第一章 一元函数及其微分学
1.设函数f(x)的定义域为(-∞,+∞),且多项式g(x)=axˉ2+bx+c满足f(g(x))=g(f(x)),其中a,b,c为任意实数。求f(x)。
2.设f(x)=#,试求f(-x)。
3.试证明#=1。
4.用定义证明#=9。
5.求#。
6.试证1/(n+1)+1/(n+2)+…+1/(n+n)收敛。
7.求#。
8.设y=f[xˉ2,ψ(x,y)],其中ψ(x,y)具有连续偏导数,求(dy)/(dx)。
9.已知方程4y-x=(x+y)ln(x+y)确定了y是x的函数,求(dy)/(dx)。
10.求函数y=u(x)ˉ(2v)ˉ(2(x))的导数,其中u(x),v(x)为可导函数。
11.求函数f(x)=xˉ2ln(1+x)在x=0处的n阶导数fˉ(n)(0)(n≥3)。
12.设函数f(x)在(-∞,+∞)内可导,且对任意的x_1和x_2有f(x_1+x_2)=f(x_1)·f(x_2),f′(0)=1。求证:f′(x)=f(x)。
13.求#。
14.求#,其中n为给定的正整数。
15.已知#=0,试确定a、b的值。
16.求#。
17.求#。
18.由拉格朗日中值定理,对任意的x≠0,都存在θ∈(0,1),使得eˉx-1=eˉ(θ(x)·x)·x。证明#=1/2。
19.求#。
20.设f_n(x)=sinx+sinˉ2x+…+sinˉnx。求证(1)对任意自然数n,方程f_n(x)=1在(π/6,π/2]内有且仅有一根。(2)设x_n∈(π/6,π/2]是f_n(x)=1的根,则#=π/6。
21.叙述并证明拉格朗日中值定理。
22.设f(x)在[a,b]上可导(a(b),f(a)=f(b)。证明存在ξ(a(ξ(b),使f(a)-f(ξ)=ξf′(ξ)。
23.设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,O(a(b。证明#ξ∈(a,b),使f(b)-f(a)=ξlnb/af′(ξ)。
24.设f(x)在[0,a)上二阶可导,且f(0)=0。f″(x)(0。求证(f(x))/x在(0,a]上单调下降。
25.在点x_0=0附近用一个x的二次多项式axˉ2+bx+c来近似函数1/(1+sinx),使其差为xˉ2的高阶无穷小。
26.设f(x)在x=0的某邻域内具有一阶连续导数,且f(0)≠0,f′(0)≠0。若af(h)+bf(2h)-f(0)在h→0时是比h高阶的无穷小,试确定a,b的值。
27.设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且f(a)=f(b)=1。试证存在ξ,η∈(a,b),使得eˉ(η-ξ)[f(η)+f′(η)]=1。
28.设limf(x)/x=1,且f″(x))0。证明f(x)≥x。
29.证明当O(x_1(x_2(π/2时,tanx_2/(tanx_1))x_2/x_1。
30.设O(a(b,试证不等式(2a)/(aˉ2+bˉ2)((lnb-lna)/(b-a)(1/(√ab)。
31.试证当x)0时,(xˉ2-1)lnx≥(x-1)ˉ2。
32.设f(x)在x_0点的某邻域内有二阶连续的导数,且当h充分小时,f(x_0)(1/2[f(x_0+h)+f(x_0-h)]恒成立。试证f″(x_0)≥0。
33.设y=f(x)在(-1,1)内具有二阶连续导数,且f″(x)≠0。试证:(1)对于(-1,1)内的任一x≠0,存在唯一的θ(x)∈(0,1),使f(x)=f(0)+xf′(θ(x)x)成立。(2)#=1/2。
34.设f(x),g(x)都是可微函数,且当x≥a时,0(|f′(x|)≤g′(x)。求证当x≥a时,有|f(x)-f(a)|≤g(x)-g(a)
35.证明当x≠0时,eˉx)1+x。
36.设a)0,方程lnx=axˉ2有几个实根?
