说明:本版按原 PDF 题号 1~100 顺序重编,尽量补全为“题目 + 答案 + 解析 + 考点”。
由于原 PDF 存在少量公式识别错位、字符缺失和排版粘连,个别题目我按常见《经济数学2》题型进行了规范化还原;对无法百分百确认的题,已明确标注“按题面识别整理”。复习时可将本稿与老师原讲义对照使用。
点 \(A(0,0,0)\) 到点 \(B(1,3,1)\) 的距离 \(AB=\)
答案: \(\sqrt{11}\)
解析:
\[ AB=\sqrt{(1-0)^2+(3-0)^2+(1-0)^2}=\sqrt{11} \]
考点: 空间两点距离公式。
点 \(A(0,1,2)\) 到点 \(B(3,1,5)\) 的距离 \(AB=\)
答案: \(3\sqrt2\)
解析:
\[ AB=\sqrt{(3-0)^2+(1-1)^2+(5-2)^2}=\sqrt{18}=3\sqrt2 \]
考点: 三维坐标距离计算。
通过点 \((1,-2,0)\) 且平行于 \(yoz\) 面的平面方程为
答案: \(x=1\)
解析: 平行于 \(yoz\) 面的平面都形如 \(x=c\),代入点坐标得 \(c=1\)。
考点: 特殊位置平面方程。
按题面识别:函数 \(f(x,y)=x+y\),则 \(f(0,4)=\)
答案: \(4\)
解析:
\[ f(0,4)=0+4=4 \]
考点: 二元函数求函数值。
按题面识别为两类极限:
\[ \lim_{(x,y)\to(1,0)}\frac{x^2+y^2}{x+y} \]
\[ \lim_{(x,y)\to(1,0)}\frac{x+y}{x^2+y^2} \]
答案: 分别为 \(1,1\)
解析: 直接代入即可,因为分母极限不为 \(0\)。
考点: 多元函数直接代入型极限。
求极限
\[ \lim_{(x,y)\to(1,0)}\frac{xy}{x^2+y^2} \]
答案: \(0\)
解析: 直接代入得
\[ \frac{1\cdot 0}{1^2+0^2}=0 \]
考点: 二元函数极限直接代入。
设
\[ z=e^x+y^3+1 \]
求全微分 \(dz\)。
答案:
\[ dz=e^x\,dx+3y^2\,dy \]
解析:
\[ z_x=e^x,\qquad z_y=3y^2 \]
故
\[ dz=z_xdx+z_ydy=e^x dx+3y^2dy \]
考点: 全微分公式。
设
\[ z=x+e^{y^3} \]
求全微分 \(dz\)。
答案:
\[ dz=dx+3y^2e^{y^3}\,dy \]
解析:
\[ z_x=1,\qquad z_y=3y^2e^{y^3} \]
所以
\[ dz=dx+3y^2e^{y^3}dy \]
考点: 指数复合函数的偏导。
设 \(D=\{(x,y)\mid x^2+y^2\le 3\}\),求
\[ \iint_D \frac13\,d\sigma \]
答案: \(\pi\)
解析: 区域面积为 \(3\pi\),所以积分为
\[ \frac13\cdot 3\pi=\pi \]
考点: 常数在区域上的二重积分。
已知 \(\lim\limits_{n\to\infty}u_n=4\),则级数 \(\sum u_n\) 的敛散性为
答案: 发散
解析: 级数收敛必要条件是 \(u_n\to 0\),这里极限为 \(4\ne 0\),故发散。
考点: 级数收敛必要条件。
求
\[ \sum_{n=1}^{\infty}\frac1{5^n} \]
答案: \(\dfrac14\)
解析: 等比级数,首项 \(a=\frac15\),公比 \(r=\frac15\),故
\[ S=\frac{a}{1-r}=\frac{1/5}{1-1/5}=\frac14 \]
考点: 等比级数求和。
当 \(|x|<1\) 时,求级数
\[ \sum_{n=0}^{\infty}x^{n+1} \]
的和函数。
答案:
\[ \frac{x}{1-x} \]
解析:
\[ \sum_{n=0}^{\infty}x^{n+1}=x\sum_{n=0}^{\infty}x^n=\frac{x}{1-x} \]
考点: 几何级数变形。
当 \(|x|<1\) 时,求级数
\[ \sum_{n=2}^{\infty}x^n \]
的和函数。
答案:
\[ \frac{x^2}{1-x} \]
解析:
\[ \sum_{n=2}^{\infty}x^n=x^2\sum_{n=0}^{\infty}x^n=\frac{x^2}{1-x} \]
考点: 幂级数和函数。
微分方程
\[ xy^{(5)}+4y-5\sin x=0 \]
是几阶微分方程?
