高等数学作业下-5 (答案)
高等数学(下)课后习题答案
高等数学（下）习题七1. 在空间直角坐标系中，定出下列各点的位置：A(1,2,3); B(-2,3,4); C(2,-3,-4);D(3,4,0); E(0,4,3); F(3,0,0).解：点A在第Ⅰ卦限；点B在第Ⅱ卦限；点C在第Ⅷ卦限；点D在xOy面上；点E在yOz面上；点F在x轴上.2. xOy坐标面上的点的坐标有什么特点？yOz面上的呢？zOx面上的呢？答: 在xOy面上的点，z=0;在yOz面上的点，x=0;在zOx面上的点，y=0.3. x轴上的点的坐标有什么特点？y轴上的点呢？z轴上的点呢？答：x轴上的点，y=z=0;y轴上的点，x=z=0;z轴上的点，x=y=0.4. 求下列各对点之间的距离：（1）（0，0，0），（2，3，4）；（2）（0，0，0），（2，-3，-4）；（3）（-2，3，-4），（1，0，3）；（4）（4，-2，3），（-2，1，3）.解：（1）s=(2) s==(3) s=(4) s==.5. 求点（4，-3，5）到坐标原点和各坐标轴间的距离.解：点(4，-3，5)到x轴，y轴，z轴的垂足分别为（4，0，0），（0，-3，0），（0，0，5）.s==故s==xs==ys==.5z6. 在z轴上，求与两点A（-4，1，7）和B（3，5，-2）等距离的点.解：设此点为M（0，0，z），则222222-++-=++--(4)1(7)35(2)z z解得149z=即所求点为M（0，0，149）.7. 试证：以三点A（4，1，9），B（10，-1，6），C（2，4，3）为顶点的三角形是等腰直角三角形.证明：因为|AB|=|AC|=7.且有|AC|2+|AB|2=49+49=98=|BC|2.故△ABC为等腰直角三角形.8. 验证：()()++=++a b c a b c.证明：利用三角形法则得证.见图7-1图7-19. 设2,3.u v=-+=-+-a b c a b c 试用a, b, c表示23.u v-解：232(2)3(3)2243935117u v-=-+--+-=-++-+=-+a b c a b ca b c a b ca b c10. 把△ABC的BC边分成五等份，设分点依次为D1，D2，D3，D4，再把各分点与A 连接，试以AB=c，BC=a表示向量1D A,2D A,3D A和4D A.解：1115D A BA BD=-=--c a2225D A BA BD=-=--c a3335D A BA BD=-=--c a444.5D A BA BD=-=--c a11. 设向量OM的模是4，它与投影轴的夹角是60°，求这向量在该轴上的投影.解：设M的投影为M'，则1Pr j cos604 2.2uOM OM=︒=⨯=12. 一向量的终点为点B（2，-1，7），它在三坐标轴上的投影依次是4，-4和7，求这向量的起点A的坐标.解：设此向量的起点A的坐标A(x, y, z)，则{4,4,7}{2,1,7}AB x y z =-=----解得x =-2, y =3, z =0故A 的坐标为A (-2, 3, 0).13. 一向量的起点是P 1（4，0，5），终点是P 2（7，1，3），试求：（1） 12PP 在各坐标轴上的投影； （2） 12PP 的模；（3） 12PP 的方向余弦； （4） 12PP 方向的单位向量.解：（1）12Pr j 3,x x a PP ==12Pr j 1,y y a PP == 12Pr j 2.z z a PP ==-(2) 12(7PP == (3) 12cos 14xa PP α== 12cos 14ya PP β==12cos 14za PP γ==(4) 12012{14PPPP ===-e j . 14. 三个力F 1=(1,2,3), F 2=(-2,3,-4), F 3=(3,-4,5)同时作用于一点. 求合力R 的大小和方向余弦.解：R =（1-2+3，2+3-4，3-4+5）=（2，1，4）||==Rcos coscos αβγ=== 15. 求出向量a = i +j +k , b =2i -3j +5k 和c =-2i -j +2k 的模，并分别用单位向量,,a b c e e e 来表达向量a , b , c .解：||==a||==b||3==c, , 3. a b c ==a b c e16. 设m =3i +5j +8k , n =2i -4j -7k , p =5i +j -4k ,求向量a =4m +3n -p 在x 轴上的投影及在y 轴上的分向量.解：a =4(3i +5j +8k )+3(2i -4j -7k )-(5i +j -4k )=13i +7j +15k在x 轴上的投影a x =13,在y 轴上分向量为7j .17. 向量r 与三坐标轴交成相等的锐角，求这向量的单位向量e r .解：因αβγ==,故23cos 1 α=,cos αα==则{cos ,cos ,cos })r αβγ===++e i j k . 18. 已知两点M 1（2，5，-3），M 2（3，-2，5），点M 在线段M 1M 2上，且123M M MM =，求向径OM 的坐标.解：设向径OM ={x , y , z }12{2,5,3}{3,2,5}M M x y z MM x y z =--+=----因为，123M M MM = 所以，11423(3)153(2) 433(5)3x x x y y y z z z ⎧=⎪-=-⎧⎪⎪⎪-=--⇒=-⎨⎨⎪⎪+=-⎩=⎪⎪⎩故OM ={111,,344-}. 19. 已知点P 到点A （0，0，12）的距离是7，OP 的方向余弦是236,,777，求点P 的坐标. 解：设P 的坐标为（x , y , z ）,2222||(12)49PA x y z =++-=得2229524x y z z ++=-+126570cos 6, 749z z γ==⇒==又122190cos 2, 749x x α==⇒==123285cos 3, 749y y β==⇒== 故点P 的坐标为P （2，3，6）或P （190285570,,494949）. 20. 已知a , b 的夹角2π3ϕ=，且3,4a b ==，计算： (1) a ·b ; (2) (3a -2b )·(a + 2b ). 解：（1）a ·b =2π1cos ||||cos3434632ϕ⋅⋅=⨯⨯=-⨯⨯=-a b (2) (32)(2)3624-⋅+=⋅+⋅-⋅-⋅a b a b a a a b b a b b2223||44||334(6)41661.=+⋅-=⨯+⨯--⨯=-a a b b21. 已知a =(4,-2, 4), b =(6,-3, 2),计算：（1）a ·b ; (2) (2a -3b )·(a + b )； （3）2||-a b解：（1）46(2)(3)4238⋅=⨯+-⨯-+⨯=a b(2) (23)()2233-⋅+=⋅+⋅-⋅-⋅a b a b a a a b a b b b 222222222||3||2[4(2)4]383[6(3)2]23638349113=-⋅-=⨯+-+--+-+=⨯--⨯=-a a b b(3) 222||()()2||2||-=-⋅-=⋅-⋅+⋅=-⋅+a b a b a b a a a b b b a a b b 36238499=-⨯+=22. 已知四点A （1，-2，3），B （4，-4，-3），C （2，4，3），D （8，6，6），求向量AB 在向量CD 上的投影.解：AB ={3，-2，-6}，CD ={6，2，3}Pr j CD AB CD AB CD ⋅=4.7==- 23. 设重量为100kg 的物体从点M 1(3, 1, 8)沿直线移动到点M 2（1，4，2），计算重力所作的功（长度单位为m ）.解：取重力方向为z 轴负方向，依题意有f ={0,0, -100×9.8}s = 12M M ={-2, 3,-6}故W = f ·s ={0,0,-980}·{-2,3,-6}=5880 (J)24. 若向量a +3b 垂直于向量7a -5b ,向量a -4b 垂直于向量7a -2b ,求a 和b 的夹角. 解: (a +3b )·(7a -5b )=227||1615||0+⋅-=a a b b ①(a -4b )·(7a -2b ) = 227||308||0-⋅+=a a b b ② 由①及②可得：222221()1||||2||||4⋅⋅⋅==⇒=a b a b a b a b a b 又21||02⋅=>a b b ，所以1cos ||||2θ⋅==a b a b , 故1πarccos 23θ==. 25. 一动点与M 0(1,1,1)连成的向量与向量n =(2,3,-4)垂直，求动点的轨迹方程. 解：设动点为M (x , y , z )0{1,1,1}M M x y z =---因0M M n ⊥,故00M M n ⋅=.即2(x -1)+3(y-1)-4(z-1)=0整理得：2x +3y-4z-1=0即为动点M 的轨迹方程.26. 设a =(-2,7,6),b =(4, -3, -8),证明：以a 与b 为邻边的平行四边形的两条对角线互相垂直.证明：以a ,b 为邻边的平行四边形的两条对角线分别为a +b ,a －b ,且a +b ={2,4, -2}a-b ={-6,10,14}又(a +b )·(a-b )= 2×(-6)+4×10+(-2)×14=0故(a +b )⊥(a-b ).27. 已知a =3i +2j -k , b =i -j +2k ,求：(1) a ×b ;(2) 2a ×7b ;(3) 7b ×2a ; (4) a ×a .解：（1） 211332375122111--⨯=++=----a b i j k i j k(2) 2714()429870⨯=⨯=--a b a b i j k(3) 7214()14()429870⨯=⨯=-⨯=-++b a b a a b i j k(4) 0⨯=a a .28. 已知向量a 和b 互相垂直，且||3, ||4==a b .计算：(1) |(a ＋b )×(a －b )|；(2) |(3a ＋b )×(a －2b )|.（1）|()()|||2()|+⨯-=⨯-⨯+⨯-⨯=-⨯a b a b a a a b b a b b a bπ2||||sin 242=⋅⋅=a b (2) |(3)(2)||362||7()|+⨯-=⨯-⨯+⨯-⨯=⨯a b a b a a a b b a b b b aπ734sin 842=⨯⨯⨯= 29. 求垂直于向量3i-4j-k 和2i-j +k 的单位向量，并求上述两向量夹角的正弦. 解：411334555111221----⨯=++=--+--a b i j k i j k与⨯a b平行的单位向量)||⨯==--+⨯a b e i j k a b||sin ||||θ⨯===⨯a b a b . 30. 一平行四边形以向量a =(2,1,－1)和b =(1,－2,1)为邻边，求其对角线夹角的正弦. 解：两对角线向量为13=+=-l a b i j ，232=-=+-l a b i j k因为12|||2610|⨯=++l l i j k12||||==l l 所以1212||sin 1||||θ⨯===l l l l . 