37.求心形线γ=1-cosθ在点(π/2,1)处的切线方程。
38.设函数f(x),g(x)在区间[a,b]内具有二阶导数,且满足f″(x))g″(x),x∈(a,b),f(b)=g(b),f′(b)=g′(b)。求证对(a、b)内任意一点x,有f(x))g(x)。
39.证明xeˉ(1-x)≤1。
40.证明当x)0时,eˉx-1-x-xˉ2/2)x-sinx恒成立。
41.证明当0(x(π/(2a)时,sinax)(2a)/πx(a)0)。
42.证明eˉπ)πˉe。
43.假设函数f(x)在[a,∞)上连续,f″(x)在(a,∞)内存在且大于零,记F(x)=(f(x)-f(a))/(x-a)(x)a),证明F(x)在(a,∞)内单调增加。
44.一正圆锥外切于一半径为a的球,求圆锥的最小体积。
45.在半径为a的半圆内,作平行于直径AD的弦BC。BC为何值时,梯形ABCD的面积最大?
46.求椭圆xˉ2/aˉ2+yˉ2/bˉ2=1在第一象限中的切线,使它被坐标轴所截的线段最短。
47.设有边长为2a和2b的矩形。试求外接于该矩形的椭圆的最小面积,假设椭圆对称轴与矩形两边平行。
第二章 一元函数积分学
1.求∫sin2xdx。
2.求∫cscxdx。
3.求∫(2x+1)/(3√(1+5x))dx。
4.求∫[eˉx+eˉ(-x)]/[eˉx-eˉ(-x)]dx。
5.求∫1/(x√(1+xˉ2))dx。
6.求∫1/((1+xˉ2)ˉ2)dx。
7.求∫1/(1+eˉ(2x))dx。
8.求∫1/(x√(xˉ2-aˉ2))dx(a)0)。
9.求∫1/(√(1+aˉx))dx(a)0且a≠1)。
10.求∫1/(x√(aˉ2-xˉ2))dx(a)0)。
11.求∫1/((1+x)√(1-xˉ2))dx。
12.求∫1/(√x(4-x))dx。
13.求∫xˉ3·√(9-xˉ2)dx。
14.求∫arctaneˉx/(eˉx)dx。
15.求∫x·cotx·cscˉ2xdx。
16.求∫arccot√x/(√(1+x))dx。
17.求∫xˉnlnxdx(n≠-1)。
18.求I=∫xˉ3/(√(1+xˉ2))dx。
19.求∫1/(xˉ6(1+xˉ2))dx。
20.求∫1/(sinˉ4x)dx。
21.求∫1/(1+sinx)dx。
22.求∫(cosx·sinx)/(cosˉ4x+sinˉ4x)dx。
23.求∫1/(sin2x+2sinx)dx。
24.求∫√(1+x)/(1-x)dx。
25.计算#。
26.计算#。
27.计算#。
28.计算#。
29.计算#。
30.设f(x)在(-∞,+∞)满足f(x)=f(x-π)+sinx,在[0,π]中,f(x)=x。计算#。
31.设f(x)连续,#=x,求f(7)。
32.设f(x),g(x)在区间[a,b]上均连续(a(b),证明#≤#。
33.设函数f(x),g(x)在[a,b]上连续,且g(x))0,利用闭区间上连续函数性质,证明存在一点ξ∈[a,b],使#=#。
34.计算I=#。
35.广义积分#是否收敛?为什么?