答案: 5 阶
解析: 最高阶导数是 \(y^{(5)}\)。
考点: 微分方程阶数判断。
微分方程
\[ y''+x^3y+5x=0 \]
是几阶微分方程?
答案: 2 阶
解析: 最高阶导数为 \(y''\)。
考点: 微分方程阶数。
通过点 \((2,-1,1)\) 且平行于 \(xoz\) 面的平面方程为
答案: \(y=-1\)
解析: 平行于 \(xoz\) 面的平面形如 \(y=c\)。
考点: 特殊平面方程。
按题面识别:\(f(x,y)=\sin(x+y)\),则
\[ f\left(0,\frac\pi2\right)= \]
答案: \(1\)
解析:
\[ f\left(0,\frac\pi2\right)=\sin\frac\pi2=1 \]
考点: 二元函数求值。
函数
\[ z=\sqrt{x^2+y^2-4} \]
的定义域为
答案:
\[ \{(x,y)\mid x^2+y^2\ge 4\} \]
解析: 根式有意义要求 \(x^2+y^2-4\ge 0\)。
考点: 多元函数定义域。
求极限
\[ \lim_{x\to0,\,y\to0}\frac{\sin(xy)}{y} \]
答案: \(0\)
解析:
\[ \frac{\sin(xy)}{y}=x\cdot \frac{\sin(xy)}{xy}\to 0\cdot 1=0 \]
考点: 凑 \(\sin u/u\) 极限。
垂直于 \(x\) 轴且经过点 \((4,-5,2)\) 的平面方程为
答案: \(x=4\)
解析: 平面法向量平行于 \(x\) 轴,故平面方程为 \(x=c\)。
考点: 平面与坐标轴垂直关系。
若级数 \(\sum u_n\) 收敛,则 \(\lim\limits_{n\to\infty}u_n=\)
答案: \(0\)
解析: 这是级数收敛的必要条件。
考点: 级数基本结论。
设 \(f(x,y)=e^{xy}\),求 \(f_x(1,2)\)。
答案: \(2e^2\)
解析:
\[ f_x=ye^{xy} \]
代入 \((1,2)\) 得
\[ f_x(1,2)=2e^2 \]
考点: 偏导数计算。
求极限
\[ \lim_{(x,y)\to(0,1)}\frac{\sin(xy)}{x+y} \]
答案: \(0\)
解析: 直接代入:分子趋于 \(\sin 0=0\),分母趋于 \(1\)。
考点: 连续函数复合极限。
设 \(D=\{(x,y)\mid x^2+y^2\le16\}\),求
\[ \iint_D dxdy \]
答案: \(16\pi\)
解析: 圆盘面积为
\[ \pi\cdot 4^2=16\pi \]
考点: 二重积分表示面积。
求极限
\[ \lim_{n\to\infty}\frac{n^5}{n!} \]
答案: \(0\)
解析: 阶乘增长快于任何幂函数,故极限为 \(0\)。
考点: 阶乘与幂函数增长速度比较。
求极限
\[ \lim_{n\to\infty}\frac{n^2}{2^n} \]
答案: \(0\)
解析: 指数函数增长快于多项式。
考点: 指数与多项式比较。
判断级数
\[ \sum_{n=1}^{\infty}\frac1{2n} \]
的敛散性。
答案: 发散
解析:
\[ \sum\frac1{2n}=\frac12\sum\frac1n \]
调和级数发散,所以原级数发散。
考点: 与调和级数比较。
\[ \sum_{n=0}^{\infty}x^n= \]
\[ \sum_{n=1}^{\infty}nx^{n-1}= \]
答案:
\[ \frac1{1-x} \]
\[ \frac1{(1-x)^2} \]
\[ e^x=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{x^n}{n!} \]
解析: - (1) 是基本几何级数。 - (2) 由 (1) 两边求导得到。 - (3) 是 \(e^x\) 的麦克劳林展开。
考点: 常见幂级数公式。
求方程
\[ y'-x^2y=0 \]
的通解。
答案:
\[ y=Ce^{x^3/3} \]
解析: 分离变量:
\[ \frac{dy}{y}=x^2dx \]
积分得
\[ \ln|y|=\frac{x^3}{3}+C \]
故
\[ y=Ce^{x^3/3} \]
考点: 可分离变量方程。
求方程
\[ y'-x^3y=0 \]
的通解。
答案:
\[ y=Ce^{x^4/4} \]
解析: 同上,
\[ \frac{dy}{y}=x^3dx Rightarrow \ln|y|=\frac{x^4}{4}+C \]
考点: 一阶齐次线性 / 可分离方程。
微分方程
\[ y'''+xy=1 \]
是几阶微分方程?
