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1、高等数学下册试卷201375姓名: 学院与专业: 学号: 一、 填空题每小题4分,共20分1. 设,则 0 2. 设,则 3. 函数在点处沿指向点方向的方向导数4. 设是所围成的区域, 则5. 设是抛物线介于点与点之间的那一段弧段,则曲线积分 二、(本题7分)证明函数在点不连续,但存在有一阶偏导数解 因为 与有关,故二重极限不存在,因而由连续定义函数在点不连续。又 ,或,或于是函数在点存在有一阶偏导数。三、(本题7分)设, 求 解 令,则 ,于是用公式得 四、(本题7分)计算二重积分,其中解 被积函数有 而积分区域关于对称,取从而五、(本题7分)设为两球的公共部分,计算三重积分解 由当时用垂直
2、于轴的平面截区域得到截面为圆域,当时用垂直于轴的平面截区域得到截面为圆域,于是分段先二后一积分,得 六、(本题8分)计算曲线积分,其中为摆线从点到点的弧。解 由于补两条直线是逆向的闭曲线,故原式或由曲线积分与路径无关,直接得原式得或取,由曲线积分与路径无关,直接得,原式或者由是全微分表达式,凑微分,因及得原式七、(本题8分)计算曲面积分,式中是上半球面的上侧解 补一个平面,取下侧,则原式另法(看看: 归一化,多次换元够烦的) 即,上半球面指向上侧法线为,从而, 原式= 八、(本题7分)求定解问题的解解 标准化 ,由标准方程的解的公式,得由初值条件,有,于是特解为九、(本题7分)求微分方程的通解
3、解 对应的齐次方程为,解得特征根非齐次项,与标准形式比较,从而得是单根,从而,可设特解为,从而,代入原来的微分方程,得即于是根据解的结构定理得,所求通解为十、(本题7分)设函数在内有连续的导数,且满足。求解 用极坐标两边求导得,标准化为于是由得,故十一、非化工类做(每小题3分,共15分)(1)判别无穷级数的收敛性。解 由于,故而是收敛的的级数的常数倍,从而收敛。由正项级数的比较判别法可知无穷级数收敛。(2)求幂级数的收敛区间,并讨论该区间端点处的收敛性。解 比较标准幂级数,得 ,从而收敛半径为,收敛区间为当时幂级数化为正项级数,由于,从而与调和级数一样发散;当时幂级数化为交错级数,不绝对收敛,但,前一部分条件收敛,而后一部分减去的级数为正项级数,由于而收敛,从而由收敛级数的性质,当时幂级数收敛。(3)将函数展开成的幂级数,并指出其收敛区间。解 利用,从而十一、化工类做(每小题3分,共15分)(1)求曲面在点处的切平面和法线方程解 令,则从而切点的法向量为从而切平面为 法线方程为(2)在曲面上找一点,使它到点的距离最短,并求最短距离。解 设点为,则等价于求在约束之下的最小值。令且由解得驻点,最短距离为(令计算起来更加方便,舍去驻点,)(3)求曲面包含在圆柱面内那部分(记为)的面积。解 记为在部分的面积,或者共9页第9页