高等数学试题

一、填空（每小题5分）2．微分方程好的通解为3．曲面3在点（2，1，0）处的法线方程为4．过点（3，1，－2）且与直线垂直的平面方程为5．幂级数的收敛区间为答案：其中函数人g具有二阶连续导数，5、（10分）计算曲线积分I其中L为圆周x’＋y’一a’的逆时外方向。答案：－。四、（10分）试求球体x’＋y’＋z‘＜Zz的质量，已知球体上任一点的密度与该点到原点的距离平方成正比。答案：＊切，足是常数””””］q”’～’”一五、（10分）计算曲面积分是曲面X—X‘＋／（0＜Z＜1）的外侧。竺室．二“——’2六、（10分）设P（x，y）一xy’o…     

变上限积分integral from n=a to x () f(t)dt的一个应用

本文将利用变上限定积分构造辅助函数的方法，建立并证明一类新的积分不等式。定理1设f（x）在［a，b］上连续，在（a，b）内可导，f（a）=0，如果．那么如果广（x）＞l，那么不等式（l）反向，且仅当人x）20，入。）一x－a或几。）一lr－a＋b＿I。＿。、上三二时等号成立。2”“。、——～。证明对于任意给定的t6［a，b」，构造函数对t求导数得：F’（t）二由厂（t）＞O，知f（）单调递增，又f（）一O，故f（）＞O，tC［a，hi又O＜／（t）＜1，．”．G’（t）＞O，G（t）单调递增。”．’G（a）一O．”．G（t）＞O即产（t）一G（t）f…     

关于函数平均值的一个例注

设y=f（x）是［a，b］上的一个可积函数。我们知道，f（x）在［a，b］上的平均值定义f［x（t）］在［a，B］上的平均值一般来说是不同于f（x）在［a，b］上的平均值，在具体问题的平均值计算中需要注意。以下举例说明：例求摆线的第一拱（0＜t＜2。）上点到原点距离平方的平均值。解法一距离平方为d’二x’＋y’一（t－SISt）’＋（l－COSt）’一t‘＋2－ZCOSt－Ztsiflt（0＜t＜2。）若取t为自变量，则平均值解法二若取x为自变昌（0＜x＜2。）则解法三取弧长S为自变量（（0＜S＜8），孤长S与参数t的关系为：当t—2知时，总弧长S一8，…     

关于曲线积分计算中常见的一种错误辨析

当把曲线积分化为定积分计算时，允许把曲线弧的方程代人被积函数式。但是，如果把曲线弧的方程先代人曲线积分的被积函数，将曲线积分变形后再计算，有时就会出现与原曲线积分不等价的曲线积分，导致所用计算方法的错误。本文就此问题举例辨析。以对坐标的曲线积分来说，它的计算法主要是根据下面的定理：［定理1沪设P（x，y）、Q（x，y）在有向曲线弧L上有定义且连续，L的参数方程为当参数t单调地由a变到卢时，点M（x，y）从L的起点A沿L运动到终点B，P（t）、～（t）在以a及产为端点的闭区间上具有一阶连续偏导数，且中’（t）＋gb’…     

利用Euler积分计算一些特殊函数的定积分

本文提到的特殊函数定积分，是指被积函数的原函数不能用初等函数表达，但其积分值存在的函数的定积分。Euler积分就是一例。计算这类积分主要是利用变量代换。例如计算Euler积分解作代换X=2t，则：就某些题目而言，若在变量代换的同时，再借助Euler积分，则计算会更简便。下面仅举凡例。方法同（Euler积分的变换）。例4求证当a’＜1时，积分对第一个积分作变换o＋0；一t，对第二个积分作变换点一0一t，对第三个积分作变换0－01一t，故利用Euler积分计算一些特殊函数的定积分@李文华$廊坊陆军导弹学院@李颖$廊坊陆军导弹学院…     

构造二次函数处理有关不等问题

函数思想是中学数学的重要思想方法之一有些数学问题，若能根据有关题设条件和结论中的信息，构造出适当的函数，常可使问题顺利获解．这里略举几例，谈谈构造二发函数处理有关不等问题．例1。、尸、y为8意三角形的三个内角，对于任意实数工、y、y，来证：Z‘十／十Z’＞Zxycos。＋Zyzcosg＋Zzxcosy．另析将待证式整理为关于X的二双函＞Zxycosa＋Zyzcosg＋Zzxcosy．氛热，这是根据二次国数f（）一ax’＋bx十c（a＞0），茬O＜O，则／（x）＞0；反之，老人工）＞0，则已＜0．这就晏门适二发函数解有关不等问题的常用方法．例2已知实数a、…     