答案: 3 阶
解析: 最高阶导数是 \(y'''\)。
考点: 阶数判断。
微分方程
\[ y''+\bigl(x+xy^2\bigr)e^x=y' \]
是几阶微分方程?
答案: 2 阶
解析: 最高阶导数是 \(y''\)。
考点: 微分方程阶数判断。
点 \(A(4,1,3)\) 到点 \(B(3,0,1)\) 的距离为
答案: \(\sqrt6\)
解析:
\[ AB=\sqrt{(4-3)^2+(1-0)^2+(3-1)^2}=\sqrt{1+1+4}=\sqrt6 \]
考点: 空间距离。
点 \((a,b,c)\) 关于原点的对称点是
答案: A,即 \((-a,-b,-c)\)
解析: 关于原点中心对称,三个坐标都变号。
考点: 空间点对称。
“函数在点 \((x_0,y_0)\) 连续”是“该点偏导数存在”的什么条件?
答案: D,无关条件
解析: 连续不一定偏导存在,偏导存在也不一定连续,因此既不是充分也不是必要。
考点: 连续与偏导存在的关系。
“函数在点 \((x_0,y_0)\) 连续”是“该点可微”的什么条件?
答案: C,必要条件
解析: 可微必连续,但连续不一定可微。
考点: 可微与连续关系。
偏导数 \(f_x(x_0,y_0),f_y(x_0,y_0)\) 存在是函数在该点可微的什么条件?
答案: A,必要条件
解析: 可微一定偏导存在;但偏导存在不一定可微。
考点: 可微的必要条件。
在一点具有偏导数是函数在该点连续的什么条件?
答案: D,既非充分也非必要条件
解析: 偏导存在不推连续;连续也不推偏导存在。
考点: 偏导与连续关系。
函数在点连续是偏导数存在的什么条件?
答案: D,既非充分也非必要条件
解析: 同第 35 题。
考点: 基本概念辨析。
函数在某邻域内偏导数存在且连续,是函数在该点可微的什么条件?
答案: B,充分不必要条件
解析: 邻域内偏导连续可推出可微,但可微不一定要求偏导连续。
考点: 可微的常用充分条件。
偏导数存在是函数在一点可微的什么条件?
答案: A,必要条件
解析: 同第 37 题。
考点: 概念重复强化。
已知 \(f(x,y)=e^{xy}\),则 \(f_{yy}(1,0)=\)
答案: C,即 \(1\)
解析:
\[ f_y=xe^{xy},\qquad f_{yy}=x^2e^{xy} \]
故
\[ f_{yy}(1,0)=1 \]
考点: 二阶偏导。
下列说法正确的是
答案: D
解析: - 极值点不一定是驻点,若偏导不存在则未必是驻点;所以 A、B 不严谨。 - 驻点不一定是极值点,故 C 错。 - 极大值点和极小值点统称极值点,D 对。
考点: 驻点与极值点关系。
交换二次积分次序(按题面识别)
\[ \int_0^1dx\int_0^x f(x,y)dy \]
结果为
答案: A,即
\[ \int_0^1dy\int_y^1 f(x,y)dx \]
解析: 区域为
\[ 0\le y\le x\le 1 \]
换序后为
\[ 0\le y\le1,\quad y\le x\le1 \]
考点: 二重积分换序。
交换积分次序(按题面识别)
\[ \int_0^2dx\int_x^2 f(x,y)dy \]
结果为
答案: D,即
\[ \int_0^2dy\int_0^y f(x,y)dx \]
解析: 区域为
\[ 0\le x\le 2,\quad x\le y\le 2 \]
换序后
\[ 0\le y\le2,\quad 0\le x\le y \]
考点: 画图换序。
设 \(D: x^2+y^2\le 3\),则
\[ \iint_D f(x,y)d\sigma \]
化为极坐标应为
答案: 含 Jacobian 因子 \(r\) 的那个选项,即
\[ \int_0^{2\pi}\int_0^{\sqrt3}f(r\cos\theta,r\sin\theta)rdrd\theta \]
考点: 极坐标变换记得乘 \(r\)。
判断级数
\[ \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac1{n+2} \]
答案: A,条件收敛
解析: 它是交错级数,满足莱布尼茨判别法收敛;但绝对值级数
\[ \sum\frac1{n+2} \]
与调和级数同敛散,发散。
考点: 绝对收敛与条件收敛。
判断级数
\[ \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac1{2n+3} \]
答案: B,条件收敛
解析: 同样为交错级数收敛,但绝对值级数发散。
考点: 交错级数判别。
下列哪个是可分离变量微分方程?
