数理方程与特殊函数试卷 3套
高中数学必修一3.1函数与方程练习题及答案
高中数学必修一 3.1函数与方程练习题及答案2/1、x2 5 2 _X/y x ,y(一) ,y 4x , y x 1,y (x 1) , y x, y a (a 1)1 .若2上述函数是募函数的个数是 ()A. 0个B. 1个C. 2个D. 3个2,已知f (刈唯一的零点在区间(1,3)、。
⑷、。
⑸内, 那么下面命题错误的 () A,函数 f(x)在(1,2)或 2,3 内有零点 B,函数f(x)在(3,5)内无零点 C,函数 f(x)在(2,5) 内有零点 D,函数f(x)在(2, 4)内不一定有零点 10g l a In 2 log 1a1,2，则logab 与的关系是（log a b log 1 aB. 234,求函数f(x) 2x 3x 1零点的个数为 A. 1 B, 2 C, 3 D , 4 5,已知函数yf(x)有反函数，则方程f(x)0 ()A,有且仅有一个根 B, 至多有一个根 C,至少有一个根D,以上结论都不对26 .如果二次函数y x mx (m 3)有两个不同的零点，则 m 的取值范围是()A. 2,6 B, 2,6 C, 2,6 D, ，2 U 6，7 .某林场计划第一年造林 10000亩，以后每年比前一年多造林 20%,则第四年造林()8,若函数f x 既是哥函数又是反比例函数 ，则这个函数是f x= 9.募函数f(x)的图象过点(3河),则f (x)的解析式是3,若 a °,b O，ablog a b log 1 a A . 2log a b C.log ^ a2log a bD.log 2 aA. 14400亩 B , 172800亩 C17280亩 D , 20736亩10.用上分法”求方程x3 2x 5 0在区间［2,3］内的实根，取区间中点为x0 2.5，那么下一个有根的区间是11. 函数f(x) 1nxx 2的零点个数为12.设函数y f(x)的图象在a,b上连续，若满足,方程f (x)a,b上有实根.13. f(x) x用定义证明：函数1,上是增函数.14. 设x1与x2分别是实系数方程 2 .ax bx20和ax bx c 0的一个根,X1 x2,x1 0,x2 0a 2x,求证：方程2bx c 0有仅有一根介于x1和x215.函数f (x)x22ax 1 a在区间0,1上有最大值2,求实数a的值.16. 某商品进货单价为40元，若销售价为50元，可卖出50个，如果销售单价每涨1元，销售量就减少1个，为了获得最大利润，则此商品的最佳售价应为多少?17.函数y x3A.是奇函数, 且在R上是单调增函数B.是奇函数,且在R上是单调减函数C.是偶函数, 且在R上是单调增函数D.是偶函数,且在R上是单调减函数18.已知log203b 2.1,c O?：则a,b,c 的大小关系是(A. a b cB. cC. a c bD. b19.函数f(x) x53的实数解落在的区间是()A. [0,1]B.[1,2]C. [2,3]D.[3,4]1 f ( x) 20.函数f(x)对一切实数x 都满足 21f(二 x)2,并且方程f(x) 0有三个实根，则这三个实根的和为22. 一个高中研究性学习小组对本地区 2000年至2002年快餐公司发展情况进行了调查，制成了该地区快餐公司个数情况的条形图和快餐公司盒饭年销售量的平均数情况条形图(如图)A.递减函数C.先递减再递增D.选递增再递减.x+ 2在(一8, 4)上是增函数，则a 的范围是(A. a>5B. a>3供的信息可以得出这三年中该地区每年平均销售盒饭 万盒.xlog 2 x23.已知2x 256且2,xf (x) log 2- log .2求函数 22的最大值和最小值.224.函数y==x —6x+ 10在区间(2, 4)上是( )26. 27. 28. 29. 函数y= x+1的单调区间为 函数f (x) = 2x2 - 3 | x |的单调减区间是 确定函数y=x+ x(x>o)的单调区间，并用定义证明. 快艇和轮船分别从A 地和。
数理方程期末试题
数理方程与特殊函数试题（行波法与付氏变换）（2008-10-27）一、（15分）求解初值问题：⎩⎨⎧==>∞<<-∞+===x t t t xx tt xeu x u t x x u u 00|,sin |)0,(sin 解：令 u (x ，t ) = v (x ，t ) + w (x )，……………………………………………………（2分） 代入原方程，得v tt = [v xx + w xx ] + sin x ………………………………（2分）所以取 w (x ) = sin x ，……………………………………………………………………（2分） 得v (x ，t )满足的初值问题⎪⎩⎪⎨⎧===x t xx tt xex v x v v v )0,(0)0,(…………………………………………（2分） 由达朗贝尔公式，得⎰+--+-++---+==t x t x t x t x t x t x e e e t x e t x d e t x v ])()[(2121),(ξξξ…………（3分） ])1()1[(21t x t x e t x e t x -++---+=………………（2分） 所以u (x ，t ) = v (x ，t ) + w (x )x e t x e t x t x t x sin ])1()1[(21++---+=-+……（2分）二、（15分）求解半无界弦定解问题：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===>∞<<====0sin ,cos )0,0(0002x x t t t xx tt u x u x u t x u a u 解：对初始条件中函数做偶延拓⎩⎨⎧<≥=0,cos 0,cos )(x x x x x ϕ…………………………………………（2分） ⎩⎨⎧<-≥=0,sin 0,sin )(x x x x x ψ………………………………………（2分） 应用达朗贝尔公式，当x >0，且 x > at 时，有⎰+-+-++=at x at x d aat x at x t x u ξξsin 21)]cos()[cos(21),(………………（2分） )]cos()[cos(21cos cos at x at x aat x --+-+=………………（2分）at x aat x sin sin 1cos cos -=……………………………………（1分） 当x >0，且 x < at 时，有 ⎰⎰+--+-++=at x at x d d a at x at x t x u 00sin sin [21)]cos()[cos(21),(ξξξξ……（4分） )]cos(11)[cos(21cos cos at x at x aat x -+--+-+=………………（2分） )cos cos 1(1cos cos at x a at x -+=……………………………………（2分）三、（15分）记)]([)(ˆx f F f=ω 1．证明)](ˆ)(ˆ[)]([ωωωf fx f x F '+-='； 2． 用付里叶变换方法求解方程0='-''y x y 。
数学物理方程与特殊函数-模拟试题及参考答案
数学物理方程与特殊函数-模拟试题及参考答案成都理工大学《数学物理方程》模拟试题一、填空题（3分?10=30分）1.说明物理现象初始状态的条件叫（），说明边界上的约束情况的条件叫（），二者统称为（）.2.三维热传导齐次方程的一般形式是：（） . 3 .在平面极坐标系下，拉普拉斯方程算符为（） . 4.边界条件 f u nuS=+??)(σ是第（）类边界条件，其中S 为边界.5.设函数),(t x u 的傅立叶变换式为),(t U ω，则方程22222xu a t u ??=??的傅立叶变换为（） . 6.由贝塞尔函数的递推公式有=)(0x J dxd（） . 7.根据勒让德多项式的表达式有)(31)(3202x P x P += （）. 8.计算积分=?-dx x P 2112)]([（） .9.勒让德多项式)(1x P 的微分表达式为（） . 10.二维拉普拉斯方程的基本解是（） .二、试用分离变量法求以下定解问题（30分）：1.<<=??===><22222,0x t u x x t x x u t u t t x u u u2.===><t u u u u t x x 2,0,00,40,04022 3.<<=??===><<+??=??====20,0,8,00,20,162002022222x t u t x x u t u t t x x u u u三、用达朗贝尔公式求解下列一维波动方程的初值问题（10分）=??=>+∞<<-∞+??=??==0,2sin 0,,cos 0022222t t t u x u t x x x u a t u四、用积分变换法求解下列定解问题（10分）：=+=>>===,1,10,0,1002y x u y u y x y x u五、利用贝赛尔函数的递推公式证明下式（10分）：)(1)()('0''02x J xx J x J -=六、在半径为1的球内求调和函数u ，使它在球面上满足θ21cos ==r u，即所提问题归结为以下定解问题（10分）:.0,12cos 3,0,10,0)(sin sin 1)(11222πθθπθθθθθ≤≤+=≤≤<<=+=r u r ur r u r r r(本题的u 只与θ,r 有关，与?无关)《数学物理方程》模拟试题参考答案一、填空题：1.初始条件，边值条件，定解条件.2. )(2222222zu y u x u a t u ??+??+??=?? 3.01)(1222=??+θρρρρρu u . 4. 三.5.U a dt U d 2222ω-=. 6.)(1x J -. 7.2x . 8.52. 9.)1(212-x dxd . 10.2020)()(1ln y y x x u -+-=.二、试用分离变量法求以下定解问题1.解令)()(),(t T x X t x u =，代入原方程中得到两个常微分方程：0)()(2''=+t T a t T λ，0)()(''=+x X x X λ，由边界条件得到0)3()0(==X X ，对λ的情况讨论，只有当0>λ时才有非零解，令2βλ=，得到22223πβλn ==为特征值，特征函数3sin )(πn B x X n n =，再解)(t T ，得到32sin 32cos )(;;t n D t n C t T n n n ππ+=，于是,3sin )32sin 32cos(),(1xn t n D t n C t x u n n n πππ+=∑∞=再由初始条件得到0,)1(183sin 332130=-==+?n n n D n xdx n x C ππ，所以原定解问题的解为,3sin )32cos )1(18(),(11xn t n n t x u n n πππ+∞=-=∑2. 解令)()(),(t T x X t x u =，代入原方程中得到两个常微分方程：0)()('=+t T t T λ，0)()(''=+x X x X λ，由边界条件得到0)4()0(==X X ，对λ的情况讨论，只有当0>λ时才有非零解，令2βλ=，得到22224πβλn ==为特征值，特征函数4sin )(πn B x X n n =，再解)(t T ，得到16;22)(t n n n e C t T π-=，于是,4s i n (),(16122x n eC t x u tn n n ππ-∞=∑=再由初始条件得到140)1(164sin 242+-==n n n xdx n x C ππ，所以原定解问题的解为,4sin)1(16),(161122xn e n t x u t n n n πππ-+∞=-=∑3.解由于边界条件和自由项均与t 无关，令)(),(),(x w t x v t x u +=，代入原方程中，将方程与边界条件同时齐次化。
数理方程与特殊函数数理方程复习
球对称性导致球面波问题
2u t 2
a2
1 r2
r
(r 2
u ) r
u t 0
(r), ut
t 0
(r)
令 v = r u , 则有
2v u 2u r 2 2 r r r 2
所以
1 r
r
(r 2
u ) r
1 r
(2r
u r
r2
2u r 2 )
2v r 2
2u t 2
a2
1 r2
r
Ex20. 上半平面 y > 0 的格林函数
11
1
G(P, M0 )
2
[ln rPM0
ln rPM1
]
P M1
O M0
(x y) ( x0 , y0 )
( x0 , – y0 )
Ex21. 证明
J1/2( x)
2 cos x
x
证:
(1)m x n2m
J n ( x) m0 2n2m m!(n m 1)
n1
L
x
L2
h
Cn
2 L
L 0
4 (L ) n
L2
sin L
d
n≥1
Ex10. 用分离变量法求解
utt u
x
0
uxx 0,
0 x 1, u 0
x1
t
0
u
t0
sin(x),
ut
t0
0
Ex11. 求解方程
uuttx0
a 2uxx g, 0, u
xL
(0 0
x
L,
t
0)
u t0 0, ut t0 0
函数、导数、三角函数、数列、极坐标与参数方程考试试卷
，若
A
、
B
都在曲线
C1
上，
求
1 12
+
1 22
的值.
17、已知函数 f x ax2 a 2 x lnx ，其中 a R .
（Ⅰ）当 a 1时，求曲线 y f x 的点 1, f 1 处的切线方程；
（Ⅱ）当 a 0 时，若 f x 在区间1,e 上的最小值为-2，求 a 的取值范围.
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
又 c 2a ，
∴ b2 2a2 ，故得 b 2a ．
cosB a2 c2 b2 a2 (2a )2 ( 2a )2 3
∴
2ac
2 a (2a)
4．
故选 B． 【点睛】 本题考查余弦定理的应用，解题的关键是根据题意得到三角形中三边间的关系，并用统 一的参数表示，属于基础题． 6、【答案】A
若
S99
1 50
，则
k
__________．
12、在
ABC
中，角
A,B,C
的对边分别为
a,
b,
c
，若
b
cos
C
2a
c
sin
B
2
，
且 b 3 ，记 h 为 AC 边上的高，则 h 的取值范围为
数理方程期末试题-07-08-2-B-答案
数理方程期末试题-07-08-2-B-答案2007-2008学年第二学期《数理方程与特殊函数》期末考试试卷（B ）（参考答案）学院_ ____________ 专业___________________ 班级________ ____ 学号_______________ 姓名___________ __一、 计算题（共80分,每题16分） 1． 求下列定解问题（15分）2222201200,0,0,|,|,|0,|0.x x l t t u ua A x l t t x u M u M u u t ====⎧∂∂=+<<>⎪∂∂⎪⎪==⎨⎪∂⎪==⎪∂⎩2． 用积分变换法及性质,求解半无界弦的自由振动问题：（15分）2,0,0,(,0)0,(,0)0,(0,)(),lim (,)0.tt xx t x u a u x t u x u x u t t u x t φ→+∞⎧=<<+∞>⎪==⎨⎪==⎩ 3． 设弦的两端固定于0x =及x l =,弦的出示位移如下图所示。
初速度为零,又没有外力作用。
求弦做横向振动时的位移(,)u x t 。
[ 解 ] 问题的定解条件是1(,)(cos sin )sin n a n a n n n l l l n u x t C t D t x πππ∞==+∑由初始条件可得0, 1,2,...n D n ==222202()sin d ()sin d =sin, 1,2,...c lh n h n n lc l l c l c hl n c lc l c n C x x x x l x x n ππππ--⎡⎤=+--⎢⎥⎣⎦=⎰⎰4． 证明在变换, x at x at ξη=-=+下,波动方程xx tt u a u 2=具有形式解0=n u ξ,并由此求出波动方程的通解。
5． 用分离变量法解下列定解问题⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=∂∂===><<+∂∂=∂∂====0|,0|0|,0|00sin sin 0002222222t t l x x l a l t uu u u t l x t x x u a t u ，，ππ [ 提示：1) 可以直接给出问题的固有函数,不必推导；2) 利用参数变易法。
数学物理方程与特殊函数-模拟试题及参考答案(1)
《数学物理方程》模拟试题一、填空题（3分⨯10=30分）1.说明物理现象初始状态的条件叫（ ），说明边界上的约束情况的条件叫（ ），二者统称为 （ ）.2.三维热传导齐次方程的一般形式是：（ ） . 3 .在平面极坐标系下，拉普拉斯方程算符为 （ ） . 4.边界条件 f u nuS=+∂∂)(σ是第（ ）类边界条件，其中S 为边界.5.设函数),(t x u 的傅立叶变换式为),(t U ω，则方程22222x u a t u ∂∂=∂∂的傅立叶变换为 （ ） . 6.由贝塞尔函数的递推公式有=)(0x J dxd（ ） . 7.根据勒让德多项式的表达式有)(31)(3202x P x P += （ ）. 8.计算积分=⎰-dx x P 2112)]([（ ） .9.勒让德多项式)(1x P 的微分表达式为（ ） . 10.二维拉普拉斯方程的基本解是（ ） .二、试用分离变量法求以下定解问题（30分）：1.⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<<=∂∂===><<∂∂=∂∂====30,0,3,000,30,200322222,0x t u x x t x x u t u t t x u u u2.⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===><<∂∂=∂∂===x t x x ut u u u u t x x 2,0,00,40,04022 3. ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<<=∂∂===><<+∂∂=∂∂====20,0,8,00,20,162002022222x t u t x x u t u t t x x u u u三、用达朗贝尔公式求解下列一维波动方程的初值问题（10分）⎪⎩⎪⎨⎧=∂∂=>+∞<<-∞+∂∂=∂∂==0,2sin 0,,cos 0022222t t t u x u t x x x u a t u四、用积分变换法求解下列定解问题（10分）：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=>>=∂∂∂==,1,10,0,1002y x u y u y x y x u五、利用贝赛尔函数的递推公式证明下式（10分）：)(1)()('0''02x J xx J x J -=六、在半径为1的球内求调和函数u ，使它在球面上满足θ21cos ==r u ，即所提问题归结为以下定解问题（10分）:.0,12cos 3,0,10,0)(sin sin 1)(11222πθθπθθθθθ≤≤+=≤≤<<=∂∂∂∂+∂∂∂∂=r u r ur r u r r r(本题的u 只与θ,r 有关，与ϕ无关)《数学物理方程》模拟试题参考答案一、 填空题：1.初始条件，边值条件，定解条件.2. )(2222222zu y u x u a t u ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂ 3.01)(1222=∂∂+∂∂∂∂θρρρρρu u . 4. 三.5.U a dt U d 2222ω-=. 6.)(1x J -.7.2x .8.52.9.)1(212-x dxd . 10.2020)()(1lny y x x u -+-=.二、试用分离变量法求以下定解问题1.解 令)()(),(t T x X t x u =，代入原方程中得到两个常微分方程：0)()(2''=+t T a t T λ，0)()(''=+x X x X λ，由边界条件得到0)3()0(==X X ，对λ的情况讨论，只有当0>λ时才有非零解，令2βλ=，得到22223πβλn ==为特征值，特征函数3sin )(πn B x X n n =，再解)(t T ，得到32sin32cos )(;;t n D t n C t T n n n ππ+=，于是,3sin )32sin 32cos (),(1xn t n D t n C t x u n n n πππ+=∑∞=再由初始条件得到0,)1(183sin 332130=-==+⎰n n n D n xdx n x C ππ，所以原定解问题的解为,3sin )32cos )1(18(),(11xn t n n t x u n n πππ+∞=-=∑2. 解 令)()(),(t T x X t x u =，代入原方程中得到两个常微分方程：0)()('=+t T t T λ，0)()(''=+x X x X λ，由边界条件得到0)4()0(==X X ，对λ的情况讨论，只有当0>λ时才有非零解，令2βλ=，得到22224πβλn ==为特征值，特征函数4sin )(πn B x X n n =，再解)(t T ，得到16;22)(t n n n eC t T π-=，于是,4sin(),(16122xn eC t x u t n n n ππ-∞=∑=再由初始条件得到140)1(164sin 242+-==⎰n n n xdx n x C ππ，所以原定解问题的解为,4sin)1(16),(161122xn e n t x u t n n n πππ-+∞=-=∑3.解 由于边界条件和自由项均与t 无关，令)(),(),(x w t x v t x u +=，代入原方程中，将方程与边界条件同时齐次化。
2024年新高考版数学专题1_3.5 函数与方程及函数的综合应用(分层集训)
B.3
答案 B
C.4
D.5
)
3.(2022南京师范大学附中期中,7)用二分法研究函数f(x)=x3+2x-1的零点
时,第一次计算,得f(0)<0,f(0.5)>0,第二次应计算f(x1),则x1等于 (
A.1
B.-1
答案 C
C.0.25
D.0.75
)
4.(多选)(2022湖南师大附中三模,11)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x)=f(x
1.(2023届长春六中月考,7)若函数f(x)=ln x+x2+a-1在区间(1,e)内有零点,则
实数a的取值范围是 (
A.(-e2,0)
C.(1,e)
答案 A
B.(-e2,1)
D.(1,e2)
)
2.(2017课标Ⅲ,文12,理11,5分)已知函数f(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1)有唯一零点,
A型
0.4
3
B型
0.3
4
C型
0.5
3
D型
0.4
4
则保温效果最好的双层玻璃的型号是 (
A.A型
答案 D
B.B型
C.C型
D.D型
)
3.(2020课标Ⅲ理,4,5分)Logistic模型是常用数学模型之一,可应用于流行
病学领域.有学者根据公布数据建立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数
I(t)(t的单位:天)的Logistic模型:I(t)=
1 e
K
0.23( t 53)
,其中K为最大确诊病例数.
当I(t*)=0.95K时,标志着已初步遏制疫情,则t*约为(ln 19≈3) (
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2010年6月
一、填空题（20分）
1、微分方程的固有值为
____________，固有函数为____________。
2、勒让德多项式的母函数为________________________。
3、一长为的均匀直金属杆，x=0端固定，x=l端自由，则纵向震动过程中的边界条件为
________________________。
4、二阶线性偏微分方程属于____________型方程。
5、微分方程，在条件下的拉氏变换表
达式为____________________________________。
6、埃尔米特多项式的微分表达式为____________________________________。
7、函数是区域内的调和函数，它在上有一阶连续偏导数，则
____________.
8、定解问题的解为________________________。
9、在第一类奇次边界条件下=____________。
10、=____________，=____________。
二、证明题（10分）
三、建立数学物理方程（10分）
一长为l、截面积为s、密度为、比热容为的均匀细杆，一端保持零度，另一端有恒定的热量q流入，初始温度为试建立热传导方程，写出定界条件（要有必要的步骤）。
四、写出下列定解问题的解（35分）
1、
2、
3、
五、将函数展开为广义傅里叶级数（25分）
1、设是的正零点，试将函数展开成的傅里叶贝塞尔级数。
2将函数按埃尔米特多项式展开成级数。
2009年6月
一、填空题（20分）
11、微分方程的固有值为
____________，固有函数为____________。
12、勒让德多项式的母函数为________________________。
13、一长为的均匀直金属杆，x=0端温度为零，x=l端有恒定的热流流出，则热传导过
程中的边界条件为________________________。
14、二阶线性偏微分方程属于____________型方程。
15、微分方程，在条件下，其拉氏
变换表达式为____________________________________。
16、埃尔米特多项式的微分表达式为____________________________________。
17、函数是区域内的调和函数，它在上有一阶连续偏导数，则
____________.
18、定解问题的解为
________________________。
19、在第一类奇次边界条件下=____________。
20、=____________，=____________。
二、证明题（10分）
三、建立数学物理方程（10分）
一均匀细杆，一端固定，另一端自由，初始位移为，初始速度为0，试建立杆的纵震动方程（要求有必要的步骤）以及写出定界条件（假设杆的截面积为S，密度为，杨氏模量
为E）。
四、写出下列定解问题的解（35分）
1、
2、
3、
五、将函数展开为广义傅里叶级数（25分）
1、设是的正零点，试将函数展开成的傅里叶贝塞尔级数。
2、将函数按埃尔米特多项式展开成级数。
2008年6月
一、填空题（20分）
21、二阶线性偏微分方程属于____________型方程。
22、一轻质细绳，一端固定，另一端自由，则微小震动过程中的两边界条件为
________________________。
23、微分方程的非零解为
_____________________________________。
24、定解问题的解为
________________________。
25、____________。
26、设和是n阶贝塞尔方程的两个不同本征函数，则
=____________
27、诺依曼问题有解的必要条件为
________________________。
28、微分方程，在条件下，其拉氏变换表
达式为____________________________________。
29、无限长弦自由振动的达朗贝尔公式为____________________________________。
10、设在区间上满足狄利克雷条件，则的有限傅里叶正弦变换的定义式为
____________________________________
二、证明题（10分）
三、建立数学物理方程（20分）
一长为L的直导线，单位体积电阻为R，通有电流为I。
设导线一端温度为，另一端绝热，导线侧面绝热，初始温度为，试建立热传导方程（要求有必要的步骤）以及写出定界条件（假设导线比热为C，密度为）。
四、计算题，写出下列定解问题的解（35分）
1、
2、用积分变换法求解
五、将函数展开为广义傅里叶级数（15分）
设是的正零点，试将函数展开成的傅里叶贝塞尔级数。