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高等数学解 答一、 填空题 (满分15分,每小题3分,共5道小题),请将答案写在横线上.1 函数在点处沿(2,2,1)方向的方向导数为_.2 函数在条件下的极大值=_.3 设L为圆周,取逆时针方向,则曲线积分=_.4设,且以为周期,则的傅里叶级数在点处收敛于_.5微分方程的通解为_.答案:1. ; 2. ; 3. ; 4. ; 5. 二、选择题 (满分15分,每小题3分,共5道小题),请将合适选项填在括号内.1. 设有直线L:和平面,则与 ( C )(A) 垂直; (B) L在上 ; (C) 平行; (D) 斜交.2下列命题不正确的是( B )(A)在点可微,则在该点连续;(B)在点的偏导数存在,则在该点连续;(C) 的偏导数在点连续,则在该点可微;(D)在点可微,则在该点的偏导数存在.3设是平面被圆柱面截出的有限部分,则曲面积分的值是( B )(A) ; (B) 0; (C) ; (D) .4设为常数,则级数( D )(A) 绝对收敛; (B) 条件收敛; (C) 敛散性与有关; (D) 发散.5若是二阶齐次线性微分方程的两个特解,为两个任意常数,则( A )(A) 是该方程的解; (B) 是该方程的特解;(C) 是该方程的通解; (D) 不一定是该方程的解.答案:1. ( C ) 2. ( B ) 3. ( B ) 4.( D ) 5. ( A )三、(10分)求过点且通过直线的平面方程.解:l上的点,直线l的方向向量 平面的法向量 由点法式得平面的方程为即四、(10分)设函数由方程确定,其中为可微函数,证明:.证明:对方程两边对求偏导得,即 对方程两边对求偏导得,即 故得证。 五、(10分)计算积分:.解:由图可知须交换积分次序,化为先对后对的积分: 六、(11分)设具有二阶连续导数,曲线积分与路径无关,求.解:由,整理得满足微分方程 先求齐次微分方程的通解:特征方程,特征根,故通解;再求非齐次方程的特解:设特解,代入原方程比较系数得,即特解;故, 又有,得 七、(12分)求幂级数的收敛域,并求其和函数.解:先求收敛域. 因为,所以收敛半径,收敛区间为.在端点处幂级数成为,此级数为交错级数,收敛;在端点处级数成为,由调和级数发散知此级数发散;因此原级数的收敛域为。 设和函数为,即,由幂级数的分析性质,逐项求导得, 上式两边从0到积分,得 所以当时,. 而故 八、(12分)计算曲面积分,其中为的上侧,为大于零的常数.解:原式 补充平面取下侧,则与构成封闭曲面的内侧,由高斯公式, 故原曲面积分. 九、(5分)设函数在的某邻域内具有二阶连续导数,且,证明级数绝对收敛.证明:由题设及知函数在处的一阶泰勒公式为 ,
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