答案: A,按题面识别为
\[ y'=x^2-5y \]
若按 OCR 严格看并不完全标准;通常本题标准答案应选能整理成 \(g(y)dy=f(x)dx\) 的一项。
说明: 该题 OCR 失真较明显,建议以课堂原题为准。
考点: 可分离变量识别。
微分方程
\[ y''=6x \]
的通解是
答案: A,即
\[ y=x^3+C_1x+C_2 \]
解析: 连续积分两次即可。
考点: 二阶简单微分方程求通解。
已知 \(f(x,y)=e^x+\sin y\),则 \(f_{xx}(0,1)=\)
答案: C,即 \(1\)
解析:
\[ f_x=e^x,\quad f_{xx}=e^x \]
故
\[ f_{xx}(0,1)=e^0=1 \]
考点: 二阶偏导。
若函数在 \((x_0,y_0)\) 处取得极值,且偏导存在,则
答案: B,即
\[ f_x(x_0,y_0)=0,\qquad f_y(x_0,y_0)=0 \]
解析: 极值点若偏导存在,则必为驻点。
考点: 极值必要条件。
判断级数
\[ \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac1{2n+1} \]
答案: B,条件收敛
解析: 交错收敛,绝对值级数发散。
考点: 交错 \(p\) 型级数。
哪个是可分离变量方程?
答案: OCR 不清,通常应选可整理为
\[ y'=X(x)Y(y) \]
的选项。
说明: 这题原 PDF 识别错误较重,建议对照老师原卷判断。
考点: 可分离变量形式识别。
交换积分次序:
\[ \int_0^1dx\int_x^1 f(x,y)dy= \]
答案:
\[ \int_0^1dy\int_0^y f(x,y)dx \]
解析: 区域为
\[ 0\le x\le y\le1 \]
换序后即上式。
考点: 二重积分换序。
微分方程
\[ y''=2 \]
的通解是
答案: B,即
\[ y=x^2+C_1x+C_2 \]
解析:
\[ y'=2x+C_1,\qquad y=x^2+C_1x+C_2 \]
考点: 直接积分法。
设
\[ z=e^{x^2}\sin 2y \]
求 \(z_x,z_y\)。
答案:
\[ z_x=2xe^{x^2}\sin 2y \]
\[ z_y=2e^{x^2}\cos 2y \]
解析: 分别对 \(x,y\) 求偏导。
考点: 指数函数与三角函数复合偏导。
设
\[ z=e^{-y}\cos x^2 \]
求 \(z_x,z_y\)。
答案:
\[ z_x=-2x e^{-y}\sin x^2 \]
\[ z_y=-e^{-y}\cos x^2 \]
解析:
\[ \frac{\partial}{\partial x}(\cos x^2)=-2x\sin x^2 \]
\[ \frac{\partial}{\partial y}(e^{-y})=-e^{-y} \]
考点: 链式法则。
设
\[ f(x,y)=\ln(x^2+y) \]
求 \(f_x,f_y\)。
答案:
\[ f_x=\frac{2x}{x^2+y},\qquad f_y=\frac{1}{x^2+y} \]
解析: 对数求导配合链式法则。
考点: 对数复合函数偏导。
已知
\[ z=x^2y^4 \]
求 \(z_x,z_y,z_{xy},z_{yy}\)。
答案:
\[ z_x=2xy^4 \]
\[ z_y=4x^2y^3 \]
\[ z_{xy}=8xy^3 \]
\[ z_{yy}=12x^2y^2 \]
解析: 逐次求偏导即可。
考点: 一阶、二阶偏导计算。
已知
\[ z=x^3y^2+x^2y-5xy \]
求 \(z_x,z_y,z_{xy},z_{yy}\)。
答案:
\[ z_x=3x^2y^2+2xy-5y \]
\[ z_y=2x^3y+x^2-5x \]
\[ z_{xy}=6x^2y+2x-5 \]
\[ z_{yy}=2x^3 \]
解析: 按项分别求导。
考点: 多项式函数偏导。
已知
\[ z=x^3y^2+y^3-6xy \]
求 \(z_x,z_y,z_{xy},z_{yy}\)。
答案:
\[ z_x=3x^2y^2-6y \]
\[ z_y=2x^3y+3y^2-6x \]
\[ z_{xy}=6x^2y-6 \]
\[ z_{yy}=2x^3+6y \]
解析: 连续求偏导即可。
考点: 二阶偏导综合。
由方程
\[ z^2-x^2-y^2=1 \]
确定隐函数 \(z=f(x,y)\),求 \(z_x,z_y\)。
答案:
\[ z_x=\frac{x}{z},\qquad z_y=\frac{y}{z} \]
解析: 令
\[ F(x,y,z)=z^2-x^2-y^2-1=0 \]
则
\[ F_x=-2x,\quad F_y=-2y,\quad F_z=2z \]
所以
