2023年数学竞赛试题参考解答

发布 2021-02-28 17:07:28 阅读 7213

1. 已知,求。

解:由罗比塔法则得,即。

又, 2. 已知,讨论的单调性。

解:对隐函数方程求导得,。

令,则为偶函数,且。

显然,,单调增加。时。

于是时为单调增函数,。

故。所以 3. 设是的一个原函数,且,求。

解:由条件知。

两边积分得。,。

故。4. 已知是如图所示的抛物线,且。

有极小值是2,极大值是6,求。

解:由条件可设。

所以 由图形知在为单调增函数,所以。

,故。 5. 求曲线与。

解:如图所示,所求面积。

为三角形面积,所以

把曲线用极坐标表示为,则

利用换元法,将此积分转化为对参数的积分。而。 故。

另解:利用曲线积分。由曲线积分可知,其中为红色曲线,为线段。,。所以。

6. 已知满足,这里为极坐标。求,。

解:, 由条件知,解之得:,

7. 椭圆到直线的最大和最小距离。

解:上任意点到直线的距离,

令。 解得。,。

8. 在点做曲面的切平面。求该切平面与及所围成立体的体积。

解:(1)在(1,0,2)的法向量,得切平面方程。

(2) 所围立体以为顶,为底,以为侧面。

所以,其中d是围区域。

9. 设为曲线绕轴旋转一周生成的曲面与平面所围成的区域,求积分。

解:旋转曲面方程为:,所以为。

利用对称性可知。

于是 在平面上投影为。利用柱坐标。

10. 设、、是二阶线性方程的三个解,这里为常数。求此方程在点有水平切线的解。

解:由线性常微分方程解的性质可知:

和是二阶齐次线性方程的解,所以是的通解。

所待求的解可表示为,且满足条件,。,

所求解为: 。

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