陈纪修主编的《数学分析》(第2版)辅导书-第1章 集合与映射【圣才出品】
陈纪修主编的《数学分析》(第2版)辅导书-第2章 数列极限【圣才出品】
不能随便舍去。
（2）数列极限
设{xn}是一给定数列，a 是一个实常数。如果对于任意给定的 ε>0，可以找到正整数
N，使得当 n>N 时，成立
|xn－a| < ε，
则称数列{xn}收敛于 a（或 a 是数列{xn}的极限），记为
有时也记为
如果不存在实数 a，使{xn}收敛于 a，则称数列{xn}发散。 注：在上述的收敛定义中，ε 既是任意的，又是给定的： ①只有当 ε 确定时，才能找到相应的正整数 N。这时 ε 是给定的； ②改变数列前面的有限项，不影响数列的收敛性。这时 ε 是任意的； （3）无穷小量 在收敛的数列中，称极限为 0 的数列为无穷小量。无穷小量是一个变量，而不是一个
（1）定义
，则{xnyn}与 都是无穷大量。
如∞±∞，（+∞）-（+∞），（+∞）+（-∞），0·∞，
等极限，其结果可以是无穷
小量，或非零极限，或无穷大量，也可以没有极限。我们称这种类型的极限为待定型。
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（2）如果数列{xn}满足 xnxn+1，n=1，2，3，…，则称{xn}为单调增加数列；若进一
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max S 是这有限个数中的最大数，min S 是这有限个数中的最小数；
②当 S 是无限集时，最大数及最小数不一定存在。
3．上确界与下确界
（1）上界、下界与有界集
设 S 是一个非空数集，如果 M∈R，使得 x ∈S ，都有 x≤M，则称 M 是 S 的一个
但它并不收敛。
陈纪修《数学分析》(第2版)(上册)名校考研真题【圣才出品】
但
（
也可说
明）。
2．对数列 和
若 是有界数列，则 是有界数列。（ ）[北京大学研]
【答案】对
【解析】设｜Sn｜<M，则
3．数列
存在极限
的充分必要条件是：对任一自然数 p，都有
（ ）[北京大学研]
【答案】错
【解析】反例：
，但 不存在．
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二、解答题
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陈纪修《数学分析》（第 2 版）（上册）名校考研真题
第 2 章 数列极限
一、判断题
1．对任意的 p 为正整数，如果
，则
存在。（ ）[重
庆大学研]
【答案】错
【解析】根据数列收敛的 Cauchy 收敛准则，可举出反例：
，虽然对任意的
n p1
对任意 0, 存在正整数 N ,使得对任意正整数 p ，成立 ak , kN
(N p)aN p ln(N p) (N p)aN p ln N ,
在上式中，令 p ，取极限，则得
0
lim ( N
p
p)aN p
ln( N
p)
,
由 0 的任意性，则得
lim ( N
．[南开大学
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2011 研]
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证明：（1）因为
{nan}
为正的单调递减数列，由单调有界定理得
lim
n
nan
L
存在，
由 an 收敛，可知必有 L 0 n1
an
n1
陈纪修《数学分析》(第2版)(下册)课后习题-含参变量积分(圣才出品)
7．设函数 具有二阶导数， 是可导的，证明函数
满足弦振动方程
以及初始条件
。
证明：直接计算，可得
所以
且显然成立
。
8．利用积分号下求导法计算下列积分：
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解：（1）设