\[ z_x=-\frac{F_x}{F_z}=\frac{x}{z},\qquad z_y=-\frac{F_y}{F_z}=\frac{y}{z} \]
考点: 隐函数偏导公式。
由方程
\[ xy+yz+xz=2 \]
确定隐函数 \(z=f(x,y)\),求 \(z_x,z_y\)。
答案:
\[ z_x=-\frac{y+z}{x+y},\qquad z_y=-\frac{x+z}{x+y} \]
解析: 见前面同类题。
考点: 隐函数求偏导。
由方程
\[ x^2+y^2+z^2-z=1 \]
确定隐函数 \(z=f(x,y)\),求 \(z_x,z_y\)。
答案:
\[ z_x=-\frac{2x}{2z-1},\qquad z_y=-\frac{2y}{2z-1} \]
解析: 设
\[ F(x,y,z)=x^2+y^2+z^2-z-1=0 \]
则
\[ F_x=2x,\quad F_y=2y,\quad F_z=2z-1 \]
故
\[ z_x=-\frac{2x}{2z-1},\qquad z_y=-\frac{2y}{2z-1} \]
考点: 隐函数求导。
由方程
\[ x^2+y^2+z^2=4z \]
确定隐函数 \(z=f(x,y)\),求 \(z_x,z_y\)。
答案:
\[ z_x=-\frac{x}{z-2},\qquad z_y=-\frac{y}{z-2} \]
解析: 设
\[ F=x^2+y^2+z^2-4z=0 \]
则
\[ F_x=2x,\ F_y=2y,\ F_z=2z-4 \]
所以
\[ z_x=-\frac{2x}{2z-4}=-\frac{x}{z-2} \]
\[ z_y=-\frac{2y}{2z-4}=-\frac{y}{z-2} \]
考点: 隐函数偏导。
设
\[ z=\ln(x^2+y^2) \]
求全微分 \(dz\)。
答案:
\[ dz=\frac{2x}{x^2+y^2}dx+\frac{2y}{x^2+y^2}dy \]
考点: 全微分。
设
\[ z=\sin(x-y) \]
求全微分 \(dz\)。
答案:
\[ dz=\cos(x-y)dx-\cos(x-y)dy \]
考点: 三角函数全微分。
由方程
\[ z^3-xyz=1 \]
确定隐函数 \(z=f(x,y)\),求 \(z_x,z_y\)。
答案:
\[ z_x=\frac{yz}{3z^2-xy},\qquad z_y=\frac{xz}{3z^2-xy} \]
解析: 设
\[ F(x,y,z)=z^3-xyz-1=0 \]
则
\[ F_x=-yz,\quad F_y=-xz,\quad F_z=3z^2-xy \]
故
\[ z_x=-\frac{F_x}{F_z}=\frac{yz}{3z^2-xy} \]
\[ z_y=-\frac{F_y}{F_z}=\frac{xz}{3z^2-xy} \]
考点: 隐函数求偏导。
交换积分次序:
\[ \int_0^1dx\int_x^1f(x,y)dy \]
答案:
\[ \int_0^1dy\int_0^y f(x,y)dx \]
解析: 与第 55 题相同。
考点: 二重积分换序。
计算
\[ \iint_D x^2\,dxdy \]
其中 \(D\) 为坐标轴与直线 \(x+y=1\) 围成的闭区域。
答案:
\[ \frac1{12} \]
解析:
\[ \iint_Dx^2d\sigma=\int_0^1\int_0^{1-x}x^2dydx =\int_0^1x^2(1-x)dx =\frac1{12} \]
考点: 三角形区域上的二重积分。
计算
\[ \iint_D y\,dxdy \]
其中 \(D\) 为坐标轴与直线 \(x+y=1\) 围成的闭区域。
答案:
\[ \frac16 \]
解析:
\[ \iint_D yd\sigma=\int_0^1\int_0^{1-x}ydydx =\int_0^1\frac{(1-x)^2}{2}dx=\frac16 \]
考点: 累次积分计算。
计算
\[ \iint_D xy^2\,d\sigma \]
其中 \(D\) 是由直线 \(y=x,y=1,x=2\) 围成的三角形区域。
答案:
\[ \frac{49}{30} \]
解析: 区域可写为
\[ 1\le x\le2,\quad 1\le y\le x \]
故
\[ \int_1^2\int_1^xxy^2dydx =\int_1^2x\cdot\frac{x^3-1}{3}dx =\frac13\int_1^2(x^4-x)dx =\frac{49}{30} \]
考点: 画区域、定积分限。
计算
\[ \iint_D (x^2+y)\,d\sigma \]
其中 \(D\) 是由两坐标轴及直线 \(x+y=1\) 围成的闭区域。
答案:
\[ \frac14 \]
解析:
\[ \iint_D(x^2+y)d\sigma =\int_0^1\int_0^{1-x}(x^2+y)dydx \]
先积 \(y\):
\[ =\int_0^1\left[x^2(1-x)+\frac{(1-x)^2}{2}\right]dx \]
化简积分得
\[ \frac14 \]
考点: 多项式二重积分。
计算
\[ \iint_D xy\,d\sigma \]
其中区域 \(D\) 是由直线 \(y=x,x=1\) 与 \(x\) 轴围成的三角形区域。
答案:
\[ \frac18 \]
解析: 区域为
\[ 0\le x\le1,\quad 0\le y\le x \]
故
\[ \int_0^1\int_0^x xydydx =\int_0^1x\cdot\frac{x^2}{2}dx =\frac12\int_0^1x^3dx =\frac18 \]
考点: 三角形积分区域。
计算
\[ \iint_D(x^2+y^2)d\sigma \]
其中
\[ D=\{(x,y)\mid 1\le x^2+y^2\le2\} \]
答案:
\[ \frac{3\pi}{2} \]
解析: 极坐标下
\[ x^2+y^2=r^2, \qquad d\sigma=rdrd\theta \]
故
\[ \iint_D(x^2+y^2)d\sigma =\int_0^{2\pi}\int_1^{\sqrt2}r^2\cdot r\,drd\theta \]
\[ =2\pi\int_1^{\sqrt2}r^3dr =2\pi\left[\frac{r^4}{4}\right]_1^{\sqrt2} =\frac{3\pi}{2} \]
考点: 环域极坐标积分。
写出:级数 \(\sum u_n\) 收敛的必要条件;等比级数、调和级数、\(p\)-级数的敛散性结论。
答案:
\[ \lim_{n\to\infty}u_n=0 \]
\[ \sum_{n=1}^{\infty}\frac1n \]
发散。
\[ \sum_{n=1}^{\infty}\frac1{n^p} \]
考点: 无穷级数最基础结论。
判别若干级数的敛散性(原题为综合小题)。
可直接记忆的标准答案模板:
说明: 第 78 题原 PDF 子题 OCR 失真较大,这里给出对应常见题型的标准判断方法。若你需要,我可以下一步把第 78 题单独拆成“每个子题逐一判别版”。
考点: 比较判别、比值判别、交错级数、一般项判别。
指出下列级数是绝对收敛还是条件收敛(原题为综合小题)。
标准结论模板:
\[ \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac1{2n-1} \]
条件收敛。
\[ \sum_{n=1}^{\infty}\frac{\sin(nx)}{n^2} \]
绝对收敛,因为
\[ \left|\frac{\sin(nx)}{n^2}\right|\le \frac1{n^2} \]
\[ \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac1n \]
条件收敛。
\[ \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac1{n^2} \]
绝对收敛。
考点: 绝对收敛判别优先看绝对值级数。
求幂级数
\[ \sum_{n=1}^{\infty}\frac{x^n}{n+3} \]
的收敛半径与收敛域。
答案:
\[ R=1 \]
收敛区间为 \([-1,1)\) 还是 \((-1,1]\) 需单独验端点: - \(x=1\) 时,\(\sum \frac1{n+3}\) 发散 - \(x=-1\) 时,\(\sum \frac{(-1)^n}{n+3}\) 收敛
故收敛域为
\[ [-1,1) \]
考点: 端点单独讨论。
求幂级数
\[ \sum_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^{n-1}}{n}x^n \]
的收敛半径与收敛域。
答案:
\[ R=1 \]
端点: - \(x=1\) 时为交错调和级数,收敛 - \(x=-1\) 时为 \(-\sum\frac1n\),发散
故收敛域为
\[ (-1,1] \]
考点: 对数型幂级数。
求幂级数
\[ \sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n2^n x^n \]
的收敛半径与收敛域。
答案:
\[ R=\frac12 \]
收敛域为
\[ \left(-\frac12,\frac12\right) \]
解析: 这是公比为 \(-2x\) 的等比级数,要求 \(|2x|<1\)。
考点: 几何型幂级数。
求幂级数
\[ \sum_{n=1}^{\infty}5^n x^n \]
的收敛半径与收敛域。
答案:
\[ R=\frac15 \]
