数学分析考题1

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考研数学分析真题答案

考研数学分析真题答案

考研数学分析真题答案一、选择题1. 根据极限的定义,下列哪个选项是正确的?A. \(\lim_{x \to 0} x^2 = 0\)B. \(\lim_{x \to 0} \sin x = 1\)C. \(\lim_{x \to 0} \frac{1}{x} = 1\)D. \(\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1\)答案:A2. 函数 \(f(x) = \sin x + x^2\) 在 \(x = 0\) 处的导数是多少?A. 1B. 2C. 0D. -1答案:A二、填空题1. 函数 \(y = \ln x\) 的定义域是 _________。

答案:\((0, +\infty)\)2. 若 \(\int_{0}^{1} x^2 dx = \frac{1}{3}\),那么\(\int_{0}^{1} x^3 dx\) 的值是 _________。

答案:\(\frac{1}{4}\)三、解答题1. 证明:对于任意正整数 \(n\),\(\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{k(k+1)} = \frac{n}{n+1}\)。

证明:首先,我们可以将求和式拆分为部分和的形式:\[\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{k(k+1)} = \sum_{k=1}^{n}\left(\frac{1}{k} - \frac{1}{k+1}\right)\]通过观察,我们可以看到这是一个望远镜求和,大部分项会相互抵消,最终只剩下:\[1 - \frac{1}{n+1} = \frac{n}{n+1}\]2. 求函数 \(f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x\) 在 \(x = 2\) 处的泰勒展开式,并计算其近似值。

解:首先,我们计算函数在 \(x = 2\) 处的各阶导数:\[f'(x) = 3x^2 - 6x + 2, \quad f''(x) = 6x - 6, \quad f'''(x) = 6\]在 \(x = 2\) 处,\(f(2) = 0\),\(f'(2) = -2\),\(f''(2) =6\),\(f'''(2) = 6\)。

数学分析试卷及答案6套

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f ( x1 ) f ( x2 ) .
g ( x) ,x 0 九. (12 分)设 f ( x) x 且 g (0) g (0) 0 , g (0) 3 , 求 f (0) . 0, x 0
答案参见我的新浪博客:/s/blog_3fb788630100muda.html
lim
h 0
1 h

x
a
[ f (t h) f (t )] dt f ( x) f (a).
六 (10 分 ) 求椭圆区域 R : (a1 x b1 y c1 ) 2 (a2 x b2 y c2 ) 2 1 (a1b2 a2b1 0) 的 面积 A . 七 (10 分) 设 F (t ) f ( x 2 y 2 z 2 ) dx dy dz ,其中 V : x 2 y 2 z 2 t 2 (t 0) ,
四. (12 分)证明函数 f ( x)
五. (12 分)叙述闭区间套定理并以此证明闭区间上连续函数必有界. 六. (10 分)证明任一齐次多项式至少存在一个实数零点. 七. (12 分)确定 a, b 使 lim ( x 2 x 1 ax b) 0 .
x
1 5 八. (14 分)求函数 f ( x) 2 x 3 9 x 2 12 x 在 [ , ] 的最大值与最小值. 4 2
x x0
x x0
1 1 . f ( x) b
三. (10 分)设 an 0 ,且 lim
an l 1 , 证明 lim an 0 . n n a n 1
四. (10 分 ) 证 明 函 数 f ( x) 在 开 区 间 ( a, b) 一 致 连 续 f ( x) 在 ( a, b) 连 续 , 且

数学分析试题库-选择题

数学分析试题库-选择题

数学分析题库(1-22章)一.选择题1.函数712arcsin162-+-=x x y 的定义域为( ). (A )[]3,2; (B)[]4,3-; (C)[)4,3-; (D)()4,3-.2.函数)1ln(2++=x x x y ()+∞<<∞-x 是( ).(A )偶函数; (B)奇函数; (C)非奇非偶函数; (D)不能断定. 3.点0=x 是函数xe y 1=的( ).(A )连续点; (B)可去间断点; (C)跳跃间断点; (D)第二类间断点.4.当0→x 时,x 2tan 是( ).(A )比x 5sin 高阶无穷小 ; (B) 比x 5sin 低阶无穷小; (C) 与x 5sin 同阶无穷小; (D) 与x 5sin 等价无穷小.5.xx x x 2)1(lim -∞→的值( ).(A )e; (B)e1; (C)2e ;(D)0.6.函数f(x)在x=0x 处的导数)(0'x f 可定义 为( ). (A )0)()(x x x f x f -- ; (B)x x f x x f x x ∆-∆+→)()(lim 0 ;(C) ()()x f x f x ∆-→∆0lim; (D)()()xx x f x x f x ∆∆--∆+→∆2lim 000. 7.若()()2102lim0=-→x f x f x ,则()0f '等于( ).(A )4; (B)2; (C)21; (D)41,8.过曲线xe x y +=的点()1,0处的切线方程为( ).(A )()021-=+x y ; (B)12+=x y ; (C)32-=x y ; (D)x y =-1. 9.若在区间()b a ,内,导数()0>'x f ,二阶导数()0>''x f ,则函数()x f 在区间内是( ).(A )单调减少,曲线是凹的; (B) 单调减少,曲线是凸的; (C) 单调增加,曲线是凹的; (D) 单调增加,曲线是凸的. 10.函数()x x x x f 933123+-=在区间[]4,0上的最大值点为( ). (A )4; (B)0; (C)2; (D)3.11.函数()x f y =由参数方程⎪⎩⎪⎨⎧==-ttey ex 35确定,则=dx dy ( ). (A )te 253; (B)t e 53; (C) t e --53 ; (D) t e 253-. 12设f ,g 为区间),(b a 上的递增函数,则)}(),(max{)(x g x f x =ϕ是),(b a 上的( )(A ) 递增函数 ; ( B ) 递减函数; (C ) 严格递增函数; (D ) 严格递减函数. 13.()n =(A ) 21; (B) 0; (C ) ∞ ; (D ) 1; 14.极限01lim sin x x x→=( )(A ) 0 ; (B) 1 ; (C ) 2 ; (D ) ∞+.15.狄利克雷函数⎩⎨⎧=为无理数为有理数x x x D 01)(的间断点有多少个( )(A )A 没有; (B) 无穷多个; (C ) 1 个; (D )2个. 16.下述命题成立的是( )(A ) 可导的偶函数其导函数是偶函数; (B) 可导的偶函数其导函数是奇函数; (C ) 可导的递增函数其导函数是递增函数; (D ) 可导的递减函数其导函数是递减函数. 17.下述命题不成立的是( ) (A ) 闭区间上的连续函数必可积; (B) 闭区间上的有界函数必可积; (C ) 闭区间上的单调函数必可积; (D ) 闭区间上的逐段连续函数必可积. 18 极限=-→xx x 10)1(lim ( )(A ) e ; (B) 1; (C ) 1-e ; (D ) 2e . 19.0=x 是函数 xxx f sin )(=的( ) (A )可去间断点; (B )跳跃间断点; (C )第二类间断点; (D ) 连续点. 20.若)(x f 二次可导,是奇函数又是周期函数,则下述命题成立的是( ) (A ) )(x f ''是奇函数又是周期函数 ; (B) )(x f ''是奇函数但不是周期函数;(C ) )(x f ''是偶函数且是周期函数 ; (D ) )(x f ''是偶函数但不是周期函数.21.设xx x f 1sin1=⎪⎭⎫ ⎝⎛,则)(x f '等于 ( ) (A )2cos sin x x x x - ; (B)2sin cos x xx x - ;(C )2sin cos x x x x + ; (D ) 2cos sin xxx x +. 22.点(0,0)是曲线3x y =的 ( )(A ) 极大值点; (B)极小值点 ; C .拐点 ; D .使导数不存在的点. 23.设x x f 3)(= ,则ax a f x f ax --→)()(lim等于 ( )(A )3ln 3a; (B )a3 ; (C )3ln ; (D )3ln 3a.24. 一元函数微分学的三个中值定理的结论都有一个共同点,即( )(A ) 它们都给出了ξ点的求法; (B ) 它们都肯定了ξ点一定存在,且给出了求ξ的方法; (C ) 它们都先肯定了ξ点一定存在,而且如果满足定理条件,就都可以用定理给出的公式计算ξ的值 ; (D ) 它们只肯定了ξ的存在,却没有说出ξ的值是什么,也没有给出求ξ的方法 . 25.若()f x 在(,)a b 可导且()()f a f b =,则( )(A ) 至少存在一点(,)a b ξ∈,使()0f ξ'=; (B ) 一定不存在点(,)a b ξ∈,使()0f ξ'=; (C ) 恰存在一点(,)a b ξ∈,使()0f ξ'=; (D )对任意的(,)a b ξ∈,不一定能使()0f ξ'= .26.已知()f x 在[,]a b 可导,且方程f(x)=0在(,)a b 有两个不同的根α与β,那么在(,)a b 内() ()0f x '=. (A ) 必有; (B ) 可能有; (C ) 没有; (D )无法确定.27.如果()f x 在[,]a b 连续,在(,)a b 可导,c 为介于 ,a b 之间的任一点,那么在(,)a b内()找到两点21,x x ,使2121()()()()f x f x x x f c '-=-成立.(A )必能; (B )可能;(C )不能; (D )无法确定能 .28.若()f x 在[,]a b 上连续,在(,)a b 内可导,且(,)x a b ∈ 时,()0f x '>,又()0f a <,则( ). (A ) ()f x 在[,]a b 上单调增加,且()0f b >; (B ) ()f x 在[,]a b 上单调增加,且()0f b <; (C ) ()f x 在[,]a b 上单调减少,且()0f b <;(D ) ()f x 在[,]a b 上单调增加,但()f b 的 正负号无法确定. 29.0()0f x '=是可导函数()f x 在0x 点处有极值的( ). (A ) 充分条件; (B ) 必要条件 (C ) 充要条件; (D ) 既非必要又非充 分 条件.30.若连续函数在闭区间上有唯一的极大值和极小值,则( ). (A )极大值一定是最大值,且极小值一定是最小值; (B )极大值一定是最大值,或极小值一定是最小值; (C )极大值不一定是最大值,极小值也不一定是最小值; (D )极大值必大于极小值 .31.若在(,)a b 内,函数()f x 的一阶导数()0f x '>,二阶导数()0f x ''<,则函数()f x 在此区间内( ).(A ) 单调减少,曲线是凹的; (B ) 单调减少,曲线是凸的; (C ) 单调增加,曲线是凹的; (D ) 单调增加,曲线是凸的.32.设lim ()lim ()0x ax af x F x →→==,且在点a 的某邻域中(点a 可除外),()f x 及()F x 都存在,且()0F x ≠,则()lim ()x a f x F x →存在是''()lim ()x a f x F x →存在的( ).(A )充分条件; (B )必要条件;(C )充分必要条件;(D )既非充分也非必要条件 . 33.0cosh 1lim1cos x x x→-=-().(A )0; (B )12-; (C )1; (D )12. 34.设a x n n =∞→||lim ,则 ( )(A) 数列}{n x 收敛; (B) a x n n =∞→lim ;(C) a x n n -=∞→lim ; (D) 数列}{n x 可能收敛,也可能发散。

数学分析(1)期末试题集(计算题部分)

数学分析(1)期末试题集(计算题部分)
.
2.设 求 的极值.
解:当 时, .令 ,得稳定点 .
当 时, ;当 时, ,故 为极小值点,极小值为 ;
当 时, ,所以 在 内严格单调增,无极值.
而在 的邻域内,左边函数单调增,右边函数单调减,故 为极大值点,函数的极大值为 .
3.设函数 满足 .讨论 是否为 的极值点.
解若 ,由极值的必要条件知, 不是 的极值点.
当 时, , 单调减少.当 时, , 单调增加.于是 为 在 内唯一的极小值,也为最小值.因此函数 的零点个数与 的符号有关.
当 ,即 时, 在 恒为正值函数,无零点;
当 ,即 时, 在 内只有一个零点,即 ;
当当 ,即 时,因为 ,由连续函数的零点定理知, 和 ,使得 ,且由函数的单调性知, 在 和 内最多各有一个零点,所以当 时, 在 有且只有两个零点.
(4)因为
所以 是偶函数.
(5) .所以 是奇函数.
7.求函数 的值域.
解因为反函数 的定义域为 ,所以函数 的值域为 .
8.设有方程 其中 .求解 与 .
解由方程组得 ,代入 ,所以 .
9.若函数 的图形有对称中心 及 ,试证 为周期函数,并求出周期 .
解由于 的图形有对称中心 及 ,于是有
.
进而有 且 ,令 ,由上式便得到 .由周期函数的定义,注意到 ,因此 是以 为周期的周期函数.
10、设函数 在 内有定义,且对任意的实数 ,有 ,求 .
解由于 ,且 .
11、若函数 对其定义域内的一切 ,恒有 ,则称函数 对称于 .证明:如果函数 对称于 及 ,则 必定是周期函数.
证若 及
所以 是以 为最小周期的周期函数.
12.若 的图形有对称轴 和对称中心 ,求证 为周期函数.

数学分析试题

数学分析试题

测试题第一章 实数集与函数(A )1.证明:n ≥1时,有不等式)1(21)1(2--<<-+n n nn n .然后利用它证明:当m ≥2时,有)21)2(21m nm mn <<-∑=.2.设S 是非空数集,试给出数的下界是S ξ,但不是S 的下确界的正面陈述.3.验证函数R x x x x f ∈=,sin )(,即无上界又无下界.4.设)(x f 是定义在R 上的奇函数,)(x g 是定义在R 上的偶函数,试问))(()),((x f g x g f 是奇函数还是偶函数?5.证明:)0(sgn 2cot arctan ≠=+x x x arc x π.6.试问下列函数的图形关于哪一竖直轴线对称: (1)c bx ax y ++=2;(2)x b x a y -++=. 7.设A ,B 为R 中的非空数集,且满足下述条件: (1)对任何B b A a ∈∈,有b a <;(2)对任何0>ε,存在B y A x ∈∈,,使得ε<-x Y . 证明:.inf sup B A =(B )1.设n 为正整数.(1)利用二项式展开定理证明:∑=-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎭⎫⎝⎛+nk k r nn r k n 1101!1111 ,其中 10-=k r 是连乘记号.(2)若1 n ,证明:∑=<+<⎪⎭⎫⎝⎛+<n k nk n 13!111122.设{}为有理数r r r E,72<=,求E sup ,E inf3.设A ,B 为位于原点右方的非空数集,{}B y A x xy AB ∈∈=,证明: B A AB inf inf inf ⋅=4.设函数()x f 定义于()+∞,0内,试把()x f 延拓成R 上的奇函数,()x f 分别如下: (1)()x e x f =; (2)()x x f ln = 5.试给出函数()x f y =,D x ∈不是单调函数的正面陈述。

数学分析试卷及答案6套

数学分析试卷及答案6套

数学分析-1样题(一)一. (8分)用数列极限的N ε-定义证明1n =.二. (8分)设有复合函数[()]f g x , 满足: (1) lim ()x ag x b →=;(2) 0()x U a ∀∈,有0()()g x U b ∈ (3) lim ()u bf u A →=用εδ-定义证明, lim [()]x af g x A →=.三. (10分)证明数列{}n x :cos1cos 2cos 1223(1)n nx n n =+++⋅⋅⋅+L 收敛. 四. (12分)证明函数1()f x x=在[,1]a (01)a <<一致连续,在(0,1]不一致连续. 五. (12分)叙述闭区间套定理并以此证明闭区间上连续函数必有界. 六. (10分)证明任一齐次多项式至少存在一个实数零点. 七. (12分)确定,a b使lim )0x ax b →+∞-=.八. (14分)求函数32()2912f x x x x =-+在15[,]42-的最大值与最小值.九. (14分)设函数()f x 在[,]a b 二阶可导, ()()0f a f b ''==.证明存在(,)a b ξ∈,使24()()()()f f b f a b a ζ''≥--.数学分析-1样题(二)一. (10分)设数列{}n a 满足: 1a =, 1()n a n N +=∈, 其中a 是一给定的正常数, 证明{}n a 收敛,并求其极限.二. (10分)设0lim ()0x x f x b →=≠, 用εδ-定义证明011lim()x x f x b→=.三. (10分)设0n a >,且1lim1nn n a l a →∞+=>, 证明lim 0n n a →∞=.四. (10分)证明函数()f x 在开区间(,)a b 一致连续⇔()f x 在(,)a b 连续,且lim ()x a f x +→,lim ()x bf x -→存在有限. 五. (12分)叙述确界定理并以此证明闭区间连续函数的零点定理.六. (12分)证明:若函数在连续,且()0f a ≠,而函数2[()]f x 在a 可导,则函数()f x 在a 可导. 七. (12分)求函数()1f x x x ααα=-+-在的最大值,其中01α<<.八. (12分)设f 在上是凸函数,且在(,)a b 可微,则对任意1x ,2x (,)a b ∈, 12x x <,都有12()()f x f x ''≤.九. (12分)设(),0()0,0g x x f x x x ⎧ ≠⎪=⎨⎪ =⎩ 且(0)(0)0g g '==, (0)3g ''=, 求(0)f '.数学分析-2样题(一)一.(各5分,共20分)求下列不定积分与定积分: 1. arctan x x dx ⎰2. xe dx -⎰3.ln 0⎰4.20sin 1cos x xdx xπ+⎰二.(10分)设()f x 是上的非负连续函数, ()0baf x dx =⎰.证明()0f x = ([,])x a b ∈.三. (10分)证明20sin 0xdx xπ>⎰. 四. (15分)证明函数级数(1)nn x x∞=-∑在不一致收敛, 在[0,]δ(其中)一致收敛.五. (10分)将函数,0(),0x x f x x x ππππ+ ≤≤⎧=⎨- <≤⎩展成傅立叶级数.六. (10分)设22220(,)0,0xy x y f x y x y ⎧ +≠⎪=⎨⎪ +=⎩证明: (1) (0,0)x f ', (0,0)y f '存在; (2) (,)x f x y ',(,)y f x y '在(0,0)不连续;(3) (,)f x y 在(0,0)可微.七. (10分)用钢板制造容积为V 的无盖长方形水箱,怎样选择水箱的长、宽、高才最省钢板? 八. (15分)设01σ<<, 证明111(1)n n n σσ∞=<+∑. 数学分析-2样题(二)一. (各5分,共20分)求下列不定积分与定积分:1.(0)a >2.1172815714x x dx x x++⎰3.10arcsin x dx ⎰4.1000π⎰二. (各5分,共10分)求下列数列与函数极限: 1. 221limnn k nn k→∞=+∑2. 20lim1xt xx x e dt e →-⎰三.(10分)设函数在[,]a b 连续,对任意[,]a b 上的连续函数()g x , ()()0g a g b ==,有()()0baf xg x dx =⎰.证明()0f x = ([,])x a b ∈.四. (15分)定义[0,1]上的函数列 证明{()}n f x 在[0,1]不一致收敛. 五. (10分)求幂级数(1)nn n x∞=+∑的和函数.六. (10分)用εδ-定义证明2(,)(2,1)lim (43)19x y x y →+=.七. (12分)求函数22(2)(2)(0)u ax x by y ab =-- ≠的极值.八. (13分)设正项级数1nn a∞=∑收敛,且1()n n a a n N ++≥ ∈.证明lim 0n n na →∞=.数学分析-3样题(一)一 (10分) 证明方程11(, )0F x zy y zx --++=所确定的隐函数(, )z z x y =满足方程.z z xy z xy x y∂∂+=-∂∂二 (10分) 设n 个正数12, , , n x x x L 之和是a ,求函数u =.三 (14分) 设无穷积分() af x dx +∞⎰收敛,函数()f x 在[, )a +∞单调,证明四 (10分) 求函数1220() ln() F y x y dx =+⎰的导数(0).y >五 (14分) 计算六 (10分) 求半径为a 的球面的面积S . 七 (10分) 求六个平面所围的平行六面体V 的体积I ,其中, , , i i i i a b c h 都是常数,且0 (1, 2, 3).i h i >= 八 (12分) 求22C xdy ydx x y -+⎰Ñ,其中C 是光滑的不通过原点的正向闭曲线.九 (10分) 求dS z ∑⎰⎰,其中∑是球面2222x y z a ++=被平面 (0)z h h a =<<所截的顶部. 数学分析-3样题(二)一 (10分) 求曲面2233, , x u v y u v z u v =+=+=+在点(0, 2)对应曲面上的点的切平面与法线方程.二 (10分) 求在两个曲面2221x xy y z -+-=与221x y +=交线上到原点最近的点. 三 (14分) 设函数()f x 在[1, )+∞单调减少,且lim ()0x f x →+∞=,证明无穷积分1() f x dx +∞⎰与级数1001()n f n =∑同时收敛或同时发散.四 (12分) 证明ln (0).ax bx e e bdx a b x a--+∞-=<<⎰五 (12分) 设函数()f x 在[, ]a A 连续,证明 [, ]x a A ∀∈,有六 (10分) 求椭圆区域221112221221: ()() 1 (0)R a x b y c a x b y c a b a b +++++≤-≠的面积A .七 (10分) 设222()() VF t f xy z dx dy dz =++⎰⎰⎰,其中2222: (0)V x y z t t ++≤≥,f 是连续函数,求'()F t .八 (10分) 应用曲线积分求(2sin )(cos )x y dx x y dy ++的原函数. 九 (12分) 计算 Sxyz dx dy ⎰⎰,其中S 是球面2221x y z ++=在0, 0x y ≥≥部分并取球面外侧.。

数学分析(1)期末模拟考试题(证明部分新)

数学分析(1)期末模拟考试题(证明部分新)

数列极限类 1. 证明: 112111lim 222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++∞→n n n n n . 证 因为11211122222+≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++≤+n n n n n n n n n又11limlim22=+=+∞→∞→n n nn n n n ,由迫敛原理得112111lim 222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++∞→n n n n n . 2. 设() ,2,121,1111=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=>=+n a a a a a a n n n ,证明{}n a 有极限,并求此极限的值. 证 由均值不等式得a a a a a a a a n n n n n =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅≥⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+2212111,即{}n a 有下界. 又0212121=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-+n n n n n n n n n a a a a a a a a a a ,即{}n a 单调减,于是A a n n =∞→lim 存在,且由极限的保号性可得1≥A .对已知递推公式,令∞→n 和极限的唯一性得⎪⎭⎫⎝⎛+=A a A A 21, 解得a A =(负根舍去),即有a a n n =∞→lim .单调性的证明也可如下完成:11211212221=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+n n n n n a a a a a a ,或n n n n n a a a a a =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤+2121. 3. 设() ,2,16,1011=+==+n x x x n n ,试证数列{}n x 存在极限,并求此极限.证 由4166,10121==+==x x x 知, 21x x >.假设1+>k k x x ,则21166+++=+>+=k k k k x x x x ,由归纳法知{}n x 为单调下降数列.又显然有0>n x ,所以{}n x 有下界.由单调有界原理知,数列{}n x 收敛.所以可令a x n n =∞→lim ,对n n x x +=+61两边取极限得0662=--⇒+=a a a a ,解得3=a 或2-=a (舍去),故3lim =∞→n n x .4. 设+N ∈∃N ,当N n >时,有n n b A a ≤≤且()0lim =-∞→n n n a b .求证极限n n a ∞→lim 与n n b ∞→lim 存在且等于A .证 由n n b A a ≤≤得n n n a b a A -≤-≤0,由迫敛原理得A a n n =∞→lim ,再由()0lim =-∞→n n n a b 及A a n n =∞→lim 可得n n b ∞→lim 存在且等于A .5. 设()n n n n n n y x y y x x b y a x +==>=>=++21,,0,01111.求证: (1) {}n x 与{}n y 均有极限; (2) n n n n y x ∞→∞→=lim lim .证 因为()1121++=+≤=n n n n n n y y x y x x ,所以()()n n n n n n y y y y x y =+≤+=+21211,即{}n y 单调减少有下界,而n n n n n n n x x x y x x y y =≥=≥≥++111,即{}n x 单调增加有上界.所以{}n x 与{}n y 都收敛.在()121+=+n n n y y x 两边取极限得n n n n y x ∞→∞→=lim lim .6. 设0>n a ,且1lim1<=+∞→q a a nn n ,求证{}n a 收敛且0lim =∞→n n a .证 因为1lim1<=+∞→q a a nn n ,对给定的+N ∈∃>-=00,021N qε,当0N n >时,有()n n n n n n a a r r q q q a a q q q q a a <⇒<=+=-+<<--⇒-<-+++111121212121, 所以,当0N n >时,有112210a r a r ra a n n n n ---<<<<< ,由迫敛原理得0lim =∞→n n a .闭区间上连续函数的性质7. 证明方程01sin =++x x 在⎪⎭⎫⎝⎛-2,2ππ内至少有一个根. 证 令()1sin ++=x x x f ,则()x f 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡-2,2ππ上连续,且22ππ-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-f ,222ππ+=⎪⎭⎫ ⎝⎛f ,即022<⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-ππf f .由根的存在性定理得至少存在一点∈ξ⎪⎭⎫⎝⎛-2,2ππ,使得()0=ξf ,即方程01sin =++x x 在⎪⎭⎫⎝⎛-2,2ππ内至少有一个根.8. 证明方程12=⋅xx 至少有一个小于1的正根.(10分)证 令()12-=xx x f ,则f 在[]1,0上连续且()()()011110<-=⋅-=⋅f f ,由闭区间上连续函数的零点存在定理,()1,0∈∃ξ,使得()12012=⋅⇒=-⋅=ξξξξξf .9. 设函数f 在[)+∞,0上连续,且满足()1lim =+∞→x f x .若f 在[)+∞,0上能取到负值,试证明:(1) [)+∞∈∃,00x ,使得()00=x f ; (2) f 在[)+∞,0上有负的最小值.证 由条件可设[)+∞∈',0x 且()0<'x f ,由()1lim =+∞→x f x ,存在)(0x M M '>>使得()021>>M f ,由根的存在性定理,得()[)+∞⊂'∈∃,0,0M x x ,使得()00=x f .(1)得证. (2) 由()1lim =+∞→x f x ,存在)(0x M M '>>使得当M x ≥时,有()021>>x f .又f 在[]M .0上连续,故[]M ,0∈∃ξ,使得()[](){}()0min ,0<'<=∈x f x f f M x ξ.而当[)+∞∈,M x 时,()021>>x f ,故对[)+∞∈∀,0x 有()≥x f ()[](){}()0min ,0<'<=∈x f x f f M x ξ.所以结论成立.10. 设n 为正整数,n a a a 221,,, 为n 2个实常数,且02<n a .求证多项式函数()n n n n n a x a x a x x P 21212122++++=--在()+∞∞-,内至少有两个零点.证 因为()0022<=n n a P ,又()()+∞=+∞=+∞→-∞→x P x P n x n x 22lim ,lim ,所以存在0>M ,使得()()0,022>>-M P M P n n ,又n P 2在[]0,M -和[]M ,0上都连续,由根的存在性定理,()0,1M -∈∃ξ和()M ,02∈∃ξ,使得()()02212==ξξn n P P ,所以,结论成立.11. 设()xt x x t x t x f sin sin sin sin lim -→⎪⎭⎫⎝⎛=,求()x f 的表达式,并指明()x f 的间断点及其类型.解: ()xx xx x t x x t xt xx t ex x t x t x f sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin 1lim sin sin lim =⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎭⎫⎝⎛=-→-→,所以0=x 为第一类可去间断点;() ,2,1±±==k k x π为第二类无穷间断点.12. 设()x f 在[]b a ,上连续,且满足()b x f a <<,求证:()b a x ,0∈∃,使得()00x x f =.证明:令()()x x f x F -=,则()x F 在[]b a ,上连续,()()()()()()0<-⋅-=⋅b b f a a f b F a F .由连续函数的零点定理,必存在()b a x ,0∈∃,使得()00=x F ,故()b a x ,0∈∃使得()00x x f =.13. 设()x f 是[]a 2,0上的连续函数,且满足条件()()a f f 20=.证明存在[]a x ,00∈,使得()()a x f x f +=00.证明: 令()()()a x f x f x F +-=,则()x F 在[]a ,0上连续,且()()()a f f F -=00,()()()()()()()02002=-=+⇒-=a f f a F F a f a f a F .若()()00==a F F ,则存在00=x 或a x =0使得()()a x f x f +=00.若()0F 与()a F 都不为零,则()()00<⋅a F F由连续函数的零点定理,必存在()a x ,00∈∃,使得()00=x F ,故()a x ,00∈∃使得()()a x f x f +=00.(注:两个数的和为零,则这两个数要么同时为零,要么,它们异号).14. 设函数()x f 在[)+∞,0上连续,且满足()1lim =+∞→x f x ,若存在()+∞∈,00x ,使得()00<x f ,求证:(1) ()+∞∈∃,0ξ使得()0=ξf ; (2) ()x f 在[)+∞,0上有负的最小值.证明: (1) 因为()1lim =+∞→x f x ,由函数的局部保不等式性,存在充分大的0>M (不妨设0x M >),使得M x >时,有()21>x f ,所以当M x >1时,()x f 在[]10,x x 上连续且()()010<⋅x f x f ,由连续函数的零点存在定理,存在[]()+∞⊂∈∃,0,10x x ξ使得()0=ξf .(2) 又()x f 在[]0,0x 上连续,故由最值定理,存在[]1,0x ∈η,使当[]1,0x x ∈时,()()ηf x f ≥,而()()00<≤x f f η,且[)+∞∈,1x x 时,()()ηf x f >>>021.所以()x f 在[)+∞,0上有负的最小值()ηf .15. 设()nx a x a x a x f n sin 2sin sin 21+++= ,若()x x f sin ≤,求证1221≤+++n na a a .证法1(用导数定义)因为 ()()n n na a a f nx na x a x a x f +++='⇒+++=' 212120cos 2cos 2cos . 又()()0000sin 0=⇒=≤f f ,所以()()()()1sin lim lim 00lim0000=≤=--='→→→xx x x f x f x f f x x x ,所以1221≤+++n na a a .证法2(用重要极限1)()1sin lim sin lim 2sin lim sin lim lim 0002010=≤+++=→→→→→xx x nxa x x a x x a x x f x x n x x x 所以1sin lim 2021=≤+++→xx na a a x n .导数与微分证明16. 设()⎪⎩⎪⎨⎧=≠=.0,0,0,1sin 3x x xx x f 证明: ()x f 在0=x 处可微; ()x f '在0=x 处不可微 证 因为()()()01sin lim 00lim0200==--='→→xx x f x f f x x ,所以函数()x f 在处可导,由可导与可微的关系知()x f 在0=x 处可微;又当0≠x 时, ()xx x x x f 1cos 1sin32-=', 而()()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-'-'→→x x x x f x f x x 1cos 1sin 3lim 00lim00极限不存在,故()x f '在0=x 处不可导, 由可导与可微的关系知()x f '在0=x 处不可微; 17. 设()0x f ''存在,证明: ()()()()0200002limx f hx f h x f h x f h ''=--++→ 证:()()()()()()()()()()()[]()0000000000020000)21lim 212lim 2limx f x f x f h x f h x f h x f h x f h h x f h x f h x f h x f h x f h h h ''=''+''=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-'--'+'-+'=-'-+'=--++→→→ 18. 设()x f 为()+∞∞-,内的可导函数,周期为T .求证:()x f '也是以T 为周期的函数.证明:因为()()()()x f T x f x f T x f '=+'⇒=+,所以()x f '也是以T 为周期的函数. 中值定理的应用 19. 设01210=++++n a a a n ,证明多项式()n n x a x a a x f +++= 10在()1,0内至少有一个零点.证 作辅助函数()12101121+++++=n n x a n x a x a x F ,则()x F 在闭区间[]1,0满足罗尔中值定理的三个条件,故存在()1,0∈ξ使得()010=+++='n n a a a F ξξξ ,故()n n x a x a a x f +++= 10在()1,0内至少有一个零点.20. 设g f ,都是可导函数,且()()x g x f '<',证明当a x >时,()()()()a g x g a f x f -<-证 因为()()⇒'<'≤x g x f 0()x g 严格单调增.当a x >时, ()()a g x g >. 又由柯西中值定理得,存在()x a ,∈ξ使得()()()()()()()()()()()()()()()()a g x g a f x f g f a g x g a f x f g f a g x g a f x f -<-⇒<''=--⇒''=--1ξξξξ.21. 对任意的[)+∞∈,0x ,有()x x ≤+1ln ,且等号只在0=x 时成立.证明: 令()()(),001ln =⇒-+=f x x x f 存在()x ,0∈ξ,使得()()x f x f ξ'=,而()()001<⇒<+-='x f f ξξξ,当且仅当0=x 时()00=f ,所以结论成立.22. 设()x f 在[]a ,0上连续,在()a ,0内可导,且满足()()00==a f f ,求证:存在()a ,0∈ξ,使得()()02='+ξξξf f .提示:令()()x f x x F 2=,用罗尔中值定理可证.23. 设函数f 在[]b a ,上连续,在()b a ,内二阶可导,连结点()()a f a A ,与点()()()b f b B ,的直线交曲线()x f y =于点()()c f c M ,,其中b c a <<.证明:存在()b a ,∈ξ,使得()0=''ξf .证 因为B M A ,,三点共线,所以()()()()()()cb c f b f a c a f c f a b a f b f --=--=--. 在[]c a ,及[]b c ,上分别应用中值定理得: 存在()c a ,1∈η,使()()()a c a f c f f --='1η;存在()b c ,2∈η,使()()()cb c f b f f --='2η,即()()21ηηf f '='.由于f 二阶可导,故函数f '在区间[]21,ηη上满足罗尔中值定理的条件,故()()b a ,,21⊂∈∃ηηξ,使得()0=''ξf .24. 设10<<<b a ,证明不等式:abab a b 2arctan arctan -<-. 提示:在[]b a ,上用拉格朗日中值定理,注意将分母放大!25. 设b a <<0,证明不等式aba b a b b a a 1ln ln 222<--<+.26. 设()1,0∈x ,证明不等式()x x x x 2arctan 1ln <++<. 证 将要证的不等式变形为()2arctan 1ln 1<++<xxx ,令()()x x x f arctan 1ln ++=,则()()()x f x f ,1,0,00∈∀=在[]x ,0上满足拉格朗日中值定理的条件,于是()(),01,0⊂∈∃x ξ使得()211110arctan 1ln ξξ+++=-++x x x , 又由x +11与211x +在[]1,0上的连续性与单调性可得11121,111212<+<<+<ξξ,所以 ()2arctan 1ln 1<++<xxx ,故要证的不等式成立.27. 已知()x f 在0=x 的某邻域内有二阶连续导数,且()()()00,00,00≠''≠'≠f f f ,证明:存在唯一的一组实数321,,λλλ,使当0→h 时,()()()()032321f h f h f h f -++λλλ是比2h 高阶的无穷小量.证法1 (洛比达法则)()()()()()()()()()()()()0942123924lim 23322lim032lim3213210321023210f h f h f h f h h f h f h f h f h f h f h f h h h ''++=''+''+'''+'+'=-++→→→λλλλλλλλλλλλ令()()009421321=''++f λλλ,并由要证可知,前三式的分子的极限都应是零,可得到 ⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++0940321321321321λλλλλλλλλ (2) 因为0941321111≠,故(2)有唯一非零解.故结论成立.28. 设函数f 在),(+∞a 内可导,且()x f x +∞→lim 及()x f x '+∞→lim 都存在.证明()0lim ='+∞→x f x .证 当a x >时,由条件知,函数f 在区间[]1,+x x 上连续可导,故()1,+∈∃x x ξ,使得()()()ξf x f x f '=-+1.因为()x f x +∞→lim 及()x f x '+∞→lim 都存在,所以()x f x '+∞→lim =()()()[]()()0lim 1lim 1lim lim =-+=-+='+∞→+∞→+∞→+∞→x f x f x f x f f x x x ξξ.29. 证明;当2021π<<<x x 时,1212tan tan x x x x >证 令()x x x f tan =,则 ()xx xx x xx x x f 2222cos 2sin 21tan sec -=-='. 令()()⎪⎭⎫⎝⎛∈>-='⇒-=2,0,02cos 12sin 21πx x x g x x x g ,所以()x g 在⎪⎭⎫ ⎝⎛2,0π内单调增,则当0>x 时, ()()00=>g x g ,从而()0>'x f ,所以()x f 在⎪⎭⎫⎝⎛2,0π内单调增, 则当2021π<<<x x 时, ()()1212112212tan tan tan tan x x x x x x x x x f x f >⇒>⇒>.用单调性证明不等式30. 证明;当0>x 时, ()xx x +>+1arctan 1ln证 令()()()x x x x f arctan 1ln 1-++=,()()()()2221211;111ln 1x xx x f x x x f +++=''+-++=',当0>x 时,()0>''x f ,所以()x f '在()+∞,0内单调增,故当0>x 时, ()()00='>'f x f 因而得()x f 在()+∞,0内单调增, 故当0>x 时, ()()()xxx f x f +>+⇒=>1arctan 1ln 00. 31. 设e x 31≤≤,证明不等式:()1ln ln 23ln 122≤-≤-x x .32. 设0>x ,证明不等式11≤--xe x。

《数学分析(一)》题库及答案

《数学分析(一)》题库及答案

《数学分析(一)》题库及答案一.单项选择1、函数)(x f 的定义域为]2,1[-,则函数)1(+x f 的定义域为_______。

A .]1,2[-B .]2,1[-C .[0,3]D .[1,3]2、函数)(x f 在0x x →时极限存在,是)(x f 在0x 点处连续的_______。

A .充分但非必要条件B .必要但非充分条件C .充分必要条件D .既非充分又非必要条件3、设函数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=<-=1,11,21,1)(x xx x x x f ,则=→)(lim 1x f x _______。

4、设⎪⎩⎪⎨⎧≥+<=0,10,sin )(x x x x x x f ,则=→)(lim 0x f x ________。

A .-1 B .0 C .1 D .不存在5、已知)1ln()(a x x f += )0(>x ,则=')1(f ________。

A .aB .2aC .21 D . 1 6、若在区间),(b a 内,函数)(x f 的一阶导数0)(<'x f ,二阶导数0)(>''x f ,则)(x f 在),(b a 内是________。

A .单调减少,曲线上凸B .单调增加,曲线上凸C .单调减少,曲线下凸D .单调增加,曲线下凸二、填空题1、函数)43cos(π+=xy 的周期为________。

2、=+∞→x x x)21(lim ________。

3、设x y 2sin =,则='''y ________。

4、设,2xe y =则y '''=_______。

5、设,)(lim 0A x x f x =→则=→xbx f x )(lim 0_______。

6、曲线xy 1=的渐近线是_______、_______。

三、判断对错1. 设函数在)(x f (a 、b )上连续,则在)(x f [ a 、b ] 上有界。

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《数学分析》考试题一( 满分 1 0 分,每小题 2 分)判断题:1 设数列}{n a 递增且 (有限). 则有}sup{n a a =. ( )2 设函数)(x f 在点0x 的某邻域)(0x U 内有定义. 若对)(0x U x n ∈∀,当0x x n →时, 数列)}({n x f 都收敛于同一极限. 则函数)(x f 在点0x 连续. ( )3 设函数)(x f y =在点0x 的某邻域内有定义. 若存在实数A ,使0→∆x 时,),()()(00x x A x f x x f ∆=∆--∆+ 则)(0x f '存在且A x f =')(0. ( )4 若),(0)( ,0)()(2121x f x f x f x f ''<<''='='则有).()(21x f x f >( )5 设 ⎰⎰+=+=c x G dx x g c x F dx x f )()( ,)()(. 则当)()(x G x F ≠时, 有)()(x g x f ≠. ( )二( 满分 1 5 分,每小题 3 分)填空题:1 =+=∞→+=∑n n n k n a kn a lim .911612.2 函数 |3|ln 3)(--=x x x f 的全部间断点是 .3. )1ln()(2x x f +=, 已知 56)2()(lim000=--→hh x f x f h , =0x .4. 函数193)(23+--=x x x x f 的既递减又下凸的区间是 .5. ⎰⎰='+=dx x f x c x dx x f )( ,sin)(2.二 ( 满分 3 6 分,每小题 6 分)计算题:1 1111lim3-+-+→x x x .2 求函数54)15(4)(+-=x x x f 的极值 . 3 ⎰+12x x dx .4 ⎰++dx x x )1ln(2. 5 ⎰+-+dx x x x 5232.6 在边长为 a 的正三角形的三个角上剪去长为x 的四边形(如右上图),然后 折起来做成底为正三角形的盒子. 求最大体积 .三 ( 满分 7 分)验证题: 用“δε-”定义验证函数 254)(2-+=x x x f 在点20=x 连续 .四 ( 满分 3 2 分,每小题 8 分)证明题:1 设函数f 在区间]2 , 0 [a 上连续 , 且 ) 2 () 0 (a f f =. 试证明 :] , 0 [ a c ∈∃, 使 )() (a c f c f +=.2 设函数)(x f 在区间 I 上可导, 且导函数 )(x f '在该区间上有界 .试证明 函数 )(x f 在区间 I 上一致连续 .3 设函数)(x f 在区间] , 0 [a 上二阶可导,且 0) (=a f . )()(2x f x x F =. 试证明: ) , 0 ( a ∈∃ξ, 使 0) (=''ξF .4 试证明: 对 R ∈∀n x x x ,,, 21 , 有不等式nx x x nx x x nn2222121+++≤+++ .(十二) 一年级《数学分析》考试题一 判断题(正确的记(√ ),错误的记(×))(共18分,每题3分):1. 设)(x f 在],[b a 上连续,M 与m 分别是)(x f 的最大值和最小值,则对于任何数)(M c m c ≤≤,均存在],[b a ∈ξ,使得c f =)(ξ。

( ) 2. 设)(),(t g x f 在),(b a 内可导,且)()(x g x f >,则)(')('x g x f >。

( )3. 设}{n x 的极限存在,}{n y 的极限不存在,则}{n n y x +的极限未必不存在。

( )4. 如0x x =是函数)(x f 的一个极点,则0)('0=x f 。

( ) 二 证明:欧氏空间的收敛点列必是有界的。

(10分) 三 证明:nR中任意有界的点列中必有收敛的子点列。

(10分)四 计算下列极限:(9分)1xxy y x )sin(lim)0,0(),(→ ;242)(lim 22)0,0(),(yxy x y x+→;322)0,1(),()log(limyxex x y x ++→;五 计算下列偏导数:(10分)(1))(222zyxx eu ++=;(2))log(21n x x x z +⋅⋅⋅++=; 六(10分)计算下列函数f 的Jacobian Jf :(1))sin(),,(2yz y x z y x f =; (2)2/12222121)(),,,(n n x x x x x x f +⋅⋅⋅++=⋅⋅⋅;七 (10分)设隐函数)(x y 由方程定义,求 'y 及 ''y 。

八(11分)在椭球内嵌入有最大体积的长方体,问长方体的尺寸如何? 九、(10分)求椭球面过其上的点),,(000z y x p = 处的切平面的方程。

十、(10分)设函数),(),,(y x g y x f 是定义在平面开区域G 内的两个函数,在G 内均有连续的一阶偏导数,且在G 内任意点处,均有又设有界闭G D ⊂,试证:在 D 中满足方程组的点至多有有限个。

xy x y arctan2=1222222=++cz by ax 1222222=++cz by ax 0≠∂∂∙∂∂-∂∂∙∂∂xg yf yg xf ⎩⎨⎧==0),(0),(y x g y x f )0(≠x(十三)一年级《数学分析》考试题一 判断题(正确的记(√ ),错误的记(×))(共18分,每题3分):1设)(x f 在],[b a 上连续,M 与m 分别是)(x f 的最大值和最小值,则对于任何数)(M c m c ≤≤,均存在],[b a ∈ξ,使得c f =)(ξ。

( ) 5. 设)(),(t g x f 在),(b a 内可导,且)()(x g x f >,则)(')('x g x f >。

( )6. 设}{n x 的极限存在,}{n y 的极限不存在,则}{n n y x +的极限未必不存在。

( )7. 如0x x =是函数)(x f 的一个极点,则0)('0=x f 。

( ) 8. 存在这样的函数,它在有限区间中有无穷多个极大点和无穷多个极小点。

( ) 9. 对于函数xxx cos +,由于)sin 1(lim ')'cos (limx x x x x x -=+∞→∞→不存在,根据洛必达法制,当x 趋于无穷大时,xxx cos +的极限不存在。

( )二 计算下列极限:(18分)1 )1sin(lim nn n ∞→2 )sin 1(lim n nn ∞→;3 )1 (2)111(lim nn n n n ++++++∞→;4 xox xsin lim +→;5 )ln )(ln(lim x a x x x -+∞→;6 422cos limxex xx -→-。

三 计算下列函数的导数:(20分)(1)x x e x f xarcsin )log()(3+=;(2))12(ln )(-=x x f x;(3)22,0ln sin 2dxy d y x x y 求=+;(4)⎩⎨⎧==;cos ,sin 22t t y t t x (5)设)(x f 二次可导,求'))'(arctan (x f 。

四 计算不定积分(12分): (1)dx x x ⎰+-20)2)(1(; (2)dx xx x ⎰++cos 1sin ;(3)dx x e x ⎰2sin ;(4)dx e dxx ⎰+2)1(。

五 (8分)求函数x e x f sin )(=在0=x 处的5次Taylor 多项式:六 (8分)用Lagrange 中值定理证明:如果函数)(x f 在),([+∞a 可微,并且0)('lim =+∞→x f x ,则0)(lim=+∞→xx f x 。

七 (8分)证明:若函数)(x f 在),[+∞a 上连续,且A x f x =+∞→)(lim (有限数),则)(x f 在),[+∞a 上一致连续。

八 (8分)求母线为l 的圆锥之最大体积。

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