级高数新期末考试题及答案
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级高数新期末考试题及
答案
IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
10级高数A2期末考试题及答案
一、填空题(每题3分,共24分)
1.微分方程054yyy的通解为xxeCeCy251.
2.设函数2232yxz,则全微分dz___ydyxdx64______
3.椭球面522222zyx在点(1,1,1)处的切平面方程为
___522zyx_
4.设积分区域4:22yxD,则二重积分Ddxdyyxf),(在极坐标下化为二次积
分为______
202
0
)sin,cos(rdrrrfd
___
5.设积分区域为11,11,11:zyxΩ,则三重积分
Ωdxdydz2
____16_____
6.设L是圆周222yx,则对弧长的曲线积分Ldsyx)(22____24_____
7.无穷级数4332211nnu的通项nu__1nn___.
8.函数xxf211)(展开成x的幂级数为_____0)2(nnnx_____.
二、计算下列各题(每题7分,共63分)
1、求微分方程0)1()1(dyydxx的通解.
解:分离变量:dyydxx)1()1(
两边积分,得通解
Cyyxx
22
212
1
2、设函数2223cosyxxyz,求xz,yz,yxz2
解:
x
xyxyxxyxyxz6sin6)(sin22
3、设函数yxxfz,3,其中f是可微函数,求xz,yz.
解:213ffxz,
2
fyz
4、求函数1245),(22xyxyxyxf的极值.
求偏导数2410yxfx,
yxf
y
24
令
0
x
f
,0yf解得驻点2,1yx
求二阶偏导数
10
xx
f
,2yyf,4xyf,于是有042BAC,且0A
所以,在点)2,1(处,函数取极小值0)2,1(f
5、计算二重积分
DyxyxIdd)1(
2
,其中D是由直线xy,
xy2
及y轴所围成的区域.
解:原式=
xxdyyxdx2210)1(
1032)2222(dxxxx
6
7
6、计算对坐标的曲线积分Ldyyxdxy)21()31(,其中L为从)0,2(A到
)0,2(B
的上半圆周
2
4xy
,取逆时针方向.
解:yxQyP21,312,3xQyP,
1
yPx
Q
补线:
xyL,0:
1
从-2到2
则
1)21()31(Ldyyxdxy
422dx
由格林公式,
2)21()31(1DLLdxdydyyxdxy
于是,
11LLLI
42
7.用高斯公式计算积分dxdyzydzdxyxdydzzxI)()()(,其中曲面为
圆柱面
1
22
yx
及平面3,0zz所围成的圆柱体的整个边界曲面的外侧。
解:zyRyxQzxP,,,
1,1,1
zRyQx
P
由高斯公式,原式
dv3
339
8、判断级数
13)1(2n
n
n
n
的敛散性.
解:
3311)1(2)2()1(2limlimnnnnuunnnnnn12)2()1(2lim3
2
nnnn
由比值审敛法知,级数发散。
9.求幂级数
12n
n
n
x
的收敛区间.
解:
x
nxnxuunnnnnn3311)1(
limlim
所以,当1x,即11x时,级数收敛。收敛区间为)1,1(
三、(本题9分)某厂要用铁板做成一个体积为
3
8m
的有盖长方体水箱。问当长、
宽、高分别取怎样的尺寸时,才能使用料最省。
解:设水箱的长宽高分别为zyx,,,则水箱的表面积为xzyzxyS222
题目欲求函数xzyzxyS222在满足条件8xyz时的最小值。
令)8(222xyzxzyzxyL,则由
022yzzyL
x
,
022xzzxL
y
,022xyxyLx,08xyzL
解得唯一驻点2zyx
由问题的实际背景知,一定存在最小值。
因此当2zyx时,表面积最小,即最省料。
四、(本题4分)证明:无穷级数
1)122(n
nnn
收敛,且其和为21
证明:级数的前n项和为
由级数收敛性的定义知,该级数收敛,且其和为21