收敛域为
\[ \left(-\frac15,\frac15\right) \]
解析: 等比级数,要求 \(|5x|<1\)。
考点: 等比幂级数。
求幂级数
\[ \sum_{n=1}^{\infty}\frac{x^n}{n+2} \]
的收敛半径与收敛域。
答案:
\[ R=1 \]
端点讨论同调和型: - \(x=1\) 发散 - \(x=-1\) 条件收敛
故收敛域为
\[ [-1,1) \]
考点: 系数为 \(1/n\) 量级的幂级数。
求幂级数
\[ \sum_{n=1}^{\infty}n x^n \]
的收敛半径与收敛域。
答案:
\[ R=1 \]
端点 \(x=\pm1\) 时一般项不趋于零,因此都发散。
故收敛域为
\[ (-1,1) \]
考点: 比值法求收敛半径。
求微分方程
\[ y'-y=e^x \]
的通解。
答案:
\[ y=e^x(x+C) \]
解析: 这是线性方程
\[ y'-y=e^x \]
积分因子 \(\mu=e^{-x}\),故
\[ (e^{-x}y)'=1 Rightarrow e^{-x}y=x+C \]
所以
\[ y=e^x(x+C) \]
考点: 一阶线性方程。
求微分方程
\[ y'+y=e^{-2x} \]
的通解。
答案:
\[ y=\frac{1}{-1}e^{-2x}+Ce^{-x}=e^{-2x}(-1)+Ce^{-x} \]
即
\[ y=-e^{-2x}+Ce^{-x} \]
解析: 积分因子为 \(e^x\),有
\[ (e^xy)'=e^{-x} Rightarrow e^xy=-e^{-x}+C \]
考点: 一阶线性微分方程。
求微分方程
\[ y'+\frac1x y=\frac{\cos x}{x} \]
的通解。
答案:
\[ y=\sin x+\frac{C}{x} \]
解析: 积分因子
\[ \mu(x)=e^{\int \frac1x dx}=x \]
故
\[ (xy)'=\cos x Rightarrow xy=\sin x+C \]
所以
\[ y=\frac{\sin x+C}{x}=\sin x\cdot\frac1x+\frac Cx \]
按题面常见标准写法为
\[ y=\frac{\sin x+C}{x} \]
考点: 变系数线性方程。
求微分方程
\[ \frac{dy}{dx}+y=e^{3x} \]
的通解。
答案:
\[ y=\frac14e^{3x}+Ce^{-x} \]
解析: 积分因子为 \(e^x\),则
\[ (e^xy)'=e^{4x} Rightarrow e^xy=\frac14e^{4x}+C \]
故
\[ y=\frac14e^{3x}+Ce^{-x} \]
考点: 一阶线性方程。
求微分方程
\[ y''+y'-6y=0 \]
的通解。
答案:
\[ y=C_1e^{2x}+C_2e^{-3x} \]
解析: 特征方程
\[ r^2+r-6=0 Rightarrow (r-2)(r+3)=0 \]
考点: 二阶常系数齐次方程。
求微分方程
\[ y''+2y'+3y=0 \]
的通解。
答案:
\[ y=e^{-x}(C_1\cos\sqrt2x+C_2\sin\sqrt2x) \]
解析: 特征方程
\[ r^2+2r+3=0 Rightarrow r=-1\pm \sqrt2 i \]
考点: 复根情形。
求方程
\[ y''+3y'+4y=0 \]
的通解。
答案:
\[ y=e^{-\frac32x}\left(C_1\cos\frac{\sqrt7}{2}x+C_2\sin\frac{\sqrt7}{2}x\right) \]
解析: 特征方程
\[ r^2+3r+4=0 \]
判别式为 \(9-16=-7\)。
考点: 常系数二阶齐次方程。
求方程
\[ y''+4y'+5y=0 \]
的通解。
答案:
\[ y=e^{-2x}(C_1\cos x+C_2\sin x) \]
解析: 特征方程
\[ r^2+4r+5=0 Rightarrow r=-2\pm i \]
考点: 复根型通解。
求方程
\[ y''-5y'+6y=0 \]
的通解。
答案:
\[ y=C_1e^{2x}+C_2e^{3x} \]
解析: 特征方程
\[ r^2-5r+6=0 Rightarrow (r-2)(r-3)=0 \]
考点: 实根型通解。
求方程
\[ y''-2y'-8y=0 \]
的通解。
答案:
\[ y=C_1e^{4x}+C_2e^{-2x} \]
解析: 特征方程
\[ r^2-2r-8=0 Rightarrow (r-4)(r+2)=0 \]
考点: 二阶常系数齐次微分方程。
某企业生产两种产品,产量分别为 \(x,y\),总成本函数按题面识别为
\[ C(x,y)=x^2+3xy+2y^2+5+60 \]
若两种产品共生产 30 件,问每种产品各生产多少时,总成本最小?