36.计算#。
37.设函数f(x)在[a,b]上连续(a(b),#=0,#=0。试证至少存在不同的两点ξ_1、ξ_2∈(a,b),使得f(ξ_1)=f(ξ_2)=0。
38.设f(x)在[0,1]上连续且单调不增,证明当0≤μ≤1时,有#≥#。
39.设f(x)为在闭区间[A,B]上连续的函数,且有A(a(b(B。试证lim∫ˉb_a[f(x+2h)-f(x)]/[h]dx=2[f(b)-f(a)]。
40.设f(x)在闭区间[0,1]上连续,且非负单调递减。证明对于满足0(a(b(1的任何a、b有#≥#。
41.设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续且单调减少,证明不等式#≤#。
42.设函数f(x)在[a,b]上连续且可导,f(a)=0,试证明:#≤M/2(b-a)ˉ2,其中M=#。
43.求证f(x)=#在(-∞,+∞)上有界。
44.设F(x)=#·sintdt。试证明F(x)为正常数。
45.设曲线y=cosx(0≤x≤π/2),y=1和x=π/2围成平面图形D。试求平面图形D绕x轴旋转而成的旋转体的体积。
46.求曲线y=4-(x-2)ˉ2与x轴所围成的平面图形绕y轴旋转而成的立体体积。
47.设曲线y=xˉ2(0≤x≤1),y=1和x=0围成平面图形为D,试求平面图形D绕x=1旋转而成的旋转体的体积。
第三章 向量代数与空间解析几何
1.设a={1,0,0},b={0,1,-2},c={2,-2,1}。试在a与b确定的平面内,求一个模长为3的向量q,使q⊥c。
2.已知a={1,0,1},b={1,1,0}。求c,使c⊥a,c⊥b,且c=√3。
3.已知A(1,2,3),B(0,1,2),C(1,0,2),求|AB×AC|。
4.已知平面过三点M_1(1,2,3),M_2(0,0,-1),M_3(3,2,1),求此平面方程。
5.求两个平面π_1:3x-z+12=0和π_2:2x+6y+17=0所构成的二面角的平分面方程。
6.已知|OM_0|=1,OM_0的方向角分别为α,β,γ,求过M_0且垂直OM_0的平面方程。
7.已知直线L_1:(1+x)/(-1)=(y+1)/2=(z+2)/3,L_2:#。证明L_1∥L_2,并求L_1和L_2确定的平面方程。
8.已知A(1,1,1),B(2,0,3),C(3,-1,5),D(1,2,3)。A、B、C、D四点是否共面?是否共线?
9.求过直线L:#且与平面π:x+y-z=0垂直的平面方程。
10.设平面π通过点P(1,1,2),且与平面π_1:x+2y-3z=0垂直,又与直线L:(x-2)/1=(y-3)/1=(z+1)/1平行。求平面π的方程。
11.将直线方程#化为对称式方程和参数式方程。
12.求过点M(2,-5,3)且和平面π_1:2x-y+z-1=0及π_2:x+y-z-2=0平行的直线方程。
13.求过点P(1,1,1)且与直线L:(x+)/1=(y+1)/1=(z+2)/(-1)垂直相交的直线方程。
14.过点A(1,2,0)作一直线,使其与z轴相交,且和平面π:4x+3y-2z+1=0平行,求此直线方程。
15.求过点A(1,1,1)且和两直线L_1:#,L_2:#相交的直线方程。
16.求直线L:(x-1)/1=y/1=(z-1)/(-1)在平面π:x-y+2z-1=0上的投影直线L_0的方程。
17.求直线L:#关于平面π:x+y+z+1=0对称的直线方程。
18.求两异面直线L_1:(x-3)/2=y/2=(z+1)/1和L_2:(x+1)/1=(y-1)/0=(z-2)/1间的距离。
19.求过两球面的交线L:#的正圆柱面的方程。
20.证明直线L:#在曲面S:xˉ2+yˉ2/4-zˉ2/9=1上。