即为所求对角线间夹角的正弦.31. 已知三点A (2,-1,5), B (0,3,-2), C (-2,3,1)，点M ，N ，P 分别是AB ，BC ，CA 的中点，证明：1()4MN MP AC BC ⨯=⨯. 证明：中点M ，N ，P 的坐标分别为31(1,1,), (1,3,), (0,1,3)22M N P -- {2,2,2}MN =--3{1,0,}2MP =- {4,4,4}AC =--{2,0,3}BC =- 22222235233100122MN MP ----⨯=++=++--i j k i j k 44444412208033220AC BC ---⨯=++=++--i j k i j k 故 1()4MN MP AC BC ⨯=⨯. 32. 求同时垂直于向量a =(2,3,4)和横轴的单位向量.解：设横轴向量为b =(x ,0,0)则同时垂直于a ，b 的向量为3442230000x x ⨯=++a b i j k =4x j －3x k故同时垂直于a ，b 的单位向量为1(43)||5⨯=±=±-⨯a b e j k a b . 33. 四面体的顶点在(1,1,1),(1,2,3),(1,1,2)和(3,-1,2)求四面体的表面积. 解：设四顶点依次取为A , B , C , D .{0,1,2}, {2,2,1}AB AD ==-则由A ，B ，D 三点所确定三角形的面积为111|||542|222S AB AD =⨯=+-=i j k .同理可求其他三个三角形的面积依次为12故四面体的表面积122S =+. 34. 已知三点A (2,4,1), B (3,7,5), C (4,10,9)，证：此三点共线.证明：{1,3,4}AB =,{2,6,8}AC =显然2AC AB =则22()0AB AC AB AB AB AB ⨯=⨯=⨯=故A ，B ，C 三点共线.35. 求过点(4,1,-2)且与平面3x -2y +6z =11平行的平面方程.解：所求平面与平面3x -2y +6z =11平行故n ={3,-2,6}，又过点(4,1,-2)故所求平面方程为：3(x -4)-2(y -1)+6(z +2)=0即3x -2y +6z +2=0.36. 求过点M 0(1,7,-3)，且与连接坐标原点到点M 0的线段OM 0垂直的平面方程. 解：所求平面的法向量可取为0{1,7,3}OM ==-n故平面方程为：x -1+7(y -7)-3(z +3)=0即x +7y -3z -59=037. 设平面过点(1,2,-1)，而在x 轴和z 轴上的截距都等于在y 轴上的截距的两倍，求此平面方程.解：设平面在y 轴上的截距为b 则平面方程可定为122x y z b b b++= 又(1,2,-1)在平面上，则有121122b b b-++= 得b =2. 故所求平面方程为1424x y z ++= 38. 求过(1,1,-1),(-2,-2,2)和（1，-1，2）三点的平面方程.解：由平面的三点式方程知1112121213131310x x y y z z x x y y z z x x y y z z ------=--- 代入三已知点，有1112121*********x y z --+----+=---+ 化简得x -3y -2z =0即为所求平面方程.39. 指出下列各平面的特殊位置，并画出其图形：(1) y =0; (2) 3x -1=0;(3) 2x -3y -6=0; (4) x –y =0;(5) 2x -3y +4z =0.解：(1) y =0表示xOz 坐标面（如图7-2）(2) 3x -1=0表示垂直于x 轴的平面.(如图7-3)图7-2 图7-3(3) 2x-3y-6=0表示平行于z轴且在x轴及y轴上的截距分别为x=3和y =-2的平面.(如图7-4)(4) x–y=0表示过z轴的平面（如图7-5）(5) 2x-3y+4z=0表示过原点的平面（如图7-6）.图7-4 图7-5 图7-6 40. 通过两点（1，1，1，）和（2，2，2）作垂直于平面x+y-z=0的平面. 解：设平面方程为Ax+By+Cz+D=0则其法向量为n={A,B,C}已知平面法向量为n1={1,1,-1}过已知两点的向量l={1,1,1}由题知n·n1=0, n·l=0即0,.A B CC A BA B C+-=⎧⇒==-⎨++=⎩所求平面方程变为Ax-Ay+D=0又点（1，1，1）在平面上，所以有D=0故平面方程为x-y=0.41. 决定参数k的值，使平面x+ky-2z=9适合下列条件：（1）经过点（5，-4，6）；（2）与平面2x-3y+z=0成π4的角. 解：（1）因平面过点（5，-4，6）故有 5-4k-2×6=9得k=-4.（2）两平面的法向量分别为n1={1,k,-2} n2={2,-3,1}且122123π2cos cos||||42514kkθ⋅-====+⋅n nn n解得2k =±42. 确定下列方程中的l 和m :(1) 平面2x +ly +3z -5=0和平面mx -6y -z +2=0平行; (2) 平面3x -5y +lz -3=0和平面x +3y +2z +5=0垂直. 解：（1）n 1={2,l ,3}, n 2={m ,-6,-1}12232,18613l m l m ⇒==⇒=-=--n n (2) n 1={3, -5, l }, n 2={1,3,2}12315320 6.l l ⊥⇒⨯-⨯+⨯=⇒=n n43. 通过点（1，-1，1）作垂直于两平面x -y +z -1=0和2x +y +z +1=0的平面.解：设所求平面方程为Ax +By +Cz +D =0 其法向量n ={A ,B ,C }n 1={1,-1,1}, n 2={2,1,1}12203203A C A B C A B C CB ⎧=-⎪⊥⇒-+=⎪⇒⎨⊥⇒++=⎪=⎪⎩n n n n 又（1，－1，1）在所求平面上，故A －B +C +D =0，得D =0故所求平面方程为2033CCx y Cz -++= 即2x -y -3z =044. 求平行于平面3x -y +7z =5,且垂直于向量i -j +2k 的单位向量. 解：n 1={3,-1,7}, n 2={1,-1,2}.12,⊥⊥n n n n故1217733152122111--=⨯=++=+---n n n i j k i j k则2).n =+-e i j k 45. 求通过下列两已知点的直线方程： （1） （1，-2，1）， （3，1，-1）； （2） （3，-1，0），（1，0，-3）. 解：（1）两点所确立的一个向量为s ={3-1，1+2，-1-1}={2，3，-2}故直线的标准方程为：121232x y z -+-==- 或 311232x y z --+==- （2）直线方向向量可取为s ={1-3，0+1，-3-0}={-2，1，-3}故直线的标准方程为：31213x y z -+==-- 或 13213x y z -+==-- 46. 求直线234035210x y z x y z +--=⎧⎨-++=⎩的标准式方程和参数方程.解：所给直线的方向向量为12311223719522335--=⨯=++=----s n n i j k i j k另取x 0=0代入直线一般方程可解得y 0=7,z 0=17于是直线过点（0，7，17），因此直线的标准方程为:7171719x y z --==-- 且直线的参数方程为：771719x t y t z t =⎧⎪=-⎨⎪=-⎩47. 求下列直线与平面的交点：(1)11126x y z-+==-, 2x +3y +z -1=0; (2) 213232x y z +--==, x +2y -2z +6=0. 解：（1）直线参数方程为1126x ty t z t =+⎧⎪=--⎨⎪=⎩代入平面方程得t =1 故交点为（2，-3，6）.（2） 直线参数方程为221332x t y t z t =-+⎧⎪=+⎨⎪=+⎩代入平面方程解得t =0. 故交点为（-2，1，3）. 48. 求下列直线的夹角：（1）533903210x y z x y z -+-=⎧⎨-+-=⎩ 和 2223038180x y z x y z +-+=⎧⎨++-=⎩；（2）2314123x y z ---==- 和 38121y z x --⎧=⎪--⎨⎪=⎩解：（1）两直线的方向向量分别为：s 1={5, -3,3}×{3, -2,1}=533321ij k--={3,4, -1}s 2={2,2, -1}×{3,8,1}=221381i j k-={10, -5,10}由s 1·s 2=3×10+4×(-5)+( -1) ×10=0知s 1⊥s 2 从而两直线垂直，夹角为π2. (2) 直线2314123x y z ---==-的方向向量为s 1={4, -12,3},直线38121y z x --⎧=⎪--⎨⎪=⎩的方程可变为22010y z x -+=⎧⎨-=⎩,可求得其方向向量s 2={0,2, -1}×{1,0,0}={0, -1, -2},于是1212cos 0.2064785θθ⋅==≈⋅'≈︒s s s s 49. 求满足下列各组条件的直线方程：（1）经过点（2，-3，4），且与平面3x -y +2z -4=0垂直； （2）过点（0，2，4），且与两平面x +2z =1和y -3z =2平行； （3）过点（-1，2，1），且与直线31213x y z --==-平行. 解：（1）可取直线的方向向量为s ={3，-1，2}故过点（2，-3，4）的直线方程为234312x y z -+-==- （2）所求直线平行两已知平面，且两平面的法向量n 1与n 2不平行，故所求直线平行于两平面的交线，于是直线方向向量12102{2,3,1}013=⨯==--i j ks n n故过点（0，2，4）的直线方程为24231x y z --==- （3）所求直线与已知直线平行，故其方向向量可取为 s ={2，-1，3}故过点（-1，2，1）的直线方程为121213x y z +--==-. 50. 试定出下列各题中直线与平面间的位置关系：（1）34273x y z++==--和4x -2y -2z =3; （2）327x y z ==-和3x -2y +7z =8;（3）223314x y z -+-==-和x +y +z =3. 解：平行而不包含. 因为直线的方向向量为s ={-2，-7，3}平面的法向量n ={4，-2，-2}，所以(2)4(7)(2)3(2)0⋅=-⨯+-⨯-+⨯-=s n于是直线与平面平行.又因为直线上的点M 0（-3，-4，0）代入平面方程有4(3)2(4)2043⨯--⨯--⨯=-≠.故直线不在平面上.(2) 因直线方向向量s 等于平面的法向量，故直线垂直于平面.(3) 直线在平面上，因为3111(4)10⨯+⨯+-⨯=,而直线上的点（2，-2，3）在平面上. 51. 求过点（1，-2，1），且垂直于直线23030x y z x y z -+-=⎧⎨+-+=⎩ 的平面方程.解：直线的方向向量为12123111-=++-i j ki j k , 取平面法向量为{1，2，3}，故所求平面方程为1(1)2(2)3(1)0x y z ⨯-+++-=即x +2y +3z =0.52. 求过点（1，-2，3）和两平面2x -3y +z =3, x +3y +2z +1=0的交线的平面方程. 解：设过两平面的交线的平面束方程为233(321)0x y z x y z λ-+-++++= 其中λ为待定常数，又因为所求平面过点（1，-2，3） 故213(2)33(13(2)231)0λ⨯-⨯-+-++⨯-+⨯+= 解得λ=-4.故所求平面方程为2x +15y +7z +7=053. 求点（-1，2，0）在平面x +2y -z +1=0上的投影.解：过点（-1，2，0）作垂直于已知平面的直线，则该直线的方向向量即为已知平面的法向量，即s =n ={1，2，-1}所以垂线的参数方程为122x t y t z t =-+⎧⎪=+⎨⎪=-⎩将其代入平面方程可得(-1+t )+2(2+2t )-(-t )+1=0 得23t =-于是所求点（-1，2，0）到平面的投影就是此平面与垂线的交点522(,,)333- 54. 求点（1，2，1）到平面x +2y +2z -10=0距离.解：过点（1，2，1）作垂直于已知平面的直线，直线的方向向量为s =n ={1，2，2}所以垂线的参数方程为12212x t y t z t =+⎧⎪=+⎨⎪=+⎩将其代入平面方程得13t =. 故垂足为485(,,)333，且与点（1，2，1）的距离为1d == 即为点到平面的距离. 55. 求点（3，-1，2）到直线10240x y z x y z +-+=⎧⎨-+-=⎩的距离.解：过点（3，-1，2）作垂直于已知直线的平面，平面的法向量可取为直线的方向向量即11133211==-=---ij kn s j k 故过已知点的平面方程为y +z =1.联立方程组102401x y z x y z y z +-+=⎧⎪-+-=⎨⎪+=⎩解得131,,.22x y z ==-= 即13(1,,)22-为平面与直线的垂足于是点到直线的距离为2d ==56. 建立以点（1，3，-2）为中心，且通过坐标原点的球面方程. 解：球的半径为22213(2)14.R =++-=设(x ,y ,z )为球面上任一点，则(x -1)2+(y -3)2+(z +2)2=14即x 2+y 2+z 2-2x -6y +4z =0为所求球面方程.57. 一动点离点（2，0，-3）的距离与离点（4，-6，6）的距离之比为3，求此动点的轨迹方程.解：设该动点为M (x ,y ,z )，由题意知222222(2)(0)(3) 3.(4)(6)(6)x y z x y z -+-++=-+++-化简得：8x 2+8y 2+8z 2-68x +108y -114z +779=0 即为动点的轨迹方程.58. 指出下列方程所表示的是什么曲面，并画出其图形：（1）22()()22a a x y -+=; （2）22149x y -+=; （3）22194x z +=; （4）20y z -=; （5）220x y -=; （6）220x y +=. 解：（1）母线平行于z 轴的抛物柱面，如图7-7. （2）母线平行于z 轴的双曲柱面,如图7-8.图7-7 图7-8 （3）母线平行于y 轴的椭圆柱面，如图7-9. （4）母线平行于x 轴的抛物柱面，如图7-10.图7-9 图7-10（5）母线平行于z 轴的两平面，如图7-11. （6）z 轴，如图7-12.图7-11 图7-12 59. 指出下列方程表示怎样的曲面，并作出图形：（1）222149y z x ++=; （2）22369436x y z +-=; （3）222149y z x --=; （4）2221149y z x +-=; （5）22220x y z -+=; （6）22209z x y +-=. 解：（1）半轴分别为1，2，3的椭球面，如图7-13. (2) 顶点在（0，0，-9）的椭圆抛物面，如图7-14.图7-13 图7-14(3) 以x 轴为中心轴的双叶双曲面，如图7-15. (4) 单叶双曲面，如图7-16.图7-15 图7-16(5) 顶点在坐标原点的椭圆锥面，其中心轴是y 轴，如图7-17. (6) 顶点在坐标原点的圆锥面，其中心轴是z 轴，如图7-18.图7-17 图7-1860. 作出下列曲面所围成的立体的图形： (1) x 2+y 2+z 2=a 2与z =0,z =2a(a >0); (2) x +y +z =4,x =0,x =1,y =0,y =2及z =0; (3) z =4-x 2, x =0, y =0, z =0及2x +y =4; (4) z =6-(x 2+y 2),x =0, y =0, z =0及x +y =1. 解：（1）（2）（3）（4）分别如图7-19，7-20，7-21，7-22所示.图7-19 图7-20图7-21 图7-22 61. 求下列曲面和直线的交点：(1) 222181369x y z ++=与342364x y z --+==-; (2) 22211694x y z +-=与2434x y z +==-. 解：（1）直线的参数方程为334624x t y t z t =+⎧⎪=-⎨⎪=-+⎩代入曲面方程解得t =0,t =1. 得交点坐标为（3，4，-2），（6，-2，2）. (2) 直线的参数方程为4324x t y tz t =⎧⎪=-⎨⎪=-+⎩代入曲面方程可解得t =1, 得交点坐标为（4，-3，2）.62. 设有一圆，它的中心在z 轴上，半径为3，且位于距离xOy 平面5个单位的平面上，试建立这个圆的方程.解：设（x ，y ，z ）为圆上任一点，依题意有2295x y z ⎧+=⎨=±⎩ 即为所求圆的方程.63. 建立曲线x 2+y 2=z , z =x +1在xOy 平面上的投影方程. 解：以曲线为准线，母线平行于z 轴的柱面方程为x 2+y 2=x +1即2215()24x y -+=. 故曲线在xOy 平面上的投影方程为2215()240x y z ⎧-+=⎪⎨⎪=⎩64. 求曲线x 2+y 2+z 2=a 2, x 2+y 2=z 2在xOy 面上的投影曲线.解：以曲线为准线，母线平行于z 轴的柱面方程为2222a x y +=故曲线在xOy 面上的投影曲线方程为22220a x y z ⎧+=⎪⎨⎪=⎩65. 试考察曲面22219254x y z -+=在下列各平面上的截痕的形状，并写出其方程. (1) 平面x =2; (2) 平面y =0; (3) 平面y =5; (4) 平面z =2.解：（1）截线方程为2212x ⎧=⎪⎪⎨⎪⎪=⎩ 其形状为x =2平面上的双曲线.（2）截线方程为221940x z y ⎧+=⎪⎨⎪=⎩为xOz 面上的一个椭圆.(3)截线方程为2215y ⎧==⎩为平面y =5上的一个椭圆.(4) 截线方程为2209252x y z ⎧-=⎪⎨⎪=⎩为平面z =2上的两条直线.66. 求单叶双曲面22211645x y z +-=与平面x -2z +3=0的交线在xOy 平面，yOz 平面及xOz 平面上的投影曲线. 解：以32x z +=代入曲面方程得 x 2+20y 2-24x -116=0.故交线在xOy 平面上的投影为2220241160x y x z ⎧+--=⎨=⎩ 以x =2z -3代入曲面方程，得 20y 2+4z 2-60z -35=0.故交线在yOz 平面上的投影为2220460350y z z x ⎧+--=⎨=⎩ 交线在xOz 平面上的投影为230,0.x z y -+=⎧⎨=⎩习题八1. 判断下列平面点集哪些是开集、闭集、区域、有界集、无界集？并分别指出它们的聚点集和边界：(1) {(x ,y )|x ≠0};(2) {(x ,y )|1≤x 2+y 2<4};(3) {(x ,y )|y <x 2};(4) {(x ,y )|(x -1)2+y 2≤1}∪{(x ,y )|(x +1)2+y 2≤1}.解：(1)开集、无界集，聚点集：R 2，边界：{(x ,y )|x =0}. (2)既非开集又非闭集，有界集,聚点集：{(x ,y )|1≤x 2+y 2≤4}，边界：{(x ,y )|x 2+y 2=1}∪{(x ,y )| x 2+y 2=4}. (3)开集、区域、无界集，聚点集：{(x ,y )|y ≤x 2}，边界：{(x ,y )| y =x 2}.(4)闭集、有界集，聚点集即是其本身，边界：{(x ,y )|(x -1)2+y 2=1}∪{(x ,y )|(x +1)2+y 2=1}. 2. 已知f (x ,y )=x 2+y 2-xy tanxy,试求(,)f tx ty . 解：222(,)()()tan(,).tx f tx ty tx ty tx ty t f x y ty=+-⋅= 3. 已知(,,)w u vf u v w u w+=+,试求(,,).f x y x y xy +-解：f (x +y , x -y , xy ) =(x +y )xy+(xy )x +y +x -y=(x +y )xy +(xy )2x.4. 求下列各函数的定义域：2(1)ln(21);z y x =-+(2)z=+(3)z =(4)u =+(5)z =(6)ln()z y x =-+(7)u =解：2(1){(,)|210}.D x y y x =-+>(2){(,)|0,0}.D x y x y x y =+>->22222(3){(,)|40,10,0}.D x y x y x y x y =-≥-->+≠(4){(,,)|0,0,0}.D x y z x y z =>>> 2(5){(,)|0,0,}.D x y x y x y =≥≥≥ 22(6){(,)|0,0,1}.D x y y x x x y =->≥+< 22222(7){(,,)|0,0}.D x y z x y x y z =+≠+-≥5. 求下列各极限：10y x y →→22001(2)lim;x y x y →→+00x y →→0x y →→00sin (5)lim ;x y xyx →→222222001cos()(6)lim .()e x y x y x y x y +→→-++ 解：(1)原式0ln 2.=(2)原式=+∞. (3)原式=001.4x y →→=-(4)原式=002.x y →→=(5)原式=00sin lim100.x y xyy xy →→⋅=⨯=(6)原式=22222222222()00001()2lim lim 0.()e 2ex y x y x x y y x y x y x y ++→→→→++==+6. 判断下列函数在原点O (0，0)处是否连续：33222222sin(),0,(1)0,0;x y x y z x y x y ⎧++≠⎪=+⎨⎪+=⎩33333333sin(),0,(2)0,0;x y x y z x y x y ⎧++≠⎪=+⎨⎪+=⎩(3) 222222222,0,(2)()0,0;x y x y z x y x y x y ⎧+≠⎪=+-⎨⎪+=⎩解：(1)由于3333333322223333sin()sin()sin()0()x y x y x y x y y x x y x y x y x y++++≤=≤+⋅++++ 又00lim()0x y y x →→+=，且3333000sin()sin lim lim 1x u y x y ux y u →→→+==+, 故0lim 0(0,0)x y z z →→==.