数学分析课后习题答案--高教第二版(陈纪修)--14章
陈纪修《数学分析》配套题库【课后习题】(数列极限)
第2章数列极限 §1 实数系的连续性 1．（1）证明不是有理数； （2）是不是有理数？ 证明：（1）可用反证法若是有理数，则可写成既约分数．由可知m是偶数，设，于是有，从而得到n是偶数，这与是既约分数矛盾．（2）不是有理数．若是有理数，则可写成既约分数，于是 ，即是有理数，这与（1）的结论矛盾．2．求下列数集的最大数、最小数，或证明它们不存在： 解：min A＝0；因为，有，所以max A不存在．；因为，使得，于是有 ，所以min B不存在． max C与min C都不存在，因为，所以max C与min C都不存在．
3．A，B是两个有界集，证明： （1）A∪B是有界集； （2）也是有界集． 证明：（1）设，有，有，则，有 ． （2）设，有，有，则，有 ． 4．设数集S有上界，则数集有下界．且． 证明：设数集S的上确界为sup S，则对，有-x≤sup S，即；同时对，存在，使得，于是．所以-sup S为集合T的下确界，即． 5．证明有界数集的上、下确界惟一． 证明：设sup S既等于A，又等于B，且A 7．证明非空有下界的数集必有下确界． 证：参考定理2.1.1的证明．具体过程略． 8．设并且，证明： （1）S没有最大数与最小数； （2）S在Q内没有上确界与下确界． 证：（1）．取有理数r>0充分小，使得，于是．即，所以S没有最大数．同理可证S没有最小数． （2）反证法．设S在Q内有上确界，记（m，n∈N+且m，n互质），则显然有．由于有理数平方不能等于3，所以只有两种可能： （i），由（1）可知存在充分小的有理数r>0，使得，这 说明，与矛盾； （ii），取有理数r>0充分小，使得，于是 ，这说明也是S的上界，与矛盾．所以S没有上确界． 同理可证S没有下确界． §2 数列极限 第十章 曲线积分 一、证明题 1.证明:若函数f 在光滑曲线L:x=x(t),y=y(t)(β≤≤αt )上连续，则存在点()L y ,x 00∈，使得，()?L ds y ,x f =()L y ,x f 00? 其中L ?为L 的长。 二、计算题 1.计算下列第一型曲线积分: (1) ()?+L ds y x ,其中L 是以0(0,0),A(1,0)B(0,1)为顶点的三角形; (2) ()?+L 2122ds y x ,其中L 是以原点为中心,R 为半径的右半圆周; (3) ?L xyds ,其中L 为椭圆22a x +22 b y =1在第一象限中的部分; (4) ?L ds y ,其中L 为单位圆22y x +=1; (5) () ?++L 222ds z y x ,其中L 为螺旋线x=acost,y=asinr, z=bt(π≤≤2t 0)的一段; (6) ?L xyzds ,其中L 是曲线x=t,y=3t 232,z=2t 2 1 ()1t 0≤≤的一段; (7) ?+L 22ds z y 2,其中L 是222z y x ++=2a 与x=y 相交的圆周. 2.求曲线x=a,y=at,z=2at 21(0a ,1t 0>≤≤)的质量,设其线密度为a z 2=ρ, 3.求摆线x=a(t －sint),y=a(1－cost)(π≤≤t 0)的重心,设其质量分布是均匀的. 4.若曲线以极坐()θρ=ρ()21θ≤θ≤θ表示,试给出计算 ()?L ds y ,x f 的公式.并用此公式计算下列曲线积分. (1)? +L y x ds e 22,其中L 为曲线ρ=a ??? ??π≤θ≤40的一段; (2)?L xds ,其中L 为对数螺线θ=ρx ae (x>0)在圆r=a 内的部分. 5.设有一质量分布不均匀的半圆弧,x=rcos θ,y=rsin θ(π≤θ≤0),其线密度θ=ρa (a 为常数),求它对原点(θ,0)处质量为m 的质点的引力. 6.计算第二型曲线积分: (1) ?-L ydx xdy ,其中L 为本节例2的三种情形; (2) ()?+-L dy dx y a 2,其中L 为摞线x=a(t-sint),y=a(1-cost)(π≤≤2t 0)沿t 增加方向的 一段; (3) ?++-L 22y x ydy xdx ,其中L 为圆周222a y x =+,依逆时针方向; (4)?+L xdy sin ydx ,其中L 为y=sinx(π≤≤x 0) 与x 轴所围的闭曲线,依顺时针方向; (5)?