第三学期数学分析期末考试题及答案
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第三学期《数学分析》期末试题
一、 选择题:(15分,每小题3分) 1、累次极限存在是重极限存在的( )
A 充分条件
B 必要条件
C 充分必要条件
D 无关条件 2、
=∂∂),(00|)
,(y x x
y x f ( )
A
x y x f y y x x f x ∆-∆+∆+→∆),(),(lim 00000 ; B x
y x x f x ∆∆+→∆),(lim 000; C
x y x x f y y x x f x ∆∆+-∆+∆+→∆),(),(lim 00000 ; D x
y x f y x x f x ∆-∆+→∆),(),(lim 00000。 3、函数f (x,y )在(x 0,,y 0)可偏导,则( D )
A f (x,y )在(x 0,,y 0)可微 ;
B f (x,y )在(x 0,,y 0)连续;
C f (x,y )在(x 0,,y 0)在任何方向的方向导数均存在 ;
D 以上全不对。 4、
2
2
222)(),(y x y x y x y x f -+=的二重极限和二次极限各为( B )
A 、0,0,0;
B 、不存在,0,0,;
C 、0,不存在,0;
D 、0,0,不存在。 5、设
y
x e
z =,则
=∂∂+∂∂y
z y x z x (
A )
A 、0;
B 、1;
C 、-1;
D 、2。 二、计算题(50分,每小题10分)
1、 证明函数
⎪⎩
⎪
⎨⎧
=+≠++=0
00),(222
22
2y x y x y x xy y x f 在(0,0)点连续且可偏导,但它在
该点不可微;
2、 设
⎰⎰'=-x x
t
x f x f dt d e
x f 0)(),(,)(2
求ττ;
3、 设有隐函数,0x y F z z ⎛⎫
=
⎪⎝⎭
,其中F 的偏导数连续,求z x ∂∂、
z y ∂∂;
4、 计算(cos sin )x C
e ydx ydy -⎰
,其中C 是任一条以为(0,0)A 起点、(,)B a b 为终点的光
滑曲线;
5、 计算
zdS ∑
⎰⎰
,其中∑为22z x y =+在14
z ≤的部分;
三、验证或解答(满分24分,每小题8分)
1、验证曲线积分
⎰+++++L
dz
y x dy x z dx z y )()()(与路线无关,并求被积表达式的原函数;
2、说明对任意),0(sin ,00
)(2
+∞∈>⎰+∞
+-t tdx e x 关于αα
均一致收敛;
3、验证函数
⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=0
,00,2),(22222
2y x y x y
x xy
y x f 在原点(0,0)分别对每个自变数y x 或(另一个看作常数)都连续,但是二元函数在原点(0,0)却不连续.
四、(11分)求由方程组⎩⎨⎧
=-+=++10
3
3
3
z y x z y x 确定的隐函数
)2,1,1()(),(-==P x z z x y y 在点处的
一阶导数。
部分题目参考答案: 二、1、证明:
|
|||
02
2
xy y
x xy ≤+≤(4分)
2
2)
0,0(),(lim
y x xy y x +→=0所以函数在(0,0)点连续,
(3分)又
00lim 0=∆→∆x x ,)0,0(),0,0(y x f f 存在切等于0,(4分)但
2
2)0,0(),(lim y x y x y x ∆+∆∆∆→∆∆不存在,
故函数在(0,0)点不可微(3分)
二、2、解
由于
2
2
2
2
'0
00)()(,)()(x
x
x x x
t
x x x
t
xe dt e dt d e x f dt d e x f ----==-+=='=⎰⎰⎰⎰⎰ττττ,所以
2
1
2121)(21)(2
2
2
2
2
+
-=-=--
==----⎰⎰x x
x
t t x
t
e e t d e dt te x
f .
二、3、 [解法 1] 由隐函数、复合函数求导法
''
11''''
1212221F zF z
z
x y x
xF yF F F z z ⋅
∂=-=
∂+⎛⎫⎛⎫-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
''
22''''1212221
F zF z z
x y y
xF yF F F z z ⋅∂=-=
∂+⎛⎫⎛⎫-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
[解法 2] 利用全微分,将隐函数方程两边取全微分,得 '
'120x y F d F d z z ⎛⎫⎛⎫+=
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,''1222
0zdx xdz zdy ydz F F z z --⋅+⋅= ''12''
12zF dx zF dy dz xF yF +=+,故 ''12''
'
'
1212zF zF z
z
x xF yF y xF yF ∂∂==∂+∂+.
由此可见,用全微分来求隐函数的偏导数也是一个途径.
二、4、 解 令
X
=cos x
e
y ,Y =sin x
e
y -,则
x
Y ∂∂=
y
X ∂∂=sin x
e
y -,故被积表达式