故函数在O (0,0)处连续. (2)000sin lim lim1(0,0)0x u y uz z u→→→==≠=故O (0,0)是z 的间断点.(3)若P (x ,y ) 沿直线y =x 趋于(0，0)点，则2222000lim lim 10x x y x x x z x x →→=→⋅==⋅+, 若点P (x ,y ) 沿直线y =-x 趋于(0，0)点，则22222220000()lim lim lim 0()44x x x y x x x x z x x x x →→→=-→-===⋅-++ 故00lim x y z →→不存在.故函数z 在O (0，0)处不连续.7. 指出下列函数在向外间断：(1) f (x ,y )=233x y x y -+;(2) f (x ,y )=2222y xy x +-;(3) f (x ,y )=ln(1－x 2－y 2);(4)f (x ,y )=222e ,0,0,0.x y x y yy -⎧⎪≠⎨⎪=⎩解：(1)因为当y =-x 时，函数无定义，所以函数在直线y =-x 上的所有点处间断，而在其余点处均连续.(2)因为当y 2=2x 时，函数无定义，所以函数在抛物线y 2=2x 上的所有点处间断.而在其余各点处均连续.(3)因为当x 2+y 2=1时，函数无定义，所以函数在圆周x 2+y 2=1上所有点处间断.而在其余各点处均连续.(4)因为点P (x ,y )沿直线y =x 趋于O (0,0)时.1200lim (,)lime x x y x xf x y x-→→=→==∞. 故(0，0)是函数的间断点，而在其余各点处均连续. 8. 求下列函数的偏导数：(1)z =x 2y +2xy;(2)s =22u v uv+;(3)z =x(4)z =lntan x y; (5)z =(1+xy )y; (6)u =z xy;(7)u =arctan(x -y )z; (8)y zu x =.解：(1)223122,.z z x xy x x y y y∂∂=+=-∂∂ (2)u v s v u =+2211,.s v s u u v u v v u∂∂=-=-+∂∂(3)2222212ln(),2z x x x x y x x y ∂==++∂+222.z xy x y y x y ∂==∂+ (4)21122sec csc ,tan z x x x x y y y yy∂=⋅⋅=∂ 222122sec ()csc .tan z x x x x x y y y y yy∂=⋅⋅-=-∂ (5)两边取对数得ln ln(1)z y xy =+故[]221(1)(1)(1).ln(1)1y y y x z y xy xy y xy y xy x xy-∂'=+⋅=+⋅=++∂+[]ln(1)(1)(1)ln(1)1ln(1)(1).1y y y y x z xy yxy xy y xy xy y xy xy xy xy ∂⎡⎤'++=+⋅=++⎢⎥+∂⎣⎦⎡⎤++=+⎢⎥+⎣⎦(6)1ln ln xy xy xy u u uz z y z z x xy z x y z-∂∂∂=⋅⋅=⋅⋅=⋅∂∂∂ (7)11221()().1[()]1()z z z z u z x y z x y x x y x y --∂-=⋅-=∂+-+- 112222()(1)().1[()]1()()ln()()ln().1[()]1()z z z z z zz z u z x y z x y y x y x y u x y x y x y x y z x y x y --∂-⋅--==-∂+-+-∂----==∂+-+-(8)1.yzu y x x z-∂=∂ 2211ln ln .ln ln .y yzzyy z zu x x x x y z zu y y x x x x z z z ∂=⋅=∂∂⎛⎫=⋅=-- ⎪∂⎝⎭9.已知22x y u x y=+，求证：3u u x y u x y ∂∂+=∂∂. 证明： 222223222()2()()u xy x y x y x y xy x x y x y ∂+-+==∂++. 由对称性知 22322()u x y yx y x y ∂+=∂+. 于是 2223()3()u u x y x y x y u x y x y ∂∂++==∂∂+. 10.设11ex y z ⎛⎫+- ⎪⎝⎭=，求证：222z z xy z x y∂∂+=∂∂. 证明： 11112211e e x y x y z x xx ⎛⎫⎛⎫++-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∂⎡⎤⎛⎫=-=- ⎪⎢⎥∂⎝⎭⎣⎦, 由z 关于x ,y 的对称性得1121ex y z y y⎛⎫+- ⎪⎝⎭∂=∂ 故 11111122222211e e 2e 2.x y x y x y z z x y x y z x y x y⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++--- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∂∂+⋅=⋅+⋅==∂∂11.设f (x ,y )=x +(yf x (x ,1) .解：1(,)1(x f x y y y =+- 则(,1)101x f x =+=.12.求曲线2244x y z y ⎧+=⎪⎨⎪=⎩在点（2，4，5）处的切线与正向x 轴所成的倾角.解：(2,4,5)1,1,2z z x x x ∂∂==∂∂ 设切线与正向x 轴的倾角为α, 则tan α=1. 故α=π4. 13.求下列函数的二阶偏导数： (1)z =x 4+ y 4-4x 2y 2; (2)z=arctan y x; (3)z =y x ;(4)z =2ex y+.解：(1)2322224812816z z z x xy x y xy x x x y∂∂∂=-=-=-∂∂∂∂ ，， 由x ,y 的对称性知22222128.16.z z y x xy y y x∂∂=-=-∂∂∂ (2)222211zy y xx y x y x ∂⎛⎫=⋅=-- ⎪∂+⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭，2222222222222222222222222222222222222222()022,()()11,12,()()2,()()2.()()z x y y x xyx x y x y z x y x x y y x z xyy x y z x y y y y x x y x y x y z x y x x y x y x x y x y ∂+⋅-⋅=-=∂++∂=⋅=∂+⎛⎫+ ⎪⎝⎭∂=-∂+∂+-⋅-=-=∂∂++∂+-⋅-=-=∂∂++ (3)222ln ,ln ,xx z z y y y y x x∂∂==∂∂ 21222112111,(1),1ln (1ln ),ln (1ln ).x x x x x x x x z z xy x x y y y z y xy y y x y x y y zy x y y y x y y x-------∂∂==-∂∂∂=⋅+=+∂∂∂=+⋅⋅=+∂∂ (4)22e 2,e ,x y x y z zx x y++∂∂=⋅=∂∂ 222222222e 22e 22e (21),e ,2e ,2e .x y x y x y x y x y x y z x x x xz z z x x y x y y x++++++∂=⋅⋅+⋅=+∂∂∂∂===∂∂∂∂∂14.设f (x ,y ,z )=xy 2+yz 2+zx 2,求(0,0,1),(0,1,0),(2,0,1).xx yz zzx f f f -解：2(,,)2x f x y z y zx =+22(,,)2,(0,0,1)2,(,,)2(,,)2,(0,1,0)0,(,,)2(,,)2(,,)0,(2,0,1)0.xx xx y yz yz z zz zzx zzx f x y z z f f x y z xy z f x y z z f f x y z yz x f x y z yf x y z f ===+=-==+===15.设z =x ln(xy )，求32z x y ∂∂∂及32zx y ∂∂∂.解：ln()1ln(),z yx xy xy x xy∂=⋅+=+∂ 232223221,0,11,.z y zx xy x x y z x z x y xy y x y y∂∂===∂∂∂∂∂===-∂∂∂∂16.求下列函数的全微分： (1)22ex y z +=;(2)z =(3)zy u x =; (4)yzu x =.解：(1)∵2222e 2,e 2x y x y z zx y x y++∂∂=⋅=⋅∂∂ ∴222222d 2e d 2e d 2e (d d )x y xy xy z x x y y x x y y +++=+=+(2)∵22223/21()z xy y x y x x y ∂⎛⎫-=⋅=- ⎪+∂+⎝⎭2223/2()z x yx y ∂==∂+ ∴223/2d (d d ).()xz y x x y x y =--+(3)∵11,ln z z z y y z u u y x x x zy x y--∂∂==⋅⋅∂∂ 2ln ln y z ux x y y z∂=⋅⋅⋅∂ ∴211d d ln d ln ln d .z z zy y z y z u y x x x x zy y x x y y z --=+⋅+⋅⋅⋅(4)∵1yz u y x x z-∂=∂ 1ln yz u x x y z∂=⋅⋅∂ln yz u y x x z z 2∂⎛⎫=⋅⋅- ⎪∂⎝⎭∴121d d ln d ln d .y y yz z z y y u x x x x y x x z z z z -⎛⎫=+⋅⋅+⋅⋅- ⎪⎝⎭17. 求下列函数在给定点和自变量增量的条件下的全增量和全微分： (1)222,2,1,0.2,0.1;z x xy y x y x y =-+==-∆=∆=- (2)e ,1,1,0.15,0.1.xy z x y x y ===∆=∆=解：(1)22()()()2()9.688 1.68z x x x x y y y y z ∆=+∆-+∆+∆++∆-=-=d (2)(4) 1.6z x y x x y y =-∆+-+∆=(2)()()0.265ee e(e 1)0.30e.x x y y xy z +∆+∆∆=-=-=d e e e ()0.25e xy xy xy z y x x y y x x y =∆+∆=∆+∆=18.利用全微分代替全增量，近似计算： (1) (1.02)3·(0.97)2;(3)(1.97)1.05.解：(1)设f (x ,y )=x 3·y 2，则223(,)3,(,)2,x y f x y x y f x y x y ==故d f (x ,y )=3x 2y 2d x +2x 3y d y =xy (3xy d x +2x 2d y ) 取x =1,y =1,d x =0.02,d y =-0.03，则(1.02)3·(0.97)2=f (1.02,0.97)≈f (1,1)+d f (1,1)d 0.02d 0.03x y ==-=13×12+1×1[3×1×1×0.02+2×12×(-0.03)]=1.(2)设f (x ,y,则(,)(,)x y f x y f x y ===故d (,)d d )f x y x x y y =+取4,3,d 0.05,d 0.07x y x y ====-,则d0.05d0.07(4.05,2.93)(4,3)d(4,3)0.053(0.07)]15(0.01)54.998xyf f f==-=≈+=⨯+⨯-=+⨯-=(3)设f(x,y)=x y,则d f(x,y)=yx y-1d x+x y ln x d y，取x=2,y=1,d x=-0.03,d y=0.05,则1.05d0.03d0.05(1.97)(1.97,1.05)(2,1)d(2,1)20.0393 2.0393.xyf f f=-==≈+=+=19.矩型一边长a=10cm，另一边长b=24cm,当a边增加4mm，而b边缩小1mm时，求对角线长的变化.解：设矩形对角线长为l，则d d).l l x x y y==+当x=10,y=24,d x=0.4,d y=-0.1时，d0.4240.1)0.062l=⨯-⨯=(cm)故矩形的对角线长约增加0.062cm.20. 1mol理想气体在温度0℃和1个大气压的标准状态下，体积是22.4L，从这标准状态下将温度升高3℃，压强升高0.015个大气压，问体积大约改变多少？解：由PV=RT得V=RTP，且在标准状态下，R=8.20568×10-2,ΔV≈d v=-2d dRT Rp TP P+=d dV RP TP P-+222.48.20568100.01530.0911-⨯=-⨯+⨯≈-故体积改变量大约为0.09.21. 测得一物体的体积V=4.45cm3,其绝对误差限是0.01cm3，质量m=30.80g，其绝对误差限是0.01g，求由公式mvρ=算出密度ρ的绝对误差与相对误差.解：当V=4.45，m=30.80,d v=0.01,d m=0.01时,22130.801d d d0.010.014.45 4.450.01330.0133mv mv vρ==-+-⨯+⨯≈=-当v=4.45, m=30.80时30.806.92134.45ρ=≈d 0.00192160.19216%ρρ≈=.22. 求下列复合函数的偏导数或全导数：(1)22,cos ,sin ,z x y xy x u v y u v =-==求z u ∂∂,z v∂∂； （2） z ＝arc tanx y ,x ＝u ＋v ,y ＝u －v ,求z u ∂∂,z v∂∂； （3） ln(e e )xyu =+,y ＝x 3,求d d ux; （4） u ＝x 2＋y 2＋z 2,x ＝e cos tt ,y ＝e sin tt ,z ＝e t,求d d ut. 解：（1）222(2)cos (2)sin 3sin cos (cos sin )z z x z y xy y v x xy v u x u y u u v v v v ∂∂∂∂∂=⋅+⋅=-⋅+-∂∂∂∂∂=-223333(2)sin (2)cos 2sin cos (sin cos )(sin cos ).z z x z yxy y u v x xy u v v x v y v u v v v v u v v ∂∂∂∂∂=⋅+⋅=--⋅+-⋅∂∂∂∂∂=-+++ (2)222222211111x z z x z y y x v y u x u y uyx yu v x x y y ∂∂∂∂∂--⎛⎫-=⋅+⋅=⋅+⋅== ⎪∂∂∂∂∂++⎝⎭⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2222222111(1)11.x z z x z y y v x v y vyx x y y y x ux y u v -∂∂∂∂∂⎛⎫=⋅+⋅=⋅+⋅⋅- ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+==++ (3)33222d d d 11e 3e e 3e e e 3.d d d e e e e e e e ex y x x x y x y x y x yx x u u x u y x x x x x x y x ∂∂++=⋅+⋅=⋅+⋅⋅==∂∂++++ (4)d d d d d d d d u u x u y u z t x t y t z t∂∂∂=⋅+⋅+⋅∂∂∂ 22(e cos e sin )2(e sin e cos )2e 4e t t t t t t x t t y t t z =-+++⋅=.23. 设f 具有一阶连续偏导数，试求下列函数的一阶偏导数： (1)22(,e );xyu f x y =-(2),;x y u f y z ⎛⎫= ⎪⎝⎭(3)().,,u f x xy xyz = 解：(1)12122e 2e .xy xy uf x f y xf y f x∂''''=⋅+⋅⋅=+∂ 1212(2)e 2e .xy xy uf y f x yf x f y∂''''=⋅-+⋅⋅=-+∂ (2)1111u f f x y y∂''=⋅=∂ 121222222211..x u x f f f f y y z y z u y y f f z z z ∂⎛⎫''''-=⋅+⋅=-+ ⎪∂⎝⎭∂⎛⎫''=⋅=-- ⎪∂⎝⎭(3)1231231,uf f y f yz f yf yzf x∂''''''=⋅+⋅+⋅=++∂ 12323330,.uf f x f xz xf xzf yuf xy xyf z∂'''''=⋅+⋅+⋅=+∂∂''=⋅=∂24.设(),,()yz xy xF u u F u x=+=为可导函数，证明： .z z xy z xy x y∂∂+=+∂∂ 证明:2()()()()z y y y xF u F u F u y F u x x x ∂⎛⎫''=+⋅+=+-- ⎪∂⎝⎭1()().z x xF u x F u y x∂''=+⋅=+∂ 故[]()()()()()()().z z F u y xy x y x F u F u y x y x xF u xy yF u xy yF u xy xF u xyz xy '∂∂⎡⎤'+=+++-⎢⎥∂∂⎣⎦''=+-++=++=+ 25. 设22()yz f x y =-，其中f (u )为可导函数，验证：211z z zx x y y y∂∂+=∂∂. 证明：∵2222z yf x xyf x f f ''∂⋅=-=-∂, 222(2)2z f y f y f y f y f f ''∂-⋅⋅-+==∂, ∴22222112211z z yf f y f y zx x y y f yf yf f y y ''∂∂++=-+==⋅=∂∂⋅ 26. 22()z f x y =+,其中f 具有二阶导数，求22222,,.z z zx x y y ∂∂∂∂∂∂∂ 解：2,2,z zxf yf x y∂∂''==∂∂ 222222224,224,z f x xf f x f xzxf y xyf x y∂''''''=+⋅=+∂∂''''=⋅=∂∂由对称性知，22224.z f y f y∂'''=+∂27. 设f 是c 2类函数，求下列函数的二阶偏导数： (1),;x x z f y ⎛⎫= ⎪⎝⎭(2)()22;,z f xy x y =(3)().sin ,cos ,e x y z f x y += 解：(1)1212111,z f f f f x y y∂''''=⋅+⋅=+∂ 2212211121112222221222122222222222222222223211121,1111,,2z f f f f f f f y x y y y yx x z x f f f f f f y y y x y y y y yx z x f f y y y z x x f f y y y ∂⎛⎫''''''''''''''+⋅=+⋅+=+⋅+ ⎪∂⎝⎭∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫''''''''''--+=⋅-+⋅=-- ⎪ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭∂⎛⎫''-==- ⎪∂⎝⎭∂''=-∂22222342.x x x f f y yy ⎛⎫''''-⋅=+ ⎪⎝⎭,。
福州大学高等数学(下)试题及答案
福州大学高等数学（下）试题及答案一、单项选择题1．设),(y x f 在点),(b a 处的偏导数存在，则xb x a f b x a f x ),(),(lim 0--+→= 。
A 、 0； B 、),2(b a f x ； C 、),(b a f x ； D 、),(2b a f x 。
2．设曲面),(y x f z =与平面0y y =的交线在点)),(,,(000y x f y x o 处的切线与x 轴正向所成的角为6π，则 。
A 、236cos ),(00==πy x f x ； B 、21)62cos(),(00=-=ππy x f y ； C 、336),(00==πtg y x f x ； D 、3)62(),(00=-=ππtg y x f y 。
3．0lim =∞→n n u是级数∑∞=0n n u 发散的 。
A 、 必要条件； B 、充分条件； C 、充要条件； D 、既非充分又非必要。
4．在区域D ：220x R y -≤≤上的σd xy D ⎰⎰2值为 。
A 、2R π； B 、24R π； C 、332R π； D 、0。
5．下列函数中，哪个是微分方程02=-xdx dy 的解 。
A 、x y 2=；B 、2x y =；C 、x y 2-=；D 、2x y -=。
二、是非判断题（15分） 1．⎰+-L y x ydx xdy 22=0，其中L 为圆周122=+y x 按逆时针转一周（ ） 2．如果x∂∂ϕ，y ∂∂ϕ均存在，则),(y x ϕϕ=沿任何方向的方向导数均存在（ ） 3．以),(y x f 为面密度的平面薄片D 的质量可表为σd y x f D ⎰⎰),(。
（ ） 4．)(x f 在],0(π上连续且符合狄利克雷条件，则它的余弦级数处处收敛，且],0[π上收敛于)(x f 。
（ ）1． 微分方程的通解包含了所有的解。
（ ）三、计算题（16分）1． 设),(22xye y xf -=μ，其中f 具有一阶连续偏导数，求x ∂∂μ，y x ∂∂∂μ2。
高等数学(黄立宏)(第三版)习题五课后答案
1．求下列各曲线所围图形的面积：
（1）与x2+y2=8(两部分都要计算)；
解：如图D1=D2
解方程组得交点A(2，2)
(1)
∴,
．
（2）与直线y=x及x=2；
(16)
对于任意的y∈[0，h]，过点(0，y)且垂直于y轴的平面截该立体为一椭圆，且该椭圆的半轴为：，同理可得该椭圆的另一半轴为：．
故该椭圆面积为
从而立体的体积为
.
5.计算底面是半径为R的圆，而垂直于底面一固定直径的所有截面都是等边三角形的立体体积.见图17.