++L zdz ydy xdx ,其中L 为从(1,1,1)到(2,3,4)的直线段. 7.质点受力的作用,力的反方向指向原点,大小与质点离原点的距离成正比,若质点由(a,0)沿椭圆移动到(0,b),求力所作的功. 8.设质点受力的作用,力的方向指向原点,大小与质点到xy 平面的距离成反比,若质点沿直线x=at,y=bt,z=ct(0c ≠) 从M(a,b,c)到N(2a,2b,2c),求力所作的功. 9.计算沿空间曲线的第二型曲线积分: (1) ?L xyzddz ,其中L 为x 2+y 2+z 2=1与y=z 相交的圆,其方向按曲线依次经过1,2,7,8卦限; (2) ()()() ?-+-+-L 222222dz y x dy x z dx z y ,其中L 为球面x 2+y 2+z 2=1在第一卦限部分的边界线,其方向按曲线依次经过xy 平面部分,yz 平面部分和zx 平面部分 . 第五章 导数和微分 习题 §5.1导数的概念 1、已知直线运动方程为2510t t s +=，分别令01.0,1.0,1=?t ，求从t=4至t t ?+=4这一段时间内运动的平均速度及时的瞬时速度。 2、等速旋转的角速度等于旋转角与对应时间的比，试由此给出变速旋转的角速度的定义。 3、设4)(,0)(00='=x f x f ，试求极限 x x x f x ?+?→?) (lim 00 。 4、设? ??<+≥=,3,, 3,)(2x b ax x x x f 试确定的a,b 值，使f 在x=3处可导。 5、试确定曲线y x ln =上哪些点的切线平行于下列直线： （1）;1-=x y （2）32-=x y 6、求下列曲线在指定点P 的切线方程与法线方程： （1）).1,0(,cos )2();1,2(,4 2 p x y p x y == 7、求下列函数的导函数： ? ??<≥+==,0,1, 0,1)()2(;)()1(3 x x x x f x x f 8、设函数 ?? ???=≠=,0,0, 0,1sin )(x x x x x f m （m 为正整数）， 试问：（1）m 等于何值时,f 在x=0连续； （2）m 等于何值时,f 在x=0可导； （3）m 等于何值时,f '在x=0连续。 9、求下列函数的稳定点： (1)f(x)=sinx-cosx ；(2)x x x f ln )(-=。 10、设函数f 在点0x 存在左右导数，试证明f 在点0x 连续。 11、设0)0()0(='=g g ，?? ??? =≠=,0,0, 0,1sin )()(x x x x g x f 习题 1．验证下列等式 （1） C x f dx x f +='?)()( （2）?+=C x f x df )()( 证明 （1）因为)(x f 是)(x f '的一个原函数，所以?+='C x f dx x f )()(. （2）因为C u du +=?, 所以? +=C x f x df )()(. 2．求一曲线)(x f y =, 使得在曲线上每一点),(y x 处的切线斜率为x 2, 且通过点 )5,2(. 解 由导数的几何意义, 知x x f 2)(=', 所以C x xdx dx x f x f +=='= ??22)()(. 于是知曲线为C x y +=2 , 再由条件“曲线通过点)5,2(”知，当2=x 时，5=y , 所以 有 C +=2 25, 解得1=C , 从而所求曲线为12 +=x y 3．验证x x y sgn 2 2 =是||x 在),(∞+-∞上的一个原函数. 证明 当0>x 时, 22x y =, x y ='; 当0 数学分析第三版答案下册 【篇一：2015年下学期数学分析(上)试卷a参考答案】> 一、填空题（每小题3分，共15分）： 1、126； 2、2； 3、1?x?x2???xn?o(xn)； 4、arcsinx?c （或?arccos x?c）；5、2. 二、选择题（每小题3分，共15分） 1、c; 2、a； 3、a； 4、d； 5、b 三、求极限（每小题5分，共10分） 1??1、lim1?2? 2、limxlnx ?n??x?0 ?n? ? n 1?? ?lim?1?2?n??n?? 1 n n2? 1n 1 lnx（3分） ?lim?li?? x?0x?011 ?2 xx （3分） (?x)?0 （2分）?lime?1（2分） ?lim? n?? x?0 3n2 ?3 。