多元函数概念。
一、选择题:设,则;
a、; b、; c、; d、。
二、 填空题
1、若,则; 2、;
5、函数的定义域为。
三、计算题。
四、讨论题:讨论在定义域上的连续性。
解:,在整个平面内处处连续。
五、证明题:证明不存在。
证明:与有关,故不存在。
偏导数。一、选择题:函数的二阶混合偏导数为;
a、; b、;
c、a和b均正确d、以上答案都不正确;
二、填空题。
1、设,则;
2、设,则。
三、计算题:求下列函数的。
一、二阶偏导数。
四、证明题:证明在点(0,0)处不连续,但两个偏导数存在。
证明:,但。
与有关,故在点(0,0)处不连续。
全微分。一、选择题:“在处连续”是“在处可微”的。
a、充分条件; b、必要条件; c、充要条件; d、非充分也非必要条件。
二、填空题
1、设函数,则;
2、设函数,则;
3、设,则;
三、计算题。
1、求函数在由变到时的全增量和全微分;
解:,;2、求函数当时全微分;
解:。四、证明题:证明在点(0,0)处可导,但不可微。
证明:,但。
不存在),即。
故在(0,0)处不可微。
多元函数的求导法则。
一、选择题。
1、设是由方程所定义隐函数,其中可微,則。
a、; b、; c、; d、;
2、设都是由同一方程所确定的具有连续偏导数的函数,則。
a、1bc、; d、;
二、填空题
1、设,则;
2、设,则。
三、计算题。
1、设,求;
解:;2、设,求;
解:,;3、设,求;
解:;4、设,求;
解:,5、设,求;
解:方程组两边对求导,得,解之得。
四、证明题。
1、设,而可微,则;
证明:,2、设,而t又是由方程所确定,其中具有一阶连续偏导数,试证明。
证明:方程组两边求微分得,解之得:
微分法在几何上的应用。
一、选择题。
1、曲线在点处的切线一定平行于。
a、平面; b、平面; c、平面; d、平面;
2、曲面的切平面与三个坐标面所围成的四面体的体积为。
abc、; d、6。
二、填空题。
1、曲线在对应于的点处的切线为;
2、曲面在点的切平面为;
三、计算题:求曲面上平行于平面的切平面方程。
解:设切点为,则,而切平面为,平行于,故所求切平面为。
四、 证明题:证明曲面上所有点处的切平面都过一定点。
证明:设切点为,则,而切平面为:即。显然。
方向导数与梯度。
一、选择题。
1、设在点可导,则在点处沿着轴正向的方向导数为;
abcd、;
2、在点处沿点指向点方向的方向导数为;
ab、1cd、2。
二、填空题。
1、函数在点处沿点指向点方向的方向导数为;
2、设,则。
三、计算题。
1、求函数在球面上点处沿球面在该点的外法线方向的导数;
解:,,2、函数在点处沿什么方向的方向导数最大?并求此方向导数,并说明的意义。
解:由于,,故。
且与同向,从而表示在点处函数值增加最快的方向。
多元函数极值。
一、选择题:在面上到直线及的距离平方和最小的点为。
ab、; c、; d、;
二、填空题。
1、函数的驻点是,极值点是;
2、在斜边之长为的一切直角三角形中,周长最大的三角形为。
三、计算题。
1、求下列函数的极值。
解:,故为函数的极小值,且;
解:,故依次为函数的极大、小值点,且,而非函数的极值(鞍点);
2、求函数在约束条件下的极大值。
解: 令,则。
极大值为;四、应用题。
1、求椭圆曲线到原点之间的最长、最短距离;
解: 椭圆曲线到原点的距离为,令。
则。2、第一卦限内作椭球面的切平面,使该切平面与三坐标面的围成的四面体的体积最小,求切平面的切点,并求此四面体的最小体积。
解: 设切点为,则,而切平面及其与三坐标面的围成的四面体的体积分别为,,令,则由得:
二重积分的概念与性质。
一、 判断题
1、设,,则(对);
2、设,,则错);
3、若,则对);
4、若在上连续,,则必有错);
二、填空题:设在有界闭区域上连续,而对称于轴,且,则。
三、计算题。
1、比较积分大小。
.设围成,则;
.设,则;2、估计积分大小范围。
.设,则;.设,则。
二重积分的计算。
一、填空题
1、由平面所围成的柱体被平面及抛物面截得的立体之体积为;
2、平面薄片所占的区域由及轴所围成,其面密度,则其质量为。
二、 计算题。
1、,其中:
解:;2、,其中是由所围成的闭区域;
解:;3、,其中是由所围成的闭区域;解:;
解:;5、,其中是由及坐标轴的围成的第一象限内的闭区域;
解:;6、,其中;
解:;7、,其中在第一象限的部分;
解:。三、 证明题。
1、设在上连续,是及所围成的闭区域,则。
证明: 由于,故;
证明:;3、设在有界闭区间上连续,则。
证明:令,则,且。
二重积分的应用。
一、填空题。
1、被柱面所割下部分的曲面面积为;
2、以及三坐标面围成的立体体积为。
二、计算题。
1、求双纽线所围成的平面区域的面积;
解:;2、求两个直交圆柱面及所围成的立体的表面积;
解:;3、设平面薄片所占的闭区域由直线所围成,其面密度,求该薄片的重心;
解:,故;4、设矩形板(面密度为常数)长宽分别为和(),求板对于通过其形心且与长边平行的轴的转动惯量。
解:。三重积分。
一、选择题。
1、设,则。
abcd、;
2、,则。a、; b、;
cd、。二、填空题。
1、设,则;
2、设,则;
3、设,则;
4、设由曲面与平面围成,则。
三、计算题。
1、,其中是由与三坐标面围成的区域;
解:;2、,其中是由曲面与平面围成的第一卦限部分;
解:;3、,其中;
解:;4、,其中是由曲面围成的区域;
解:;5、设在处的质量密度为为常数,求其质量;
解:;6、设密度为常数,求其重心及其对轴的转动惯量;
解: 重心及对轴的转动惯量分别为:
7、求匀质柱体对位于处质量为的质点的引力,其中为常数。
解: 由对称性知,引力为,其中:
对弧长的曲线积分。
一、选择题。
1、设,则。
ab、;cd、;
2、设,则中正确的是。
ab、; c、 不需考虑与的大小关系。
二、填空题。
1、设,则;
2、设面上曲线弧在处它的质量线密度为,则其质量的积分表达式为。
三、计算题。
1、设是以为顶点的三角形边界曲线,求;
解:;2、设是连接的直线段,求;
解:;3、设,求;
解:;4、设螺旋形弹簧一圈的方程为,其质量线密度函数,求其质量及其关于轴的转动惯量;
解:,5、半径为、圆心角为的均匀圆弧段()的重心。
解:的重心为,其中。
对坐标的曲线积分。
一、选择题:设为面上从点的直线段,则下列不正确的是。
a、; b、;
cd、。二、填空题。
1、设为面内上的直线段,则;
2、积分的名称分别是定积分,对弧长、对坐标的曲线积分 。
三、计算题
1、设,在下列三种情形下计算
为上从点的弧段;
解:此时,故;
为上从点的弧段;
解:此时,故;
为折线段;解:此时,故。
2、设,在下列三种情形下计算。
为上从点的直线段;
解:此时,故;
为上从点的弧段;
解:此时,故;
3、,其中为圆周上对应于从0到的弧段;
解:此时,故;
4、,其中为圆周(逆时针一圈);
解:此时,故;
5、设正向轴与重力方向一致,现有一个质量为的质点在其重力作用下,从点沿直线移动到点,求此过程中重力所做的功。
解:,,故。
格林公式及应用。
一、 选择题
1、设为内一条无重点、分段光滑、不经过原点的有向连续曲线,,则下列结论中错误的是。
a、若为绕原点的闭曲线,则积分值与的形状无关;
b、在左半平面内,积分值与的形状无关;
c、若为不绕原点的闭曲线,则积分值为0;
d、积分与的路径无关。
2、设是某函数的全微分,则等于。
ab、0c、1d、2。
二、填空题。
2、设面上简单封闭的正向曲线所围区域之面积为,则的曲线积分表达形式可为。
三、计算题。
1、,其中是以(0,0),(3,0),(3,2)为顶点的三角形(逆时针);
解:,则由格林公式得;
2、利用曲线积分计算星形线所围区域的面积;
解: 3、,为椭圆的正向边界。
解:,则由格林公式得;
4、,是沿的上半部从到的弧段;
解:,则由格林公式得。
5、已知平面力场,求质点沿路线由点移动到时,力场所做的功。
解:,则由格林公式得。
四、计算题:验证表达式是某个二元函数的全微分,求出其全微分的原函数,并计算。
证明:令,则,且。
对面积的曲面积分。
一、 选择题。
1、设,而为连续函数,则。
ab、;cd、;
2、设,则。
ab.2; c.4; d.4;
3、设为平面在第一卦限的部分,则。
abc、; d、。
二、填空题。
1、球面含在内的部分之面积为;
2、密度为常数的均匀球壳对直径的转动惯量为。
三、计算题。
1、求,其中为锥面及平面所围区域的整个边界曲面;
解: 2、求质量密度为的抛物壳之质量;
高等数学B作业
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