于是
令
则
所以
（2）设
作变换
得到
则
。
。
则
。设 由于
。研究函数
的连续性。
解：设
由于
在
在 处连续。
设
则
。由于 在 上连续，且
上的最小值
当 时，成立
于是
上连续，可知 所以 在
由 连续。
可知
即
在
处不
§2 含参变量的反常积分
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1．证明下列含参变量反常积分在指定区间上一致收敛：
与
在
上一致收敛。所以
在
上一致收敛。
（ ii ） 当
对于
取
取
则当 充分大时，
由 Cauchy 收敛准则，
在
上不一致收敛，同理
在
上也不一致收敛，所以
在
上不一致收敛。
（3）（i）当
而
收敛，由 Weierstrass
判别法
在
上一致收敛。
（ii）当 取
由于
由 Cauchy 收敛准则，可知
在
（ 4 ）（ i ） 当
即
关于
一致有界，以及 单调，当
时 关于
致趋于零，由 Dirichlet 判别
数学分析教材和参考书
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：陈纪修任教专业：理学-数学类在职情况：在性别：男所在院系：数学科学学院陈纪修-本人简介姓名：陈纪修性别：男学位：博士职称：教授（博士生导师）高校教龄22年，曾获2001年上海市教学成果一等奖、获2001年国家级教学成果二等奖、获2002年全国普通高等学校优秀教材一等奖、2002年获政府特殊津贴；获宝钢教育奖（优秀教师奖）；被评为“九五”国家基础科学人才培养基金实施和基地建设先进工作者。
陈纪修《数学分析》（第2版）（下册）名校考研真题-曲线积分、曲面积分与场论（圣才出品）
陈纪修《数学分析》（第2版）（下册）名校考研真题-曲线积分、曲面积分与场论（圣才出品）第14章曲线积分、曲面积分与场论1．计算为取逆时针方向．[南开大学2011研]解：记因为P与Q在点（0，0）处都无定义，则不能直接应用格林公式．在L围成的区域内取一闭曲线L1:（取逆时针方向）,则在L与L1围成是区域内可以应用格林公式．由于则由Green公式知，则2．求第一型曲面积分其中h≠R．[浙江大学研]解：令其中且3．计算其中[湖南大学研]解：令所以4．求常数λ，使得曲线积分对上半平面内任何光滑闭曲线L成立．[北京大学研]解：记由题设知，所考虑积分在上半平面内与路径无关，所以，即即即所以λ=．5．设为xy平面上具有光滑边界的有界闭区域且u为非常值函数及证明[武汉大学研]证明：因在上，u=0．故所以又u为非常值函数，故再注意到的连续性，所以6．计算其中∑为圆柱面被z=0，z=3截的部分外侧．[北京航空航天大学研]解：分别补充圆柱体的交面记P=x，Q=y，R=z，由奥高公式而平面，yz平面；平面，yz平面，所以从而7．计算为[南开大学2011研]解：(对称性)8．计算曲线积分其中L是从（2a，0）沿曲线到点（0，0）的一段．[兰州大学2009研]解：曲线即记则所以所以由Green公式得9．计算，其中为圆柱面的部分，它的法线与ox轴正向成锐角；为xoy平面上半圆域：的部分，它的法线与oz轴正向相反．[上海交通大学研]解：如图14-1所示，补充则构成封闭曲面的外侧，由奥高公式其中则又，从而平面，平面，从而图14-110．计算曲线积分其中C是从A（－a，0）经上半椭圆到B（a，0）的弧段．[湖北大学研]解：记则所以此积分在上半平面内与路径无关，如图14-2所示取以（0，0）为心，a为半径的上半圆周，则。
陈纪修《数学分析》(第2版)(下册)章节题库-曲线积分、曲面积分与场论(圣才出品)
第14章曲线积分、曲面积分与场论1．计算曲线积分，其中L是绕原点的简单闭曲线．解：方法一当时，可以验证，所以可将曲线L换成以原点为中心，适当小的＞0为半径的小圆周：易见构造辅助函数：仍有．若定义A（0，0）＝0，B（0，0）＝1，则A，B在原点连续．事实上，由泰勒展开式，有．所以有即补充定义后A在原点连续，同理可证B也在原点连续．于是I＝J＝2π．方法二在L′上，有故积分值与无关．注意到被积函数关于连续，令，在积分号下取极限即得2．设封闭曲线的正向与z轴正向符合右手法则，求曲线积分解：由可得因此可设曲线L的参数方程为：，t从－3π/4到3π/4．于是3．设函数f（x）在（－∞，＋∞）上具有一阶连续导数，L是上半平面y＞0内的有向分段光滑曲线，其起点为（a，b），终点为（c，d）．记（1）证明：曲线积分I与积分路径无关；（2）当ab＝cd时，求I的值．证明：（1）因为所以在上半平面内曲线积分I与积分路径无关．（2）由（1）知，是某个函数u（x，y）的全微分，而设F（x）是f（x）的一个原函数，则，因此4．计算积分其中（n，x），（n，y）分别是由x轴、y轴正向与L的外法向n之间的夹角，L为逐段光滑的简单闭曲线．解：表示L的正向，即沿逆时针方向，切线方向τ与一致，如图14-1所示.从n逆时针旋转π/2即到τ，于是有（n，x）＝（τ，y），（n，y）＝π－（τ，x），故cos（n，x）ds＝cos（τ，y）ds＝dy，cos（n，y）ds＝－cos（τ，x）ds＝－dx．从而其中S表示L所围的面积．图14-15．计算曲面积分，其中S是球面解：将球面S分成三部分S1，S2，S3，其中此时曲面S1在xOy平面的投影区域为，S1的方程为z＝，故有从而6．计算曲面积分，其中S为下半球面的上侧，a＞0为常数．解：采用补面法．按常规应补平面S1：x2＋y2≤a2，z＝0．仔细观察发现被积函数在原点处有奇性，不能直接应用高斯公式，但注意到在下半球面上的点（x，y，z）满足x2＋y2＋z2＝a2，则可将原曲面积分改写成这样，取S1的法向方向与z轴正向相反，就可对上式使用高斯公式了．于是有其中V是S1，S所围的空间区域．故7．计算曲线积分L是x2＋y2＋z2＝2r1x与x2＋y2＝2r2x的交线（0<r2<r1，z＞0），L的方向是使L所围的球面上较小部分区域保持在左边．解：由于球面的外法向的方向余弦为所以由斯托克斯公式，有其中S是球面x2＋y2＋z2＝2r1x由L所围的部分．由于曲面S关于xOz平面对称，所以．又由可知，。
陈纪修《数学分析》(第2版)(下册)章节题库-数项级数(圣才出品)
由数学归纳法即可看出式子成立． 12．求下列级数的和：
同理
解：（1）由公式
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，
所以
其部分和
故 （2）设
，两边同乘以
得
解得
故
（3）此级数通项趋于 0，因此只需求 的极限即可．利用公式
（其中 c 为尤拉常数
）有
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（1）先证：
用 sn 表示级数的前 n 项部分和，注意到 an>0，则有
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由于级数
收敛，所以
，因此
，并且容
易看出
（2）再证：
事实上，对任意的正整数 n，存在唯一的正整数 m，使得 m2≤n<（m+1）2．由 单调递减，可得
由
可得
于是有
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由此可见，当 p>0 时，级数收敛；当 p≤0 时，级数发散．
4．设{pn}为正数列，证明：若级数
收敛，则级数
也
收敛． 证明：用收敛原理．引进记号 q0=0，
下面估计部分和数列的上界．令
则
由柯西不等式，有 代入上式可得
14．若级数
与 都收敛，且不等式
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成立，证明级数
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也收敛．又若 与
都发散，试问
一定发散吗？
证明：（1）方法一：
，由
与
都收敛知，存在正整数 N，当 n＞N 及
对任意正整数 p 都有
陈纪修《数学分析》配套题库【课后习题】(集合与映射)
第 1 章 集合与映射
§1 集 合
1．证明由 n 个元素组成的集合 证明：由 k 个元素组成的子集的个数可列式为
有 个子集．
2．证明：
（1）任意无限集必包含一个可列子集；
（2）设 A 不 B 都是可列集，证明 A U B 也是可列集．
6．举例说明集合运算丌满足消去律： （1） （2） 其中符号 表示左边的命题丌能推出右边的命题． 解：（1）设 A＝{a，b，c}，B＝{b，c，d}，C＝{c，d}，则 （2）设 A＝{a，b，c}，B＝{c，d，e}，C＝{c，d}，则
，但 B≠C． ，但 B≠C．
7．下述命题是否正确？丌正确的话，请改正．
（4）{a，b，{a，b}}＝{a，b}．
解：（1）{0}是由元素 0 构成的集合，丌是空集．
（2）a 是集合{a，b，c}的元素，应表述为 a∈{a，b，c}．
（3）{a，b}是集合{a，b，c}的子集，应表述为
．
（4）{a，b，{a，b}}是由 a，b 和{a，b}为元素构成的集合，故
，
或{a，b}∈{a，b，{a，b}}，但{a，b，{a，b}}≠{a，b}．
4．用集合符号表示下列数集：
（1）满足
的实数全体；
（2）平面上第一象限的点的全体；
（3）大于 0 并且小于 1 的有理数全体；
（4）方程 sinxcot x＝0 的实数解全体．
解：（1）｛x|－2＜x≤3｝．
（2）｛（x，y）|x＞0 且 y＞0｝．
（3）｛x|0＜x＜1 且 x∈Q｝|．
（4）
．
5．证明下列集合等式： （1） （2）
故
．
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第1章 集合与映射
1.1 复习笔记
一、集合
1．集合的基本概念
（1）定义
①集合，又称集，是指具有某种特定性质的具体的或抽象的对象汇集成的总体，这些对象称为该集合的元素。
通常用大写字母如A，B，S，T，…表示集合，而用小写字母如a，b，x，y，…表示集合的元素。
②若x是集合S的元素，则称x属于S ，记为x∈S。
若y不是集合S的元素，则称y 不属于S，记为或
（2）常用集合
全体正整数的集合，全体整数的集合，全体有理数的集合，全体实数的集合是数学分析中常用的集合，习惯上分别用字母N+，Z，Q和R来表示。
（3）集合的表示方式
①列举法
将集合的元素逐一列举出来的方式。
列举法还包括尽管集合的元素无法一一列举，但可以将它们的变化规律表示出来的情况。
②描述法
设集合S是由具有某种性质P的元素全体所构成的，则可以采用描述集合中元素公共属性的方法来表示集合：S={x| x具有性质P}。
复出现或在不同位置上出现不具有任何特殊意义。
（4）特殊集合
空集是不包含任何元素的集合，记为∅。
（5）集合关系
①包含关系
设S，T是两个集合，如果S的所有元集都属于T，即则称S是T的
子集，记为显然，对任何集合S，都有如果S是T的一个子集，
即，但在T中存在一个元素x不属于S，即则称S是T的一个真子集。
②不包含关系
如果S中至少存在一个元素x不属于T，即那么S不是T的子集，
记为
③相等关系
如果两个集合S与T的元素完全相同，则称S与T两集合相等，记为S=T。
显然有。
（6）基本的区间概念
①设a，b（a<b）是两个实数，则满足不等式a<x<b的所有实数x的集合称为以a，b为端点的开区间，记为
（a，b）={x| a＜x＜b}
②满足不等式a≤ x ≤b的所有实数x的集合称为以a，b为端点的闭区间，记为
[a，b]={x| a≤x≤b}
③满足不等式a＜x≤b或a≤x＜b的所有实数x的集合称为以a，b为端点的半开半
（a，b]={x| a＜x≤b}
或
[a，b）={x| a≤x＜b}
注：上述几类区间的长度是有限的，称为有限区间。
除此以外，还有下述几类无限区间：
（a，+∞)={x| x＞a}；[a，+∞)={x|x≥a}；（－∞，b)={x| x＜b}；(－∞，b]={x| x≤b}；和（－∞，+∞）={x| x为任意实数}（即实数集R）。
2．集合运算
（1）集合的基本运算
集合的基本运算有并、交、差、补四种（图1-1）。
图1-1
①两个集合S和T的并
由S和T的元素汇集成的集合，记为S∪T，即：
S∪T={x|x∈ S或者x ∈T}。
②两个集合S和T的交
由S和T的公共元素组成的集合，记为S∩T，即：
S∩T={x|x∈ S并且x ∈T}。
③两个集合S和T的差
由属于S
但不属于T 的元素组成的集合，记为S ＼T （注意：并不要求
），即④集合S 关于X 的补集
假设S 是X 的一个子集，则
是集合S 关于X 的补集，通常将简
记为
注：①关于补集显然成立：。
②集合补与差运算满足关系：（2）集合基本运算的性质
①交换律 A∪B=B∪A，A∩B=B∩A
②结合律 A∪（B∪D）=（A∪B）∪D，A∩（B∩D）=（A∩B）∩D
③分配律
A∩（B∪D）=（A∩B）∪（A∩D），A∪（B∩D）=（A∪B）∩（A∪D）④对偶律（DeMorgan 公式）
3．有限集与无限集
（1）相关定义
①有限集
若集合S 由n 个元素组成，这里n 是确定的非负整数，则称集合S 为有限集。
②无限集
不是有限集的集合称为无限集。
③可列集
如果一个无限集中的元素可以按某种规律排成一个序列，即这个集合可表示为
{a1，a2，…，a n，…}，则称其为可列集。
注：每个无限集必包含可列子集，但是无限集不一定是可列集。
例如，实数集R是无限集，但不是可列集。
（2）重要定理
①可列个可列集之并也是可列集。
②有理数集Q是可列集。
4．Descartes乘积集合
设A与B是两个集合。
在集合A中任意取一个元素x，在集合B中任意取一个元素y，组成一个有序对（x，y）。
把这样的有序对作为新的元素，它们全体组成的集合称为集合A与集合B的Descartes乘积集合，记为A×B，即A×B={（x，y）|x ∈A并且y ∈B}。
特别地，当A与B都是实数集R时，R×R（记作R2）表示的是平面Descartes直角坐标系下用坐标表示的点的集合。
R×R×R（记作R3）表示的是空间Descartes直角坐标系下用坐标表示的点的集合。
二、映射与函数
1．映射的基本概念
（1）映射的定义
设X，Y是两个给定的集合，若按照某种规则f，使得对集合X中的每一个元素x，都可以找到集合Y中惟一确定的元素y与之对应，则称这个对应规则f是集合X到集合Y的一个映射，记为
其中y 称为在映射f 之下x 的像，x 称为在映射f 之下y 的一个逆像（也称为原像）。
集合x 称为映射f 的定义域，记为D f 。
而在映射f 之下，X 中元素
x 的像y 的全体称为映射f 的值域，记为R f ，即
（2）映射构成三要素
①集合X ，即定义域D f =X ；
②集合Y ，即限制值域的范围：；
③对应规则f ，使每一个x ∈X，有惟一确定的y=f （x ）与之对应。
注意：①映射要求元素的像必须是惟一的。
②映射并不要求逆像也具有惟一性。
（3）特殊映射的定义
①单射、满射与双射
设f 是集合X 到集合Y 的一个映射，若f 的逆像也具有惟一性，即对X 中的任意两个不同元素x 1≠x 2，它们的像y 1与y 2也满足y 1≠y 2，则称f 为单射；如果映射f 满足R f =Y ，则称f 为满射；如果映射f 既是单射，又是满射，则称f 是双射（又称一一对应）。
②逆映射
设f ：X→Y 是单射，则由映射的定义知，对任一
它的逆像
x∈X（即满足方程f （x ）=y 的x ）是惟一确定的。
对应关系构成了R f 到X 上的一个映射，称为f 的逆映射，记为
其定义域为值域。