四、利用数列极限的??n定义证明：lim2（10分） n??n?3 证明：当n?3时，有（1分） 3n299 （3分） ?3??22 n?3n?3n 993n2 因此，对任给的??0，只要??，即n?便有2 ?3?? （3分） n?n?3 3n2x{3,}，当n?n便有2故，对任给的??0，取n?ma（2 分） ?3??成立。 ?n?3 9 3n2 ?3（1分）即得证lim2 n??n?3 五、证明不等式：arctanb?arctana?b?a，其中a?b。（10分） 证明：设f(x)?arctanx，根据拉格朗日中值定理有（3分） f(b)?f(a)?f?(?)(b?a)? 1 (b?a),2 1?? (a???b) （3分） 所以有 f(b)?f(a)?(b?a) （2分） bn?arctaan?b?a （2分）即 arcta 六、求函数的一阶导数：y?xsinx。（10分） 解：两边取对数，有： lny?sinxlnx （4分） 两边求一次导数，有： y??xsinx(cosxlnx? y?sinx （4分） ?cosxlnx? yx sinx )（2分） x 七、求不定积分：?x2e?xdx。（10分）解： 2?x2?x xedx?xde = （2分） ?? = ?x2e?x?2?xe?xdx （2分） = ?x2e?x?2?xde?x（2分） = ?x2e?x?2xe?x?2?e?xdx （2分） =?e?x(x2?2x?2)?c （2分） 15 八、求函数f(x)?|2x3?9x2?12x|在闭区间[?,]上的最大值与最小值。（10 42 导言数学分析课程简介 一、数学分析(mathematical analysis)简介: 1.背景: 从切线、面积、计算 sin、实数定义等问题引入. 32 2.极限 ( limit ) ——变量数学的基本运算： 3.数学分析的基本内容：数学分析以极限为基本思想和基本运算研究变实值 函数.主要研究微分(differential)和积分(integration)两种特殊的极限运算, 利用这两种运算从微观和宏观两个方面研究函数, 并依据这些运算引进并研究 一些非初等函数. 数学分析基本上是连续函数的微积分理论. 微积运算是高等数学的基本运算. 数学分析与微积分(calculus)的区别. 二、数学分析的形成过程： 1.孕育于古希腊时期：在我国，很早就有极限思想. 纪元前三世纪, Archimedes就有了积分思想. 2.十七世纪以前是一个漫长的酝酿时期,是微积分思想的发展、成果的积累 时期. 3.十七世纪下半叶到十九世纪上半叶——微积分的创建时期. 4.十九世纪上半叶到二十世纪上半叶——分析学理论的完善和重建时 期： 三、数学分析课的特点: 逻辑性很强, 很细致, 很深刻; 先难后易, 是说开头四章有一定的难度, 倘能努力学懂前四章(或前四章的 ), 后面的学习就会容易一些; 只要 在课堂上专心听讲, 一般是可以听得懂的, 但即便能听懂, 习题还是难以顺利完成. 这是因为数学分析技巧性很强, 只了解基本的理论和方法, 不辅以相应的技巧, 是很难顺利应用理论和方法的. 论证训练是数学分析课基本的,也是重要的内容之一, 也是最难的内容之一. 一般懂得了证明后, 能把证明准确、严密、简练地用数学的语言和符号书写出来，似乎是更难的一件事. 因此, 理解证明的思维方式, 学习基本的证明方法, 掌握叙述和书写证明的一般语言和格式, 是数学分析教学贯穿始终的一项任务. 有鉴于此, 建议的学习方法是: 预习, 课堂上认真听讲, 必须记笔记, 但要注意以听为主, 力争在课堂上能听懂七、八成. 课后不要急于完成作业, 先认真整理笔记, 补充课堂讲授中太简或跳过的推导, 阅读教科书, 学习证明或推导的叙述和书写. 基本掌握了课堂教学内容后, 再去做作业. 在学习中, 要养成多想问题的习惯. 四、课堂讲授方法: 1.关于教材及参考书:这是大学与中学教学不同的地方, 本课程主要从以下教科书中取材: [1]华东师范大学数学系编，数学分析(第三版)，高等教育出版社，2001； [2] 陈纪修於崇华等编，《数学分析》（第二版）高等教育出版社，2001 [3]谢惠民，恽自求等数学分析习题课讲义，高等教育出版社，2003； [4]马振民，数学分析的方法与技巧选讲，兰州大学出版社，1999； [5]林源渠，方企勤数学分析解题指南，北京大学出版社，2003. 2.本课程按[1]的逻辑顺序并在其中取材.本课程为适应教学改革的要求，只介绍数学分析最基本的内容，并加强实践环节，注重学生的创新能力的培养。带星号的内容略讲或删去，相应的内容作为选修课将在数学分析方法课开设. 2021数学类考研陈纪修《数学分析》考研真题库 第1部分名校考研真题 第9章数项级数 一、判断题 1．若对任意的自然数p都有，则收敛．（）[东南大学研] 【答案】错查看答案 【解析】根据级数收敛的Cauchy收敛准则，举出反例：例如，对任意的自然数p，有 ，但是发散．正确的说法应该是，关于p一致有 ． 2．若，且对任意的n，有，则收敛．（）[重庆大学研] 【答案】错查看答案 【解析】举反例：例如，虽然对任意的n，有，但是发散．n 必须足够大，才可以成立． 二、解答题 1．设收敛，证明：[华东师范大学研] 证明：记级数的前n项和S n．则 对上式两边取极限，从而 即 2．证明下列级数收敛． [东北师范大学研] 证明：（1）方法一 所以 所以收敛。 方法二 由于 所以 而收敛，从而收敛． （2） 由比值判别法知收敛，再由比较判别法知收敛，即 收敛。 3．证明：[浙江大学研] 证明：因为且单调减， 所以 反复利用分部积分法， 又 所以 将②代入①得 4．讨论级数的敛散性．[复旦大学研] 解：（1）若p、q>1，则 绝对收敛。 （因为，例如p>q，则为优级数）； （2）若0＜p=q≤1，应用莱布尼兹定理知级数收敛，且是条件收敛； （3）当p、q>0，原级数与级数同时敛散，若p>1，0＜q ≤1或q>1，0＜p≤1时级数 一敛一散，故原级数发散． 若0＜p＜q＜1，则，且与同阶（当）；故级数发散，从而原级数发散． 同理可证，若0＜q＜p＜1，原级数发散． 5．若一般项级数与都收敛且下列不等式成立 证明：级数也收敛．又若与都发散，试问一定发散吗？[汕头大学研、北京工业大学研] 证明：由于级数与都收敛，所以由Cauchy收敛准则知对任意的ε＞0，存在N∈N，使得当n＞N及对任意的正整数p，都有 第四章 函数的连续性 一、填空题 1．设??? ? ???>+=<=0 11sin 0 0 sin 1 )(x x x x k x x x x f ，若函数)(x f 在定义域内连续，则 =k ； 2．函数?? ?≤>-=0 sin 0 1)(x x x x x f 的间断点是 ； 3．函数x x f =)(的连续区间是 ； 4．函数3 21 )(2--= x x x f 的连续区间是 ； 5．函数) 3(9 )(2--=x x x x f 的间断点是 ； 6．函数) 4)(1(2 )(+++= x x x x f 的间断点是 ； 7．函数) 2)(1(1 )(-+= x x x f 的连续区间是 ； 8．设?????=≠-=-0 0 )(x k x x e e x f x x 在0=x 点连续，则 =k ； 9．函数?? ? ??≤≤+-<≤+-<≤-+=3x 1 31x 0 101 1)(x x x x x f 的间断点是 ； 10．函数0b a 0 )(0 )(2 ≠+?? ?<++≥+=x x x b a x b ax x f .则)(x f 处处连续的充要条件是 =b ； 11．函数?????=≠=-0 0 )(2 1x a x e x f x ，则=→)(lim 0 x f x ，若)(x f 无间断点，则=a ； 12．如果?????-=-≠+-=1 1 11)(2x a x x x x f ，当=a 时，函数)(x f 连续 二、选择填空 1．设)(x f 和)(x ?在()+∞∞-,内有定义，)(x f 为连续函数，且0)(≠x f ，)(x ?有间断点，则( ) A.[])(x f ?必有间断点。 B.[]2 )(x ?必有间断点 C.[])(x f ?必有间断点 D. ) () (x f x ?必有间断点 2．设函数bx e a x x f += )(，在()∞∞-,内连续，且)(lim x f x -∞→0=，则常数b a ,满足( ) A.0,0<>b a C.0,0>≤b a D.0,0<≥b a 3．设x x e e x f 11 11)(-+=，当,1)(;0-=≠x f x 当0=x ，则 A 有可去间断点。 B 。有跳跃间断点。 C 有无穷间断点 D 连续 4．函数n n x x x f 211lim )(++=∞→ A 不存在间断点。 B 存在间断点1-=x C 存在间断点0=x D 存在间断点1=x 5．设????? =≠=???=≠=0 10 1sin )(;0 00 1)(x x x x x g x x x f ，则在点0=x 处有间断点的函数是 A )}(),(max{x g x f B )}(),(min{x g x f C )()(x g x f - D )()(x g x f + 6．下述命题正确的是 A 设)(x f 与)(x g 均在0x 处不连续，则)(x f )(x g 在0x 处必不连续。 B 设)(x g 在0x 处连续，0)(0=x f ，则0 lim x x →)(x f )(x g =0。 C 设在0x 的去心左邻域内)(x f <)(x g ，且-→0 lim x x )(x f =a , -→0 lim x x )(x g =b ,则必有a 教材和参考书 教材： 《数学分析》（第二版），陈纪修，於崇华，金路编 高等教育出版社, 上册：2004年6月，下册：2004年10月 参考书： （1）《数学分析习题全解指南》，陈纪修，徐惠平，周渊，金路，邱维元高等教育出版社, 上册：2005年7月，下册：2005年11月 （2）《高等数学引论》（第一卷），华罗庚著 科学出版社（1964） （3）《微积分学教程》，菲赫金哥尔兹编，北京大学高等数学教研室译，人民教育出版社（1954） （4）《数学分析习题集》，吉米多维奇编，李荣译 高等教育出版社（1958） （5）《数学分析原理》，卢丁著，赵慈庚，蒋铎译 高等教育出版社（1979） （6）《数学分析》，陈传璋等编 高等教育出版社（1978） （7）《数学分析》（上、下册），欧阳光中，朱学炎，秦曾复编， 上海科学技术出版社（1983） （8）《数学分析》（第一、二、三卷），秦曾复，朱学炎编， 高等教育出版社（1991） （9）《数学分析新讲》（第一、二、三册），张竹生编， 北京大学出版社（1990） （10）《数学分析简明教程》（上、下册），邓东皋等编 高等教育出版社（1999） （11）《数学分析》（第三版，上、下册），华东师范大学数学系， 高等教育出版社（2002） （12）《数学分析教程》常庚哲，史济怀编， 江苏教育出版社（1998） （13）《数学分析解题指南》林源渠，方企勤编， 北京大学出版社（2003） （14）《数学分析中的典型问题与方法》裴礼文编， 高等教育出版社（1993） 复旦大学数学分析全套视频教程全程录像,ASF播放格式，国家级精品课程，三学期视频全程 教师简介: 陈纪修-基本信息 博士生导师教授 姓名：陈纪修 第一讲 习题解答 习题1-1 1 计算下列极限 ① ()1lim 11,0p n n p n →∞ ?? ??+->?? ??????? 解：原式=()1111110lim lim 110 p p p n n n n n n →∞→∞???? +-+-+ ? ?????=-()()0110lim 0p p n x x →+-+=-()() 01p x x p ='=+= ② () sin sin lim sin x a x a x a →-- 解：原式=()()()()sin sin sin sin lim lim sin x a x a x a x a x a x a x a x a →→---?=---=()sin cos x a x a ='= ③ 1x →，,m n 为自然数 解：原式 = 1 1 x x n m →=' == ④ ( ) lim 21,0n n a →∞ > 解：原式( ) () 10 ln 21lim ln 21 1lim ln 1 lim n x n x a e a n n x n e e e →∞ →?? ??- ? ??-→∞ === =()( ) ()()0ln 21ln 21 ln 21lim 2ln 20 x a a x x a a x x e e e a ---→' -==== ⑤ lim ,0x a x a a x a x a →->- 解：原式=lim x a a a x a a a a x x a →-+--lim lim x a a a x a x a a a x a x a x a →→--=---()()x a x a x a a x ==''=-()ln 1a a a =- ⑥ lim ,0x a a x x a x a a a a a x →->- 第十七章 多元函数微分学 一、证明题 1. 证明函数 ?? ???=+≠++=0y x 0,0y x ,y x y x y)f(x,2222222 在点(0,0)连续且偏导数存在,但在此点不可微. 2. 证明函数 ?? ???=+≠+++=0y x 0,0y x ,y x 1)sin y (x y)f(x,22222222 在点(0,0)连续且偏导数存在,但偏导数在点(0,0)不连续,而f 在原点(0,0)可微. 3. 证明: 若二元函数f 在点p(x 0,y 0)的某邻域U(p)内的偏导函数f x 与f y 有界,则f 在U(p)内连续. 4. 试证在原点(0,0)的充分小邻域内有 xy 1y x arctg ++≈x+y. 5. 试证: (1) 乘积的相对误差限近似于各因子相对误差限之和; (2) 商的相对误差限近似于分子和分母相对误差限之和. 6.设Z=() 22y x f y -,其中f 为可微函数,验证 x 1x Z ??+y 1y Z ??=2 y Z . 7.设Z=sin y+f(sin x-sin y),其中f 为可微函数,证明: x Z ?? sec x + y Z ??secy=1. 8.设f(x,y)可微,证明:在坐标旋转变换 x=u cos θ-v sin θ, y=u sin θ+v cos θ 之下.()2x f +()2 y f 是一个形式不变量,即若 g(u,v)=f(u cos θ-v sin θ,u sin θ+v cos θ). 则必有()2x f +()2y f =()2u g +()2 v g .(其中旋转角θ是常数) 9.设f(u)是可微函数, 《数学分析》课程学习心得 这次很有幸参加了陈纪修老师主讲的：《数学分析》课程。通过对整个课程的学习，我感觉得到了很多收获和启示。这将对我以后的教学有很大的帮助。现把自己学习这门课程的心得总结如下。 一、充分激发学生的学习兴趣 《数学分析》对学生而言是门难度很大的课程，因为它很抽象逻辑性又强，学生要把它学懂学好并不容易。因此，在学生的学习过程中，往往学不懂后就变得越来越被动。怎样才能让学生学懂学好这门课程一直是我思考的问题。通过这次对陈老师主讲的课程的学习，我得到很多启发，其中最主要的是：激发学生的学习兴趣，充分调动学生的主观能动性。陈老师有几点做法值得我学习：第一，通过介绍微积分思想的产生与发展和数学家们对近代数学所做出的巨大贡献让学生了解微积分的整个历史；第二，通过对具体直接地来源于生产和生活的实际问题所建立的数学模型的求解，让学生体会到微积分的强大能量和作用；第三，通过精心挑选和补充一些适当的例题和数学中很有趣的问题的讲解（例如：Peano曲线和等周问题等），让学生体会到微积分的魅力。这些具体的措施都会让学生体会到学好《数学分析》这门课程的心要性和乐趣，从而能积极主动地学习这门课程。二、注重前后知识点的连贯性和系统性 作为一名教师，在对一门课程的讲授时，一定要注重前后知识点的连贯性和系统性，但要做好这一点却不是那么容易的事。在《数学分析》这门课程的教学过程中，我也一直在思考这个问题。陈老师在讲解的过程中提到了几个我以前没有想到和注意到问题很值得我深思和学习。首先，在给学生讲解积分时，定积分、重积分、曲线积分和曲面积分的思想是一致的，这个我们都知道。但陈老师在讲积分换元公式的证明时换个角度讲解的定积分与重积分的一致性是我以前没有注意到的，很值得我学习；其次，无穷限广义积分和级数是相通的，这个我们也都知道。陈老师通过对几个阿贝尔定理的讲解和证明，让我更清楚地看到了它们的一致性，帮助我对这些知识点的理解更深刻一些。 三、做到深入浅出地讲授 陈老师有句话我印象深刻，那就是：把复杂的东西通过简单易懂的方式让学生理解和掌握，那才是真正了不起的！承担《数学分析》这门课程教学的老师都会有这样的体会：这门课程不太好讲解，要想让学生听得懂，确实是件不太容易的事！如何能做好这一点也是我一直以来思考的问题。从陈老师讲课的整个过程中，通过他对例题的剖析，我能体会到陈老师真正做到了这一点。我也要向陈老师学习，不断地去探索和积累，不断提高自己的授课能力和水平。 四、适当介绍这门课程与其它课程的相关性 由于《数学分析》这门课程的知识点多，课时相对来说比较 第十四章 幂级数 一、证明题 1. 证明:设f(x)=∑∞=0n n n x a 在x=R 是否收敛).应用这个结果证明: ∑?∞=--==+1 n 1n n 11)(ln2dx x 1101. 2. 证明 (1) y=∑∞ =0n 4n (4n)!x 满足方程y (4)=y (2) y=∑∞ =0n 2n )(n!x 满足方程x y ''+y '-y=0. 3. 证明:设f(x)为幂级数∑∞=0n n n x a 在(-R,R)上的和函数,若f(x)为奇函数,则该级数仅出现奇次 幂的项,若f(x)为偶函数,则该级数仅出现偶次幂的项. 4. 设函数f(x)在区间(a,b)内的各阶导数一致有界,即存在正数M,对一切x ∈(a,b),有|f (n)(x)|≤M(n=1,2,3,…),证明:对(a,b)内任一点x 与x 0有 f(x)=∑∞ =0n n 00(n))x -(x n!)(x f 二、计算题 1.求下列幂级数的收敛半径与收敛区域. (1) ∑n nx ; (2) ∑n n 2x 2n 1; (3) ∑n 2 x (2n)!)(n!; (4) ∑n n x r 2 ,(0 《数学分析选论》习题解答 第 一 章 实 数 理 论 １．把§1.3例4改为关于下确界的相应命题，并加以证明． 证 设数集S 有下确界，且S S ?=ξinf ，试证： （１）存在数列ξ=?∞ →n n n a S a lim ,}{使； （２）存在严格递减数列ξ=?∞ →n n n a S a lim ,}{使． 证明如下： （１） 据假设，ξ>∈?a S a 有,；且ε+ξ<'<ξ∈'?>ε?a S a 使得,,0．现依 次取,,2,1,1 Λ== εn n n 相应地S a n ∈?,使得 Λ,2,1,=ε+ξ<<ξn a n n ． 因)(0∞→→εn n ，由迫敛性易知ξ=∞ →n n a lim . （２） 为使上面得到的}{n a 是严格递减的，只要从2=n 起，改取 Λ,3,2,,1min 1=? ?? ???+ξ=ε-n a n n n ， 就能保证 Λ,3,2,)(11=>ε+ξ≥ξ-+ξ=--n a a a n n n n ． □ ２．证明§1.3例６的（ⅱ）． 证 设B A ,为非空有界数集，B A S ?=，试证： {}B A S inf ,inf m in inf =． 现证明如下． 由假设，B A S ?=显然也是非空有界数集，因而它的下确界存在．故对任何 B x A x S x ∈∈∈或有,，由此推知B x A x inf inf ≥≥或，从而又有 {}{}B A S B A x inf ,inf m in inf inf ,inf m in ≥?≥． 另一方面，对任何,A x ∈ 有S x ∈，于是有 S A S x inf inf inf ≥?≥； 同理又有S B inf inf ≥．由此推得 {}B A S inf ,inf m in inf ≤． 综上，证得结论 {}B A S inf ,inf m in inf =成立． □ ３．设B A ,为有界数集，且?≠?B A ．证明： （１）{}B A B A sup ,sup m in )sup(≤?； （２）{}B A B A inf ,inf m ax )(inf ≥?． 并举出等号不成立的例子． 证 这里只证（２），类似地可证（１）． 设B A inf ,inf =β=α．则应满足： β≥α≥∈∈?y x B y A x ,,,有． 于是，B A z ?∈?，必有 {}βα≥?? ?? β≥α≥,max z z z ， 这说明{}βα,max 是B A ?的一个下界．由于B A ?亦为有界数集，故其下确界存在，且因下确界为其最大下界，从而证得结论{}{}B A B A inf ,inf m ax inf ≥?成立． 上式中等号不成立的例子确实是存在的．例如：设 )4,3(,)5,3()1,0(,)4,2(=??==B A B A 则， 这时3)(inf ,0inf ,2inf =?==B A B A 而，故得 {}{}B A B A inf ,inf m ax inf >?． □ ４．设B A ,为非空有界数集．定义数集 {}B b A a b a c B A ∈∈+==+,， 证明： （１）B A B A sup sup )sup(+=+； （２）B A B A inf inf )(inf +=+．数学分析课本(华师大三)习题及答案第二十章
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