华南理工大学-新生入学数学考试试卷与解答
华南理工大学新生入学数学试卷
一、填空题（每题4分，共40分） 1、92
91除以100的余数是81
2、函数()sin cos sin cos f x x x x x =++的最大值为
1
2
+3、设()()2212
log 21x x X
f x a ab b ⎡⎤=+-+⎣⎦
（其中0a b >>），则使的取值范围是
)
log 1a
b
x >
4、学校开设9门课程供学生选修，其中A 、B 、C 三门由于上课时间相同，至多选一门，学校规定每位同学必须选修4门。
问共有75种不同的选修方案（用数值作答）
5、如图（略），在ABC ∆中，2,1,120,AB AC BAC D ==∠=是边BC 上的一点，且
2DC BD =，则AD BC ⋅=83
-
6、设12,z z 都是复数，且12123,5,7z z z z ==+=，则3
21arg z z ⎛⎫
⎪⎝⎭
的值是π 7、某公司用60万元资金计划投资甲、乙两个项目，按要求对项目甲的投资不少于对项目乙的
2
3
倍，且对每个项目的投资不能低于5万元。
对项目甲每投资1万元可获得0.4万元的利润，对项目乙甲每投资1万元可获得0.6万元的利润，该公司规划投资后，在这两个项目上共可获得的最大利润为31.2万元
8、设一元二次方程2
0x bx c ++=，其中系数,b c 分别是将以匀称色子接连投掷两次先后出现的点数，则方程有重根的概率为
118
9、已知六棱锥的高为h ，底面积是全面积S 的四分之一，则S 与h 的函数关系式
()
S h =2
10、设AB 是抛物线2
y x =上长为2的动弦，则线段AB 中点M 的轨迹方程是
()()2
2
411x y y
-+=
二、 解答题 （每题10分，共60分）
11、设函数()2
sin 2cos 2f x a x x a =+--的最大值为m 。
试问：随a 的变化，m 作怎样
的变化？在以a 为横坐标，m 为纵坐标的直觉坐标系中画出反映这种变化的图像 解 设cos x t =，则()2221y at t t =-+-≤
当0a =时，()22
1y t t =-≤，则max
220m y
==-=
当0a ≠时，有()2
11
21y a t t a a
⎛⎫=--+-≤ ⎪⎝⎭，则
当101a <≤，即11,a t a >=时，max 12m y a
==- 当
1
1a
>，即01,1a t <<=时，max m y a ==- 当0a <，即01,1a t <<=时，max m y a ==-
故,112,1a a m a a -<⎧⎪=⎨-≥⎪⎩
（图略）
12 解关于实数x
1x >-。
其中a 是大于零的常数。
解 同解不等式组为：()2210
21x ax a x -≥⎧⎪⎨->-⎪⎩或2
1020x ax a -<⎧⎨-≥⎩ 因为0a >，可化简为22
12(1)10x x a x a ≤⎧⎨-+++<⎩或12
x a x >⎧⎪
⎨≥⎪⎩ 当02a <≤
时1
11x a x a ≤⎧⎪⎨
+<<++⎪⎩1x >
当2a >
时
1
111x x a ≤⎧⎪⎨
<<<+⎪⎩
或2
a
x ≥
综上所述，当02a <≤
时解集为{1x x a >+，当2a >时解集为2a x x ⎧⎫≥
⎨⎬⎩⎭
13 正方形ABCD 的边长为4，E 、F 分别是的中点AB 、AD ，作GC 垂直于ABCD 所在的平面，且GC=2，求点到平面的距离。
解 如图所示（略），连接EG 、FG 、EF 、AC 、BD ，设EF 、BD 分别交AC 于H 、O 。
由题设可知：EF//BD, H 为AO 的中点，BD//平面EFG , 求BD 与平面EFG 的距离即可
,BD AC EF HC ⊥∴⊥，又GC ABCD ⊥平面，GC EF ∴⊥
可知EF HCG ⊥平面，从而平面EFG HCG ⊥平面，HG 是两垂直平面的交线 作OK HG ⊥交于点K, OK EFG ⊥平面，OK 的长即为所求的距离
由HKO HGC ∆∆可知：
11HO GC OK HG ⋅=
===
14已知直线y x m =+交曲线2
2
2410x y y ++-=于,A B 两点，P 是这直线上的点，且
2PA PB ⋅=。
求当m 变化时，点P 的轨迹方程，并指出它是什么图形。
解 由22
2410
y x m
x y y =+⎧⎨
++-=⎩消去y 得方程()223412410x m x m m ++++-=
方程要有两个不等的实根，有判别式0∆>可得2222
m y x ---+<=-< 该方程的两根是点A 、B 的横坐标，设为,A B x x
设(),P x y 由已知条件，有1A B x x x x -⋅-== 即()21A B A B x x x x x x -++=
利用韦达定理，上式可写为()22
4241
1133
m m x m x +-+++=
将y x m =+代入上式消去m ，可得222413x y y ++-= 化简得2
2
2440x y y ++-=及2
2
2420x y y +++=
即()2
21163
y x ++=及222(1)0x y ++=
从而，当m 变化时，点P 的轨迹为椭圆()2
21163
y x ++=在两直线
2222
y x y x ---+-=
-=之间的部分，及点()0,1-。
5、设数列{}n x 满足()1221,2,1,2,3,n x x x n +====。
（1）求数列{}n x 的通项；（2）求lim n n x →∞
解 由()211ln ln ln 2n n n x x x ++=
+，令ln n n y x =，则有()211
2
n n n y y y ++=+ 将上式变形转化为一阶递推：()2111
2
n n n n y y y y +++-=--
依次有()()2
21121111ln 2222n
n
n n n n y y y y y y ++-⎛⎫
⎛⎫⎛⎫-=--=
=--=- ⎪
⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
⎝⎭
故1
2
111121ln 21ln 21ln 222232n
n
n n n y y +++⎡⎤⎡⎤⎛⎫
⎛⎫
⎛⎫
⎛⎫=+-=
=+-++-=--⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
⎝⎭
⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦
从而()12113222
1,2,3,n n x n +⎡⎤
⎛⎫--⎢⎥ ⎪⎝⎭
⎢⎥⎣⎦
+==，23
lim
2n n x →∞
=
6、在ABC ∆中，已知2
222sin sin sin cos 2222
A B C B ++=。
证明：（1）tan ,tan ,tan 262A C π成等比数列；（2）cot ,cot ,cot 222
A B C
成等比数列
证 （1）在ABC ∆中，B A C π=--，可得sin cos 22
B A C
+=
由已知条件得2222sin sin cos sin ,2222
A C
B B +=-
22cos cos 4sin ,2cos cos 4cos ,2222
B A
C A C A C
A C +-++==
从而cos 2cos
22
A C A C
-+=， 即cos
cos sin sin 2cos cos sin sin 22222222A C A C A C A C ⎛
⎫+=- ⎪⎝
⎭， 3sin
sin cos cos 2222A C A C =，因此21tan tan tan 2236A C π== 故，tan ,tan ,tan 262
A C
π成等比数列；
（2）222B A C π+=-，tan tan
322cot tan tan tan 222221tan tan
22A C B A C A C A C ++⎛⎫∴===+ ⎪⎝⎭- 31cot
tan tan cot cot cot cot 222222222B A C A C A C ⎛⎫⎛⎫