泰勒公式的应用

（一）导教的近似计算与误差分析对于函数y=f（X），当f（X）用表达式给出，并且f’（X）不太复杂时，可以直接用f’（X）的表达式求此函数的导数值。但是在一些工程问题中，函数往往是用表格形式结出的（即所谓离散形式），例如，或者yk=f（xk）易求而f’（xk）不易求，怎样求f’（Xk）的近似值？在以下的讨论中，我们假定y=f（x）在X=X0附近具有适当高阶的连续导数。在学习导数概念时，遇到过三个极限式我们引入三个记号：把西人V人如分别叫做函数人X）在X处的、步长为h的一阶向前差分，一阶向后差分、一阶中心差分。根据极限和无穷小…     

西安工业学院·高等数学

一、解下列各题：（每题6分，共6O分）：1．求极限2．求极限3．设4．设7．计算积分8．计算积分9．计算积分IO设八r）二「。，l、］”二、设人。）在x一。可导，且人a）一肝求极限hd“’“n’5．（IO分）三、证明当。mpl时，。“＜丁二】·（l分）四、求由曲线y‘一上二一和它的渐近线所围成的面积。（1分）f（）在卜a，a］上的凹凸性。（1分）西安工业学院·高等数学     

确定曲线方程变量范围的几种常用方法

求满足某种条件的动点轨迹方程是解析几何的基本问题之一．具有某种条件的一切点，它的坐标应都是所求方程的解，因此在解题中常需讨论曲线方程的变量范围，去掉那些不满足条件的点，找回满足条件的点，使得曲线上所有的点都适合这个条件．下面通过实例例析几种确定曲线方程中变量范国的方法．1利用已知条件确定范围y2＝1（y≥0）上动点P，F为右焦点，正方形FPQM的顶点顺时针排列，求M点的轨迹方程．0），设M（x，y），易求得P点的坐标为代入,求得方程为由已知条件y≥0，所以，因此所求方程中变量x的范围是．2利用构成几何图形条件确定…     

用“柱壳法”求旋转体体积

对旋转体的体积，通常是取一个扁圆柱体的体积为体积微元，对于有些旋转体用这种方法计算有时比较困难，而采用“柱壳法”却较方便。定理设平面图形（如图1）绕y轴旋转所成旋转体的体积为证明在[a，b]上取小区间[x，x＋dx]以f（x）为高，dx为宽的矩形绕y轴旋转所得的圆柱形薄壳（也称柱壳）的体积的近似值2一八X）dX即为体积微元dV：推论平面图形0＜a＜x＜b，人（x）＜y＜人（x）绕y轴旋转所成旋转体的体积V为例1求y二sinx（0＜x＜。）与x轴所围图形绕y轴旋转所得立体的体积。解选X为积分变量，XE［o，d。在k，d上取小区间》，X十dX〕，…     

方差非负性的应用

方差的计算公式为S2人教版初中《代数》第三册），它又可化为9一上【】X～上（，IZI方差具有非负性，即5270，当且仅当xl—12一…一xu，SZ＝0，利用方差公式及其非负性，可以将不少数学问题转化为方差问题来解决．例1已知a，heR”，a＋b—1，求证a’＋bZk且2”证考虑a，b二项的方差例3已知实数x，y，z满足x－y＝6，cy＝zZ十9，求证：X一y·证工，y的方差为Y一言【x“十y“一二（x＋y广」”亏以x＋y）“一zry一青（x＋y广」一一子【一子X十一月．t＋o）1一一，J＞几4＝O，于是X一y·例4已知0＜6＜。，求函数y＝／厂工面F肩而十／而百…     

西北轻工业学院·高等数学试题

一、计算下列各题：［每小题4分、共28分］1．设,求在点（l,2,0）处函数u的全微分．2．试求函数的麦克劳林级数．3．试求幂级数的收敛区间．4试求微分方程的通解．5·已知曲线求对应于土一0的点处的切线方程与法平面方程．6·微分方程试写出通解的形式（不求解）．7试判断级数一的敛散性．二、设八X）可微,三、计算曲线积分,其中L早从点A（－1,0）到点B（l,0）的上半圆弧．四、计算曲面积5,共中2是曲面Z‘＋y’一4介于0＜Z＜6的部分．厂8分］证明：（1）点（o,o）处连续．（2）在点偏导数存在．（3）在点（0,0）不可微分．［10…     

偏导数与偏微分方程

我们知道，n元函数关于某个自变量的偏导数可理解为：固定其余的x－1个自变量xl1…，xi－1，xi＋1，…，xn，即令这些自变量为常数，这样几x；，…，xn）就是关于xi的一元函数，天就是f关于xi的导数。这样我们将多元函数的偏导数概念和一元函数的导数之间建立了联系，然后可用求解常微分方程的方法求解一些简单的偏微分方程。以下树中均设未知函数是充分光滑的。例1已知u（0，y）＝y，未满足方程的函数y＝u（x，y）解：由于正可理解为固定y，即令y为常数时X关于X的导数，故方程两边对X积分可得C（C，…ZC＋C式中C为积分常数。由于y为常…     

