工科數(shù)學分析-07數(shù)分試卷6學分答案

誠信應考,考試作弊將帶來嚴重后果華南理工大學考試數(shù)學分析三參考答案及評分標準注意事項1考前請將密封線內(nèi)填寫清楚；2所有答案請直接答在試卷上；3考試形式閉卷；4本試卷共兩大題，滿分100分，考試時間120分鐘。題號一計算二證明總分得分評卷人一計算題（共8題，每題9分，共72分）。1求函數(shù)在點0,0處的二次極限與二重極限331,SINSIFXYYX解，因此二重極限為43,Y0分因為與均不存在，3301LIMSINSIXYX3301LIMSINSIYX故二次極限均不存在。9分2設是由方程組所確定的隱函數(shù),其中和分別,YXZ,0ZXFYFFF具有連續(xù)的導數(shù)和偏導數(shù),求D解對兩方程分別關于求偏導X，4分。解此方程組并整理得9分YYXYZFFXFXFDZ3取為新自變量及為新函數(shù)，變換方程,WV。2ZZXYX_學院專業(yè)學號姓名座位號密封線內(nèi)不答題密封線線10XYDZYFFD設（假設出現(xiàn)的導數(shù)皆連續(xù)）,2YXYWZE解看成是的復合函數(shù)如下Z。4分,2YXYE代人原方程，并將變換為。整理得XYZ。9分2W4要做一個容積為的有蓋圓桶,什么樣的尺寸才能使用料最省31M解設圓桶底面半徑為,高為,則原問題即為求目標函數(shù)在約束條件下RH的最小值，其中目標函數(shù),2S表約束條件。3分21RH構造LAGRANGE函數(shù)22,1FRHRH。令6分240,RHR解得，故有由題意知問題的最小值必存在，當?shù)酌?314,H半徑為高為時，制作圓桶用料最省。93,2R分5設,計算32YXFEDFY解由含參積分的求導公式5分33222232YYXXYXYXYEEDEE32752YXYYYD。9分37521XYEE6求曲線所圍的面積，其中常數(shù)2XYABC,0ABC解利用坐標變換由于，則圖象在第一三象限，從而可OS,IN0XY以利用對稱性，只需求第一象限內(nèi)的面積。3分2,0,SINCO2AB則6分,2XYVD122SINCO0ABD20SINCOAB9分7計算曲線積分,其中是圓柱面與平面352LZDXYDZL21XY的交線（為一橢圓），從軸的正向看去，是逆時針方向3ZY解取平面上由曲線所圍的部分作為STOKES公式中的曲面，定ZY向為上側，則的法向量為。3分1COS,CS0,2由STOKES公式得352LZDXYDZOCOS352DSXYZ6分S21XYD9分8計算積分,為橢球的上半部分的下側SYZDX221ZABC解橢球的參數(shù)方程為，其中SINO,SIN,COSYZ且02,。3分2SI,ZXAC積分方向向下，取負號，因此，6分YZDX22320SINOSIBD220IICACD9分4二證明題（共3題，共28分）。9（9分）討論函數(shù)在原點0,0處的連續(xù)性、3224,00XYYF可偏導性和可微性解連續(xù)性當時，2XY，當，2440XYF,0,XY從而函數(shù)在原點處連續(xù)。3分0,可偏導性，,0,LIMXXFFFX，,Y0,0YY即函數(shù)在原點處可偏導。5分可微性不存在，2232422001LILIXYXYXYFFYXY從而函數(shù)在原點處不可微。9分,10（9分）（9分）設滿足,FXY（1）在上連續(xù)，00,DXYAB（2），0F（3）當固定時，函數(shù)是的嚴格單減函數(shù)。,XY試證存在，使得在上通過定義了一個0X,0FXY函數(shù)，且在上連續(xù)。Y證明（I）先證隱函數(shù)的存在性。由條件（3）知，在上是的嚴格單減函數(shù)，而由條件0,FX0,YBY（2）知，從而由函數(shù)的連續(xù)性得0,0FX，。Y,現(xiàn)考慮一元連續(xù)函數(shù)。由于，則必存在使得0,X0,YB10，。0,FXB1,OX同理，則必存在使得2，。0,Y02,取，則在鄰域內(nèi)同時成立12MINX，。3分0,FXB0,FYB于是，對鄰域內(nèi)的任意一點，都成立,O，。0,Y0,X固定此，考慮一元連續(xù)函數(shù)。由上式和函數(shù)關于的連續(xù)性可X,FXY,FXY知，存在的零點使得,FY0B0。,而關于嚴格單減，從而使0的是唯一的。再由的任意性，,X,XYX證明了對內(nèi)任意一點，總能從找到唯一確定的與相0,OX,FY對應，即存在函數(shù)關系或。此證明了隱函數(shù)的存在性。FF6分（II）下證隱函數(shù)的連續(xù)性。YFX設是內(nèi)的任意一點，記。X0,YFX對任意給定的，作兩平行線，。由上述證明知，。,0FXY,0FXY由的連續(xù)性，必存在的鄰域使得,OX，。,X對任意的，固定此并考慮的函數(shù)，它關于嚴格單減且XOYFYY，。,0FY,0FX于是在內(nèi)存在唯一的一個零點使，,X即對任意的，它對應的函數(shù)值滿足。這證明了函數(shù),XY是連續(xù)的。9分YF11（10分）判斷積分在上是否一致收斂，并給出證明。10SINDX02證明此積分在上非一致收斂。證明如下2作變量替換，則XT。3分1201SINSINDTDT不論正整數(shù)多么大，當時，恒有。3,2,4AN2SINT5分因此，7分2211SINAATDDTT214TA，當時。2043N2因此原積分在上非一致收斂。10分0注不能用DIRICHLET判別