0(),(=y x 时,)0,0(01sinlim 22)0,0(),(f yx xy y x ==+→,所以函数在(0,0)也连续。
所以函数在整个xoy 面上连续。
六、设)(2y x f y x z +++=且当y=0时2x z =,求f(x)及z 的表达式. 解:f(x)=x x -2,z y xy y x -++=2222§ 2 偏导数1、设z=xy xe xy + ,验证z x y +=∂∂+∂∂yz y x z x证明:x yx yx ye x ,e x y e y +=∂∂-+=∂∂y z x z ,∴z xy xe xy xy x y+=++=∂∂+∂∂yzy x z x2、求空间曲线⎪⎩⎪⎨⎧=+=Γ21:22y y x z 在点(1,21,23)处切线与y 轴正向夹角(4π)3、设yxy xy y x f arcsin )1(),(2-+=, 求)1,(x f x ( 1) 4、设yz x u =, 求xu ∂∂,yu ∂∂,zu ∂∂ 解:1-=∂∂y z x y z x u ,x x yz y u y zln 2-=∂∂x x y z u y zln 1=∂∂5、设222z y x u ++=,证明 :uz u y u x u 2222222=∂∂+∂∂+∂∂ 6、判断下面的函数在(0,0) 处是否连续?是否可导(偏导)?说明理由)0,0(0),(lim 00f y x f y x ==→→连续;21sinlim )0,0(xf x x →= 不存在,000lim)0,0(0=--=→y f y y7、设函数 f(x,y)在点(a,b )处的偏导数存在,求xb x a f b x a f x ),(),(lim--+→(2fx(a,b))§ 3 全微分 1、单选题(1)二元函数f(x,y)在点(x,y)处连续是它在该点处偏导数存在的 __________(A) 必要条件而非充分条件(B )充分条件而非必要条件 (C )充分必要条件(D )既非充分又非必要条件(2)对于二元函数f(x,y),下列有关偏导数与全微分关系中正确的是___(A) 偏导数不连续,则全微分必不存在(B )偏导数连续,则全微分必存在(C )全微分存在,则偏导数必连续(D )全微分存在,而偏导数不一定存在2、求下列函数的全微分:1)xy ez =)1(2dy x dx xy edz xy +-= 2))sin(2xy z =解:)2()cos(22xydy dx y xy dz +=3)zyx u =解:xdz x zyxdy x z dx x z y du z yz y z y ln ln 121-+=-3、设)2cos(y x y z -=,求)4,0(πdz解:dy y x y y x dx y x y dz ))2sin(2)2(cos()2sin(-+-+--=∴)4,0(|πdz =dy dx 24ππ-4、设22),,(yx zz y x f +=求:)1,2,1(df )542(251dz dy dx +-- 5、讨论函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠++=)0,0(),(,0)0,0(),(,1sin )(),(2222y x y x y x y x y x f 在(0,0)点处的连续性、偏导数、可微性解:)0,0(01sin )(lim 2222)0,0(),(f yx y x y x ==++→所以),(y x f 在(0,0)点处连续。
第八章多元函数的微分法及其应用§ 1 多元函数概念一、设]),,([:,),(,),(22222y y x f y x y x y x y x f ϕϕ求-=+=. 二、求下列函数的定义域:1、2221)1(),(y x y x y x f ---=};1|),{(22≠+x y y x 2、xyz arcsin =};0,|),{(≠≤x x y y x三、求下列极限:1、222)0,0(),(sin lim y x yx y x +→(0)2、x y x xy3)2,(),()1(lim +∞→ (6e )四、证明极限242)0,0(),(lim y x yx y x +→不存在.证明:当沿着x 轴趋于(0,0)时,极限为零,当沿着2x y =趋于(0,0)时,极限为21, 二者不相等,所以极限不存在 五、证明函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=)0,0(),(,0)0,0(),(,1sin ),(22y x y x y x xy y x f 在整个xoy 面上连续。
证明:当)0,0(),(≠y x 时,为初等函数,连续),(y x f 。