两条直线重合条件的运用

在《平面解析几何》课本中、两条直线平行和垂直的条件运用得比较充分，而对两条直线重合的条件则运用得不够．这在教与学两个方面都应引起汪意．下面想从三个方面谈一谈两条直线重俣条件的运用．1求直线的方程例1设在同一个坐标平面上的两个动点p（x，y）、Q（X’，y’），它们的坐标满足：x’＝x＋2y＋1，y’=2x＋3y－1．当动点P在不垂直于坐标轴的直线ｌ上移动上，动点Q在与直线ｌ垂直且过点A（1，2）的直线ｌ’上移动，求直线ｌ的方程．用设亘线l的S程为：Ax十By＋C—0①则直线l’的方程为：B（x1）A（yZ）＝0＠把已知X’、／的表…     

导数在证明积分等式中的应用

积分等式的证明，通常用定积分性质、换元积分法或分部积发法来完成。但由于导数与积分之间的密切联系，有时用导数来证明积分等式也十分方便。下面我们给出这种证明方法的几个例子。例1没人X）是以Z为周期的连续函数，证明这是大家熟知的定积分的一个基本性质，其证明通常利用定积分的性质和换元积分法来完成，下面我们利用导数来证明它。证将a看成是一个变量，设例2设八x）为连续函数，当然，此例用部分积分法也容易证明。由上面两例可以看出，欲证积分等式，可视其两端为某变量的函数等式，例如F（X）一G（X），若能证得P什）一O（x…     

图的1-因子、f-因子和(g,f)-因子

设G是一个图且有一个1-因子F,g和f是定义在V（G）上的非负整数值函数且对每个X∈V(G)有g（X）＜f(X)≤dG（x）,且f(v(G))为偶数．（i）若对每个xy∈F有f(x)=f(y)且G－{x,y}有一个（g,f)-因子,则G有一个（g,f)-因子;（ii）若对每个xy∈F有f(X）=f（y）且G-{X,y}有f-因子,则G有f-因子.     

二元全微分的原函数的求法

设du＝P（x，y）dx＋Q（x，y）dy，称P（x，y）dx＋Q（x，y）dy为函数u（x，y）的全微分，u（x，y）为P（x，y）dx＋Q（x，x）dx的一个原函数。若已知P（x，y）dx＋Q（x，y）dy为某一函数的全微分，如何求u（x，y）呢？今举例说明如下：例求全微分（x＋y）dx＋（x—y）dy的一个原函数。首先注意，在本题中P（x，y）一一函数的全微分，即存在原函数u（x，y），使有du（x，y）＝（x＋y）dx＋（x－y）dy．解法一，简单路径法可选取或为积分路径，即这里取则解法二，微分方程法由前式解得。（x，s）一专x’＋xv＋。s），其中。，）为y的一个…     

f[g(x)]的反函数与f~(-1)[g(x)]是两回事

求函数f[g(x)]的反函数与求f-1[g(x)]，许多人把它们看成一回事，因而在或题时会发生这样或那样的错误．求f[g(x)]的反函数是求复合函数的反函数，其反围数的复合过程恰好与原函数相反，即y而求f-1[g(x)]是在求出x=f(x)的反函数广f-1(x)之后，再求出反函数的复合函数．二者过程不同，不能混淆．1求f-1[g(x)]的反函娄例1已知f（X）一3X＋I，求人又十1）的反函数‘有人这样拉：f（X）一3X＋1的反函数是这种解法的错误是显而易见的，由上图进行核验知广’（“＋’）一百（“’‘人正确解法是：函数人X）一3X＋1的反函数是广‘（x）一百（X…     

证明某些不等式的一种方法

对于有些含有定积分的不等式的证明，常常可以把一常数变为参数而构造辅助函数，再利用函数的增减性等有效方法，给出了这样一类不等式的证明方法。下面我们通过几个简单例子来阐明这种方法。树三设f（）在［a，b】上具有二阶连续导数，且产（x）＞O，试证：分析只证明右边不等式，把不等式中常数b变为参数X，作出辅助函数则显然F（a）一0。若能证明函数F（x）是单调增的（广义增即可），就可得要证明的不等式。证明作辅助函数F＜夸＜x，（因为a＜x＜b）；由题设产（x）＞0，所以广（x）非减，从而知产（x》O，因此F（b）＞F（a）一0，…     

两类常见等式的证明

本文结合例题，说明两类常见等式的常用的证明方法。一、证明可微函数f（x）=C或等价于波形式的题目对于这类问题，我们可以通过证其等价命题f（X）=0来证明。例1特别地取a=1，代入上式得，即2例2证明：满足方程的函数是指数函数，其中为常数，C为任意常数。例3设周，x。是x’＋P（x）x2Q（x）的两个互异解，则对该方程的任一解人必有其中C为任意常数。又Y；yi、yZ、y是y‘＋p（2）y—Q（2）的解。由此可得：因而有二、证明某区间内存在一点e，满足F’（＄）—0或等价于该形的远目对于这类题目，我们可以以F（x）为辅助函数，在相应的…