2016数学分析2复习题级数部分

第十五章 傅里叶级数一．填空题1. 设)(x f 是周期为π2的函数，在),[ππ-上的表达式为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<=<≤--=ππππx x x x f 0,2,0,0,0,2)(，则)(x f 的傅里叶系数=n a .2.若)(x f 在],[ππ-上按段光滑，则)(x f 在],[ππ-上的傅里叶级数()=++∑∞=10sin cos 2n n n nx b nx a a . 3. 设,0(),0,0x x f x x ππ≤≤⎧=⎨-≤<⎩则此函数的傅里叶级数在π=x 处收敛于 .4. 设⎪⎩⎪⎨⎧≤<=<<--=ππx x x x x x f 0,,0,0,0,)(22，则此函数的傅里叶级数在0=x 处收敛于 .5. 设⎩⎨⎧<≤<≤-50,3,05,0)(x x x f ，则此函数的傅里叶级数在0=x 处收敛于 .6. )(x f 是以π2为周期的连续函数，且在],[ππ-上按段光滑，则()=++∑∞=10sin cos 2n n n nx b nx a a . 二．选择题1.下列说法正确的是（ ）.A 若)(x f 是以π2为周期的函数，且在],[ππ-上可积，则)(x f 的傅里叶系数中的⎰-=ππnxdx x f b n sin )(， ,3,2,1=n.B 若)(x f 是以l 2为周期的函数，且在],[l l -上可积，则)(x f 的傅里叶系数中的⎰-=lln dx lxn x f a πcos)(， ,3,2,1=n .C 若)(x f 是以π2为周期的偶函数，且在],[ππ-上按段光滑，则)(x f 在],[ππ-上可展开成余弦级数∑∞=1cos n n nx a ..D 若)(x f 是以π2为周期的奇函数，且在],[ππ-上按段光滑，则)(x f 在],[ππ-上可展开成正弦级数∑∞=1sin n n nx b .2.设)(x f 是周期为π2的函数，在),[ππ-上的表达式为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<=<≤--=ππππx x x x f 0,4,0,0,0,4)(，则下列说法错误的是（ ）.A )(x f 在),(ππ-上可以展开成傅里叶级数. .B )(x f 的傅里叶展式在π=x 处收敛于4π. .C )(x f 的傅里叶展式在0=x 处收敛于0. .D )(x f 的傅里叶系数0=n a .3.设函数)(x f 满足)()(x f x f -=+π，则该函数的傅里叶级数具有性质（ ）.A 0=n a .B 0=n b .C 022==n n b a .D 01212==--n n b a4.设)(x f 是周期为π2的函数，在),[ππ-上的表达式为⎩⎨⎧<≤<<--=ππx x x f 0,4,0,4)(，则下列说法正确的是（ ）.A )(x f 的傅里叶展式在0=x 处收敛于4..B )(x f 的傅里叶展式在π-=x 处收敛于-4. .C )(x f 的傅里叶展式在π=x 处收敛于4. .D )(x f 的傅里叶展式在π±=x 处均收敛于0.5.将⎩⎨⎧<<-≤<-=42,3,20,1)(x x x x x f 在)4,0(上展开成余弦级数，则下面关说法错误的是（ ）.A )(x f 的傅里叶展式在2=x 处收敛于-1..B )(x f 的傅里叶展式在0=x 处收敛于1. .C )(x f 的傅里叶展式在4=x 处收敛于1. .D )(x f 的傅里叶展式在3=x 处收敛于1.6. 若将函数x x f =)(在)2,0(内展成正弦级数，则下列说法正确的是（ ）.A 40=a.B )(x f 的正弦级数展式在2=x 处收敛于2. .C 当)2,0(∈x 时，展成的正弦级数收敛于)(x f 本身. .D )(x f 在)2,0(内不能展成余弦级数三．判断题1. ,sin ,cos ,,2sin ,2cos ,sin ,cos ,1nx nx x x x x 是],[ππ-上的正交函数系. ( )2.若)(x f 是以π2为周期的函数，且在],[ππ-上按段光滑，则)(x f 在],[ππ-上的傅里叶级数收敛于)(x f 本身. （ ）3.若)(x f 在],[ππ-上按段光滑，则)(x f 在],[ππ-上可以展成傅里叶级数. （ ）4.函数)(x f 是在],[ππ-上的周期函数，且在],[ππ-上按段光滑，则)(x f 在],[ππ-上可以展成正弦级数. （ ）5.函数)(x f 的傅里叶级数在连续点处收敛于该点的函数值. ( )6.设函数,0(),0,0x x f x x ππ≤≤⎧=⎨-≤<⎩则此函数的傅里叶级数在x π=-处收敛于0.( )7. ,sin ,cos ,,2sin ,2cos ,sin ,cos ,1nx nx x x x x 是],0[π上的正交函数系. ( ) 8.x x f =)(在)2,0(上不能展成余弦级数. ( ) 9.2cos)(xx f =在],0[π上不能展成正弦级数. ( ) 10.若级数()∑∞=++10||||2||n n n b a a 收敛，则级数()∑∞=++10sin cos 2n n n nx b nx a a 在整个数轴上一致收敛. ( ) 四．计算题1.（1）将2)(xx f -=π在]2,0[π上展开成傅里叶级数；（2）利用展开式证明： +-+-=71513114π2.将x x f =)(在)1,1(-上展开成傅里叶级数.3.（1）将x x f =)(在]1,0[上展开成余弦级数； （2）根据展开式求()211.21n n ∞=-∑4.将x e x f =)(在],0[π上展开成正弦级数.5.求⎩⎨⎧<≤<<-=T x x T C x f 0,0,0,)(（C 是常数）在),[T T -上的傅里叶展开式.五．证明题1.设)(x f 在],[ππ-上可积或绝对可积，若对],[ππ-∈∀x ，成立)()(x f x f =+π，证明：01212==--n n b a .2.设周期为π2的可积函数)(x f 在],[ππ-的傅里叶系数为n n b a ,，函数)(x g 的傅里叶系数为n n b a ~,~，且)()(x f x g -=，证明：n n n n b b a a ==~,~.3.根据2)1()(-=x x f 在)1,0(的余弦级数展开式证明631211222π=+++ .4.已知帕萨瓦尔等式为∑⎰∞=-++=122202)(2)]([1n n n b a a dx x f πππ，（n n b a ,为)(x f 的傅里叶系数），利用),(,cos )1(431222πππ-∈-+=∑∞=x nx n x n n证明9031211444π=+++ . 5.已知),(,cos )1(431222πππ-∈-+=∑∞=x nx nx n n，利用逐项积分法证明3x 在),(ππ-的傅里叶级数为x n n n n sin )6()1(21322∑∞=--π第十六章——第十七章一、判断题1、设平面点集{}(,),D x y x y Z =∈，则(0,0)为其内点。

2016年全国2卷数学答案及解析1) The format errors in the article have been removed.2) ___.3) ___.Part I1.Multiple Choice: This n contains 12 ns。

each worth 5 points。

Choose the one n that best answers the n from the four provided.1) Given z = (m+3) + (m-1)i。

where z corresponds to a point in the fourth quadrant of the complex plane。

what is the range of possible values for m?A) (-3,1) (B) (-1,3) (C) (1,∞) (D) (-∞,-3)Answer] AAnalysis] To ensure that the point corresponding to z is in the fourth quadrant。

we need to satisfy the n that:m+3>0m-1<0Solving this system of inequalities yields -3 < m < 1.so the answer is A.Concept] Geometric n of complex numbersInsight] Problems involving the n of complex numbers and the n of corresponding points can be ___ real and imaginary parts of the complex number must ___ the complex number to algebraic form and write a system of ns (inequalities) for the real and imaginary parts.2) Given sets A = {1,2,3}。

2016年考研（数学二）真题试卷(题后含答案及解析) 题型有：1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1．设a1=x(cos一1)，a2=，a3=一1．当x→0+时，以上3个无穷小量按照从低阶到高阶的排序是__________．A．a1，a2，a3B．a2，a3，a1C．a2，a1，a3D．a3，a2，a1正确答案：B2．已知函数f(x)=则厂(x)的一个原函数是___________．A．F(x)=B．F(x)=C．F(x)=D．F(x)=正确答案：D3．反常积分①，②的敛散性为___________．A．①收敛，②收敛B．①收敛，②发散C．①发散，②收敛D．①发散，②发散正确答案：B4．设函数厂(x)在(一∞，+∞)内连续，其导函数的图形如图所示，则_________．A．函数f(x)有2个极值点，曲线y=f(x)有2个拐点B．函数f(x)有2个极值点，曲线y=f(x)有3个拐点C．函数f(x)有3个极值点，曲线y=f(x)有1个拐点D．函数f(x)有3个极值点，曲线y=f(x)有2个拐点正确答案：B5．设函数fi(x)(i=1，2)具有二阶连续导数，且fi(x0)，则_________．A．fx一fy=0B．fx+fy=0C．fx－fy=fD．fx+fx=f正确答案：D7．设A，B是可逆矩阵，且A与B相似，则下列结论错误的是_______．A．AT与BT相似B．A－1与B-1相似C．A+AT与B+BT相似D．A+A-1与B+B-1相似正确答案：C8．设二次型f(x1，X2，X3)=a()+2x1x2+2x2x3+2x1x3的正、负惯性指数分别为1，2，则___________．A．a&gt;1B．a&lt;一2C．一2&lt;a&lt;1D．a=1或a=一2正确答案：C填空题9．曲线y=+arctan(1+x2)的斜渐近线方程为_________·正确答案：y=x+10．极限____________．正确答案：sinl—cosl11．以y=x2一ex和y=x2为特解的一阶非齐次线性微分方程为________．正确答案：y一y=2x—x212．已知函数f(x)在(一∞，+∞)上连续，且f(x)=(x+1)2+2 f(t)dt，则当n≥2时，f(n)(0)=_________．正确答案：5.2n－113．已知动点P在曲线y=x3上运动，记坐标原点与点P间的距离为ι．若点P的横坐标对时间的变化率为常数υ0，则当点P运动到点(1，1)时，ι对时间的变化率是____________．正确答案：14．设矩阵等价，则a=________.正确答案：2解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

考点22 等比数列及其前n项和一、选择题1.(2015·新课标全国卷Ⅱ理科·T4)等比数列{an}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则a3+a5+a7= ( )A.21B.42C.63D.84【解析】选B.设等比数列的公比为q,则a1+a1q2+a1q4=21,又因为a1=3,所以q4+q2-6=0,解得q2=2,a3+a5+a7=(a1+a3+a5)q2=42.2.(2015·福建高考理科·T8)若a,b是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同的零点,且a,b,- 2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p+q的值等于( )A.6B.7C.8D.9【解题指南】利用等差、等比中项及根与系数的关系求解.【解析】选D.由题可得所以a>0,b>0,不妨设a>b,所以等比数列为a,-2,b或b,-2,a从而得到ab=4=q,等差数列为a,b,-2或-2,b,a从而得到2b=a-2,两式联立解出a=4,b=1,所以p=a+b=5,所以p+q=4+5=9.二、填空题3.（2015·安徽高考理科·T14）已知数列是递增的等比数列，，则数列的前项和等于【解题指南】先求出首项和公比，再由等比数列求和公式求解。

【解析】，所以。

答案：4. (2015·广东高考文科·T13)若三个正数a, b,c成等比数列,其中a=5+2,c=5-2,则b= .【解题指南】利用等比中项公式直接代入数据求解,同时注意a,b,c都是正数.【解析】因为三个正数a,b,c成等比数列,所以,因为b>0,所以b=1.答案:15.(2015·新课标全国卷Ⅰ文科·T13)数列{a n}中,a1=2, a n+1=2a n,S n为{a n}的前n项和,若S n=126,则n= .【解题指南】由a n+1=2a n确定数列{an}为首项a1=2,公比q=2的等比数列,然后利用等比数列的前n项和公式求解.【解析】因为a n+1=2a n，所以数列{a n}是首项a1=2，公比q=2的等比数列，由S n=126 ，可得n=6.答案:66.(2015·福建高考文科·T16)若a,b是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同的零点,且a,b,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p+q的值等于.【解题指南】利用等差、等比中项及根与系数的关系求解.【解析】由题可得所以a>0,b>0,不妨设a>b,所以等比数列为a,-2,b或b,-2,a,从而得到ab=4=q,等差数列为a,b,-2或-2,b,a,从而得到2b=a-2,两式联立解出a=4,b=1,所以p=a+b=5,所以p+q=4+5=9.答案:9三、解答题7.(2015·浙江高考文科·T17)已知数列{a n}和{b n}满足a1=2,b1=1,a n+1=2a n(nN*),b1+b2+b3+…+b n=b n+1-1(n∈N*).(1)求a n与b n.(2)记数列{a n·b n}的前n项和为T n,求T n.【解题指南】(1)根据数列递推关系式,确定数列的特点,得到数列的通项公式;(2)根据(1)问得到新的数列的通项公式,利用错位相减法进行数列求和.【解析】(1) （1）由，，得当时，，所以当时，，整理得，所以.（2）由（1）知，，所以所以所以8. （2015·安徽高考文科·T18）已知数列是递增的等比数列，且（1）求数列的通项公式；（2）设为数列的前n项和，，求数列的前n项和。

数学分析中的级数理论数学分析中的级数理论是数学分析学科的重要部分，研究了无限级数的收敛性、发散性、求和等重要性质。

无限级数，实质上就是将无穷多的数加在一起所得到的和，它们在物理、工程、经济等领域都有广泛应用。

第一章：无穷级数的定义与性质1.1 无穷级数的概念在数学中，无穷级数是具有形式 $\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 的无穷和，其中 $a_n$ 是数列 $\{ a_n \}$ 的第 $n$ 项。

1.2 无穷级数的收敛性和发散性无穷级数的收敛性和发散性是研究无穷级数的重要内容。

若 $\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 的部分和数列 $\{ s_n \}$ 收敛于$s$，则称无穷级数 $\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 收敛，记作$\sum_{n=1}^{\infty}a_n=s$，$s$ 称为无穷级数$\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 的和。

若 $\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 的部分和数列 $\{ s_n \}$ 发散，则称无穷级数 $\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 发散。

1.3 无穷级数收敛的充分条件无穷级数收敛的充分条件有：（1）级数 $\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 绝对收敛，则$\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 收敛。

（2）级数 $\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 单调递减且不为负数，则$\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 收敛。

1.4 级数收敛的判别法级数收敛的判别法有很多，这里只介绍比较常用的几种：（1）比较判别法设 ${a_n}$ 和 ${b_n}$ 是两个数列，则：若 $\sum_{n=1}^{\infty}b_n$ 收敛而 $|a_n| \leqslant b_n$，则$\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 绝对收敛。

若 $\sum_{n=1}^{\infty}b_n$ 发散而 $|a_n| \geqslant b_n$，则$\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ 发散。

2016高考 全国二卷数学试题及答案注意事项： 1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷3至5页.2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置.3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效.4. 考试结束后，将本试题和答题卡一并交回.第Ⅰ卷一. 选择题：本大题共12小题，每小题5分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.（1）已知(3)(1)i z m m =++-在复平面内对应的点在第四象限，则实数m 的取值范围是（A ）(31)-， （B ）(13)-，（C ）(1,)∞+（D ）(3)∞--， （2）已知集合{1,}A =2,3，{|(1)(2)0,}B x x x x =+-<∈Z ，则AB =（A ）{1}（B ）{12}，（C ）{0123}，，，（D ）{10123}-，，，， （3）已知向量(1,)(3,2)m =-，=a b ，且()⊥a +b b ，则m = （A ）－8 （B ）－6 （C ）6 （D ）8（4）圆2228130x y x y +--+=的圆心到直线10ax y +-= 的距离为1，则a= （A ）43-（B ）34-（C（D ）2（5）如图，小明从街道的E 处出发，先到F 处与小红会合，再一起到位于G 处的老年公寓参加志愿者活动，则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为（A ）24 （B ）18 （C ）12 （D ）9（6）右图是由圆柱与圆锥组合而成的几何体的三视图，则该几何体的表面积为（A ）20π （B ）24π （C ）28π （D ）32π（7）若将函数y =2sin 2x 的图像向左平移π12个单位长度，则评议后图象的对称轴为（A ）x =k π2–π6 (k ∈Z) （B ）x =k π2+π6 (k ∈Z) （C ）x =k π2–π12 (k ∈Z) （D ）x =k π2+π12 (k∈Z)（8）中国古代有计算多项式值的秦九韶算法，右图是实现该算法的程序框图.执行该程序框图，若输入的x =2，n =2，依次输入的a 为2，2，5，则输出的s =（A ）7 （B ）12 （C ）17 （D ）34 （9）若cos(π4–α)= 35，则sin 2α=（A ）725 （B ）15 （C ）–15 （D ）–725（10）从区间[]0,1随机抽取2n 个数1x ,2x ，…，n x ，学科&网1y ，2y ，…，n y ，构成n个数对()11,x y ，()22,x y ，…，(),n n x y ，其中两数的平方和小于1的数对共有m 个，则用随机模拟的方法得到的圆周率π 的近似值为（A ）4n m （B ）2n m （C ）4m n （D ）2m n（11）已知F 1，F 2是双曲线E 22221x y a b-=的左，右焦点，点M 在E 上，M F 1与x 轴垂直，sin 2113MF F ∠= ,则E 的离心率为（A（B ）32（C（D ）2（12）已知函数学.科网()()f x x ∈R 满足()2()f x f x -=-，若函数1x y x+=与()y f x =图像的交点为1122(,),(,),,(,),m mx y x y x y ⋅⋅⋅ 则1()mi i i x y =+=∑（A ）0 （B ）m （C ）2m （D ）4m第II 卷本卷包括必考题和选考题两部分.第(13)题~第(21)题为必考题，每个试题考生都必须作答.第(22)题~第(24)题为选考题，考生根据要求作答. 二、填空题：本大题共3小题，每小题5分(13)△ABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ，若cos A =45，cos C =513，a =1，则b = .(14)α、β是两个平面，m 、n 是两条直线，有下列四个命题： （1）如果m ⊥n ，m ⊥α，n ∥β，那么α⊥β. （2）如果m ⊥α，n ∥α，那么m ⊥n .（3）如果α∥β，m ⊂α，那么m ∥β. 学科.网（4）如果m ∥n ，α∥β，那么m 与α所成的角和n 与β所成的角相等. 其中正确的命题有 .(填写所有正确命题的编号）（15）有三张卡片，分别写有1和2，1和3，2和3。

数学分析第三版答案简介《数学分析第三版》是一本经典的数学教材，对于数学分析的基本概念、定理和方法进行了系统而全面的介绍。

本文档整理了《数学分析第三版》中的一部分习题答案，希望能够对读者巩固和检验所学知识提供帮助。

目录1.函数、极限与连续2.导数与微分3.一元函数的积分4.多元函数的积分5.级数与广义积分函数、极限与连续习题1.1-1证明下列函数的极限不存在：1.$f(x) = \\sin{\\left(\\frac{1}{x}\\right)}$2.$f(x) = \\frac{\\sin{x}}{x}$解答1.当x趋于0时，$\\frac{1}{x}$趋于无穷大。

由于正弦函数的周期是$2\\pi$，所以当x趋于无穷大时，$\\frac{1}{x}$趋于0。

因此，当x趋于0时，$f(x) =\\sin{\\left(\\frac{1}{x}\\right)}$不收敛。

2.当x趋于无穷大时，$\\sin{x}$在$[-\\pi, \\pi]$上做无限多次振荡。

而x也趋于无穷大，所以$\\frac{\\sin{x}}{x}$在无限多个点上振荡。

因此，当x趋于无穷大时，$f(x) = \\frac{\\sin{x}}{x}$不收敛。

习题1.1-2计算下列极限：1.$\\lim\\limits_{x \\to 0}{\\frac{\\sin{x}}{x}}$2.$\\lim\\limits_{x \\to \\infty}{\\frac{x^2 - 3x +2}{2x^2 + 5}}$3.$\\lim\\limits_{x \\to 1}{\\frac{x^2 - 1}{x - 1}}$解答1.根据拉’Hospital法则，$\\lim\\limits_{x \\to0}{\\frac{\\sin{x}}{x}} = \\lim\\limits_{x \\to0}{\\frac{\\cos{x}}{1}} = 1$。

§2 函数的幂级数展开由泰勒公式知道, 可以将满足一定条件的函数表示为一个多项式与一个余项的和. 如果能将一个满足适当条件的函数在某个区间上表示成一个幂级数, 就为函数的研究提供了一种新的方法.一、泰勒级数二、初等函数的幂级数展开式返回xx()(0)0,1,2,, nf n==定理14.11设f 在点0x 具有任意阶导数, 那么f 在区间00(,)x r x r -+上等于它的泰勒级数的和函数的0||x x r -<x 充分条件是: 对一切满足不等式的, 有lim ()0,n n R x ®¥=()n R x 0x 这里是f 在点泰勒公式的余项.本定理的证明可以直接从第六章本定理的证明可以直接从第六章§§3泰勒定理推出.如果f 能在点0x 的某邻域上等于其泰勒级数的和函数, 则称函数f 在点0x 的这一邻域内可以展开成泰勒级数, 并称等式¢¢() f x二、初等函数的幂级数展开式例2求k 次多项式函数2012()kk f x c c x c x c x=++++ 的幂级数展开式.解由于()!,,(0)0,,n n n c n k fn k £ì=í>îlim ()0,n n R x ®¥=总有因而¢¢()(0)(0)k f f例4()sin ,f x x =对于正弦函数有-¥+¥上有同样可证(或用逐项求导), 在(,)R=, 且用比式判别法容易求得级数(5)的收敛半径1当10-<<时, 因拉格朗日型余项不易估计, 故改x+-ln(1)x(1,1]这就证得在上下面讨论a不等于正整数时的情形, 这时(1)()1nn a a a q ---æön(7)1a =-当式中时就得到1 x(1)ln(1)--0x x例8求函数在处的幂级数展开x=n ¥x用类似方法可得1211æö复习思考题作业P63-64：2（1）（6）（9）；3（1）（3）。