=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
因此cot
,cot ,cot 222
A B C
成等比数列。
华南理工大学大二理学专业高等数学试卷及答案 (2)
华南理工大学2021~2021学年第二学期高数期末考试题一. 填空题 (每题4分,共20分)(){}221.42,16,181.z x y gradz ==+9点的梯度()()44221,1,1,12.(,)2.f x y x y x xy y =+-----的极值点是22223..LL x y a a π+==⎰假设为圆周的右半部分,则()()221,0,14.sin 20.x A e yi xy z j xzy k divA+=设=++,则()()()22123222125.3,3,3222266,.3xxy y x y x e x x y x y x y x y C x C e ==+=++'''---+-=-=++设都是方程的解则该方程的通解为 二. (此题8分)计算三重积分()222222,1.x y z dv x y z Ω++Ω++=⎰⎰⎰其中是由所围成的闭球体21220sin 45d d r r drππθϕϕπ=⋅=⎰⎰⎰原式三. (此题8分)()():(,)0,0,(0,0)(0,0),0,0.x y f x y f f =证明处连续与存在但在处不可微()()()()()00001lim0(0,0),(,)0,0(,0)(0,0)2(0,0)lim (0,0)0,(0,0)(0,0).(0,0)(0,0)3lim (,)0,0.x y x x y x y x y x y f f x y f x f f xf f f f f x f y f x y →→∆→∆→∆→===∆-=∆=⎡⎤∆-∆+∆因为所以处连续.=0,同理所以与存在因为,所以在处不可微 四. (此题8分)(),cos ,sin ,u x y x r y r u ux y r y xθθθ==∂∂-∂∂设函数有连续偏导数,试用极坐标与直角坐标的转化公式将变换为,下的表达式.cos ,sin arctan ,sin cos cos ,sin ,,.x r y r yr xr r x y x r y ru u u x y y x θθθθθθθθθθ====∂∂∂∂===-=∂∂∂∂∂∂∂-=∂∂∂由得到从而于是 五. (此题8分)计算()()()()()()2222,:111121L xdy ydxL x y x y x y -+-+-=+=⎰其中为圆周按反时针方向闭曲线按反时针方向()()()()()()()()222222222221111,0,0,21:,,2L L l x y Q P x y x y xdy ydx x y x y l x y xdy ydx xdy ydxx y x yεεεπ--+-=∂∂≠∂∂-=++=+=--==++⎰⎰⎰圆周按反时针方向由于=,,利用格林公式闭曲线按反时针方向作小圆取顺时针方向则在复连通区域上用格林公式有六. (此题8分)计算224.ydS x y z x y ∑∑++=+⎰⎰,是平面被圆柱面=1截出的有限部分22:4,:0()Dz x y dS xoy x y ydS ∑∑=--=∑+≤==⎰⎰⎰⎰在面的投影区域为D 1则对称性七. (此题8分) 计算曲面积分2,.I yzdzdx dxdy z ∑=+∑=⎰⎰其中为上半球面{}()()2222:,,,,cos ,cos :422212Dz n x y z y dzdx dxdy dxdy z xoy D x y I yzdzdx dxdy y dxdyy dxdy αγπ∑∑∑====∑+≤=+=+=+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰取上侧即法向量利用对坐标的转换在面的投影区域为则八. (此题6分)sin .dy y xdx x x +=求微分方程的通解cos .C xy x-=通解为:九. (此题6分)22.x y y y e '''+-=求微分方程的通解1212x x x y C eC e e -=++通解为:十. (非化工类做)(此题6分)()12111.4n n nn xn -∞-=-⋅∑求幂级数的收敛域[]2,2-收敛域为十一. (非化工类做)(此题7分)2(),2.xf x x x=+-将函数展开成麦克劳林级数并确定其成立区间()()120111,1,1232n n n n x x x x x ∞-=⎡⎤=-+∈-⎢⎥+-⎣⎦∑ 十二. (非化工类做)(此题7分)[)()2,1,0,(),1,0,.f x x f x x πππππ--≤<⎧-=⎨≤<⎩设函数是以为周期的周期函数它在上的表达式为将其展开成傅立叶级数并确定其成立范围()141()sin 21,0,,2,3210,,2,3,()n f x n x x n x f x πππππππ∞==-≠±±±-=±±±∑时的傅立叶级数收敛于0.十.(化工类做) (此题6分)求微分方程()()222336640.xxy dx x y y dy ++=+的通解32243x x y y C ++=通解为:十一. (化工类做) (此题7分)计算2,.Lxds L y x y x ==⎰其中为直线及抛物线所围成区域的整个边界()1111122Lxds x ==-+⎰⎰⎰+十二. (化工类做) (此题7分)22.1y y y'''+-求微分方程=0的通解 1211y C x C =-+通解为。
华南理工大学高数习题册答案汇总
第七章 多元函数微分学作业1 多元函数1．填空题（1）已知函数22,y f x y x y x ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭，则(),f x y =()()22211x y y -+； （2）49arcsin2222-+++=y x y x z 的定义域是(){}22,49x y x y ≤+≤； （3）)]ln(ln[x y x z -=的定义域是(){}(){},,0,1,0,1x y x y x x y x x y x >>+⋃<<≤+；（4）函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,0,sin ),(x y x x xyy x f 的连续范围是 全平面 ；（5）函数2222y x z y x+=-在22y x =处间断.2．求下列极限（1）00x y →→；解：000016x t t y →→→→===-（2）22()lim (ex y x y x y -+→+∞→+∞+）.解：3y x =22()2()lim (e lim (e 2x y x y x y x x y y x y x y xe ye -+-+--→+∞→+∞→+∞→+∞⎡⎤+=+-⎣⎦）） 由于1lim e lim lim 0tt t t t t t t e e-→+∞→+∞→+∞===，2222lim e lim lim lim 0tt t t t t t t t t t e e e -→+∞→+∞→+∞→+∞====，故22()2()lim (elim (e 20x y x y x yx x y y x y x y xe ye -+-+--→+∞→+∞→+∞→+∞⎡⎤+=+-=⎣⎦）） 3．讨论极限26300lim y x yx y x +→→是否存在.解：沿着曲线()()3,,0,0y kx x y =→,有336626262000lim lim 1x x y kx x y kx kx y x k x k →→=→==+++因k 而异，从而极限26300lim y x yx y x +→→不存在4．证明⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=0,00,2),(222222y x y x y x xyy x f 在点)0,0(分别对于每个自变量x 或y都连续，但作为二元函数在点)0,0(却不连续.解：由于(,0)0,(0,)0,f x f y ≡≡从而可知在点)0,0(分别对于每个自变量x 或y 都连续，但沿着曲线()(),,0,0y kx x y =→,有2222222000222lim lim 1x x y kx xy kx kx y x k x k →→=→==+++因k 而异， 从而极限()0lim ,x y f x y →→不存在，故作为二元函数在点)0,0(却不连续.作业2 偏导数1．填空题（1）设22),(y x y x y x f +-+=，则=)4,3(x f 25； （2）（3）设(),ln 2y f x y x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭，则1x y f y==∂=∂12； （3）设2sin x u xz y =+，则42ux y z∂=∂∂∂ 0 ；（4）曲线22:44x y z y ⎧+=⎪Γ⎨⎪=⎩在点()2,4,5处的切线与Ox 轴正向的倾角是4π. 2．设2e xyu =， 证明 02=∂∂+∂∂yu y x u x. 证:因为222312,xxy yu ux e e x y y y∂∂-==∂∂ 所以222223221222220x x x xy y y y u u x x x x y xe ye e e x y y y y y ∂∂--+=+=+=∂∂3. 设xyz ln =，求22x z ∂∂，yx z∂∂∂2.解：ln ln x yz e⋅=，从而222ln ln ln ln ln ln ln 222ln ln ln ln ln ,,x y x y x y x z y z y y y y e e e y x x x x x x ⋅⋅⋅∂∂--⎛⎫=⋅=⋅+⋅= ⎪∂∂⎝⎭2ln ln ln ln ln ln ln 11ln ln 1x y x y x z y x y x e e y x y x y x y xy⋅⋅∂⋅+=⋅⋅+⋅⋅=∂∂4．设y x z u arctan =， 证明 0222222=∂∂+∂∂+∂∂zuy u x u . 解：因为()()2222222222211022,1uyz u yz x xyzz xy x y x x x y x y y ∂∂-⋅-=⋅⋅===∂+∂⎛⎫+++ ⎪⎝⎭()()2222222222221022,1u x xz u xz y xyzz yy x y y x x y x y y ∂--∂-⋅=⋅⋅==-=∂+∂⎛⎫+++ ⎪⎝⎭22arctan ,0,u x uz y x∂∂==∂∂ 所以()()2222222222222200u u u xyz xyzx y z x y x y ∂∂∂-++=++=∂∂∂++ 5．设函数()()2221sin ,0,0,x x y x f x y xx ⎧+≠⎪=⎨⎪=⎩.（1）试求(),f x y 的偏导函数； 解：当()()()3222221110,,42sin cos x x f x y x xyx x y xx x-≠=+++⋅()21,2sin y f x y x y x =，()()()322211,42sin cos x f x y x xy x y x x=+-+当()()()()222001sin 0,0,0,0,lim lim 00x x x x x y f x y f y x x f y x x→→+--≠===-()()()000,0,000,lim lim 0y y y f y y f y f y y y ∆→→+∆--===∆-∆，()()()322211,42sin cos x f x y x xy x y x x=+-+（2）考察偏导函数在()0,3点处是否连续.()()200331lim ,lim 2sin00,3y y x x y y f x y x y f x→→→→===，故(),y f x y 在()0,3点处连续， ()()()3222003311lim ,lim 42sin cos x x x y y f x y x xy x y x x →→→→⎡⎤=+-+⎢⎥⎣⎦不存在，从而(),x f x y 在()0,3点处不连续作业3 全微分及其应用1．填空题（1）),(y x f z =在点),(00y x 处偏导数存在是),(y x f z =在该点可微的必要 条件；（2）函数23z x y =在点()2,1-处，当0.02,0.01x y ∆=∆=-时有全增量z ∆=0.2040402004-，全微分d z =0.20-；（3）设),(y x f z =在点),(00y x 处的全增量为z ∆，全微分为dz ，则),(y x f 在点),(00y x 处的全增量与全微分的关系式是()z dz o dz ∆=+；（4）22yx x u +=在点)1,0(处的d u =dx ；（5）xy u cos )(ln =,则d u =cos cos (ln )ln ln sin ln x x y y xdx dy y y ⎡⎤-⋅+⎢⎥⎣⎦； （6）zyx u )(=,则d u =()ln zx z z x dx dy dz y x y y ⎛⎫-+⎪⎝⎭；（7）2221zy x u ++=,则d u = ()()3222212x y z -++ .2．证明：(),f x y =在点()0,0处连续，()0,0x f 与()0,0y f 存在，但在()0,0处不可微.证：由于(0,)0,(,0)0,f y f x ==从而(0,0)0,(0,0)0.y x f f ==但是limlimx x y y ∆→∆→∆→∆→=不存在，从而在()0,0处不可微.3．设函数()()222222221sin ,0,0,0x y x y x y f x y x y ⎧++≠⎪+=⎨⎪+=⎩试证：（1）函数(),f x y 在点()0,0处是可微的；证：因为 ()()()()22001sin0,00,00,0limlim 0,0,000x y x x x f x f x f f x x →→--====-- 又()()()()()22221sinlimlim0x x y y x y x y ∆→∆→∆→∆→∆+∆∆+∆==所以函数(),f x y 在点()0,0处是可微的（2）函数(),x f x y 在点()0,0处不连续.证：当()222222221210,,2sincos x x x y f x y x x y x y x y+≠=-+++ ()2222220000121lim ,lim 2sin cos x x x y y x f x y x x y x y x y ∆→∆→∆→∆→⎛⎫=- ⎪+++⎝⎭不存在， 故(),x f x y 在点()0,0处不连续作业4 多元复合函数的求导法则1．填空题（1）设2ln ,,32yz u v u v y x x===-，则 z x ∂=∂()()223222ln 3232y y y x x x y x ----； （2）设22,cos ,sin z x y xy x u v y u v =-==，则zv∂=∂()333sin cos sin 2sin sin 2cos u v v v v v v +--； （3）设()22,zu x y z x y =-=+，则u x ∂=∂()()222ln z x y x y x x y x y ⎡⎤+--+⎢⎥-⎣⎦；（4）设2sin z x y x ==，则dd zx =2x . 2．求下列函数的偏导数（1）设,,x y u f y z ⎛⎫=⎪⎝⎭其中f 具有一阶连续偏导数，求,u x ∂∂u y ∂∂和uz ∂∂； 解：111,f u f x y y ∂=⋅=∂121222222211,u x x u y yf f f f f f y y z y z z z z∂--∂--=⋅+⋅=+=⋅=∂∂ （2）设(),,,u f x y z =()(),,,z y t t y x ϕψ==，其中,,f ϕψ均可微，求u x ∂∂和uy∂∂. 解：因为1231212,,du f dx f dy f dz dz dy dt dt dy dx ϕϕψψ=++=+=+ 从而()1231212du f dx f dy f dy dy dx ϕϕψψ=++++⎡⎤⎣⎦()()1322231321f f dx f f f ϕψϕϕψ=+++++所以1322231321,u u f f f f f x yϕψϕϕψ∂∂=+=++∂∂ 3．验证下列各式（1）设()22yz f x y =-，其中()f u 可微，则211z z z x x y y y ∂∂+=∂∂； 证：因为222212,z xyf z y f x f y f f ''∂-∂==+∂∂ 所以222211121121z z z xyf y f zx x y y x x f y f f yf y ''⎛⎫∂∂∂-+=++== ⎪∂∂∂⎝⎭ （2）设()23y z xy x ϕ=+，其中ϕ可微，则220z zx xy y x y ∂∂-+=∂∂. 证：因为()()222,33z y z y y xy x xy x x y xϕϕ∂∂''=-+=+∂∂ 所以22z z x xy y x y ∂∂-+=∂∂()()2222233y y x y xy xy x xy y x x ϕϕ⎛⎫⎛⎫''-+-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()22222033y y x y xy y x y xy y ϕϕ''=-+--+=4．设22,,y z xf x x ⎛⎫= ⎪⎝⎭其中函数f 具有二阶连续偏导数，求2z x y ∂∂∂. 解：因为221212222,z y y f x f f f xf f x x x ⎛⎫∂-=++⋅=+- ⎪∂⎝⎭所以22212212222222222z y y y y y y f xf f f xf f f x y y x x x x x x⎡⎤∂∂=+-=+⋅--⋅⎢⎥∂∂∂⎣⎦ 31222224y yf f x=-4．设)()(xy x x y u ψϕ+=其中函数ψϕ,具有二阶连续偏导数，试证：022222222=∂∂+∂∂∂+∂∂y u y y x u xy x u x . 证：因为222223432,u y y u y y y x x x x x x x ϕψψϕϕψ∂-∂'''''''=+-=++∂∂222322211,,u y y u u x y x x x y x y x xϕψϕϕψϕψ''''∂∂∂'''''''=---=+=+∂∂∂∂ 从而左边222234323222120y y y y y x xy y x x x x x x x x ϕψϕϕψϕϕψ''''⎛⎫⎛⎫⎛⎫''''''''''=+++---++= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭作业5 隐函数求导法1．填空题（1）已知3330x y xy +-=，则d d y x =22x yx y--； （2）已知20x y z ++-=，则x y ∂=∂（3）已知xzz y =，则d z =2ln ln z dy yz zdxxy yz y--；（4）已知222cos cos cos 1x y z ++=，则d z =sin 2sin 2sin 2xdx ydyz+-；（5）已知(),z f xz z y =-，其中f 具有一阶连续偏导数，则d z =12121zf dx f dyxf f ---.2．设(),0,F y z xy yz ++=其中F 具有二阶连续偏导数，求22zx∂∂．解：212120,yF z z z F F y y x x x F yF -∂∂∂⎛⎫+⋅+=⇒= ⎪∂∂∂+⎝⎭ ()()[]()22122122122221212x x x F z F y yz F yF F F yF F z y y x x F yF F yF '⋅+++-+⎡⎤⎛⎫∂∂⎣⎦=-=- ⎪∂∂++⎝⎭()()()()()2222112111222212221231212y F F F yF F F yF y F F F F F yF F yF -+++⎡⎤-⎣⎦=+++3．求由方程组222222320z x yx y z ⎧=+⎪⎨++=⎪⎩所确定的()y x 及()z x 的导数d d y x 及d d z x .解：由已知()2222222602460dz xdx ydydz xdx ydy xdx dz xdx zdz xdx ydy zdz -=⎧=+⎧⎪⇒⎨⎨+-+=++=⎪⎩⎩()()22606,132623220xdx z dz dz x dy x xy dx z dx y yz xdx ydy z xdx ydy -++=⎧+⎪⇒⇒==-⎨+++++=⎪⎩4．设函数()z f u =，又方程()()d xy u u P t t ϕ=+⎰确定u 是,x y 的函数，其中()f u 与()u ϕ均可微；()(),P t u ϕ'连续，且()1u ϕ'≠. 试证：()()0z zP y P x x y∂∂+=∂∂. 证：因为()(),z u z uf u f u x x y y∂∂∂∂''=⋅=⋅∂∂∂∂， ()()()(),1P x u u uu P x x x x u ϕϕ∂∂∂'=⋅+='∂∂∂- ()()()(),1P y u u uu P y y y y u ϕϕ-∂∂∂'=⋅-='∂∂∂- ()()()()()()()()()()011P x P y z zP y P x P y f u P x f u x y u u ϕϕ-∂∂''+=+=''∂∂-- 5．设函数()f u 具有二阶连续偏导数，而()e sin xz f y =满足方程22222e xz z z x y∂∂+=∂∂，求()f u . 解：因为()()()()222sin ,sin sin x xx z z f u e y f u e y f u e y x x∂∂''''==+∂∂ ()()()()222cos ,cos (sin )x x x z z f u e y f u e y f u e y y y∂∂''''==+-∂∂()()222222()e ,()0x x z zf u e f u f u f u x y∂∂''''+==⇒-=∂∂ 特征方程为()2121210,1,1,u u r r r f u c e c e --===-=+作业6 方向导数与梯度1．填空题（1）在梯度向量的方向上，函数的变化率 最大 ； （2）函数在给定点的方向导数的最大值就是梯度的 模 ； （3）函数2249z x y =+在点()2,1的梯度为grad z ={16,18}；（4）函数xyz u =在点)1,1,1(处沿方向}cos ,cos ,{cos γβα=l的方向导数是cos cos cos αβγ++，且函数u 在该点的梯度是{1,1,1}；（5）函数e cos()xu yz =在点)0,0,0(处沿方向}2,1,2{-=l的方向导数是23； （6）函数)ln(22z y x u ++=在点)1,0,1(A 处沿A 指向点)2,2,3(-B 方向的方向导数是12. 2．求222z y x u -+=在点)0,0,(a A 及点)0,,0(a B 处的梯度间的夹角.解：{}2,2,2{2,0,0}AAgradux y z a =-={}2,2,2{0,2,0}B Bgradu x y z a =-=夹角余弦为cos 02A B A Bgradu gradu gradu gradu πϕϕ⋅==⇒=⋅3．求二元函数22z x xy y =-+在点()1,1-沿方向{}2,1l =的方向导数及梯度，并指出z 在该点沿那个方向减少得最快沿那个方向z 的值不变 解：(){}(){}1,11,12,23,3gradz x y y x --=--=-25l ⎧=⎨⎩，{3,3}5zl ∂=-⋅=-∂z 在该点沿梯度相反方向，即方向减少得最快；沿与梯度垂直的那个方向，即±方向z 的值不变 4．设x轴正向到l 得转角为α，求函数()22220,0,x y f x y x y +>=+=⎩在点()0,0处沿着方向l 的方向导数.解：{}cos ,sin ,cos l αααα===由于该函数在点()0,0处不可微，从而不能用公式，只能由定义得出沿着方向l 的方向导数：()()00,0,0lim x y f x y f fl ρρρ→→→→-∂===∂1cos sin sin 22ααα==作业7 偏导数的几何应用1．填空题（1）已知曲面224z x y =--上点P 的切平面平行于平面221x y z ++=，则点P的坐标是(1,1,2)；（2）曲面e 23zz xy -+=在点()1,2,0处的切平面方程是24x y +=；（3）由曲线223212x y z ⎧+=⎨=⎩绕y轴旋转一周所得到的旋转曲面在点(M处的指向内侧的单位法向量为0,⎧⎪⎨⎪⎩； （4）曲面2222321x y z ++=在点()1,2,2-处的法线方程是122146x y y -+-==-； （5）已知曲线23,,x t y t z t ===上点P 的切线平行于平面24x y z ++=，则点P的坐标是()1,1,1--或111,,3927⎛⎫--⎪⎝⎭． 2．求曲线22sin ,sin cos ,cos x t y t t z t ===在对应于的点π4t =处的切线和法平面方程.解：切点为{}224111,,,2sin cos ,cos sin ,2cos sin {1,0,1}222T t t t t t tπ⎛⎫=--=- ⎪⎝⎭，从而切线为11110222,11012x z x y z y +-=⎧---⎪==⎨-=⎪⎩， 法平面为110,022x z x z ⎛⎫---=-= ⎪⎝⎭3．求两个圆柱面的交线22221:1x y x z ⎧+=⎪Γ⎨+=⎪⎩在点M 处的切线和法平面的方程.解：1{2,2,0}|//{1,1,0}M n x y =，2{2,0,2}|//{1,0,1}M n x z ={}{}1,1,01,0,1{1,1,1}T =⨯=--==，法平面为0x y z --+= 4．求曲面()22210ax by cz abc ++=≠在点()000,,x y z 处的切平面及法线的方程. 解：000000{2,2,2}//{,,}n ax by cz ax by cz =切平面为0001ax x by y cz z ++=，法线为000000x x y y z z ax by cz ---== 5．求函数22221x y z a b ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭在点M 处沿曲线22221x y a b +=在此点的外法线方向的方向导数.解：2222,,MM x y gradza b a b ⎧⎪⎧⎫=--=--⎨⎬⎨⎩⎭⎪⎪⎩⎭2222,M x y n a b a b ⎧⎫==⎨⎬⎩⎭⎪⎪⎩⎭指向外侧为此点的外法线方向，方向导数为(2a z n gradz n n∂=⋅=-∂6．证明：曲面y z xf x ⎛⎫=⎪⎝⎭在任意点处的切平面都通过原点，其中f 具有连续导数. 证：设切点为()000,,x y z ，则000000000000,,1,y y y y y n f f f z x f x x x x x ⎧⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪''=--=⎨⎬⎪ ⎪ ⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎩⎭ 切平面为()()()000000000000y y y y f f x x f y y z z x x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫''--+---=⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦令0x y z ===，得左边等于右边，从而原点在任意点处的切平面上，也即任意点处的切平面都通过原点。
华南理工2001--2003年数学分析考研试题及解答
一．解答下列各题 1.求极限 lim
x→0
sin 2 x ； 1 + x sin x − cos x
− 1 4
2. 证明不等式 2e
∞
< ∫ ex
0
22ຫໍສະໝຸດ −xdx < 2e2 ；
3.判断级数 ∑
1 的敛散性； n = 2 ln ( n !)
⎧ 1 ,x ≥0 ⎪ 2 ⎪ x +1 4.设 f ( x ) = ⎨ x ，求 ∫ f ( x − 1) dx ； 0 ⎪ e ,x <0 x ⎪ ⎩1 + e
n −2
，
显然它的收敛区间为 ( −∞, +∞ ) ，
∞
∑ ( n + 1)! = ∑ ( n + 1)! = ∑ n ! − ∑ ( n + 1) !
n =1 n =1 n =1 n =1
n
∞
( n + 1) − 1
∞
1
∞
1
= ( e − 1) − ( e − 2 ) = 1 ； 6.解 f ( 0, y ) = y 2 sin 1 1 ， f ( x, 0 ) = x 2 sin ， y x
y . x
I = ∫ xzdydz + yzdzdx + z x2 + y 2 dxdy
∑
= ∫∫∫ z + z + x 2 + y 2 dxdydz
V
(
)
= ∫ dθ ∫ dϕ ∫
0
2π
π 4 0
2a
a
( 2r cos ϕ + r sin ϕ ) ⋅ r 2 sin ϕdr
华南理工大学概率论与数理统计考试试卷及答案
二、（12分）在某种牌赛中，5张牌为一组，其大小与出现的概率有关。
一付52张的牌（四种花色：黑桃、红心、方块、梅花各13张，即2-10、J=11、Q=12、K=13、A=14），求（1）同花顺（5张同一花色连续数字构成）的概率；（2）3张带一对（3张数字相同、2张数字相同构成）的概率；（3）3张带2散牌（3张数字相同、2张数字不同构成）的概率。
三、（10分）某安检系统检查时，非危险人物过安检被误认为是危险人物的概率是0.02；而危险人物又被误认为非危险人物的概率是0.05。
假设过关人中有96%是非危险人物。
问：（1）在被检查后认为是非危险人物而确实是非危险人物的概率？（2）如果要求对危险人物的检出率超过0.999概率，至少需安设多少道这样的检查关卡？四、（8分）随机变量X 服从),(2σμN ，求)0( >=a a Y X 的密度函数五、（12分）设随机变量X、Y的联合分布律为：已知E(X+Y)=0，求：(1)a，b；（2）X的概率分布函数；（3）E(XY)。
六、（10分）某学校北区食堂为提高服务质量，要先对就餐率p进行调查。
决定在某天中午，随机地对用过午餐的同学进行抽样调查。
设调查了n个同学，其中在北区食堂用过餐的学生数为m，若要求以大于95%的概率保证调查所得的就餐频率与p之间的误差上下在10% 以内，问n应取多大？七、（10分）设二维随机变量(X,Y)在区域：{}b y a x <<<<0,0上服从均匀分布。
（1）求(X,Y)的联合概率密度及边缘概率密度；（2）已知36,12==DY DX ，求参数a 、b ；（3）判断随机变量X 与Y 是否相互独立？八、（8分）证明：对连续型随机变量ξ，如果c E =3||ξ存在，则0>∀t ，3)|(|t ct P ≤>ξ。
九、（12分）设（X ，Y ）的密度函数为⎩⎨⎧<<<<=其他010,10,),(y x Axy y x f 求（1）常数A ；（2）P(X<0.4，Y<1.3)；（3）sY tX Ee +；（4）EX ，DX ，Cov(X ，Y)。
华南理工大学线性代数与解析几何试卷
(1)n 矩阵，B 是m维列向量，则方程组AX B 无解是(2) 已知可逆矩阵P 使得P 1APcos sinsin cos,则 P 1A 2007P)封 题… 答… 不… 内… 线… 封…密…A, 乘一个m 阶初等矩阵, B, 右乘一个m 阶初等矩阵诚信应考,考试作弊将带来严重后果!华南理工大学期末考试(A 卷)I《2007线性代数》试卷线一、填空题(共20分)(3) 若向量组口= (0 , 4, t ), B = (2, 3, 1), 丫= (t , 2, 3)的秩为 2,则 t= (4)若A 为2n 阶正交矩阵，A *为A 的伴随矩阵，则A * =n(5)设A 为n 阶方阵，1， 2， , n 是A 的n个特征根，则i E A =i 1选择题(共20分)(1 )将矩阵A m n的第i列乘C加到第j列相当于对A :C, 左乘一个n 阶初等矩阵, D ，右乘一个n 阶初等矩阵 (4) 若A 是n 阶正交矩阵, 则以下命题那一个成立: A ，矩阵A 1为正交矩阵, B ，矩阵-A 1为正交矩阵 C ,矩阵A 为正交矩阵,D ，矩阵-A 为正交矩阵(5)4n 阶行列式A , 1, C , n的值B , -1-n三、解下列各题(共30分)511 1 1 .求向量1，在基10 , 21 , 31下的坐标310 1(3) 若n 阶方阵A , B 满足，A 2 B 2 ，则以下命题哪一个成立 A , A B ,B , r(A) r(B)C , det AdetB ,D ,r(A B) r(A B) n(2) 若A 为m x n 矩阵，B 是m 维 非零列向量，r(A) r min{ m, n} M {X : AX B, X R n }则A , M 是m 维向量空间，B ,M 是n-r 维向量空间C , M 是m-r 维向量空间,D , A , B , C 都不对集合3 5 92527 125 816254.计算矩阵A10 3列向量组生成的空间的一个基b 。
华南理工大学高等数学统考试卷上2002A
华南理工大学高等数学（试卷号：2002-A 时间：150分钟 总分100）院（系）： 专业班：姓名： 成绩报告表序号：目要求，把所选项前的字母填写在题后的括号内。
1、极限)31ln()21ln(lim 220x x x -+→的值为（ ） (A) 0 (B) 1(C) 32- (D) 不存在 2、设⎩⎨⎧≥+<=0,120,2cos )(2x x x x x f ，则)0(f '值为（ ） (A) 0 (B) 1(C) 2 (D) 不存在3、若积分⎰+∞-0dx e kx 收敛，则 （ ） (A) 0>k (B) 0<k(C) 0≥k (D) 0≤k4、设⎰=431ln xdx I ，⎰=4322ln xdx I 则（ ） (A) 21I I > (B) 21I I =(C) 21I I < (D) 不能确定它们的大小5、设f ''在]1,0[上连续，0)1(='f ，3)1(=f ，1)0(-=f ，则⎰''10)(dx x f x 的值为（ ） (A) 4 (B) 3(C) 4- (D) 以上都不对二、填空题（本题18分，每小题3分）1．设)(x f y =，f 可微，则=')(x y2．设e x x x x y cos tan ln sin 3+-⋅=，则=dy3．=+⎰1x x e dx e 4． ⎰=202sin πxdx5．设⎪⎩⎪⎨⎧=≠-=0,0),(1)(sin 2sin x a x e e x x f x x 在0=x 连续，则=a三、（本题6分）设210x y =，求y ''四、（本题10分）求函数233xx y -=的单调增、单调减区间和极值。
五、（本题6分）设⎪⎩⎪⎨⎧=+=t e y t t x t cos sin 2，求dx dy 六、（本题6分）求定积分⎰--6322x x dx 七、（本题6分）求不定积分⎰-221x dx x 八、（本题6分）已知11lim 2040=+⎰→x x t a tdt x ，求a 的值。
华南理工大学高等数学统考试卷下1994
1994高等数学下册统考试卷及解答一、在下列各题的横线上填上最合适的答案（12分）1．与三点)3,1,3(),1,3,3(),2,1,1(321M M M -决定的平面垂直的单位向量=︒a2．设1:22=+y x L 正向一周，则⎰=Lx dy e 2答：2,0x e Q P ==22x xe yPx Q =∂∂-∂∂ 3．级数∑∞=12)!()!2(n n x n n 的收敛半径=R 41二、计算下列各题（本大题分4小题，共21分）1．计算二次积分⎰⎰πθ022dr r d解 ππθπ383203022=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎰⎰r dr r d2．设L 是连结点)0,3(),1,2(),0,1(C B A 的折线，计算曲线积分()⎰+Lds y x 22解 1,010121:-=--=--x y y x AB x y y x BC -=--=--3,101232: 3．求微分方程2=+x dydx满足0)1(=y 的的特解 解,2dy x dx-=- y e x c c y x -=---=-)2(,ln )2ln( 将1,0==y x 代入得1,1-==-c c ；特解：y e x --=24．设)(2u f x z =，而xyu =，其中)(u f 二阶可导，求y x z ∂∂∂2三、证明下列各题（共10分）1．求证：()()b a b a b a⨯=+⨯-2)(证明：()()()()a b a b a b a a b b -⨯+=-⨯+-⨯2．设)(1x y 与)(2x y 函数都是方程)()()()(21x Q y x P y x P y x P =+'+''的解，试证明函数)()(21x y x y -是其对应的齐次方程的解。
证明：由已知11121()()()()P x y P x y Px y Q x '''++=两式相减()()()12112212()()()0P x y y P x y y P x y y '''-+-+-=即)()(21x y x y -满足12()()()0P x y P x y Px y '''++=，是对应的齐次方程的解 四、根据题目要求解答下列各题（共10分）1．写出方程x y y y =-'-''32的待定特解的形式。
华南理工大学远程教育数学随堂练习题答案
2.函数与是相等的。
参考答案：×3.函数与是相等的。
错2.某产品每日的产量是件，产品的总售价是元，每一件的成本为元，则每天的利润为多少？（）A．元3.某产品当售价为每件元时，每天可卖出（即需求量）1000件.如果每件售价每降低或提高a元，则可多卖出或少卖出b件，试求卖出件数与售价之间的函数关系？（）.C．1.的反函数是？（）C．2.的反函数是？B．3.下面关于函数哪种说法是正确的？D．它是单值、单调增函数4.反余弦函数的值域为。
参考答案：√1.已知的定义域是，求+，的定义域是？（）C．2.设，则x的定义域为？（）C．3.可以看做是哪些基本初等函数的复合或有限次四则运算步骤组成?参考答案：ABCD1.求？（）D．2.当时，函数的极限不存在。
√1.下式是否计算正确：参考答案：×2.下式是否计算正确：答案：×3.下式是否计算正确：答案：×1.计算？ B．2.计算？C．3.下式是否计算正确：答案：×4.下式是否计算正确：答案：×1. 求的取值，使得函数在处连续。
（）A．答案：A2.设，则在处连续。
（）答案：√3.在定义域上的每一点都连续答案：√1.设，且极限存在，则此极限值为答案：B ．：2.试求+在的导数值为（）A ．B ．C ．D．答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：B问题解析：3.可导的函数是连续的，连续的函数不一定可导。
（）答题：对. 错. （已提交）参考答案：√问题解析：.若，则=？A．B．C．D．答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：C问题解析：2.（）答题：对. 错. （已提交）参考答案：√问题解析：3.若，则（）答题：对. 错. （已提交）参考答案：√问题解析：4.（）答题：对. 错. （已提交）参考答案：×问题解析：1.设某产品的总成本函数为：，需求函数，其中为产量（假定等于需求量），为价格，则边际成本为？（）A．B．C．D．答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：B问题解析：2.在上题中，边际收益为？（）A．B．C．D．答题：A.B.C.D. （已提交）参考答案：B问题解析：3. 在上题中，边际利润为？（ ） A ．B ．C ．D ．答题：A.B.C.D. （已提交）参考答案：B 问题解析：4. 在上题中，收益的价格弹性为？（ ） A ．B ．C ．D ．答题：A.B.C.D. （已提交）参考答案：C 问题解析： . 已知函数，则？（ ）A ．B ．C ．D ．答题：A.B.C.D. （已提交）参考答案：A 问题解析： 2. 已知函数，则？（ ）A ．B ．C ．D ．答题：A.B.C.D. （已提交）参考答案：C 问题解析： 3. 已知函数，则？（ ）A ．B ．C ．D ．1. 求函数的微分。
高等数学-微积分下-习题册答案-华南理工大学 (6)
《高等数学》（下册）测试题一一、选择题（每小题3分，本大题共15分）（在括号中填上所选字母）1．设有直线3210:21030x y z L x y z +++=⎧⎨--+=⎩ 及平面:4220x y z π-+-=，则直线L （ A ）A ．平行于平面π；B ．在平面π上；C ．垂直于平面π；D ．与平面π斜交.2．二元函数22,(,)(0,0)(,)0, (,)(0,0)xyx y x y f x y x y ⎧≠⎪+=⎨⎪=⎩在点(0,0)处（ C ）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.3．设()f x 为连续函数，1()d ()d ttyF t y f x x =⎰⎰，则(2)F '＝（ B ）A ．2(2)f ；B ．(2)f ；C ．(2)f -D ．0.4．设∑是平面132=++z yx 由0≥x ，0≥y ，0≥z 所确定的三角形区域，则曲面积分(326)d x y z S ∑++⎰⎰＝（ D ）A ．7；B ．221； C ．14； D ．21. 5．微分方程e 1x y y ''-=+的一个特解应具有形式（ B ）A ．e x a b +；B ．e x ax b +；C ．e x a bx +；D ．e x ax bx +.二、填空题（每小题3分，本大题共15分）1．设一平面经过原点及点(6,3,2)-，且与平面428x y z -+=垂直，则此平面方程为2230x y z +-=； 2．设arctan1x yz xy-=+，则d |z ＝24dx dy-； 3．设L 为122=+y x 正向一周，则2e d x Ly =⎰ 0 ；4．设圆柱面322=+y x ，与曲面xy z =在),,(000z y x 点相交，且它们的交角为π6，则正数=0Z 32； 5．设一阶线性非齐次微分方程)()(x Q y x P y =+'有两个线性无关的解21,y y ，若12y y αβ+也是该方程的解，则应有=+βα 1 .三、（本题7分）设由方程组e cos e sin uux vy v⎧=⎪⎨=⎪⎩确定了u ，v 是x ，y 的函数，求x u ∂∂及x v ∂∂与yv∂∂. 解：方程两边取全微分，则e cos e sin e sin e cos u uu udx vdu vdvdy vdu vdv⎧=-⎪⎨=+⎪⎩ 解出2222cos e sin ,,e sin e cos u uu u xdx ydy du e vdx vdy x y du dv xdy ydx dv vdx vdy x y ----+⎧=+=⎪+⎪⎨-⎪=-+=⎪+⎩从而222222,,u x v y v x x x y x x y y x y∂∂-∂===∂+∂+∂+ 四、（本题7分）已知点)1,1,1(A 及点)1,2,3(-B ，求函数()3ln 32u xy z =-在点A 处沿AB 方向的方向导数.解：{}2122,1,2,,,333AB AB ⎧⎫=-=-⎨⎬⎩⎭2333336,,323232y x z gradu xy z xy z xy z ⎧⎫-=⎨⎬---⎩⎭，{}3,3,6A gradu =- 从而{}212,,3,3,62147333u AB ∂⎧⎫=-⋅-=++=⎨⎬∂⎩⎭五、（本题8分）计算累次积分24112211d e d d e d x xyy x x y x y y y+⎰⎰⎰）.解：依据上下限知，即分区域为1212,:12,1:24,2xD D D D x y D x y =⋃≤≤≤≤≤≤≤≤ 作图可知，该区域也可以表示为2:12,2D y y x y ≤≤≤≤从而()2242222112112111d e d d e d d e d e e d xxxy y y y yx y x y x y y x y y y y +==-⎰⎰⎰⎰⎰⎰()()2222211e e2e e e e yy e =-=---=六、（本题8分）计算d d d I z x y z Ω=⎰⎰⎰，其中Ω是由柱面122=+y x 及平面1,0==z z 围成的区域.解：先二后一比较方便，111220122zD z I zdz dxdy z dz πππ⋅==⋅⋅==⎰⎰⎰⎰七．（本题8分）计算32()d x y z S ++∑⎰⎰，其中∑是抛物面222y x z +=被平面2=z 所截下的有限部分.解：由对称性322d 0,d d x S y S x S ==∑∑∑⎰⎰⎰⎰⎰⎰从而223222()d ()d ()d 2x y x y z S z S x y S +++=+=+∑∑∑⎰⎰⎰⎰⎰⎰222220(2D x y d rr πθπ=+==⎰⎰⎰⎰⎰(40411315t ππ⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎰八、（本题8分）计算22222(4cos )d cos d L x x x x x x y y y y y+-⎰，L 是点ππ(,)22A 到点(π,2π)B 在上半平面)0(>y 上的任意逐段光滑曲线.解：在上半平面)0(>y 上2223222322cos cos sin Q x x x x x x x x y y y y y y ⎛⎫∂∂=-=-+ ⎪∂∂⎝⎭223223222(4cos )0cos sin P x x x x x x Qx y y y y y y y y x∂∂∂=+=-+=∂∂∂且连续， 从而在上半平面)0(>y 上该曲线积分与路径无关，取π(π,)2C22222222424415(4cos )d cos d 12L AC CB x x x x y y y πππππππππ=+=+-=-⎰⎰⎰⎰⎰ 九、（本题8分）计算222()d d ()d d ()d d x y y z y z z x z x x y +++++∑⎰⎰，其中∑为半球面221y x z --=上侧.解：补1:0z ∑=取下侧，则构成封闭曲面的外侧11222()d d ()d d ()d d x y y z y z z x z x x y ∑+∑∑+++++=-∑⎰⎰⎰⎰⎰⎰()122223211133132D D x y dv x dxdy dv x dxdy dxdy πΩ∑Ω+=++-=+=⋅⋅+⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰2113400011922244d r dr r πππθππ=+=+⋅=⎰⎰ 十、（本题8分）设二阶连续可导函数)(x f y =，t s x =适合042222=∂∂+∂∂syt y ，求)(x f y =．解：21,y s y f f t t s t∂-∂''=⋅=⋅∂∂222223222211,y s s s y f f f f f t t t t t s s t t ∂∂--∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫'''''''==+⋅== ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 由已知222223222440,0,y y s s f f f t s t t t∂∂-⎛⎫'''''+=⇒+⋅+= ⎪∂∂⎝⎭即()()()()()()()2221420,40,4x f x xf x x f x x f x c '⎡⎤'''''++=+=+=⎣⎦()()1122,arctan 422c c xf x f x c x '==++ 十一、（本题4分）求方程的x y y 2cos 4=+''通解. 解：解：对应齐次方程特征方程为21,240,2r r i +==±非齐次项()cos2,f x x =，与标准式()()()cos sin x m l f x e P x x P x x αββ=+⎡⎤⎣⎦ 比较得{}max ,0,2n m l i λ===,对比特征根，推得1k =，从而特解形式可设为()()*12cos sin cos 2sin 2,k xn n y x Q x x Q x x e ax x bx x αββ=+=+⎡⎤⎣⎦**(2)cos2(2)sin 2,(44)sin 2(44)cos2y a bx x b ax x y a bx x b ax x '''=++-=--+-代入方程得14sin 24cos 2cos 2,0,4a xb x x a b -+=⇒==121cos 2sin 2sin 24y c x c x x x =+++十二、（本题4分）在球面2222a z y x =++的第一卦限上求一点M ，使以M 为一个顶点、各面平行于坐标面的球内接长方体的表面积最小.解：设点M 的坐标为(),,x y z ，则问题即8V xyz =在22220x y z a ++-=求最小值。
大学专业试卷华南理工大学 理工科专业 《概率论与数理统计》试卷及参考解答
件次品,乙箱中仅装有3件合格品.从甲箱中任取3件产品放入乙箱后,求: (1)乙箱中次品件数X 的数学期望; (2)从乙箱中任取一件产品是次品的概率.解 (1)X 的可能值为0,1,2,3,所以X 的概率分布为()()333360,1,2,3k kC C P X k k C -=== 即 X 0 1 2 3P120 920 920 120因此199130123202020202EX =⨯+⨯+⨯+⨯= (2)设A ={从乙箱中任取一件产品是次品},根据全概率公式有(){}{}30191921310202062062064k P A P X k P A X k =====⨯+⨯+⨯+⨯=∑三、（12）某保险公司对一种电视机进行保险，现有9000个用户，各购得此种电视机一台，在保险期内，这种电视机的损坏率为0.001，参加保险的客户每户交付保险费5元，电视机损坏时可向保险公司领取2000元，求保险公司在投保期内:（１）亏本的概率；（２）获利不少于10000元的概率。
解 101,2,,9000i i i i ξ⎧⎨⎩=第台电视机坏设＝第台电视机正常9000900011{1}0.001{0}0.9990.0010.00099999i i i i iii i P P E D E D ξξξξξξ=========≈∑∑保险公司亏，则电视机坏的台数: >9000*5/2000=22.5900090009000122.51(4.5)0i i i i E P P ξξξ=⎧⎫⎛⎫⎪⎪- ⎪⎧⎫>=>=-Φ≈⎨⎬⎩⎭⎪⎭∑∑∑ 保险公司获利不少于10000元，则电视机坏的台数:<(9000*5-10000)/2000=17.5900090009000117.5(2.83)(3)(2)(2)(2.832)0.97720.021450.830.99532i i i i E P P ξξξ=⎧⎫⎛⎫⎪⎪- ⎪⎧⎫<=<=Φ⎨⎬⎩⎭⎪⎭Φ-Φ=Φ+-=+⨯=-∑∑∑四、（15分)设二维随机变量(),X Y 的概率分布为 YX -1 0 1-1 a 0 0.2 0 0.1 b 0.21 0 0.1 c其中a 、b 、c 为常数，且X 的数学期望0.2EX =- ,{}000.5P Y X ≤≤= ,记Z X Y =+.求: (1) a 、b 、c 的值; (2)Z 的概率分布律; (3){}P X Z =.解 (1)由概率分布的性质可知, 0.61a b c +++=,即0.4a b c ++=. 由0.2EX =-,可得0.1a c -+=-.再由{}{}{}0,00.1000.500.5P X Y a b P Y X P X a b ≤≤++≤≤===≤++,解得0.3a b +=.解以上关于a 、b 、c 的三个方程可得, 0.2,0.1,0.1a b c ===. (2)Z 的所有可能取值为-2,-1,0,1,2.则{}{}21,10.2P Z P X Y =-==-=-={}{}{}11,00,10.1P Z P X Y P X Y =-==-=+==-={}{}{}{}01,11,10,00.3P Z P X Y P X Y P X Y ===-=+==-+==={}{}{}11,00,10.3P Z P X Y P X Y ====+=== {}{}21,10.1P Z P X Y =====所以Z 的概率分布为Z -2 -1 0 1 2 P 0.2 0.1 0.3 0.3 0.1(3) {}{}000.10.10.10.2P X Z P Y b ====++=+=.五、(15分)设随机变量X 的概率密度为()110210 2 40 X x f x x ⎧-<<⎪⎪⎪=≤<⎨⎪⎪⎪⎩当当其他令2Y X =,(),F x y 为二维随机变量(),X Y 的分布函数.求:(1)Y 的密度函数()Y f y ; (2) ()cov ,X Y ; (3) 1,42F ⎛⎫- ⎪⎝⎭.解 (1)Y 的分布函数为(){}{}2Y F y P Y y P X y =≤=≤当0y ≤时, ()()0,0Y Y F y f y ==. 当01y <<时,(){{}{00Y F y P X P X P X =≤≤=≤<+≤≤=()Y f y =当14y ≤<时,(){}{11002Y F y P X P X =-≤<+≤≤=()Y f y =当4y ≥时,()()1,0Y Y F y f y ==. 所以Y 的概率密度为()01140 Y y f y y <<⎪=≤<⎪⎩当当其他(2) ()0210111244X EX xf x dx xdx xdx +∞-∞-==+=⎰⎰⎰()022211546X EY EX x f x dx x dx +∞-∞-====⎰⎰()023********248X EXY EX x f x dx x dx x dx +∞-∞-===+=⎰⎰⎰故 ()2cov ,3X Y EXY EX EY =-⋅=(3) 2111,4,4,4222F P X Y P X X ⎛⎫⎧⎫⎧⎫=≤-≤=≤-≤⎨⎬⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭⎩⎭1111,22212224P X X P X P X ⎧⎫⎧⎫⎧⎫=≤-≤≤=-≤≤-=-≤≤-=⎨⎬⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭⎩⎭六、（2学分） (10分) 设随机变量X 与Y 独立,其中X 的概率分布为12~0.30.7X ⎛⎫ ⎪⎝⎭而Y 的概率密度为()f y ,求随机变量U X Y =+的概率密度()g u .解 设()F y 是Y 的分布函数,则由全概率公式可知,U X Y =+的分布函数为(){}G u P X Y u =+≤{}{}0.310.72P X Y u X P X Y u X =+≤=++≤={}{}0.3110.722P Y u X P Y u X =≤-=+≤-=由于X 与Y 独立,得(){}{}()()0.310.720.310.72G u P Y u P Y u F u F u =≤-+≤-=-+-因此,U 的概率密度为()()()()()()0.310.720.310.72g u G u F u F u f u f u '''===-+-=-+-七、（2学分）（10分）已知男子中有5%是色盲患者，女子中有0.25%是色盲患者，若从男女人数相等的人群中随机地挑选一人，恰好是色盲患者，问此人是男性的概率是多少？解 设A {{抽到一名男性}；B {{抽到一名女性}；C {{抽到一名色盲患者}，由全概率公式得11()(|)()(|)()5%0.25% 2.625%22P C P C A P A P C B P B =+=⨯+⨯=1()()(|)5% 2.5%2P AC P A P C A ==⨯=由贝叶斯公式得()20(|)()21P AC P A C P C ==八、（2学分）(16分)（1）设()12,,, 2n X X X n ≥为独立同分布的随机变量，且均服从()0,1N ，记X =121n i i X n -=∑，() 1,2,,i i Y X X i n =-=. 求:{}10n P Y Y +≤.（2）袋中有a 只红球，b 只白球，c 只黑球。