北京大学2024年数学分析考研真题

发布 2022-06-13 13:30:28 阅读 8047

北京大学2005 数学专业研究生数学分析。

1. 设,试求和。

解: 当然此上极限可以。

令。此下极限当然可以。

令。2. (1)设在开区间可微,且在有界。证明在一致连续。

证明: 由存在。

这显然就是。

2) 设在开区间可微且一致连续,试问在是否一定有界。(若肯定回答,请证明;若否定回答,举例说明)

证明:否定回答。

闭区间上连续函数一致连续。所以。

显然此而。3.设。

(1)求的麦克劳林展开式。

2)求。解: 这道题目要是直接展开是很麻烦的。先对原式做一下变形。有。

. 又由于。

比较系数有:,接下来,若中,此时令。

有。同理可得:, 综合得:

4.试作出定义在中的一个函数,使得它在原点处同时满足以下三个条件:

(1)的两个偏导数都存在;(2)任何方向极限都存在;(3)原点不连续。

解: 。显然这个函数在的时候,有偏导数存在。

而对于的时候,有,此式在原点也成立。

对于任意方向极限,有。显然沿任意方向趋于原点。

此函数的方向极限都存在。最后,因为沿不同方向趋向原点。不妨设有不同的极限。

。且其都不为0。所以该函数在原点不连续。

5.计算。其中是球面与平面的交线。

解:首先,曲线是球面与平面的交线。因为平面过原点,球面中心为原点。

所以它们的交线是该球面上的极大圆。再由坐标的对称性。易知有。

因此有 ==

6.设函数列满足下列条件:(1),在连续且有()

(2)点点收敛于上的连续函数。

证明:在上一致收敛于。

证法1:首先,因为对任意。且有,所以,对于任意,有。

又因为在点连续。所以可以找到,当时。有,以及。

同时成立。因此,当, 时,有。

如此,令,所以有开区间族覆盖了区间。

而在闭区间上连续。由heine-borel 定理,从开区间族中可以选出有限个,使。由的选法。可由相应与,当,且时,有。

取,当时,且,有成立。所以在上一致收敛于。

证毕。证法2:反证法。设存在某,对于任意,有一,使得.又有界,由bolzano-weierstrass定理,所以其必存在。

收敛子列收敛于中某值.因为对任意。

且有,所以,当时,有.

设某,由与连续性.存在一,当时。

有同时成立.显然,又因为.所以存在值, .

当时,成立.最后,当时,有。

<.这与假设矛盾.

所以在上,是一致收敛于.证毕.

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