(17)
解：以底面上的固定直径所在直线为x轴，过该直径的中点且垂直于x轴的直线为y轴，建立平面直角坐标系，则底面圆周的方程为：x2+y2=R2．
过区间[R，R]上任意一点x，且垂直于x轴的平面截立体的截面为一等边三角形，若设与x对应的圆周上的点为(x，y)，则该等边三角形的边长为2y，故其面积等于
从而该立体的体积为
．
6. 求下列旋转体的体积：
（1）由y=x2与y2=x3围成的平面图形绕x轴旋转；
解：求两曲线交点得(0，0)，(1，1)
．（14）
（9）极坐标曲线ρ=asin3φ；
解：
．
(9)
（10）ρ=2acosφ；
解：
．
(10)
2．求下列各曲线所围成图形的公共部分的面积：
（1）r=a(1+cosθ)及r=2acosθ;
解：由图11知，两曲线围成图形的公共部分为半径为a的圆，故D=πa2．
(11)
高等数学下册作业本答案
0
，q =
-1
.
3.微分方程 y′′ − 2 y′ + y =0 满足条件 y = 4, y′ = −2 的特解为 y= (4 − 6x)ex . =x 0=x 0
4.微分方程 y′′ − 2 y′ + 5y = 0= 的通解为 y ex (C1 cos 2x + C2 sin 2x) .
= 5.以 y ex (C1 sin x + C2 cos x) 为通解的二阶常系数线性微分方程为 y′′ − 2 y′ + 2 y = 0 .
0
0
y = f (x) ，即 y′′ − y = 0 ，对应的特征方程为 r 2 −1 = 0 ，特征根 r1 = 1, r2 = −1，所以通解
为 y = C1ex + C2e−x ，又 f (0) = 0 ， f ′(0) = 0 ，代入得 C1 = 0, C2 = 0 ,故 f (x) = 0 .
第六章 微分方程
第一节 微分方程的基本概念
一、单项选择题
1. 下列各式中是常微分方程的为
B.
A. y2 + y =3 B. y′′ + y2 = y′ C. xy′ + y =(xy)′
D. x + z′x + z′y =y
2. 函数 y= C − x ( C 为任意常数)是微分方程 xy′′ − y′ = 1的 C .
y = C1ex + C2e4x ，由于 λ = 1 是特征方程的一个根，可设 y*(x) = axex 为原方程的一个特
解，代入得
a
=
−2 3
，所以
y*(x)
=
− 2 ex 3
，所以通解为
西工大2021年4月机考《高等数学(下)》作业参考答案非免费
西工大2021年4月机考《高等数学（下）》作业试卷总分:100 得分:100答案网叫福到（这四个字的拼音）一、单选题(共50 道试题,共100 分)1.设为连续函数，二次积分交换积分次序后等于（）.A.<img >B.<img >C.<img ">D.<img s">正确答案:B2.（）.A.<img s>B.<img sr">C.<img s>D.<img sr"正确答案:3.级数当（）时绝对收敛.A.<img s>B.<img s">C.<img s>D.<img 1">正确答案:4.设区域是由及围的，则二重积分=（）.A.<img s>B.<img s>C.<img s">D.<img s">正确答案:5.设，则（）.A.<img s">B.0C.1D.2正确答案:6.级数的部分和数列的极限存在是级数收敛的（）.A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.无关条件正确答案:7.设为连续函数，二次积分交换积分次序后等于（）.A.<img s>B.<img s>C.<img s">D.<img s>正确答案:8.若级数收敛，则下列级数不收敛的是（）.A.<img s>B.<img s>C.<img s">D.<img s正确答案:9.方程表示的曲面为（）.A.球面B.圆锥面C.椭圆抛物面D.柱面正确答案:10.设函数，则（）.A.<img s>B.<img s>C.<img s>D.<img s>正确答案:11.设是半径为A. 圆心在原点的上半圆周, 方向为逆时针方向，则（）.A.<img s">B.<img s">C.<img s1">正确答案:12.设D.是由直线及围成的平面区域，则（）.A.<img s>B.<img s>C.<img s>D.<img s>正确答案:13.设函数f(x, y)=x+y, 则点（0，0）是f(x, y)的（）.A.极值点B.连续点C.间断点D.驻点正确答案:14.已知为函数的极值，则A.1，1，-13B.-1，-1，3C.-1，-1，-3D.1，1，-3正确答案:15.（）.A.1B.<img s>C.<img sr">D.2正确答案:16.微分方程满足初始条件的特解为（）.A.<img s>B.<img ">C.<img s>D.<img ">正确答案:17.微分方程的通解为（）.B.y =C.eC.y = eC.D.y = C.e正确答案:18.微分方程的阶是（）.A.4B.3C.2D.1正确答案:19.设曲线L为圆周，则曲线积分（）.A.<img s>B.<img s>C.<img sr>D.<img s>正确答案:20.设向量，且与垂直，则（）.A.4B.6C.8D.10正确答案:21.设区域D.由确定，则（）.A.<img s1">B.<img s">C.<img s5">D.<img s1">正确答案:22.设是平面上以，和为顶点的三角形区域，是在第二象限的部分，则（）.A.<img s">B.<img sr">C.<img s>D.<img ">正确答案:A.<img s>B.<img s">C.<img s">D.<img s>正确答案:24.曲线A.<img s>B.<img s>C.<img s>D.<img s">正确答案:25.幂级数的收敛区间为（）.A.<img s">B.<img s">C.<img s"27D.<img s">正确答案:26.设，则（）.A.<img ">B.<img s">C.<img s>D.<img s">正确答案:27.设平面过点且与平面平行，则平面的方程为（）.A.<img s">B.<img s">C.<img >D.<img >正确答案:28.（）.A.<img s>B.<img s>C.<img s1">D.<img ">29.设区域，则二重积分=（）.A.<img s>B.<img srC.<img sD.<img s"正确答案:30.（）.A.0B.<img sC.<img s">D.1正确答案:31.设区域D.由确定，则（）.A.<img "B.0C.5D.18正确答案:32.设函数，则偏导数（）.A.<img s">B.<img s>C.<img s>D.<img s>正确答案:33.（）.A.<img s">B.<img s>C.<img s">D.<img s">正确答案:34.设为连续函数，二次积分交换积分次序后等于（）.B.<img s">C.<img s">D.<img s">正确答案:35.级数当（）.时绝对收敛.A.<img >B.<img s>C.<img s1">D.<img s>正确答案:36.设方程确定了隐函数,则（）.A.3B.2C.0D.1正确答案:37.为（）.A.<img 1">B.<img s1">C.<img s31" height="21">D.<img s>正确答案:38.二元函数在点处（）.A.连续，偏导数存在B.连续，偏导数不存在C.不连续，偏导数存在D.不连续，偏导数不存在正确答案:39.设L为任意一条分段光滑的闭曲线，则（）.A.<img sr>B.0C.2D.3正确答案:40.设方程确定了隐函数，则=（）.A.<img s1">B.<img s1">C.<img s>D.<img s">正确答案:41. 曲线A.<img s1">B.<img s">C.<img s">D.<img sr正确答案:42.幂级数的收敛区间为（）.A.<img s>B.<img s">C.<img s>D.<img s">正确答案:43.二重积分（）.A.<img s">B.<img s>C.<img s">D.<img >正确答案:44.微分方程的通解为（）.A.y = eC.B.y =C.eC.y = eC.D.y = C.正确答案:45.（）.A.<img s">B.<img 1">C.<img s">D.<img s>正确答案:46.设，则（）.A.<img >B.0C.1D.2正确答案:47.级数的部分和数列的极限存在是级数收敛的（）.A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.无关条件正确答案:48.（）.A.<img s>B.<img s">C.<img s>D.<img sr>正确答案:49.设函数f(x, y)=x+y, 则点（0，0）是f(x, y)的（）.A.极值点B.连续点C.间断点D.驻点正确答案:50.（）.A.<img s">B.<img s">C.<img sr">D.<img s">正确答案:二、多选题(共0 道试题,共0 分)以下内容仅供学习参考，可不予理会11.微分方程的阶是（）.A.6B.3C.2D.1正确答案:12.设区域D.由确定，则（）.A.4B.5C.7D.8正确答案:13.级数的部分和数列的极限存在是级数收敛的（）.A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.无关条件正确答案:。
高等数学练习册（1-5章）带答案
高等数学习题册（上册）目录习题1-1 函数 (1)习题1-2 常用的经济函数 (5)习题2-1 极限 (9)习题2-2 无穷小与无穷大，极限运算法则 (13)习题2-3 极限存在准则，两个重要极限及无穷小的比较 (17)习题2-4 函数的连续性 (21)习题2-5 闭区间上连续函数的性质 (25)第二章综合题 (29)第二章自测题 (36)习题3-1 导数概念 (40)习题3-2 求导法则与基本初等函数求导公式（一） (44)习题3-2 求导法则与基本初等函数求导公式（二） (48)习题3-3 高阶导数 (52)习题3-4 隐函数及由参数方程所确定的函数的导数 (56)习题3-5 函数的微分 (60)习题3-6 边际与弹性 (64)第三章综合题 (68)第三章自测题 (74)习题4-1 中值定理 (78)习题4-2 洛必达法则 (82)习题4-3 导数的应用（一） (86)习题4-3 导数的应用（二） (90)习题4-4 函数的最大值和最小值及其在经济中的应用 (94)习题4-5 泰勒公式 (98)第四章综合题 (100)第四章自测题 (104)习题5-1 不定积分的概念、性质 (108)习题5-2 换元积分法（一） (112)习题5-2 换元积分法（二） (116)习题5-3 分部积分法 (120)习题5-4 有理函数的积分 (122)第五章综合题 (124)第五章自测题 (128)微积分（上）模拟试卷一 (134)微积分（上）模拟试卷二 (138)参考答案 (142)习题1-1 函数1. 填空题：（1）()x y 32log log =的定义域 。
（2）523arcsin3xx y -+-=的定义域 。
（3）xxy +-=11的反函数 。
（4）已知31122++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+xx x x f ，则=)(x f 。
2. 设⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥<=3x , 0 3 , sin )(ππϕx x x ，求()2,6-⎪⎭⎫⎝⎛ϕπϕ，并作出函数()x ϕη=的图形。
成考-高等数学作业(1、2、3、5)
】设在有定义，则下列函数中必为奇函数的是（）．A．B．C．（是常数）D．答案：D】设，则（）．A．B．C．D．答案：B】函数在内（）．ABCD答案：B】下列各组函数中，表示相同函数的是（）．A．B．C．D．答案：B】设，，则（）．A．B．C．D．答案：A】下列各对函数中，表示相同函数的是（）．A．，B．，C．，D．，答案：C】设，若曲线与关于直线对称，则表达式为（）．A．B．C．D．答案：B】函数在定义域内是（）．A．偶函数B．奇函数C．有界函数D．周期函数答案：A】设，则（）．A．B．C．D．【98433】函数的图形与的图形关于直线对称，则_____．答案：】下列各项函数中，互为反函数的是（）．A．与B．与C．与D．与答案：D】函数在定义域内是（）．A．偶函数B．奇函数C．有界函数D．周期函数答案：A】下列各对函数中，表示相同函数的是（）．A．，B．，C．，D．，答案：C】函数的定义域为（）．A．B．C．D．答案：C】下列各组函数中表示相同函数的是（）．A．与B．与C．与D．与】下列各对函数中，表示相同函数的是（）．A．，B．，C．，D．，答案：C【102089】函数的单调减区间为_____．答案：】函数的反函数是（）．A．B．C．D．答案：A】设在有定义，则下列函数中为奇函数的是（）．A．B．C．D．答案：D】下列各组函数中，表示相同函数的是（）．A．B．C．D．答案：B】设在有定义，则下列函数中为奇函数的是（）．A．B．C．D．答案：D】设，则（）．A．B．C．D．答案：C】下列函数中，函数图形关于原点对称的是（）．A．B．C．D．答案：B】下列各组函数中表示相同函数的是（）．A．与B．与C．与D．与答案：B】下列各对函数中，表示相同函数的是（）．A．，B．，C．，D．，单项】函数在内（）．A．单调增加B．单调减少C．不增不减D．有增有减答案：B】下列各项函数中，互为反函数的是（）．A．与B．与C．与D．与答案：D】设在有定义，则下列函数中为奇函数的是（）．A．B．C．D．答案：D】函数的定义域是（）．A．B．C．D．答案：D】函数的定义域是（）．A．B．C．D．】函数在内（）．A．单调增加B．单调减少C．不增不减D．有增有减答案：B】下列各项函数中，互为反函数的是（）．A．与B．与C．与D．与答案：D】设在有定义，则下列函数中为奇函数的是（）．A．B．C．D．答案：D】函数的定义域是（）．A．B．C．D．答案：D】函数的定义域是（）．A．B．C．D ．答案：D】函数的定义域是（）．A．B．C．D．答案：D】下列各组函数中表示相同函数的是（）．A．与B．与C．与D．与答案：B】设，则（）．A．B．C．D．答案：C】函数在定义域内是（）．A．单调函数B．周期函数C．无界函数D．有界函数答案：D】下列各项函数中，互为反函数的是（）．A．与B ．与C．与D．与答案：D】函数在内是（）．A．单调有界函数B．单调无界函数C．有界奇函数D．有界偶函数答案：D】设，，则（）．A．B．C．D．答案：A】下列各组函数中，表示相同函数的是（）．A．B．C．D．答案：B】下列各项函数中，互为反函数的是（）．A．与B．与C．与D．与答案：D单项选择题【44006】设在有定义，则下列函数中为奇函数的是（）．A．B．C．D．答案：D】函数在内是（）．A．单调有界函数B．单调无界函数C．有界奇函数D．有界偶函数答案：D】设，，则（）．A．B．C．D．答案：A】下列各组函数中，表示相同函数的是（）．A．B．C．D．答案：B】下列各项函数中，互为反函数的是（）．A．与B．与C．与D．与答案： D】 设在有定义，则下列函数中为奇函数的是（ ）．A ．B ．C ．D ．单项选择题【102072】 下列函数中，函数图形关于原点对称的是（ ）．A ．B ．C ．D ．答案： B】函数的反函数是（）．A．B．C．D．答案：A】函数的定义域为（）．A．B．C．D．答案：C【102089】函数的单调减区间为_____．答案：单项选择题【102060】设，则（ ）．A ．B ．C ．D ．答案： B单项选择题【99268】若，则当时，是（ ）．A ．B ． 振荡变量C ． 无穷大量D ． 无穷小量答案：D【98471】_____．答案：【98443】_____．答案：】当时，若有极限，无极限，则当时，（）．A．无极限B．有极限C．可能有，也可能没有极限D．若有极限，极限必为零答案：C【98468】_____．答案：】当时，与等价的无穷小量是（）．A．B．C．D．答案：C】（）．A．B．C．D．答案：D】当时，是（）．A．无穷大量B．无穷小量C．无界变量D．无法判定答案：B】若，则值为（）．A．B．C．D．答案：B【44014】存在是存在的（）．A．充分条件B．必要条件C．充分必要条件D．无关条件答案：D【98453】_____．答案：【98443】_____．答案：】若在时，与都是无穷小量，且，则在时，下列各式不一定是无穷小量的是（）．A．B．C．D．答案：D【98469】若函数在处连续，则_____．答案：【98442】若，则_____．答案：单项选择题若时，为无穷小量，则应满足的条件是（）．A．B．C．D．答案：C【102120】求极限．答案：解：=】（）．A．0B．1C．D．答案：C】当时下列变量中不是无穷小量的是（）．A．B．C．D．答案：D【102092】若，则_____．答案：单项选择题【44018】若时，为无穷小量，则应满足的条件是（）．A．B．C．D．答案：C【102120】求极限．答案：解：=】（）．A．0B．1C．D．答案：C】当时下列变量中不是无穷小量的是（）．A．B．C．D．答案：D【102092】若，则_____．答案：】下列变量中，当时，不是无穷小量的是（）．A．B．C．D．答案：C】若时，为无穷小量，则应满足的条件是（）．A．B．C．D．答案：C】当时，下列变量不是无穷小量的是（）．A．B．C．D．答案：C】设在连续，下列为偶函数的是（）．A．B．C．D．答案：B】当时，是（）．A．无穷大量B．无穷小量C．常量D．无界变量】下列变量中，当时，不是无穷小量的是（）．A．B．C．D．】若时，为无穷小量，则应满足的条件是（）．A．B．C．D．答案：C】当时，下列变量不是无穷小量的是（）．A．B．C．D．答案：C】设在连续，下列为偶函数的是（）．A．B．C．D．答案：B】当时，是（）．A．无穷大量B．无穷小量C．常量D．无界变量】当时，下列变量中是无穷小量的是（）．A．B．C．D．】当时，与等价的无穷小量是（）．A．B．C．D．答案：C【102090】_____．答案：【81962】设，求值，使在连续．答案：解：==依题意应满足，所以】下列命题中正确的是（）．A．函数在点无定义，则在点无极限B．函数在点不连续，则在点不可导C．函数在点不可导，则在点不连续D．函数在点不可导，则在点不取极值【102120】求极限．答案：解：=】当时，下列变量不是无穷小量的是（）．A．B．C．D．答案：C【98471】_____．答案：】若时，为无穷小量，则应满足的条件是（）．A．B．C．D．答案：C】当时，若有极限，无极限，则当时，（）．A．无极限B．有极限C．可能有，也可能没有极限D．若有极限，极限必为零答案：C单项选择题【65100】当时，下列变量中是无穷小量的是（）．A．B．C．D．答案：C单项选择题【65064】下列命题中正确的是（）．A．函数在点无定义，则在点无极限B．函数在点不连续，则在点不可导C．函数在点不可导，则在点不连续D．函数在点不可导，则在点不取极值答案：B【102090】_____．答案：【81962】设，求值，使在连续．答案：解：==依题意应满足，所以】当时，与等价的无穷小量是（）．A．B．C．D．】设可导，则必有（）．A．B．C．D．答案：D【102123】求曲线上处的切线方程．答案：将代入方程，得，故所求为：，即】设在可导，且，则（）．A．B．C．D．不存在答案：A】设，则（）．A．B．C．D．答案：C【102102】求曲线的平行于轴的切线方程．答案：解：，由题设，应有又当故所求为：，即】设可导，则必有（）．A．B．C．D．答案：D【102123】求曲线上处的切线方程．答案：将代入方程，得，故所求为：，即】设在可导，且，则（）．A．B．C．D．不存在答案：A】设，则（）．A．B．C．D．答案：C【102102】求曲线的平行于轴的切线方程．答案：解：，由题设，应有又当故所求为：，即单】设在处可导，且，则等于（）．A．B．C．D．答案：A】（）．A．B．C．D．答案：C】设可导，则必有（）．A．B．C．D．答案：D【98458】设，则_____．答案：【65143】设，求．答案：解：【65143】设，求．答案：解：】设，则（）．A．B．C．D．答案：D】设在点处可导，则（）．A．与都有关B．仅与有关与无关C．仅与有关与无关D．与都无关答案：C【81965】设曲线上任意一点处的切线斜率为该点纵坐标与横坐标之差，且曲线过坐标原点，求此曲线方程．答案：解：依题意，有，即，且===通解为=将代入通解，得故所求为】（）．A．B．C．D．【102093】设，则_____．答案：】设在可导，且，则（）．A．B．C．D．不存在答案：A【81965】设曲线上任意一点处的切线斜率为该点纵坐标与横坐标之差，且曲线过坐标原点，求此曲线方程．答案：解：依题意，有，即，且。
西交20春《高等数学(下)》在线作业参考答案
试卷总分:100得分:100
一、单选题(共25道试题,共50分)
1.y=1/(a^2+x^2)在区间[-a,a]上应用罗尔定理,结论中的点ξ=( ).
A.0
B.2
C.3/2
D.3
答案:B
2.f(x)=1/x+[e^(1/2-x)]/(x-1)的间断点的个数是( )
答案:正确
39.对于二元函数z=f(x,y),点P(x,y)趋于点Q(a,b)的过程中，对应的函数值f(x,y)无限接近于一个确定的常数A，就说A是函数f(x,y)当(x,y)趋于(a,b)时的极限
答案:正确
4.平面上一点与其法向量的向量积等于0是这一平面的点法式方程
答案:错误
42.{图}
答案:正确
43.两个曲面方程组成的方程组是其交线的一般方程
答案:正确
44.罗尔中值定理中的条件是充分的,但非必要条件.
答案:正确
45.{图}
答案:正确
46.函数在某点的各个偏导数连续，则函数在该点可微
答案:正确
47.{图}
答案:错误
48.两直线的方向向量的夹角称为两直线的夹角
答案:正确
A.A
B.B
C.C
D.D
答案:C
19.{图}
A.A
B.B
C.C
D.D
答案:D
20.当x→0时,函数(x2-1)/(x-1)的极限( )
A.等于2
B.等于0
C.为∞
D.不存在但不为∞
答案:D
21.{图}
A.A
B.B
C.C
D.D
答案:D
22.{图}
A.A
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第十一章 习题答案1． 1常数项级数的概念及基本性质1．解：（1） +⋅+⋅+⋅+⋅+⋅651541431321211 （2） -+-+-514131211(3)+++++54325!54!43!32!21!1 (4)+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅+⋅⋅+10864297531864275316425314231212． 解：（1）121-=n u n （2）12+-=n n u n （3）)2(6422n x u nn ⋅⋅=（4）12)1(11+-=++n au n n n3． 解：（1）0131limlim ≠==∞→∞→nn n n u ，∴级数发散（不满足级数收敛的必要条件）。
（2）原级数可写为)4131211(31 ++++。
∵括号内级数为调和级数发散，∴原级数发散。
（3）原级数为公比等于23的几何级数，∵123>，∴原级数发散。
（4）原级数为发散的调和级数 +++++514131211去掉前三项，∴原级数发散。
（5）原级数为公比等于98-的几何级数，198<-，∴原级数收敛。
（6）∵级数+++32212121收敛（公比121<的几何级数），级数 +++32313131收敛（公比131<的几何级数），∴原级数收敛（收敛级数可以逐项相加减）。
4． 解：（1）a a a a a a a a a a S n n n n -=-++-+-+-=+-+12121257353)()()()( ，a a a S n n n n -=-=+∞→∞→1)(lim lim 12，∴此级数收敛。
（2）])2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=++=n n n n n n n u n+⋅-⋅+⋅-⋅+⋅-⋅=∴)541431(21)431321(21)321211(21n S])2)(1(1)1(1[21++-++n n n n =])2)(1(121[21++-n n ，41])2)(1(121[21lim =++-=∞→n n S n n ，∴此级数收敛。
（3）)121121(21)12)(12(1+--=+-=n n n n u n)1211(21)121121(21)7151(21)5131(21)311(21+-=+--++-+-+-=∴n n n S n ， 21)1211(21limlim =+-=∞→∞→n S n n n ，∴此级数收敛。
1． 2正项级数及其判敛法1．解：（1）nn u n 21121>-=，而级数∑∑∞=∞==1112121n n nn发散，∴原级数发散。
（2）21)1(1nn n u n <+=，而级数∑∞=121n n收敛（12>=P 的P 级数），∴原级数收敛。
（3）nnn n nn u n +=+++>++=112111122，而级数 +++=+∑∞=413121111n n发散（调和级数去掉第一项），∴原级数发散。
（4）)0(sin ≥≤ααα ，nnn u 22sinππ≤=∴，而级数∑∑∞=∞==11212n nn nππ收敛（公比为121<的几何级数），∴原级数收敛。
（5）)1(211>≤=n nu nnn ，而级数∑∞=121n n收敛，∴原级数收敛。
（6）4145125122+=+++>+++=n n n n n n n u n ，而级数 +++=+∑∞=716151411n n 发散（调和级数去掉前四项），∴原级数发散。
（7）111tanlim22=∞→nn n ，而级数∑∞=121n n收敛，∴原级数收敛。
（8）1ln )11ln(lim 1)11ln(lim==+=+∞→∞→e nnnnn n ，而级数∑∞=11n n发散，∴原级数发散。
2．解：（1）121)2(23lim222)3(limlim,2211<=++=+⋅+=+=∞→+∞→+∞→n n n n u u n u n nn n nn n nn ，∴原级数收敛。
（2）1313)1(lim33)1(limlim,32221212<=+=⋅+==∞→+∞→+∞→nn nn u u n u n n n n nn n nn ，∴原级数收敛。
（3）enn n n nn n u u nn u n n nn nnn n n nn n nnn 2])11[(lim 2)1(2lim !2)1()!1(2limlim,!21111=+=+=⋅++==-∞→∞→++∞→+∞→1<，∴原级数收敛。
（4）12122lim22lim 2tan2tan )1(limlim,2tan 21121211<===+==++→∞++→∞++→∞+→∞+n n n n n n n n n nn n n n n n u u n u πππππ，∴原级数收敛。
（5）)13(52)34(51)14)(34(51)23)(13(52limlim1-⋅-⋅⋅+-⋅+-⋅=∞→+∞→n n n n n n u u n nn n 1423lim ++=∞→n n n 143<=，∴原级数收敛。
（6）14)1()22)(12(lim)!2()!(])!1[()!22(limlim2221>=+++=⋅++=∞→∞→+∞→n n n n n n n u u n n nn n ，∴原级数发散。
3．解：（1）12112lim)12(limlim <=+=+=∞→∞→∞→n n n n u n nnn nn n ，∴原级数收敛。
（2）191)31()13(lim lim212<==-=-∞→∞→nn n nn n n nu ，∴原级数收敛。
4．解：（1）143)43()43)(1(lim lim11<=+=+∞→+∞→n n n nn n n n u u ，∴原级数收敛。
（2）)(11b a n bna u n +≥+=，而∑∑∞=∞=+=+1111)(1n n nba b a n 发散，∴原级数发散。
（3）02112limlim ≠=--=∞→∞→n nn u n n n ，∴原级数发散。
（4）nnnnn nnn n nn nn nn nu 121211])11[()11()1(2+=+=+=+，1lim 1=∞→n n n ，1])11[(lim 0122==+∞→e nn nn ，01lim ≠=∴∞→n n u , ∴原级数发散。
(5)25235323232)2)(1(32nnnn n n n u n +=+<+++=，∑∑∞=∞=1251232,2n n nn收敛，∑∞=+∴1532n nn 收敛，∴原级数收敛。
（6）∞====∞→∞→∞→∞→nn n n n nnn n n nn n n u 2lim )2(lim 2sinlim lim ，∴原级数发散。
（7）2311)11ln(,1)11ln(n n n nnu nnn =<+=∴<+，而∑∞=1231n n收敛，∴原级数收敛。
（8）12122lim lim1)1(<===-----∞→∞→nn n nn n nu ，∴原级数收敛。
（9）)]12)(12(531[!999)!1000(,)]12(531[!999)!999(1+-⋅⋅+=-⋅⋅+=+n n n u n n u n n121121000limlim1<=++=∞→+∞→n n u u n nn n ，∴原级数收敛。
1． 3任意项级数1． 证明：1)!12)(12(1)!12)(12(1+=++>--=n n u n n n n u ，0)!12)(12(1limlim =--=∞→∞→n n u n n n 。
据莱布尼兹定理，所给交错级数收敛，且若取!551!33113⋅+⋅-=≈S S ，则误差满足0001.0352801!7713<=⋅<r 。
2． 证明：设)1(1)(≥+=x x x x f ，则0)1(21)(2/<+-=x x x x f （当1>x 时），于是)(x f在1≥x 上单调减。
故)1()(+≥n f n f ，即1+≥n n u u ，又1limlim +=∞→∞→n n u n n n nnn 11lim1+=∞→0=，据莱布尼兹定理，所给交错级数收敛。
3． 解：（1）该级数为交错级数。
1111+=+>=n n u n nu ，又01limlim ==∞→∞→nu n n n，据莱布尼兹定理该级数收敛。
再考察正项级数∑∑∞=∞==121111n n nn发散，∴原级数为条件收敛。
（2）先考察正项级数 +-++++222)12(151311n 。
221)12(1nn u n ≤-=，而∑∞=121n n收敛，∴级数∑∞=-12)12(1n n 收敛。
∴原级数收敛且为绝对收敛。
（3）1)2ln(1)1ln(1+=+>+=n n u n n u ，且0)1l n (1lim=+∞→n n ，∴由莱布尼兹定理知原级数收敛。
又∑∑∞=∞=++=+-111)1ln(1)1ln()1(n n n n n ，且11)1l n(1+>+n n ，而级数∑∞=+111n n 发散，∴∑∞=++-11)1ln()1(n n n 发散，∴原级数为条件收敛。
（4）在∑∑∞=-∞=--=-1111133)1(n n n n n nn 中，13-=n n n u ，13133)1(limlim11<=⋅⋅+=-∞→+∞→nn u u nn n nn n ，∴∑∞=---1113)1(n n n n 收敛。
∴原级数收敛且为绝对收敛。
（5）先考察正项级数1sin111+∑∞=+n n n ππ。
1111sin1++≤+n n n πππ，而级数∑∞=+111n n π为收敛的几何级数，∴该正项级数收敛。
∴原级数收敛且为绝对收敛。
（6）该级数为交错级数。
nn u n ln 1-=，n n n n ln )1ln(1->+-+ ，)1ln(11ln 1+-+>-∴n n nn ，即1+>n n u u ，又0ln 11limln 1limlim =-=-=∞→∞→∞→nn nnn u n n n n ，∴由莱布尼兹定理知∑∞=--1ln )1(n nnn 收敛。
再考察正项级数∑∞=-1ln 1n nn ，nnn 1ln 1≥-，而∑∞=11n n发散，∴级数∑∞=-1ln 1n nn 发散。
∴原级数为条件收敛。
3．1函数项级数的一般概念1．解：（1）xnxn x u x u n n n n 11lim)()(lim1=+=∞→+∞→ ，故当11<x，即当1>x 时，级数绝对收敛；当1<x 时，级数发散；而当1=x 时，由于一般项不趋于零，故级数发散。