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1、武漢大學2008—2009學年第二學期《高等數學B2》試題
(A卷)
一、(30 分)試解下列各題:
1、(6分)求解微分方程滿足的特解。
2、(6分)求曲面在點處的切平面方程。
3、(6分)已知級數在處收斂,試討論此級數在處的斂散性。
4、(6分)計算,其中由所圍成的區(qū)域。
5、(6分)判別級數的斂散性. 若收斂,是條件收斂還是絕對收斂?
二、(10分)函數由方程所確定, 是不全為零的常數,證明:
。
三、(12分)設,而,其中二階可導,求。
四、(10分)試將函數展成的冪級數。
五
2、、(10分)設
(1)求在點處的梯度及方向導數的最大值;
(2)問:在哪些點的梯度垂直于軸。
六、(10分)計算曲面積分 ,其中為曲面 ,取下側。
七、(10分)設函數具有連續(xù)的二階導數,并使曲線積分與路徑無關,求函數。
八、(8分)將正數分為正數之和,使得最大(其中為已知正數)。
武漢大學2006—2007學年第二學期《高等數學B2》試題A參考解答
一、(30分)試解下列各題:
1、(6分)求解微分方程滿足的特解。
解:由,得,即
而,故
2、(6分)求曲面在點處的切平面方程。
解 設
故曲面在點處的切平面的法向量為: 所以切平面方程
3、為:
3、(6分)已知級數在處收斂,試討論此級數在處的斂散性。
解 由阿貝爾定理知,此級數在即時絕對收斂,故此級數在處絕對收斂。
4、(6分)計算,其中由所圍成的區(qū)域。
解:由對稱性,
5、(6分)判別級數的斂散性. 若收斂,是條件收斂還是絕對收斂?
解:,由比值判別法知原級數的絕對值級數收斂,故原級數絕對收斂.
二、(10 分) 函數由方程所確定, 是不全為零的常數,證明:
證明:方程兩邊同時對求偏導得
故
三、(12分)設,而,其中二階可導,求。
解 因為 所以
四、 (10分)試將函數展成的冪級數.
解 因為 ,則得
4、
(也可利用求解)
五、(10分)設
(1)求在點處的梯度及方向導數的最大值;
(2)問:在哪些點的梯度垂直于軸。
解 (1) 由
故 所以在點處方向導數的最大值為:
(2)由,而軸,即,由此得:
所以平面上的點處的梯度垂直于軸。
六、(10分)計算曲面積分 ,其中為曲面 ,取下側.
解:取平面,取上側.則與構成封閉曲面,取外側.令與所圍空間區(qū)域為,由Gauss公式,得
七、(10分)設函數具有連續(xù)的二階導數,并使曲線積分與路徑無關,求函數。
解 由題意得: 即
特征方程,特征根
5、 對應齊次方程的通解為:
又因為是特征根。故其特解可設為: 代入方程并整理得: 即
故所求函數為:
八、(8分)將正數分為正數之和,使得最大。(其中為已知正數)
解法一 化為無條件極值求解,即求的極值。
令 即
解之得 , 再由 求得 。
當,或或時,均為0,不可能為最大,故將分成的三個正數為,,。
解法二 利用拉格朗日乘數法求解.作函數
令 及
將(1),(2),(3)中之移至等式右端,記為然后由得
得 并將其代入(4),從而得到所求三個正數為
,,。
解法三 因為,故當最大時也最大。利用拉格朗日乘數法,作函數
令 及 (4)
由(1),(2)得由(2),(3)得并代入(4),從而得,,
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