当)0,0(),(=y x 时,)0,0(01sinlim 22)0,0(),(f yx xy y x ==+→,所以函数在(0,0)也连续。
所以函数在整个xoy 面上连续。
六、设)(2y x f y x z +++=且当y=0时2x z =,求f(x)及z 的表达式.解:f(x)=x x -2,z y xy y x -++=2222 § 2 偏导数1、设z=xyxe xy + ,验证z x y +=∂∂+∂∂yz y x z x证明:x yx yx ye x ,e x y e y +=∂∂-+=∂∂y z x z ,∴z xy xe xy xy x y+=++=∂∂+∂∂yz y x z x2、求空间曲线⎪⎩⎪⎨⎧=+=Γ21:22y y x z 在点(1,21,23)处切线与y 轴正向夹角(4π)3、设yxy xy y x f arcsin )1(),(2-+=, 求)1,(x f x ( 1) 4、设yz x u =, 求xu ∂∂,yu ∂∂,zu ∂∂ 解:1-=∂∂y z x y z x u ,x x yz y u y zln 2-=∂∂x x y z u y zln 1=∂∂5、设222z y x u ++=,证明 : u zu y u x u 2222222=∂∂+∂∂+∂∂6、判断下面的函数在(0,0) 处是否连续?是否可导(偏导)?说明理由)0,0(0),(lim 00f y x f y x ==→→连续; 201sin lim )0,0(xf x x →= 不存在,000lim)0,0(0=--=→y f y y7、设函数 f(x,y)在点(a,b )处的偏导数存在,求xb x a f b x a f x ),(),(lim--+→(2f x (a,b)) § 3 全微分 1、单选题(1)二元函数f(x,y)在点(x,y)处连续是它在该点处偏导数存在的 __________(A) 必要条件而非充分条件(B )充分条件而非必要条件(C )充分必要条件(D )既非充分又非必要条件(2)对于二元函数f(x,y),下列有关偏导数与全微分关系中正确的是___(A) 偏导数不连续,则全微分必不存在(B )偏导数连续,则全微分必存在(C )全微分存在,则偏导数必连续(D )全微分存在,而偏导数不一定存在2、求下列函数的全微分:1)xy ez =)1(2dy x dx xy edz xy +-= 2))sin(2xy z =解:)2()cos(22xydy dx y xy dz +=3)zyx u =解:xdz x zyxdy x z dx x z y du z yz yz yln ln 121-+=-3、设)2cos(y x y z -=,求)4,0(πdz解:dy y x y y x dx y x y dz ))2sin(2)2(cos()2sin(-+-+--=∴)4,0(|πdz =dy dx 24ππ-4、设22),,(yx zz y x f +=求:)1,2,1(df )542(251dz dy dx +-- 5、讨论函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠++=)0,0(),(,0)0,0(),(,1sin )(),(2222y x y x y x y x y x f 在(0,0)点处的连续性、偏导数、可微性解:)0,0(01sin )(lim 2222)0,0(),(f yx y x y x ==++→所以),(y x f 在(0,0)点处连续。
第八章多元函数的微分法及其应用之吉白夕凡创作121.,0(0,0xoy 面上连续。
0,0)也连续。
所以在整个xoy 面上连续。
f(x)及z 的表达式. 解: 1、设2y 轴正向夹角3456理由不存在,a,b )处的偏导数存在,求x§ 3 全微分 1、单选题(1)二元函数f(x,y)在点(x,y)处连续是它在该点处偏导数存在的 __________(A) 需要条件而非充分条件(B )充分条件而非需要条件 (C )充分需要条件(D )既非充分又非需要条件(2)对于二元函数f(x,y),下列有关偏导数与全微分关系中正确的是___(A) 偏导数不连续,则全微分必不存在(B )偏导数连续,则全微分必存在(C)全微分存在,则偏导数必连续(D)全微分存在,而偏导数纷歧定存在0,0)点0,0)点处连1、2、3、8公式1、2、3、4、5、7、设z=z(x,y)几何中的应用1、 程2、3、4、t, 总有F(x,y,z)=0上任意一点的切平面都相交于一定点证明两边对t 求导,并令t=10,0,0)§ 7 方向导数与梯度1、 1)求该函数在点(1,2)在点(1,3大和最小的方向2、-1)处沿方向角为解::方向导数3、1,1,-11,1,t1,1,-14123. 1,1)处取得极值,求常数4、5、 欲造一个无盖的长方体容器,已知底部造价为3元/平方,正面造价均为1元/平方,现想用36元造一个容积最大的容器,求它的尺寸。
(长和宽2米,高3米)一、1(0,0)处不连续;D(0,0)处连续。
2A、需要条件;B、充分条件;C、既非需要也非充分条件。
3(0,0)点处 [ ]A、极限值为-1;C、连续; D、无极限。
4[ ](A)需要条件;(B)充分条件;(C)充要条件;(D)既非需要亦非充分条件。
5 [ ])极小值点;( B)驻点但非极值点;(C)极大值点;(D)最大值点。
6P(2,1,0)处的切平面方程是BD1 0 )12最小。
同济大学第六版高等数学上下册课后习题答案5-71. 判别下列各反常积分的收敛性, 如果收敛, 计算反常积分的值:(1)⎰+∞14xdx; 解 因为3131)31(lim 3131314=+-=-=-+∞→+∞-+∞⎰x x x dx x , 所以反常积分⎰+∞14x dx收敛, 且3114=⎰∞+x dx . (2)⎰+∞1xdx ;解 因为+∞=-==+∞→+∞∞+⎰22lim 211x xxdx x , 所以反常积分⎰+∞1xdx 发散.(3)dx e ax ⎰+∞-0(a >0); 解 因为aa e a e adx e ax x ax ax 11)1(lim 100=+-=-=-+∞→+∞-+∞-⎰, 所以反常积分dx e ax ⎰+∞-0收敛, 且adx e ax 10=⎰+∞-.(4)⎰+∞-0ch tdt e pt (p >1); 解 因为1]1111[21][21ch 20)1()1(0)1()1(0-=+--=+=+∞+--∞++--∞+-⎰⎰p p e pe p dt e e tdt e tp t p t p tp pt ,所以反常积分⎰+∞-0ch tdt e pt 收敛, 且1ch 20-=⎰∞+-p p tdt e pt .(5)⎰+∞-0sin tdt e pt ω(p >0, ω>0); 解⎰⎰+∞-+∞--=0cos 1sin t d e tdt ept ptωωω⎰⎰+∞-+∞-+∞--=-⋅+-=020sin 1)(cos 1cos 1t d e pdt pe t te pt pt pt ωωωωωωω⎰+∞-+∞--⋅+-=0202)(sin sin 1dt pe t pte p ptpt ωωωωω⎰+∞--=022sin 1tdt e p pt ωωω,所以 22sin w p tdt e pt +=⎰+∞-ωω.(6)⎰+∞∞-++222x x dx;解 πππ=--=+=++=++⎰⎰+∞∞-+∞∞-+∞∞-)2(2)1arctan()1(12222x x dxx x dx . (7)dx xx ⎰-121;解 这是无界函数的反常积分, x =1是被积函数的瑕点.11)1(lim 112110212=+--=--=--→⎰x x dx x x x .(8)⎰-22)1(x dx;解 这是无界函数的反常积分, x =1是被积函数的瑕点. 因为⎰⎰⎰-+-=-212102202)1()1()1(x dxx dx x dx , 而 +∞=--=-=--→⎰111lim 11)1(110102x x x dx x ,所以反常积分⎰-202)1(x dx发散.(9)⎰-211x xdx ;解 这是无界函数的反常积分, x =1是被积函数的瑕点.21232121]12)1(32[)111(1-+-=-+-=-⎰⎰x x dx x x x xdx322]12)1(32[lim 38231=-+--=+→x x x .(10)⎰-ex x dx 12)(ln 1.解 这是无界函数的反常积分, x =e 是被积函数的瑕点.2)arcsin(ln lim )arcsin(ln ln )(ln 11)(ln 111212π===-=--→⎰⎰x x x d x x x dx ex e ee.2. 当k 为何值时, 反常积分⎰+∞)(ln kx x dx收敛? 当k 为何值时, 这反常积分发散? 又当k 为何值时, 这反常积分取得最小值?解 当k <1时, +∞=-==+∞+-+∞+∞⎰⎰2122)(ln 11ln )(ln 1)(ln k kk x k x d x x x dx ;当k =1时, +∞===+∞+∞+∞⎰⎰222)ln(ln ln ln 1)(ln x x d x x x dxk ; 当k >1时,k k kkk x kx d x x x dx -+∞+-+∞+∞-=-==⎰⎰12122)2(ln 11)(ln 11ln )(ln 1)(ln . 因此当k >1时, 反常积分⎰+∞0)(ln k x x dx 收敛; 当k ≤1时, 反常积分⎰+∞0)(ln k x x dx发散. 当k >1时, 令kk k x x dx k f -∞+-==⎰10)2(ln 11)(ln )(, 则 )2ln ln 11()1(2ln ln )2(ln 2ln ln )2(ln 11)2(ln )1(1)(21112+---=----='---k k k k k f k kk. 令f '(k )=0得唯一驻点2ln ln 11-=k . 因为当2ln ln 111-<<k 时f '(k )<0, 当2ln ln 11->k 时f '(k )>0, 所以2ln ln 11-=k 为极小值点, 同时也是最小值点, 即当2ln ln 11-=k 时, 这反常积分取得最小值 3. 利用递推公式计算反常积分⎰+∞-=0dx e x I x n n . 解 因为101000-+∞--+∞-+∞-+∞-=+-=-==⎰⎰⎰n x n x n x n x n n nI dx e x n e x de x dx e x I ,所以 I n = n ⋅(n -1)⋅(n -2)⋅ ⋅ ⋅2⋅I 1. 又因为 1000001=-=+-=-==+∞-+∞-+∞-+∞-+∞-⎰⎰⎰xx x x x e dx e xe xde dx xe I ,所以 I n = n ⋅(n -1)⋅(n -2)⋅ ⋅ ⋅2⋅I 1=n !.。
同济六版高等数学课后答案全集第一章习题1-11. 设A =(-∞, -5)⋃(5, +∞), B =[-10, 3), 写出A ⋃B , A ⋂B , A\B 及A\(A\B)的表达式.2. 设A 、B 是任意两个集合, 证明对偶律: (A ⋂B)C =AC ⋃BC . .3. 设映射f : X →Y , A ⊂X , B ⊂X . 证明(1)f(A ⋃B)=f(A)⋃f(B);(2)f(A ⋂B)⊂f(A)⋂f(B).4. 设映射f : X →Y , 若存在一个映射g : Y →X , 使X I f g = , Y I g f = , 其中IX 、IY 分别是X 、Y 上的恒等映射, 即对于每一个x ∈X , 有IX x =x ; 对于每一个y ∈Y , 有IY y =y . 证明: f 是双射, 且g 是f 的逆映射: g =f -1.5. 设映射f : X →Y , A ⊂X . 证明:(1)f -1(f(A))⊃A ;(2)当f 是单射时, 有f -1(f(A))=A .6. 求下列函数的自然定义域:(1)23+=x y ;. (2)211x y -=; (3)211x x y --=;(4)241x y -=;(5)x y sin =; (6) y =tan(x +1);(7) y =arcsin(x -3); (8)x x y 1arctan 3+-=;. (9) y =ln(x +1);(10)x e y 1=.7. 下列各题中, 函数f(x)和g(x)是否相同?为什么?(1)f(x)=lg x2, g(x)=2lg x ;(2) f(x)=x , g(x)=2x ;(3)334)(x x x f -=,31)(-=x x x g .(4)f(x)=1, g(x)=sec2x -tan2x .8. 设⎪⎩⎪⎨⎧≥<=3|| 03|| |sin |)(ππϕx x x x , 求)6(πϕ, )4(πϕ, )4(πϕ-, ϕ(-2), 并作出函数y =ϕ(x)的图形.. 9. 试证下列函数在指定区间内的单调性:(1)x xy -=1, (-∞, 1);(2)y =x +ln x , (0, +∞).10. 设 f(x)为定义在(-l , l)内的奇函数, 若f(x)在(0, l)内单调增加, 证明f(x)在(-l , 0)内也单调增加.11. 设下面所考虑的函数都是定义在对称区间(-l , l)上的, 证明:(1)两个偶函数的和是偶函数, 两个奇函数的和是奇函数;(2)两个偶函数的乘积是偶函数, 两个奇函数的乘积是偶函数, 偶函数与奇函数的乘积是奇函数.12. 下列函数中哪些是偶函数, 哪些是奇函数, 哪些既非奇函数又非偶函数?(1)y =x2(1-x2);(2)y =3x2-x3;(3)2211x xy +-=;(4)y =x(x -1)(x +1);(5)y =sin x -cos x +1;(6)2x x aa y -+= 13. 下列各函数中哪些是周期函数?对于周期函数, 指出其周期:(1)y =cos(x -2);.(2)y =cos 4x ;(3)y =1+sin πx ;(4)y =xcos x ;(5)y =sin2x .14. 求下列函数的反函数:(1)31+=x y 错误!未指定书签。
最新同济大学第六版高等数学上下册课后习题答案7-5同济大学第六版高等数学上下册课后习题答案7-5仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢4习题7-51. 求过点(3, 0, -1)且与平面3x -7y +5z -12=0平行的平面方程. 解所求平面的法线向量为n =(3, -7, 5), 所求平面的方程为 3(x -3)-7(y -0)+5(z +1)=0, 即3x -7y +5z -4=0.2. 求过点M 0(2, 9, -6)且与连接坐标原点及点M 0的线段OM 0垂直的平面方程.解所求平面的法线向量为n =(2, 9, -6), 所求平面的方程为 2(x -2)+9(y -9)-6(z -6)=0, 即2x +9y -6z -121=0.3. 求过(1, 1, -1)、(-2, -2, 2)、(1, -1, 2)三点的平面方程. 解 n 1=(1, -1, 2)-(1, 1, -1)=(0, -2, 3),n 1=(1, -1, 2)-(-2, -2, 2)=(3, 1, 0),所求平面的法线向量为 k j i k j i n n n 69301332021++-=-=?=, 所求平面的方程为-3(x -1)+9(y -1)+6(z +1)=0, 即x -3y -2z =0.4. 指出下列各平面的特殊位置, 并画出各平面:(1)x =0;解 x =0是yOz 平面.(2)3y -1=0;解 3y -1=0是垂直于y 轴的平面, 它通过y 轴上的点)0 ,31 ,0(. (3)2x -3y -6=0;仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢4解 2x -3y -6=0是平行于z 轴的平面, 它在x 轴、y 轴上的截距分别是3和-2. (4)03=-y x ;解 03=-y x 是通过z 轴的平面, 它在xOy 面上的投影的斜率为33. (5)y +z =1;解 y +z =1是平行于x 轴的平面, 它在y 轴、z 轴上的截距均为1.(6)x -2z =0;解 x -2z =0是通过y 轴的平面.(7)6x +5-z =0.解 6x +5-z =0是通过原点的平面.5. 求平面2x -2y +z +5=0与各坐标面的夹角的余弦.解此平面的法线向量为n =(2, -2, 1).此平面与yOz 面的夹角的余弦为 321)2(22||||) ,cos(cos 122^=+-+=??==i n i n i n α; 此平面与zOx 面的夹角的余弦为 321)2(22||||) ,cos(cos 122^-=+-+-=??==j n j n j n β; 此平面与xOy 面的夹角的余弦为 311)2(21||||) ,cos(cos 122^=+-+=??==k n k n k n γ.仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢46. 一平面过点(1, 0, -1)且平行于向量a =(2, 1, 1)和b =(1, -1, 0), 试求这平面方程.解所求平面的法线向量可取为 k j i k j i b a n 3011112-+=-=?=, 所求平面的方程为(x -1)+(y -0)-3(z +1)=0, 即x +y -3z -4=0.7. 求三平面x +3y +z =1, 2x -y -z =0, -x +2y +2z =3的交点.解解线性方程组=++-=--=++3220213z y x z y x z y x得x =1, y =-1, z =3. 三个平面的交点的坐标为(1, -1, 3).8. 分别按下列条件求平面方程:(1)平行于zOx 面且经过点(2, -5, 3);解所求平面的法线向量为j =(0, 1, 0), 于是所求的平面为0?(x -2)-5(y +5)+0?(z -3)=0, 即y =-5.(2)通过z 轴和点(-3, 1, -2);解所求平面可设为Ax +By =0.因为点(-3, 1, -2)在此平面上, 所以-3A +B =0,将B =3A 代入所设方程得Ax +3Ay =0,所以所求的平面的方程为仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢4 x +3y =0,(3)平行于x 轴且经过两点(4, 0, -2)和(5, 1, 7).解所求平面的法线向量可设为n =(0, b , c ). 因为点(4, 0, -2)和(5, 1, 7)都在所求平面上, 所以向量n 1=(5, 1, 7)-(4, 0, -2)=(1, 1, 9)与n 是垂直的, 即b +9c =0, b =-9c ,于是 n =(0, -9c , c )=-c (0, 9, -1).所求平面的方程为9(y -0)-(z +2)=0, 即9y -z -2=0.9. 求点(1, 2, 1)到平面x +2y +2z -10=0的距离.解点(1, 2, 1)到平面x +2y +2z -10=0的距离为 1221|1012221|222=++-?+?+=d .。
习题 1-71. 当x →0时, 2x -x 2 与x 2-x 3相比, 哪一个是高阶无穷小?解 因为02lim 2lim 202320=--=--→→xx x x x x x x x , 所以当x →0时, x 2-x 3是高阶无穷小, 即x 2-x 3=o (2x -x 2).2. 当x →1时, 无穷小1-x 和(1)1-x 3, (2))1(212x -是否同阶?是否等价? 解 (1)因为3)1(lim 1)1)(1(lim 11lim 212131=++=-++-=--→→→x x xx x x x x x x x , 所以当x →1时, 1-x 和1-x 3是同阶的无穷小, 但不是等价无穷小.(2)因为1)1(lim 211)1(21lim 121=+=--→→x x x x x , 所以当x →1时, 1-x 和)1(212x -是同阶的无穷小, 而且是等价无穷小. 3. 证明: 当x →0时, 有:(1) arctan x ~x ;(2)2~1sec 2x x -. 证明 (1)因为1tan lim arctan lim 00==→→y y xx y x (提示: 令y =arctan x , 则当x →0时, y →0),所以当x →0时, arctan x ~x .(2)因为1)22sin 2(lim 22sin 2lim cos cos 1lim 2211sec lim 202202020===-=-→→→→x x x x x x x x x x x x x , 所以当x →0时, 2~1s e c 2x x -. 4. 利用等价无穷小的性质, 求下列极限:(1)xx x 23tan lim 0→; (2)mn x x x )(sin )sin(lim 0→(n , m 为正整数); (3)xx x x 30sin sin tan lim -→; (4))1sin 1)(11(tan sin lim 320-+-+-→x x x x x . 解 (1)2323lim 23tan lim 00==→→x x x x x x .(2)⎪⎩⎪⎨⎧<∞>===→→mn m n m n x x x x m n x m n x 0 1lim )(sin )sin(lim 00. (3)21cos 21lim sin cos cos 1lim sin )1cos 1(sin lim sin sin tan lim 220203030==-=-=-→→→→x x x x x x xx x x x x x x x x . (4)因为32221)2(2~2s i n t a n 2)1(c o s t a n t a n s i n x x x x x x x x x -=⋅--=-=-(x →0), 23232223231~11)1(11x x x x x ++++=-+(x →0), x x x x x ~s i n ~1s i n 1s i n 1s i n 1++=-+(x →0), 所以 33121l i m )1s i n 1)(11(tan sin lim 230320-=⋅-=-+-+-→→x x x x x x x x x .5. 证明无穷小的等价关系具有下列性质:(1) α ~α (自反性);(2) 若α ~β, 则β~α(对称性);(3)若α ~β, β~γ, 则α~γ(传递性).证明 (1)1lim =αα, 所以α ~α ; (2) 若α ~β, 则1lim =βα, 从而1lim =αβ. 因此β~α ; (3) 若α ~β, β~γ, 1lim lim lim =⋅=βαγβγα. 因此α~γ.。
同济大学第六版高等数学上下册课后习题
答案7-5
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习题7-5
1. 求过点(3, 0, -1)且与平面3x -7y +5z -12=0平行的平面方程. 解 所求平面的法线向量为n =(3, -7, 5), 所求平面的方程为 3(x -3)-7(y -0)+5(z +1)=0, 即3x -7y +5z -4=0.
2. 求过点M 0(2, 9, -6)且与连接坐标原点及点M 0的线段OM 0垂直的平面方程.
解 所求平面的法线向量为n =(2, 9, -6), 所求平面的方程为 2(x -2)+9(y -9)-6(z -6)=0, 即2x +9y -6z -121=0.
3. 求过(1, 1, -1)、(-2, -2, 2)、(1, -1, 2)三点的平面方程. 解 n 1=(1, -1, 2)-(1, 1, -1)=(0, -2, 3),
n 1=(1, -1, 2)-(-2, -2, 2)=(3, 1, 0),
所求平面的法线向量为 k j i k j i n n n 6930
1332021++-=-=⨯=, 所求平面的方程为
-3(x -1)+9(y -1)+6(z +1)=0, 即x -3y -2z =0.
4. 指出下列各平面的特殊位置, 并画出各平面:
(1)x =0;
解 x =0是yOz 平面.
(2)3y -1=0;
解 3y -1=0是垂直于y 轴的平面, 它通过y 轴上的点)0 ,3
1 ,0(. (3)2x -3y -6=0;
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解 2x -3y -6=0是平行于z 轴的平面, 它在x 轴、y 轴上的截距分别是3和-2. (4)03=-y x ;
解 03=-y x 是通过z 轴的平面, 它在xOy 面上的投影的斜率为3
3. (5)y +z =1;
解 y +z =1是平行于x 轴的平面, 它在y 轴、z 轴上的截距均为1.
(6)x -2z =0;
解 x -2z =0是通过y 轴的平面.
(7)6x +5-z =0.
解 6x +5-z =0是通过原点的平面.
5. 求平面2x -2y +z +5=0与各坐标面的夹角的余弦.
解 此平面的法线向量为n =(2, -2, 1).
此平面与yOz 面的夹角的余弦为 3
21)2(22||||) ,cos(cos 122^=+-+=⋅⋅==i n i n i n α; 此平面与zOx 面的夹角的余弦为 3
21)2(22||||) ,cos(cos 122^-=+-+-=⋅⋅==j n j n j n β; 此平面与xOy 面的夹角的余弦为 3
11)2(21||||) ,cos(cos 122^=+-+=⋅⋅==k n k n k n γ.
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6. 一平面过点(1, 0, -1)且平行于向量a =(2, 1, 1)和b =(1, -1, 0), 试求这平面方程.
解 所求平面的法线向量可取为 k j i k j i b a n 30
11112-+=-=⨯=, 所求平面的方程为
(x -1)+(y -0)-3(z +1)=0, 即x +y -3z -4=0.
7. 求三平面x +3y +z =1, 2x -y -z =0, -x +2y +2z =3的交点.
解 解线性方程组
⎪⎩⎪⎨⎧=++-=--=++3
220213z y x z y x z y x
得x =1, y =-1, z =3. 三个平面的交点的坐标为(1, -1, 3).
8. 分别按下列条件求平面方程:
(1)平行于zOx 面且经过点(2, -5, 3);
解 所求平面的法线向量为j =(0, 1, 0), 于是所求的平面为 0⋅(x -2)-5(y +5)+0⋅(z -3)=0, 即y =-5.
(2)通过z 轴和点(-3, 1, -2);
解 所求平面可设为Ax +By =0.
因为点(-3, 1, -2)在此平面上, 所以
-3A +B =0,
将B =3A 代入所设方程得
Ax +3Ay =0,
所以所求的平面的方程为
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(3)平行于x 轴且经过两点(4, 0, -2)和(5, 1, 7).
解 所求平面的法线向量可设为n =(0, b , c ). 因为点(4, 0, -2)和(5, 1, 7)都在所求平面上, 所以向量n 1=(5, 1, 7)-(4, 0, -2)=(1, 1, 9)与n 是垂直的, 即
b +9
c =0, b =-9c ,
于是 n =(0, -9c , c )=-c (0, 9, -1).
所求平面的方程为
9(y -0)-(z +2)=0, 即9y -z -2=0.
9. 求点(1, 2, 1)到平面x +2y +2z -10=0的距离.
解 点(1, 2, 1)到平面x +2y +2z -10=0的距离为 12
21|1012221|222=++-⨯+⨯+=
d .。