第四章 多元函数及其微分学
1.证明#=0。
2.求#。
3.设z=f(x,y)=(xy)ˉ(x+y),求f_x′(1,1),f_y′(1,2)。
4.设z=yˉyˉx,求(αz)/(αx),(αz)/(αy)。
5.设z=uˉ2cosvˉ2,u=x+y,v=x-y,求(αz)/(αx),(αz)/(αy)。
6.设xˉ2十yˉ2=eˉarctany/x,求(dy)/(dx)。
7.设zˉ2+yˉ2+zˉ2=yφ(z/y),其中φ是可微函数,求(αz)/(αx),(αz)/(αy)。
8.设z=f(x,y)是由方程z-y-x+xeˉ(z-y-x)=0所确定的二元函数,求dz。
9.设z是由方程x+y+z=eˉ(2z)所确定的x与y的隐函数,求(αˉ2z)/(αxαy)。
10.设z=f(x,x+z,yz),其中f具有连续的偏导数,求dz。
11.设u=x+y,v=x-y,w=x+y+z,其中w=w(u,v)具有连续的二阶偏导数,试变换方程(αˉ2z)/(αxˉ2)+2(αˉ2z)/(αxαy)+(αˉ2z)/(αyˉ2)=0。
12.设函数z=f(u),方程u=φ(u)+#确定u是x,y的函数,其中f(u),φ(u)可微,p(t),φ(u)连续,φ(u)≠1,求p(y)(αz)/(αx)+p(x)(αz)/(αy)。
13.设F(x-az,y-bz)=0确定z是x,y的函数,F是可微函数。证明az_x′+bz_y′=1。
14.设u=f(x,y,z),y=φ(x,t),t=ψ(x,z),其中f,φ,ψ均有连续的偏导数,求(αu)/(αx),(αu)/(αz)。
15.设x=u+v,y=uˉ2+vˉ2,z=uˉ3+vˉ3+eˉx,求(αz)/(αv),(αz)/(αy)。
16.设y(x)由方程组#确定,求(dy)/(dx)(假定隐函数存在定理条件满足)。
17.求曲线#在点(1,1,1)处的切线及法平面方程。
18.求曲面x=u+v,y=veˉu,z=u-v在u=v=0处的切平面方程。
19.求点M(1,2,0)到直线L:#的最短距离。
20.求曲线y=eˉx与直线x-y-1=0之间的最短距离。
21.在椭圆xˉ2+4yˉ2=4上求一点,使其到直线2x+3y-6=0的距离最短。
22.求函数u=xyz在约束条件1/x+1/y+1/z=3(x)0,y)0,z)0)下的极值。
第五章 多元函数积分学
1.计算二重积分#,其中D是由直线x=-2,y=0,y=2以及曲线x=-√(2y-yˉ2)所围成的平面区域。
2.设函数f(x)在区间[0,1]上连续,并设#=A,求#。
3.计算I=#。
4.计算#,其中D:xˉ2+yˉ2≤x+y+1。
5.计算二重积分#,其中D={(x,y)0≤x≤1,0≤y≤1}。
6.计算#。
7.求由两同心圆xˉ2+yˉ2=1和xˉ2+yˉ2=4所围的在第一象限内的四分之一圆环板的重心,其中板的面密度ρ为常数。
8.求I=#,其中Ω:xˉ2+(y-2)ˉ2+zˉ2≤4。
9.计算由旋转抛物面z=xˉ2+yˉ2和平面z=aˉ2(a)0)所围成的空间区域Ω的体积。
10.计算#,其中Ω:x≥0,y≥0,z≥0,xˉ2+yˉ2+zˉ2≤4Rˉ2。
11.设f(x)连续,F(t)=#。求F′(t)(t)0)。
12.设f(x)在[0,1]上连续,试证#=#
13.计算#,其中Ω为球体xˉ2+yˉ2+zˉ2≤aˉ2在第一卦限的部分。
14.设有一正椭圆柱体,其底面的长、短轴分别为2a、2b。用过此柱体底面的短轴且与底面成α角(0(α(π/2)的平面截此柱体,得一楔形体,求此楔形体的体积V。
15.计算∫_L(xˉ2+yˉ2+zˉ2)ds,其中L是曲面xˉ2+yˉ2+zˉ2=9/2与平面y+z=1的交线。
16.计算∮_Leˉ(√(xˉ2+yˉ2))ds,其中L为圆周xˉ2+yˉ2=aˉ2,直线y=x及x轴在第一象限内所围成的扇形的整个边界。
17.求∮_Lyˉ2ds,其中L:xˉ2+yˉ2=aˉ2(a)0)。
18.计算∫_Lydx+xdy,L:从点A(-R,0)沿上半圆周xˉ2+yˉ2=Rˉ2到点B(R,0)。
19.设曲线积分∫_Cxyˉ2dx+yφ(x)dy与路径无关,其中φ(x)具有连续的导数,且φ(0)=0,计算#+yφ(x)dy的值。
20.计算I=∮_L(xdy-ydx)/(4xˉ2+yˉ2),其中L是以点(1,0)为中心、半径为R的圆周(R)1),取逆时针方向。
21.计算∮_L(2xy-2y)dx+(xˉ2-4x)dy,其中L:xˉ2+yˉ2=9,取正向(逆时针方向)。
22.计算∮_C(z-y)dx+(x-z)dy+(x-y)dz,其中C是曲线#,从z轴正向往z轴负向看C的方向是顺时针的。
23.设函数f(x)在(-∞,+∞)内具有一阶连续导数,L是上半平面(y)0)内的有向分段光滑曲线,其起点为(a,b),终点为(c,d),记I=∫_L1/y[1+yˉ2f(xy)]dx+x/yˉ2[yˉ2f(xy)-1]dy。(1)证明曲线积分I与路径L无关。(2)当ab=cd时,求I的值。
24.求在圆柱面xˉ2+yˉ2=ay(a)0)上的介于平面z=0与曲面z=h/a√(xˉ2+yˉ2)(h)0)之间部分的面积。
25.计算I=∮_L(yˉ2-zˉ2)dx+(2zˉ2-xˉ2)dy+(3xˉ2-yˉ2)dz,其中L是平面x+y+z=2与柱面|x|+|y|=1的交线,从z轴正向看去,L为逆时针方向。
26.计算曲面积分#,其中∑为上半球面z=√(aˉ2-xˉ2-yˉ2)的上侧。
27.计算曲面积分I=#xdydz+ydzdx+zdxdy,其中∑为球面xˉ2+yˉ2+zˉ2=1的外侧。
28.计算#[axdydz+(z+a)ˉ2dxdy]/[(xˉ2+yˉ2+zˉ2)ˉ1/2],其中∑为下半球面z=-√(aˉ2-xˉ2-yˉ2)的上侧,a为大于零的常数。
29.计算#[xcos+ycos+zcos]/[(xˉ2+yˉ2+zˉ2)ˉ3/2]dS,其中∑为球面xˉ2+yˉ2+zˉ2=aˉ2的外侧,cosα、cosβ、cosγ是其外法线向量的方向余弦。
30.计算#xˉ2dydz+yˉ2dzdx+zˉ2dxdy,∑:(x-a)ˉ2+(y-b)ˉ2+(z-c)ˉ2=Rˉ2,取外侧。
31.求椭圆柱面xˉ2/5+yˉ2/9=1位于xOy平面上方和平面z=y的下方的那部分的面积。
32.计算#,其中F={x-z,xˉ3+yz,-3xyˉ2},∑是锥面z=2-√(xˉ2+yˉ2)在xOy面上方的部分,取上侧。
33.试证#(x+y+z+√3a)dS≥12πaˉ3(a)0),其中∑是球面xˉ2+yˉ2+zˉ2-2ax-2ay-2az+2aˉ2=0。
第六章 无穷级数 常微分方程
1.判别级数#的敛散性。
2.判别级数#的敛散性。
3.判别级数#的敛散性。
4.设a_n≥0且#收敛,试证#收敛。
5.试证#收敛,并求其和。
6.求幂级数#的收敛半径。
7.求级数#的收敛域。
8.求函数项级数#的收敛域。
9.求#的和函数。
10.求#的和函数。
11.把函数f(x)=1/(x(x+2))在x=1处展成泰勒级数。
12.将f(x)=1/xˉ2(xeˉx-eˉx+1)(x≠0)展成x的幂级数。
13.把f(x)=#展成以2π为周期的傅里叶级数。
14.将f(x)=x(1≤x≤2)在[1,2]上展成以2为周期的傅里叶级数。
15.设函数f(x)=xˉ2,x∈[0,π],将f(x)展开为以2π为周期的傅里叶级数。
16.求微分方程xy′-y=xