高等数学竞赛试题参考解答

发布 2021-02-28 17:02:28 阅读 6257

( 180 分钟) 考试日期 2004 年 9月 11 日。

一、选择题(40分)

1. 下列命题中正确的命题有几个a )

1)无界变量必为无穷大量; (2) 有限多个无穷大量之和仍为无穷大量;

3)无穷大量必为无界变量; (4) 无穷大量与有界变量之积仍为无穷大量。

a) 1个; (b) 2个; (c) 3个; (d) 4个。

2. 设, 则是间断点的函数是b )

a); b); c); d)..

3. 设为在上应用拉格朗日中值定理的“中值”,则c )

a) 1; (b) ;c); d).

4. 设连续,当时,与为等价无穷小,令, 则当时,的d )

a) 高阶无穷小; (b) 低阶无穷小; (c) 同阶无穷小但非等价无穷小;(d) 等价无穷小。

5. 设在点的某邻域内连续,且满足。

则在点处a )

a) 取极大值; (b) 取极小值; (c) 无极值; (d) 不能确定是否有极值。

6. 设在连续,且导函数的图形如图所示,则有d )

a) 1个极小值点与2个极大值点,无拐点;

b) 2个极小值点与1个极大值点,1个拐点;

c) 2个极小值点与2个极大值点, 无拐点;

d) 2个极小值点与2个极大值点,1个拐点。

7. 设有连续的一阶导数,则b )

a); b); c); d) 0 .

8. 设任意项级数条件收敛,将其中的正项保留负项改为0所组成的级数记为, 将其中的负项保留正项改为0所组成的级数记为,则与b )

a) 两者都收敛; (b) 两者都发散; (c)一个收敛一个发散; (d) 以上三种情况都可能发生。

9. 设阶矩阵a的伴随矩阵,且非齐次线性方程组有两个不同的解向量,则下列命题正确的是d )

a)也是的解b)的通鲜为();

c) 满足的数必不为零; (d) 是的基础解系。

10. 设则三个平面。

两两相交成三条平行直线的充要条件是c )

a) 秩; (b) 秩;

c)中任意两个**性无关,且不能由线性表出。

d)线性相关,且不能由线性表出。

二、(10分)设在区间连续,,

试解答下列问题:(1)用表示;(2)求;(3)求证:;

4)设在内的最大值和最小值分别是,求证:.解(1)

三、(10分)求曲线所围成的平面图形的面积。

解1]去掉绝对值曲线为:

解2]令。四、(10分)设曲面为曲线() 绕轴旋转一周所成曲面的下侧,计算曲面积分。

解1]s的方程为。

补两平面。解2]

五、(10分)设n阶矩阵的前个列向量线性相关, 后个列向量线性无关,; 1)证明线性方程组有无穷多解;(2)求方程组的通解。

解(1)相关,相关;无关,的秩为,且可以由表出;又由已知可由表出,故与等价,从而的秩为,,增广矩阵的秩与a的秩相等,即,故有无穷多解。

2)相关,不全为0的数,使,即,又的基础解系只含一个解向量的基础解系;

又的解,故的通解为x = c

六、(10分)设阶矩阵的4个不同特征值为, 其对应的特征向量依次为,记, 求证: 线性无关。

解1]从而。

无关,,,故的秩为4,故线性无关。

解2]设存在一组数使。

由题设,利用特征向量的性质可得。

将(2)式一并代入(1)式可有。

整理得。因分属不同的特征值,故线性无关,从而有。

视为未知数,此为4个未知量,4个方程组成的齐次线性方程组,其系数行式为范德蒙德行列的转置。 因互异,所以。 这表明只有零解,即=0,从而线性无关。

七、(10分)设幂级数, 当时,且;

1)求幂级数的和函数;(2)求和函数的极值。

解(1)令。

求得。2)由。

八、(10分)设函数可微,, 且满足求。

解 对y积分得。

代入, ,九、(10分)如图所示,设河宽为,一条船从岸边一点出发驶向对岸,船头总是指向对岸与点相对的一点。假设在静水中船速为常数,河流中水的流速为常数,试求船过河所走的路线(曲线方程);并讨论在什么条件下(1)船能到达对岸;(2)船能到达点。

解如图所示,设为船在要时刻的位置

此时两个分速度为,消去t得。

又,代入得,则有。

讨论:①当。

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