数学分析考题2
数学分析上学期期末考试试题(及答案)

数学分析上学期期末考试试题(及答案)一、选择题(每题5分,共25分)1. 设函数f(x) = x^2 - 2x + 1,下列选项中正确的是()A. f(x)在x=1处取得极小值B. f(x)在x=1处取得极大值C. f(x)在x=1处无极值D. f(x)在x=1处不可导答案:A2. 设函数y = ln(x^2 + 1),求y'的值是()A. 2x/(x^2 + 1)B. 2x/(1 + x^2)C. x/(x^2 + 1)D. x/(1 + x^2)答案:B3. 设函数f(x) = e^x,下列选项中正确的是()A. f'(x) = e^xB. f'(x) = 1C. f'(x) = xD. f'(x) = e^x + 1答案:A4. 设函数y = sin(2x),求y''的值是()A. 2cos(2x)B. -4sin(2x)C. -4cos(2x)D. 4cos(2x)答案:D5. 设函数f(x)在区间(a,b)内连续,且f'(x)存在,以下结论正确的是()A. f(x)在区间(a,b)内一定有极值B. f(x)在区间(a,b)内一定有最大值和最小值C. f(x)在区间(a,b)内一定单调D. f(x)在区间(a,b)内一定可导答案:B二、填空题(每题5分,共25分)6. 函数f(x) = x^3 - 3x在x = 1处的切线方程是________。
答案:y = -2x + 27. 函数f(x) = x^2 * e^x在x = 0处的二阶导数是________。
答案:28. 设函数f(x) = sin(x) + cos(x),则f(x)在区间[0, π]上的最大值是________。
答案:√29. 设函数y = x^3 - 3x^2 + 2x + 1,求y' = 0的解是________。
答案:x = 110. 设函数f(x) = e^x - 2x,求f(x)在x = 0处的泰勒公式展开到二次项是________。
数学分析考试真题及答案

数学分析考试真题及答案一、单项选择题(每题4分,共20分)1. 函数f(x)=x^2在区间[0,1]上是()A. 增函数B. 减函数C. 常函数D. 非单调函数答案:A2. 极限lim(x→0) (sin x)/x的值是()A. 0B. 1C. -1D. 2答案:B3. 函数f(x)=x^3-3x在区间(-∞,+∞)上是()A. 增函数B. 减函数C. 常函数D. 非单调函数答案:D4. 函数f(x)=x^2+2x+1的最小值是()A. 0B. 1C. 2D. 3答案:B5. 函数f(x)=x^3+3x^2+3x+1的零点个数是()A. 0B. 1C. 2D. 3答案:B二、填空题(每题4分,共20分)1. 函数f(x)=x^2+2x+1的导数是________。
答案:2x+22. 函数f(x)=e^x的反函数是________。
答案:ln x3. 函数f(x)=x^3+3x^2+3x+1的二阶导数是________。
答案:6x+64. 函数f(x)=x^2+2x+1在区间[0,1]上的定积分是________。
答案:25. 函数f(x)=x^3+3x^2+3x+1在x=0处的泰勒展开式是________。
答案:1+3x+3x^2+x^3三、解答题(每题15分,共60分)1. 求函数f(x)=x^3-3x的单调区间和极值点。
解:首先求导数f'(x)=3x^2-3,令f'(x)=0,解得x=±1。
当x<-1或x>1时,f'(x)>0,函数单调递增;当-1<x<1时,f'(x)<0,函数单调递减。
因此,函数在x=-1处取得极大值f(-1)=2,在x=1处取得极小值f(1)=-2。
2. 求极限lim(x→0) (1+x)^(1/x)。
解:利用极限的性质,我们可以将极限转化为指数形式:lim(x→0) (1+x)^(1/x) = e^(lim(x→0) (1/x)ln(1+x))。
大一上数学分析期末考试题及答案

大一上数学分析期末考试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 极限的定义是:如果对于任意的正数ε,都存在正整数N,使得当n>N时,都有|a_n - A| < ε,则称序列{a_n}的极限为A。
A. 正确B. 错误答案:A2. 函数f(x)=x^2在区间(-∞, +∞)上是单调递增的。
A. 正确B. 错误答案:B3. 函数f(x)=x^3在区间(-∞, +∞)上是单调递增的。
A. 正确B. 错误答案:A4. 函数f(x)=sin(x)在区间[0, π]上是单调递增的。
A. 正确B. 错误答案:B5. 函数f(x)=x^2在区间[0, +∞)上是单调递增的。
A. 正确B. 错误答案:A6. 函数f(x)=x^3在区间(-∞, +∞)上是单调递增的。
A. 正确B. 错误答案:A7. 函数f(x)=e^x在区间(-∞, +∞)上是单调递增的。
A. 正确B. 错误答案:A8. 函数f(x)=ln(x)在区间(0, +∞)上是单调递增的。
A. 正确B. 错误答案:A9. 函数f(x)=1/x在区间(0, +∞)上是单调递减的。
A. 正确B. 错误答案:B10. 函数f(x)=x^2在区间(-∞, 0)上是单调递减的。
A. 正确B. 错误答案:A二、填空题(每题4分,共20分)11. 极限lim(x→0) (sin(x)/x) = ________。
答案:112. 极限lim(x→+∞) (1/x) = ________。
答案:013. 极限lim(x→0) (1 - cos(x))/x^2 = ________。
答案:1/214. 函数f(x)=x^3在x=0处的导数为 ________。
答案:015. 函数f(x)=e^x在x=0处的导数为 ________。
答案:1三、计算题(每题10分,共40分)16. 计算极限lim(x→0) (tan(x) - sin(x))/x^3。
解:利用洛必达法则,对分子分母分别求导三次,得到极限为1/2。
数学分析试题及答案

数学分析试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 函数f(x)=x^3-3x+1在x=1处的导数是()。
A. 1B. 2C. 3D. 4答案:B2. 极限lim(x→0) (sin x)/x的值是()。
A. 0B. 1C. -1D. 2答案:B3. 函数f(x)=x^2-4x+4的最小值是()。
A. 0B. 1C. 4D. 8答案:A4. 定积分∫(0,1) x^2 dx的值是()。
A. 1/3B. 1/2C. 2/3D. 1答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 函数f(x)=x^3+2x^2-5x+6的导数是________。
答案:3x^2+4x-52. 函数f(x)=ln(x)的原函数是________。
答案:xln(x)-x3. 函数f(x)=e^x的不定积分是________。
答案:e^x+C4. 函数f(x)=x^2-6x+8在x=3处的值是________。
答案:-1三、解答题(每题10分,共60分)1. 求函数f(x)=x^3-6x^2+11x-6的极值点。
答案:首先求导数f'(x)=3x^2-12x+11,令f'(x)=0,解得x=1或x=11/3。
然后检查二阶导数f''(x)=6x-12,发现f''(1)=-6<0,所以x=1是极大值点;f''(11/3)=2>0,所以x=11/3是极小值点。
2. 求极限lim(x→∞) (x^2+3x+2)/(x^3-4x+1)。
答案:分子和分母同时除以x^3,得到lim(x→∞)(1+3/x+2/x^2)/(1-4/x^2+1/x^3),当x趋向于无穷大时,极限为1。
3. 求定积分∫(0,2) (2x-1) dx。
答案:首先求不定积分∫(2x-1) dx = x^2 - x + C,然后计算定积分∫(0,2) (2x-1) dx = (2^2 - 2) - (0^2 - 0) = 4 - 2 = 2。
伍胜健《数学分析》(第2册)配套题库-章节题库(幂级数)

第11章幂级数1.试求下列幂级数的收敛半径R:解:这些都是缺项幂级数,不能直接用比值极限来求收敛半径.(1)令,则原级数可写为已知后一级数的收敛半径为R=1,且当|t|=1时发散.由故原级数的收敛半径.(2)不妨设,则原级数可写为.从而有这说明其收敛半径为R=1.(3)由不等式知R=1.1.试证明下列命题:(1)设则的收敛半径R=1.(2)设的收敛半径是1,则的收敛半径也是1.证明:(1)由可知即从而有因为所以该幂级数的收敛半径R≥1.此外,由的发散性可知,R=1.(2)(i)因为,所以I的收敛半径小于等于1.(ii)由等式可知,当|x|<1时I收敛.从而知,的收敛半径必须大于等于1.综合以上所述,R=1.1.设是发散的正项级数,记证明:由题设知的收敛半径R≤1,故此外,又由题设知,由此可得从而又得由于,故有综合上述结果,即得所证.1.试求下列幂级数的收敛域:解:(1)由可知其收敛半径R=1.当a>1时,若x=1,则因,所以该级数收敛;若x=-1,则由是递减收敛于零的数列,可知该级数收敛.因此其收敛域为[-1,1];易知当a≤1时,其收敛域为(-1,1).(2)首先,假定a>b,有由此可知,其收敛半径R=1/a.类似地可证,当a<b时,R=1/b.当a=b时,注意的收敛半径是1,从而最后得收敛半径其次,在x=±R处易知因此,在a≥b时,其收敛域为[-R,R);在a<b时,其收敛域为[-R,R].1.试证明下列命题:(1)设时收敛.(2)若的收敛域为[-1,1],则的收敛域为[-1,1].(3)若可(c,1)求和(即存在极限)则级数在(-1,1)上收敛.解:(1)由不等式可得从而知该级数在2|x|<1时收敛.(2)由题设知.故得由不等式可知,x=±1时该级数也收敛.证毕.(3)由题设知,故可得这说明的收敛半径R≥1.证毕.1.求下列幂级数的和S(x):解:(1)对S(x)作逐项积分,可得(x≠0)(2)对,令,有由此知.对,令,有由此可知1.设幂级数的系数满足且此幂级数在点处收敛,试证明证明:由等式可移项得到从而可知.1.试证明下列命题:(1)设的收敛半径R=1,且.若有,则存在,使得(2)设,则在(-1,1)上收敛,且有(3)设的收敛半径R=1,则存在M>0,使得证明:(1)对x∈(0,1),可知.取.由题设知,对任给ε>0,存在,当时有(注意)从而知存在故得若取,则相应地可得(注意)从而有。
数学分析试题及答案解析

WORD 格式整理2014 ---2015 学年度第二学期 《数学分析 2》A 试卷学院 班级学号(后两位)姓名题号一二三四五六七八总分核分人得分一. 判断题(每小题 3 分,共 21 分)( 正确者后面括号内打对勾,否则打叉 )1.若 f x 在 a,b 连续,则 f x 在 a,b 上的不定积分 f x dx 可表为x af t dt C ( ).2. 若 f x ,g x 为连续函数,则 f x g x dx f x dx g x dx ( ).3. 若f x dx 绝对收敛,g x dx 条件收敛,则 [ f x g x ]dx 必aaa然条件收敛().4. 若f x dx 收敛,则必有级数f n 收敛( ) 1n 15. 若 f n 与 g n 均在区间 I 上内闭一致收敛,则 f ng n 也在区间 I上内闭一致收敛().6. 若数项级数a 条件收敛,则一定可以经过适当的重排使其发散 n n 1于正无穷大( ).7. 任何幂级数在其收敛区间上存在任意阶导数, 并且逐项求导后得到的新幂级数收敛半径与收敛域与原幂级数相同().专业资料值得拥有WORD 格式整理二. 单项选择题(每小题 3 分,共 15 分)8.若 f x 在 a,b 上可积,则下限函数axf x dx 在 a,b 上()A.不连续B. 连续C. 可微D. 不能确定9.若g x 在 a,b 上可积,而f x 在 a,b 上仅有有限个点处与g x 不相等,则()A. f x 在 a,b 上一定不可积;B. f x 在 a,b 上一定可积, 但是babf x dxg x dx;aC. f x 在 a,b 上一定可积,并且babf x dxg x dx;aD. f x 在 a,b 上的可积性不能确定 .10.级数n1 1 12nn 1nA. 发散B. 绝对收敛C. 条件收敛D. 不确定11.设u n 为任一项级数,则下列说法正确的是()uA. 若lim u n 0 ,则级数nn一定收敛;un 1B. 若lim 1,则级数u n 一定收敛;n unun 1C. 若N,当n N时有,1,则级数u n 一定收敛;un专业资料值得拥有WORD 格式整理u n 1D. 若 N,当nN 时有, 1,则级数u n 一定发散;u n12. 关于幂级数na n x 的说法正确的是()A. na n x 在收敛区间上各点是绝对收敛的; B. na n x 在收敛域上各点是绝对收敛的;C. na n x 的和函数在收敛域上各点存在各阶导数;D.na n x 在收敛域上是绝对并且一致收敛的;三. 计算与求值(每小题 5 分,共 10分)1 1.lim nnnn 1 n 2nn专业资料值得拥有WORD 格式整理ln sin x13.dx2cos x四. 判断敛散性(每小题 5 分,共 15 分)3 x 12.dx0 1 2x x专业资料值得拥有14.n1 n! n n15.n 1nn1 2nn 1 2专业资料值得拥有五. 判别在数集D上的一致收敛性(每小题 5 分,共 10 分)sin nx16.f n , 1,2 , ,x n Dn专业资料值得拥有WORD 格式整理2n17. D , 2 2,nx六.已知一圆柱体的的半径为R,经过圆柱下底圆直径线并保持与底圆面30 角向斜上方切割,求从圆柱体上切下的这块立体的体积。
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。
数学分析经典习题

数学分析经典习题1.设p(x)=2+4x+3x^2+5x^3+3x^4+4x^5+2x^6,对于满⾜0<k<5的k,定义I_k=\int_0^{+\infty}\frac{x^k}{p(x)}dx,对于怎样的k, I_k最⼩?Hint:进⾏倒代换再相加.2.(2018年中国数学奥林匹克希望联盟夏令营)已知n\in\mathbb{N},n\geq 2,设0<\theta<\pi,证明: \sin\frac{\theta}{2}\sum_{k=1}^n\frac{\sink\theta}{k}<1.3.(2011年最新⼤学⽣数学竞赛预测试题,西西)求极限\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n^2}\int_0^{\pi/2}x\left(\frac{\sin nx}{\sin x}\right)^4dx.\lim_{n\to\infty}\frac{n!}{n^n}\left(\sum_{k=0}^n\frac{n^k}{k!}-\sum_{k=n+1}^\infty\frac{n^k}{k!}\right).\int_0^{\pi/2}\ln (\cos x)\ln (\sin x)\cdot \sin 2xdx.求⽆穷级数\sum_{k=1}^\infty\frac1{k^2}\cos\left(\frac{9}{k\pi+\sqrt{k^2\pi^2-9}}\right).⾥⾯还很多有意思的题!4.物理⾥⾯的:\frac{1}{xy}=\int_0^\infty\frac{da}{(ax+(1-a)y)^2},\quad \det A=\int_0^\infty\int_0^\infty e^{\theta A\eta}d\theta d\eta.5.计算第⼆型曲线积分I=\oint_C\frac{e^y}{x^2+y^2}[(x\sin x+y\cos x)dx+(y\sin x-x\cos x)dy],其中C:x^2+y^2=1,取逆时针⽅向.解:事实上,\begin{align*}I&=\oint_C\frac{e^y}{x^2+y^2}[(x\sin x+y\cos x)dx+(y\sin x-x\cos x)dy\\&=\int_0^{2\pi}e^{\cos t}\cos(\sint)dt=\int_0^{2\pi}e^{e^{it}}dt=\frac{1}{i}\oint_{|z|=1}\frac{e^z}{z}dz=2\pi\lim_{z\to 0}e^z=2\pi.\end{align*}6.(国际最佳问题征解)T210,P210.试证明下⾯等式成⽴:\int_0^{\infty}\frac{dx}{\Gamma (x)}=\int_0^1\left[1+\frac{e}{x}-\frac{e}{1!(x+1)}+\frac{e} {2!(x+1)}-\cdots\right]\frac{dx}{\Gamma (x)}.T211.证明:若0<x<1,则\prod_{n=1}^\infty\left(1-x^{2n-1}\right)=1/\left[1+\sum_{n=1}^\infty\frac{x^{n(n+1)/2}}{(1-x)(1-x^2)(1-x^3)\cdots (1-x^n)}\right].T213.求证丅式成⽴:e^x=\frac{(1-x^2)^{1/2}(1-x^3)^{1/3}(1-x^5)^{1/5}\cdots}{(1-x)(1-x^6)^{1/6}(1-x^{10})^{1/{10}}\cdots},\quad |x|<1等式右端的分式中,分⼦中的x的指数是含奇数个不重复素数因⼦的整数,⽽在分母中的x的指数是含偶数个不重复素数因⼦.证.考虑函数f(x)=-\sum_{n=1}^\infty\frac{\mu (n)\ln (1-x^n)}{n},\quad |x|<1其中\mu (n)是Mobius函数,那么f(x)=\sum_{n=1}^\infty\frac{\mu (n)}{n}\sum_{m=1}^{\infty}\frac{x^{mn}}{m}=\sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=1}^{\infty}\frac{\mu (n)}{nm}x^{nm},\quad |x|<1在这个展开式中, x^m的系数是\sum_{n|m}\frac{\mu (n)}{m}=\frac1m\sum_{n|m}\mu (n)=0,\quad m\neq 1因此f(x)=x,所以e^x=\sum_{n=1}^\infty(1-x^n)^{-\mu (n)/n},由此得证.数列a_0,a_1,\ldots,a_n满⾜a_0=\frac{1}{2},a_{k+1}=a_k+\frac{1}{n}a_k^2,k=0,1,\ldots,n-1,试证1-\frac{1}{n}<a_n<1.这是1980年芬兰等四国数学竞赛试题,是这次竞赛中得分率最低的⼀道题,竞赛委员会公布的解答也很繁琐,苏淳教授曾运⽤数学归纳法采⽤加强命题的技巧给出了较为简捷的证明.下⾯是种更直截了当的证明.来⾃朱华伟《奥数讲义-⾼⼀上》证.由已知得\frac{1}{a_{k-1}}-\frac{1}{a_k}=\frac{1}{n+a_{k-1}},从⽽a_n>a_{n-1}>\cdots>a_1>a_0=\frac12,所以\frac{1}{a_{k-1}}-\frac{1}{a_k} <\frac{1}{n},\quad k=1,2,\ldots,n累加得\frac{1}{a_0}-\frac{1}{a_n}<1,所以\frac{1}{a_n}>2-1=1,即a_n<1,从⽽有\frac{1}{a_{k-1}}-\frac{1}{a_k}>\frac{1}{n+1},\quad k=1,2,\ldots,n累加得\frac{1}{a_0}-\frac{1}{a_n}>\frac{n}{n+1},即\frac{1}{a_n}<2-\frac{n}{n+1}=\frac{n+2}{n+1},从⽽a_n>\frac{n+1}{n+2}>\frac{n-1}{n}=1-\frac{1}{n},故1-\frac{1}{n}<a_n<1.另外可参考:叶军《数学奥林匹克教程》P259.注意到\frac{\sin \pi x}{\pi x}=\prod_{n=1}^{\infty}\left(1-\frac{x^2}{n^2}\right),令x=i并由\sin (ix)=i\sinh x可知\prod_{n=1}^{\infty}\left(1+\frac{1}{n^2}\right)=\frac{e^\pi-e^{-\pi}}{2\pi}.设有正实数列\{a_n\}使得表达式\frac{a_k+a_n}{1+a_ka_n}的值仅依赖于脚标之和k+n,也就是当k+n=m+l时,必有\frac{a_k+a_n}{1+a_ka_n}=\frac{a_m+a_l}{1+a_ma_l},求证:数列\{a_n\}有界.证.为⽅便起见,记A_{k+n}=\frac{a_k+a_n}{1+a_ka_n},则A_n=A_{1+(n-1)}=\frac{a_1+a_{n-1}}{1+a_1a_{n-1}},\quad n>1考察函数f(x)=\frac{a_1+x}{1+a_1x},其中x>0.容易验证f(x)\geq \begin{cases} \frac{1}{a_1}, & \text{如果$a_1>1$}\\ 1, & \text{如果$a_1=1$}\\ a_1, & \text{如果$0<a_1<1$}\\ \end{cases}因此,对任意a_1值,都存在\alpha\in (0,1],使得f(x)\geq \alpha,从⽽对任何n,都有A_n\geq\alpha,其中\alpha可取a_1与1/a_1中较⼩者.这样便有A_{2n}=A_{n+n}=\frac{2a_n}{1+a_n^2}\geq\alpha,即\alpha a_n^2-2a_n+\alpha\leq 0,解得\frac{1-\sqrt{1-\alpha^2}}{\alpha}\leq a_n\leq \frac{1+\sqrt{1-\alpha^2}}{\alpha}.于是,只要取m=(1-\sqrt{1-\alpha^2})/\alpha,M=(1+\sqrt{1-\alpha^2})/\alpha,则对⼀切n,均有m\leq a_n\leq M,即数列\{a_n\}有界.注:满⾜题意的⾮常数数列是存在的,例如,令p>q\geq 1,则数列a_n=\frac{p^n-q}{p^n+q},\quad n=1,2,\ldots便具有上述性质.来源:朱华伟《奥数讲义-⾼⼀上》P84.证明⽅程f(x)=(2n+1)x^{2n}-2nx^{2n-1}+(2n-1)x^{2n-2}-\cdots+3x^2-2x+1=0⽆实根.证.令x=-c\leq 0,则f(-c)=(2n+1)c^{2n}+2nc^{2n-1}+(2n-1)c^{2n-2}+\cdots+3x^2+2c+1>0.因此原⽅程⽆负根,也⽆零根.下⾯证明原⽅程⽆正根.注意到(x+1)^2f(x)=(2n+1)x^{2n+2}+(2n+2)x^{2n+1}+1,其系数均⾮负,因此(x+1)^2f(x)⽆正根,即f(x)也⽆正根.综上所述, f(x)=0⽆实根.解⽅程\begin{cases} x_1+x_2+\cdots+x_n=n,\\ x_1^2+x_2^2+\cdots+x_n^2=n,\\ \vdots\\ x_1^n+x_2^n+\cdots+x_n^n=n.\\ \end{cases}解.作以x_1,x_2,\ldots,x_n为根的多项式\begin{align*}f(x)&=(x-x_1)(x-x_2)\cdots(x-x_n)\\&=x^n+a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1x+a_0,\end{align*}则f(x_k)=x_k^n+a_{n-1}x_k^{n-1}+\cdots+a_1x_k+a_0=0,\quad k=1,2,\ldots,n于是\begin{align*}\sum_{k=1}^{n}f(x_k)&=\sum_{k=1}^{n}\left(x_k^n+a_{n-1}x_k^{n-1}+\cdots+a_1x_k+a_0\right)\\&=\sum_{k=1}^{n}x_k^n+a_{n-1}\sum_{k=1}^{n}x_k^{n-1}+\cdots+a_1\sum_{k=1}^{n}x_k+\sum_{k=1}^{n}a_0=0,\end{align*}由⽅程组可知n+a_{n-1}n+\cdots+a_1n+a_0n=0,从⽽f(1)=1+a_{n-1}+\cdots+a_1+a_0=0.这说明x=1为f(x)的⼀个根.不妨设x_n=1,由原⽅程组得x_1^k+x_2^k+\cdots+x_{n-1}^k=n-1,\quad k=1,2,\ldots,n-1仿上⼜可得x_1,\ldots,x_{n-1}中有⼀个为1.继续下去,必有x_1=x_2=\cdots=x_n=1.已知\begin{align*}\begin{cases}\frac{x^2}{2^2-1^2}+\frac{y^2}{2^2-3^2}+\frac{z^2}{2^2-5^2}+\frac{w^2}{2^2-7^2}=1,\\\frac{x^2}{4^2-1^2}+\frac{y^2}{4^2-3^2}+\frac{z^2}{4^2-5^2}+\frac{w^2}{4^2-7^2}=1,\\\frac{x^2}{6^2-1^2}+\frac{y^2}{6^2-3^2}+\frac{z^2}{6^2-5^2}+\frac{w^2} {6^2-7^2}=1,\\\frac{x^2}{8^2-1^2}+\frac{y^2}{8^2-3^2}+\frac{z^2}{8^2-5^2}+\frac{w^2}{8^2-7^2}=1.\end{cases}\end{align*}求x^2+y^2+z^2+w^2的值.解.x,y,z,w能满⾜给定的⽅程组等价于t=4,16,36,64满⾜⽅程\frac{x^2}{t-1}+\frac{y^2}{t-9}+\frac{z^2}{t-25}+\frac{w^2}{t-49}=1.去分母,当t\neq 1,9,25,49时,关于t的⽅程等价于\begin{align*}(t-1)(t-9)(t-25)(t-49)-x^2(t-9)(t-25)(t-49)-y^2(t-1)(t-25)(t-49)\\-z^2(t-1)(t-9)(t-49)-w^2(t-1)(t-9)(t-25)=0.\end{align*}后⾯的⽅程是关于t的四次⽅程, t=4,16,36,64是这个⽅程的4个已知根,也就是它的全部根,故⽅程等价于(t-4)(t-16)(t-36)(t-64)=0.由于上⾯两个⽅程中t^4的系数都是1,故其余各次幂的系数也应相等.⽐较t^3的系数可得1+9+25+49+x^2+y^2+z^2+w^2=4+16+36+64.于是得到x^2+y^2+z^2+w^2=36.本题也可以利⽤进⾏求解.\begin{enumerate}\item 设p(x)为任⼀个⾸项系数为正数p_0的实系数多项式,且p(x)⽆实零点.证明:必有实系数多项式f(x)和g(x),使得p(x)=[f(x)]^2+[g(x)]^2.\item 证明:若Q(x)是⾸项系数为正的实系数多项式,且有实数a使得Q(a)<0,则Q(x)必有实零点.\end{enumerate}由共轭复数运算可知,若p(a+bi)=0,则p(a-bi)=0,因此p(x)的虚零点是成共轭对出现的.由于p(x)⽆实零点, p(x)必为偶数次多项式.令其次数为2n,且零点为x_i,\overline{x_i},i=1,2,\ldots,n,则p(x)=\left[\sqrt{p_0}\prod_{i=1}^{n}(x-x_i)\right]\left[\sqrt{p_0}\prod_{i=1}^{n}(x-\overline{x_i})\right].令q(x)=\sqrt{p_0}\prod_{i=1}^{n}(x-x_i),则p(x)=q(x)\overline{q(x)}.由于q(x)为复系数多项式,必有实系数多项式f(x)与g(x),使得q(x)=f(x)+ig(x),则\overline{q(x)}=f(x)-ig(x),于是p(x)=[f(x)+ig(x)][f(x)-ig(x)]=f^2(x)+g^2(x).(2)利⽤反证法.假设Q(x)⽆实零点,由于Q(x)为实系数多项式,且其⾸项系数为正.因此由(1)可知,必有实系数多项式f(x)和g(x),使得Q(x)=f^2(x)+g^2(x),由此可知Q(a)=f^2(a)+g^2(a)>0,与题意Q(a)<0⽭盾.来源:朱华伟《奥数讲义-⾼三下》P14.(Steiner定理)边长⼀定的n边形中,以存在外接圆者的⾯积最⼤.(等周定理)周长⼀定的n边形中,以正n边形的⾯积最⼤.定理.圆内接n边形中以正n边形的周长最⼤.叶军,P282.P354.P276\frac{a^r}{(a-b)(a-c)}+\frac{b^r}{(b-c)(b-a)}+\frac{c^r}{(c-a)(c-b)}=\begin{cases}0,&r=0,1\\1,&r=2\\a+b+c,&r=3\end{cases}叶军P68,余红兵、严镇军《构造法解题》(2011年⼭西⾼中数学联赛)三⾓形ABC三个内⾓的度数满⾜\frac{A}{B}=\frac{B}{C}=\frac13,求T=\cos A+\cos B+\cos C的值.证明\lim_{n\to\infty}\left(1+n+\frac{n^2}{2!}+\cdots+\frac{n^n}{n!}\right)e^{-n}=\frac{1}{2}.设\frac12<\alpha<\frac23,r=[n^\alpha],把e^n=\sum_{k=0}^{\infty}\frac{n^k}{k!}表⽰为\sum_{k=0}^{n-r}\frac{n^k}{k!}+\sum_{k=n-r+1}^{n}\frac{n^k}{k!}+\sum_{k=n+1}^{n+r}\frac{n^k}{k!}+\sum_{k=n+r+1}^{2n+1}\frac{n^k}{k!}+\sum_{k=2n+2}^{\infty}\frac{n^k}{k!}=S_1+S_2+S_3+S_4+S_5.由于\begin{align*}\frac{n^{n-k+1}}{(n-k+1)!}/\frac{n^{n+k}}{(n+k)!} &=\frac{n(n+k)(n+k-1)}{n^3}\cdot\left(1-\frac{1}{n^2}\right)\cdots\left(1-\frac{(k-2)^2}{n^2}\right)\\&\geq 1-\frac{1^2+\cdots+(k-2)^2}{n^2}=1+o(1),\quad 1\leq k\leq r\end{align*}且S_3=S_2+o(S_2),\quad n\to\infty利⽤Stirling公式进⼀步估计S_1,S_4,S_5,可以证得S_1=o(S_2),S_4=o(S_2),S_5=o(S_2),由此得到结论.来源:《546个早期俄罗斯⼤学⽣数学竞赛题》T73,P77.设X_i,1\leq i\leq n是相互独⽴的随机变量,且X_i\sim P(1) (泊松分布),则Y_n=X_1+X_2+\cdots+X_n\sim P(n),⽽EY_n=DY_n=n.由中⼼极限定理可知\frac{Y_n-n}{\sqrt{n}}\to N(0,1),所以\lim_{n\to\infty}a_n=\lim_{n\to\infty}P(Y_n\leq n)=\lim_{n\to\infty}P\left(\frac{Y_n-n}{\sqrt{n}}\leq 0\right)=\Phi (0)=\frac12.另外可参考:博⼠数学论坛《数学分析解答库》计算\lim_{n\to\infty}\sqrt{n}\int_{-\infty}^{+\infty}\frac{\cos x}{(1+x^2)^n}dx.来源:《546个早期俄罗斯⼤学⽣数学竞赛题》T541,P64.解.令\delta=n^{-2/5},那么\int_{-\infty}^{+\infty}\frac{\cos x}{(1+x^2)^n}dx=2\int_{\delta}^{+\infty}\frac{\cos x}{(1+x^2)^n}dx+\int_{-\delta}^{\delta}\frac{\cos x}{(1+x^2)^n}dx.先估计前者,由于\left|\int_{\delta}^{+\infty}\frac{\cos x}{(1+x^2)^n}dx\right|\leq \int_{\delta}^{\infty}\frac{dx}{(1+x^2)^n}.令x=\sqrt{(1+\delta^2)y-1},那么当n\geq 2时,有\begin{align*}\int_{\delta}^{\infty}\frac{dx}{(1+x^2)^n}&=\int_{1}^{\infty}\frac{(1+\delta^2)^{1-n}}{2\sqrt{(1+\delta^2)y-1}y^n}dy\\&\leq\frac{1}{2} (1+\delta^2)^{1-n}\int_{1}^{\infty}\frac{dy}{y^2\sqrt{y-1}}.\end{align*}⽽\lim_{n\to\infty}\sqrt{n}(1+n^{-4/5})^{1-n}=0,这表明\lim_{n\to\infty}\sqrt{n}\int_{-\infty}^{+\infty}\frac{\cos x}{(1+x^2)^n}dx=\lim_{n\to\infty}\sqrt{n}\int_{-\delta}^{\delta}\frac{\cos x}{(1+x^2)^n}dx.⼜\ln \cos x-n\ln (1+x^2)=-\left(n+\frac12\right)x^2+nO(x^4).因为在[-\delta,\delta]上,有x^4\leq\delta^4\leq x^{-8/5},此时有\ln \cos x-n\ln (1+x^2)=-\left(n+\frac12\right)x^2+O(n^{-3/5}).于是得到\lim_{n\to\infty}\sqrt{n}\int_{-\delta}^{\delta}\frac{\cos x}{(1+x^2)^n}dx=\lim_{n\to\infty}\sqrt{n}\int_{-\delta}^{\delta}e^{-(n+1/2)x^2}dx.令y=\sqrt{n+1/2}x,则\begin{align*}\lim_{n\to\infty}\sqrt{n}\int_{-\delta}^{\delta}e^{-(n+1/2)x^2}dx=\lim_{n\to\infty}\frac{\sqrt{n}}{\sqrt{n+\frac12}}\int_{-\delta\sqrt{n+1/2}}^{\delta\sqrt{n+1/2}}e^{-y^2}dy=\int_{-\infty}^{\infty}e^{-y^2}dy=\sqrt{\pi}.\end{align*}T545.设\varphi(z)=\sum_{n=1}^{5}\frac{1}{n^z}.证明:对于任何实数t有\varphi(1+it)\neq 0.⾸先研究函数\varphi_4(z)=\sum_{n=1}^{4}\frac{1}{n^z},并证明\varphi_4(1+it)\neq 0,\quad \forall t\in\mathbb{R}我们有\mathrm{Re}\varphi_4(1+it)=\sum_{n=1}^{4}\frac{\cos (t\ln n)}{n}\geq 1+\frac{\cos x}{2}-\frac13+\frac{\cos 2x}{4},这⾥x=t\ln 2.⽽\begin{align*}1-\frac13+\frac{\cos x}{2}+\frac{1}{4}(2\cos^2 x-1)&=\frac{5}{12}+\frac12(u+u^2)\\&\geq \frac{5}{12}+\min_{|u|\leq 1} (u+u^2)=\frac{7}{24}.\end{align*}也就是\mathrm{Re}\varphi_4(1+it)\geq 7/24,因此当t\in\mathbb{R}时,有\varphi_4(1+it)\neq 0,⽽\mathrm{Re}\varphi_5(1+it)\geq \mathrm{Re}\varphi_4(1+it)-\frac15\geq \frac{7}{24}-\frac15=\frac{11}{120}.因此,对于t\in\mathbb{R}有\varphi(1+it)\neq 0. Processing math: 0%。
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《数学分析》考试试题一、叙述题1叙述闭区间套定理;2用肯定的形式叙述函数)(x f 在数集D 上无上阶;3叙述Rolle 微分中值定理;二、计算题1 求极限x x x x )11(lim -+∞→ ; 2 求摆线⎩⎨⎧-=-=ty t t x cos 1sin π20≤≤t , 在π=t 处的二阶导数22dx y d 的值; 3 设x e x f =)(2,求不定积分⎰dx x x f )( ;4 求不定积分⎰-+dx e ex x 1arctan 2 ;三、讨论题 1讨论函数=)(x f ⎪⎩⎪⎨⎧≤0 ,00 , 1sin x x x x 在0=x 点处的左、右导数; 2设221)(xn nx x f n += ,[]A e x .∈ ,)0(+∞ A e 2 1 )、、( =n ,讨论)(x f n 在[]A e .上的单调性的最大值点;四、证明题1用定义证明21121lim=-+∞→x x x ; 2证明:方程033=+-c x x ,(其中c 为常数)在[]1,0上可能有两个不同的实根;3若数列{}n x 收敛于a (有限数),它的任何子列{}k n x 也收敛于a 。
(十一) 一年级《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 k n 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()(lim 000=--→h h 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 1111lim 30-+-+→x x x .2 求函数54)15(4)(+-=x x x f 的极值 . 3 ⎰+12x xdx . 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 n x x x n n 2222121 +++≤+++ .(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 ny 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:n R 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) 1 xxy y x )sin(lim )0,0(),(→ ; 2 42)(lim 22)0,0(),(y x y x y x +→; 3 22)0,1(),()log(lim y x e x x y x ++→;五 计算下列偏导数:(10分)(1))(222z y x x e u++=; (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。
(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 y x y a r c ta n 2=1222222=++cz b y a x 1222222=++cz b y a x 0≠∂∂∙∂∂-∂∂∙∂∂xg y f y g x f ⎩⎨⎧==0),(0),(y x g y x f )0(≠x)(')('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x x x cos +,由于)sin 1(lim ')'cos (lim x x x x x x -=+∞→∞→不存在,根据洛必达法制,当x 趋于无穷大时,xx x 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...2111(lim nn n n n ++++++∞→; 4 x ox x sin lim +→; 5 )ln )(ln(lim x a x x x -+∞→; 6 4202cos lim x e x x x -→-。
三 计算下列函数的导数:(20分)(1)x x e x f x arcsin )log ()(3+=;(2))12(ln )(-=x x f x; (3)22,0ln sin 2dx y 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 x x x ⎰++cos 1sin ; (3)dx x e x ⎰2sin ;(4)dx e dx x ⎰+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。