答案:
\[ x=15,\qquad y=15 \]
说明: 原题 OCR 中成本函数中常数项与系数位置略有错位,此题按常见对称二次型最值模型整理。
标准做法: 由约束 \(x+y=30\),令 \(y=30-x\),代入化为一元二次函数,再求导或配方求最小值。
考点: 约束条件下二元最值转化为一元最值。
某工厂生产甲、乙两种产品的日产量分别为 \(x,y\) 件,总成本函数为
\[ C(x,y)=x^2-xy+y^2+1000 \]
要求每天总量为 \(40\) 件,求成本最低时的产量分配。
答案:
\[ x=20,\qquad y=20 \]
解析: 由 \(x+y=40\),得 \(y=40-x\),代入:
\[ C(x)=x^2-x(40-x)+(40-x)^2+1000 \]
化简:
\[ C(x)=3x^2-120x+2600 \]
求导得
\[ C'(x)=6x-120=0 Rightarrow x=20 \]
故 \(y=20\)。
考点: 约束最小成本问题。
某工厂生产甲、乙两种产品的日产量分别为 \(x,y\) 万件,其利润函数为
\[ f(x,y)=20x+14y-32x^2-8y^2-2xy-10 \]
若要求每天生产总量为 2 万件,求利润最大时的产量分配。
答案:
\[ x=\frac{11}{19},\qquad y=\frac{27}{19} \]
解析: 由约束 \(x+y=2\),令 \(y=2-x\),代入:
\[ f(x)=20x+14(2-x)-32x^2-8(2-x)^2-2x(2-x)-10 \]
化简:
\[ f(x)=-38x^2+44x-14 \]
求导:
\[ f'(x)=-76x+44=0 Rightarrow x=\frac{11}{19} \]
故
\[ y=2-\frac{11}{19}=\frac{27}{19} \]
考点: 利润最大化,代入约束化一元二次函数。
已知总利润函数
\[ f(x,y)=-x^2-y^2+4x+6y+9 \]
其中 \(x,y\) 分别为甲、乙的日销量,且每天销售总量为 3,求总利润最大时的销量及最大利润。
答案:
\[ x=1,\qquad y=2 \]
最大利润为
\[ 20 \]
解析: 由约束 \(x+y=3\),令 \(y=3-x\),代入得
\[ f(x)=-x^2-(3-x)^2+4x+6(3-x)+9 \]
化简:
\[ f(x)=-2x^2+4x+18 \]
求导:
\[ f'(x)=-4x+4=0 Rightarrow x=1 \]
故 \(y=2\)。
代回得
\[ f(1,2)=20 \]
考点: 约束最大利润问题。
已知总利润函数
\[ f(x,y)=-x^2-y^2+4x+16y+9 \]
其中 \(x,y\) 分别表示产品 A、B 的日销量,且每天总销量为 4,求总利润最大时的销量及最大利润。
答案:
\[ x=0,\qquad y=4 \]
最大利润为
\[ 57 \]
解析: 由 \(x+y=4\),令 \(y=4-x\),则
\[ f(x)=-x^2-(4-x)^2+4x+16(4-x)+9 \]
化简:
\[ f(x)=-2x^2-4x+57 \]
求导:
\[ f'(x)=-4x-4 Rightarrow x=-1 \]
该点不满足实际销量非负约束,因此比较可行区间 \([0,4]\) 端点: - \(x=0,y=4\) 时,\(f=57\) - \(x=4,y=0\) 时,\(f=9\)
故最大利润为 \(57\),在 \((0,4)\) 处取得。
考点: 实际约束下的经济最值问题。
如果你愿意,我下一步可以继续帮你做: