《602数学分析》考研基础检测5套卷.pdf
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1、灵博阅考研专业课资料学长一对一诚招加盟目录【基础】2024年重庆邮电大学070100数学602数学分析考研基础检测5套卷(一).4【基础】2024年重庆邮电大学070100数学602数学分析考研基础检测5套卷(二).18【基础】2024年重庆邮电大学070100数学602数学分析考研基础检测5套卷(三).29【基础】2024年重庆邮电大学070100数学602数学分析考研基础检测5套卷(四).40【基础】2024年重庆邮电大学070100数学602数学分析考研基础检测5套卷(五).53第3页,共62页灵博阅考研专业课资料学长一对一诚招加盟【基础】2024年重庆邮电大学070100数学602数学
2、分析考研基础检测5套卷(一)说明:本书按照考试大纲、历年真题、指定参考书等公开信息潜心整理编写,由学长严格审核校对,仅供 考研备考使用,与目标学校及研究生院官方无关,如有侵权请联系我们立即处理。一、填空题1.设L为R2中的定向的光滑曲线八力,增加的方向与L的定向一致,(。5-86)是1 与定向一致的单位切向量,下列式子中正确的是_.【答案】J Pdj r+Qdy=J(Pc o s a+Qc o s二、解答题2.(j-+j)2si n 二元函数八n 0,+y2 工 0f+y2Q求y.、,dy养筑是否在原点连续,?。,外在原点是否可微,并说明理由.【答案】当7+y W0时,袈=2(才 卜 v)si
3、n -(Jr+v)2 .?,x,c o s-7-7?x-4-y (x+y)-犬+汨=2G+y)即 1 7T7 Cr+了)严当合+/=0时,利用定义可得U=辽=o3 M 8),而(3)沿(工,弘)趋于零时,笫-8,故某在原点处不连续.同理意在原点处也不连续.另一方面,考虑/(0,0)(O.O)At /v(0,0)_(+/)?1 一:=:_ _si n 5 Tr-7 ,/+,21 r2+/A-r+3(当(位3)-(0,0)时)故人工,山在原点可微.3.求兴工)=反(工2-1)|的极值.【答案】/(x)=sg n(j c(xz 1),工(公一1).当工卉0,1 时,(工)=sg n(x(j:2 1)
4、(3-1).令,(工)=0得驻点工=士%又,(等)=sg n(x(j r2-1)L-4 6z|工普=-2a/3 0,所以f(X)在点L鸟取极大值又f(X)为偶函数的)在点工=一专也取极大值,极大值为/(土)=等.因为对V,0)=/=/(-1)=0&/(/),所以f(x)在彳=0,土 1取最小值,自然也是极小值.第4页,共62页IV簟心博阅”handebooksm 考研专业课资料学长一对一诚招加盟4.求下列第二型曲面积分口一曲也+.户dzdx+z&dp,其中s为两个球/+/+z 2+/+z2 2&的公共部分 S表面的夕M则.(2)f f+x2y2dxdy,其中s为一个光滑凸曲面的上侧,它的边界为
5、平面z=0上的sX2 V2椭圆+万=1.(3)Jj-.汕也+(z+I)dx”,其中s是圆柱面V+y=4被平面x+z=2和二=0所截出的部分的外侧.S3【答案】如下图所示,记s所围成的区域为C.C在yz平面的投影为/+z2&二川.由高斯公式4得卜、一 /xz2dydz+yz2dzdx+人.R.一一-1 V(/图73dxdp=j j j(z2+4-3z2)dxdvdz n-5 f f f z2dxdydz.作柱面坐标变换P二/c o s,z=/sin夕,/=x,。变成04夕2兀,04尸江用火一 J*t2 2n 4于是 j j j zZj xdydz=j d 2 r(r sin)2dr|Q,g R
6、_=J:si n2呵,户(小?-r:兀k(2Jr2_/_R)/dr=1令r=Rsinl,则&R _ Nf 2 y)R2-r2r3dr=f R c ost-7?3 si n3Jo J 05 1 3 1=R c o s/+c(I 3 5于是Jj j z2dxdydz=兀|2-n、则2 Ir2-户.R:_/-drR-1R2-r2-R)dr?兀|*2 JR2 一/dr一K,,Rc o sf出二 R,J;c o s?/si n3 tdt,V.Fl f,1 1 1(1 Yl 47a s f=R 1 I=)0 LH 2 J 5(25JJ 1 5-2547 9)_ 5 3$1 5-2-26 J 1 5 26
7、第5页,共62页灵博阅考研专业课资料学长一对一诚招加盟3 V2如下图I所示补面S:z=不+?,2z2dpdz+z2x2dzdx+x2y2dxdy=-j j$Sy222dpe+z2x2dzdx+Jt2 y2dxdy=ab n.图1图2如图2所示,补面S:z=O,W+/W4,方向向下;补面S:x+z=2,/+必冷第6页,共62页考研专业课资料学长一对一诚招加盟取m=2”,I%一心1/+左+2=对=3,V”,三=2n,|备一工”l e,故数列发散。(2)1%一 工“|=11)中岩+(一1尸+(一1 尸 5=-1-+(尸1 X V 1 0,3 N=当相 N 时工布一/IV.6zdydz+ydzc Lr
8、+zdhdy6 计算)+,2+J j 外例cle2+b y2+c z2)i,,a 0i6 0,c 0.【答案】作a:心2+犷+02=(是分子且0)使其完全包含在k2+;/+22=1内,则利用Ga uss 公式有idydc+ydzd彳 十 匕di d?_,2 烹 2r(0 x2+9+j dyd z+yizdx+zda dy _(a x2+b y2+c z2)4Ga uss公式 jc dydz+ydzdx+zc l r dy*7.求幕级数 京*5的和函数,并指出其定义域。【答案】该鬲级数的收敛半径H=1,当定=1时,原幕级数化为E 竟二),它是绝对收敛的,因此,原幕级数的收敛域为61 Ml,且 3
9、 9 i xj 击,E。,可得C,52 In(1 x),|j r(1,8 1 R n I 1 I2-In(1 z)一,H,I X|1,JC 0.-r n+1 x因此,和函数SG)=S 小1-In(1 a)+生(1-,|1|V 1,元 0.显然S(0)=0,则S(l)=l imS=1+l im-0_上)=1,l x-r xS(1)=l im SGr)=1+l im”一 才乂匚,一1)=1-2Ln 2.+,+2 I 1 综上所述,原幕级数的和函数S(x)是一分段函数第7页,共62页灵博阅考研专业课资料 学长一对一诚招加盟1-In(1-x)+-n-,|卫|V 1,z#0,XS(x)=v 0,6 0,
10、c 0)上点 P(x,y,z)处的切平面的距离,求第一型曲面积分,/(言/厂(2)设北乂 z)表示从原点O(OQO)到上半椭球面+1上点处的切平面的距离,求第一型曲面积分g篇荷(3)设乂z)表示从原点0(0,0,0)到上半椭球面S:z=72(I-x2-/)上点P(x,y,z)处的切平面的 距离,求第一型曲面积分,夕“:乂 z).【答案】如下图1所示,椭球面s O上点处的外法线向量为=泉卷1点p(x,y,z)处的切平面方程为x)+(Y-+-z)0a b cXx Yv Zz x1 v2 z2,BP+TT+=+7T+-F=1/其中(X,Y,Z)为切平面上的点a b c a b c原点到此切平面的距离
11、为因此X/(x,y,z)yy 手叩S第8页,共62页灵博阅考研专业课资料学长一对一诚招加盟由高斯公式得心+-=十一+一)如下图2所示,图2上半椭球面争g+Zz=l上点P(x,y,z)处的外法线向量为二*J,2z.点P(x,y,z)处的切平面方程为X(Xr)+(丫-7)4+(z-z)=0Xx Yy即万+w+左二】,其中(X,Y,Z)为切平面上的点.o(x y z)=原点到此切平面的距离为因此“7?7刘叩z.E A,),/,MW+z2dS.又dS于是,原式X y-c o sc r+c o sy?+z c o s/补曲面S:z=0,5+g ,唠+(Z 但=0,BPXr+1zz=l原点到此切平面的距离
12、为p(x,yz)=因此又于是,原式=dS.xc o sa+yc o s 夕+-c os y补曲面5:2=0,4,取下侧,则犷萨sa+*+zc o syJ=0.由高斯公式得0 717)=中0+1+心力也=3nl z(1 卜=机9.求下列级数的和设。=。,工=为(1),”演=力,求级数%+%)之和.*=1”1XXX已知 Z(一D%=4 Z*=3,求 Z/FJ1 I 匚I第10页,共62页灵博阅考研专业课资料 学长一对一诚招加盟oe W n【答案】由/=乙-乙7(1)得24区+*”)=23*3)=|吧2*;73)=1叼x:=吐 n=l nI k-l8 R 00设Z%的部分和为S,ZT=8的部分和为r
13、.,Z(-l)a“=彳的部分和为巴,则 n=l/r-1 n=l%”=一4+%一%一一%”-2+4.=_(/+%+一+口2.7)+(出+4+一,十的“)=-27;+5%.a2n-=a+%+-。2-1=一(%+4+出1)+(阴+4+2”2)=-27;+$2”_|于是l im S2n=l i m c r2n+2 l im Tn=A+2B,l i m S2n_(=l im a2n_1+2im Tn=A+28.n-20 n x n”n一工0G所以级数Z%收敛于a 23.I1 0.设f是I(*,y)IJ+/w 1 1上的二次连续可微函数,且满足富+2=/+计算积分 ox dy【答案】作极坐标变换:=c o
14、 s 0,y=r si n 6,则所以利用格林公式,有广字.也=(乎点=/(乌+当d的Jo dr 人2+/=R dn J/A dx2 dy%z.户 w,Z J=IT(/+J)dxdy=(呵p%=/于是1=fl/dr=若,r r dvdz dzdx dxdy“x2 y2 z2.1 1.求 Jr+r+丁,上为滔+记+7=1,(a、b、c 0)的外侧.【答案】计算!股,以外z为自变量,椭球上半椭球面方程为“5-W,曲面取正侧;下半椭 球方程为“时一号-1,曲面取负侧.于是口竽正好是上半椭球面占上积分的两倍.于是d)也1?72其中4为平面上由椭圆围成的区域第十亍w L利用变换有y=8co s。,0&/
15、W 1z=crsin。,0WW24第11页,共62页灵博阅考研专业课资料学长一对一诚招加盟三、证明题12.证明下列结论.(1)设函数u(x,y)在光滑闭合曲线L所围成的区域D上有二阶连续偏导数,试证明:J俏+制2瑞机其中n为曲线L的外法线方向,空是函数u(x,y)沿方向n的方向导数.on(2)设u(x,y)在口?上具存二阶连续的偏导数,证明u(x,y)是调和函数,胃+翡三。)的充要条件 是对R之内的任意光滑简单闭曲线L,总有步土由二0.du c u t du.,.,【答案 因0=瓦855,*)+85(”,尸)人05(,幻出=dy,c o s(,y)ds=dr,所以f,f f Su du r d
16、u du4 一dv=c o s(n,j r)+c o s(n,f)d.v=1 dx+-dvJ 2 d”J:I dr dy J J i dy dxC du.C du,du,rr(c2u(1)由格林公式存于周山吨瓦叱不小“出+港六(2)必要性:由格林公式得偿山=信廿号出=信+剽出(.充分性:如果存在点。(瓦,打)使得竺H劭+更龄型,5 ox dy不妨设其大于零.由于U(x,y)具有二阶连续偏导数,所以存在6 o,使得在。=。(0)上成立普+鉴 o.于是于学山=“114+14张由,。.这gx dy/.c n 3dx dy)与条件矛盾,所以u是调和函数.13.证明:若5 o,且%乎存在,则!如圾=!吧
17、中,并求下列极限.(1)吧总则扁T(2)阳瑞;(3)!则苧);(4)!叫春【答案】l im r/x=l im f/x*J-2-=l im n =l im=l im.is Vi 9J 1s x2%_1-xb4 1工演(1)设4=短,则l im/=l im,+里=l im卜+1=e.i8 xn n-*(+1)!nn nJ4)1:l im-Lr=l im-y=r=e-0=0.)tb Nn!ig Nn!n第12页,共62页同博阅考研专业课资料学长一对一诚招加盟14.若/)在打上连续,对任意的正整数n,令xk=a+k-(kr(n)=Z/(*)-f f(x)dx,几 =1 J a证明:l imnr(n)=
18、/(6)-/(a),n-【答案】将r(n)改写:r(n)f(x)dx*=i LinvG n 2g=/(%*)-/(%)小(乙-%)/(a)d%9J 一|其中&e 44=%记Mk=sup|,m4=in f(4)9*W A.X A上由于匚产*_*=(-所以g整n冷*,而;(b-a)b a mk W nr(n)W;(6-a)匕-2 2 匕 2 n*7!注意到r(%)在a,b上的可积性,令n 8可得l i r a nr(n)=.。J/(无)dx=台?。/(6)-/(a)最后,我们给出利用重要概念和理论证明极限不存在的例子15.设函数f(X)在。+8)可微,且ra)=oj(o)o,证明若积分J;祠%3k
19、收敛,则r+笛 1 Jo祠匕也收敛【答案】由/0,/(0)0知函数/在0,田)上正值且单调增加,从而 总在0,内)上非负单调递减,故W fw存在.1/(叽 1由 l im I;dx=-比J 0/2)/(0)帆7得积分匚第出收敛0“西一/a)+尸=尸a)+/(幻/(力4 7故J。(祠/(x)+/(x j改收敛进而 8!o丽也也收敛。16.设函数f(x)在0,1上单调减少,对任何正整数n,试证明下列不等式:g n第13页,共62页IV簟心博阅”handebooksm 考研专业课资料学长一对一诚招加盟并说明该不等式的几何意义.【答案】f(X)在。,1上单调减少,将im等分,分点为:q q,,噌1.可
20、得 J:空哈卜E修d T*竦沙(中)一/停卜山一哈)十呜)-呜)+,“+,()_/一/-.n几何意义:不妨假设/0,曲边梯形的面积j:/(Gd工用不超过它的n个矩形面积之和代替,其误差不超过小73,即f(x)在0,1两个端点函数值差的:.17.证明:积分P 1 而 2袅卜 2|,ne-du|=2(u-l)e有界,而当J 0时,”单调趋向于0(关于x),所以由狄利克雷判别法知,积分收敛.但对适当大的自然数n,有J2nirIII.I-C DIAL X.C.1-dx=-r d 2(2几H+)41 rf.-1 e Win 2tdt(2n1 r+f)0-2(2.+f)(当八1 0*时)故对任意大的自然数
21、n,都存在人 0,使上式不小于1.由柯西准则知,积分在(。,+8)上不一致收 敛.18设定义在R上的非负连续函数f(x)满足/(x)&J;(/(山,(a为常数).证明:(1当心1时f(x)=0;(2)举例说明,当0 a 1时,f(x)不一定恒为0.【答案】(1)当x&O时,0/1)0时,令尸=J;(。)“出,则尸(0)=0,0/(x)Fx),且F(x)在0,内)上连续可微,0*尸(x)=(/(x)0时F(X)=0.若存在。时使尸(X。)。.记玉=inf x|xx。,尸(x)。),则 F(xt)=0,在区,/)内 F(x)0._ 尸)令g(x)=Wx)尸,口(冷/),则g)=a)尸(幻(尸(X)
22、尸函示故g(X)在有限区 间区小。)内有界,但hmg(x)=l im:=+8,矛盾故当:时,/(x)三0.xA(r(X)0,x 0,(2)当0a 0显然函数f(x)在R上非负连续,不恒为0.第14页,共62页V簟心博阅V handebook8m 考研专业课资料学长一对一诚招加盟当XW0时,=出成立.a I I I当 x 0 时,/)&=限-初严山=(1a尸x武=(l-a)x产=/(a).Jo J 019.证明下列结论.(1)设。(s j)具有一阶连续偏导数,对任意实数名,=3,W,试证明:x x Jdu du Su工荒:仁丁六十优丁二砌(n为自然数).o x dy dz(z z)(2)设 z=
23、z(X,y)满足 F x+,y+=0,其中 z(x,y),F(u,v)均可微,试证明:I y x)dz dzx+y=z-xy.ex dy(3)设2=/(乂乂口)=刈+工产(),其中F(u)可微,My dz dz=试证瓦+y豆=z+w【答案】(1)记的,修分别表示。对第一个中间变量与第二个中间变量的偏导数.=nxnnu ex dy dzZ Z z z 1 1(2)记*7+7丫=了+如则二月一了路鸟=一了4+工,工?于是故dz dzx +y=z-xy.dx dy(3)z.=y+尸+x尸(“)%=+产Q)-2F(“),Zy=x+xFf(u)uvx+xF(u)=x+Fu).X X于是x+=xy+xF(
24、u)-yFr(u)+yx-yFu=xy-xF(u)+xv-z+x dx dy r20.证明下列结论.8(1)设数列%有极限l,证明:/a)=2 x”在(-i,i)上有定义一幻/江.“=】产 g(2)设数列!叫4=a证明:级数的收敛半径R N 1;设/=X K,贝u p*a-x)/(x)=a二0H=l师0-x)J:普=a【答案】(1)先证:x)=E“Y在(-1,1)上有定义.第15页,共62页考研专业课资料学长一对一诚招加盟当L=0时,/=在(-1,1)有定义a当#0时,l im上=|x|l xtIn-l L=岬(%”,卢川一力:叫做+以+产-寡产 i y m j j i m)=q+Z(a川 一
25、 q)=%+二aJ=L.“f Xrt=lg(2)若a=0,则级数的收敛半径尺=oo.n=1若a w 0,由于|吧a=1,故级数的收敛半径R=l.n-l由(1)得物(1 T)/(X)=4.由于粤=之=名W,其中=/+%+4.故 n=l h=IrZE)=yjx-JimA_=a.J 0 1T 74 M+l 28+1于是l im(1-x).,)=l im(l-x)鸟.xn+=a.T J。IT f +l21.证明下列结论.(1)证明:函数/&J)=,/+丁 分别对每一个变量X和V是连续的,但不是关于二变0,x2+y2=0量的连续函数.(2)证明二元函数/(x,y)=J/+炉 分别对每一个变量连续,但关于
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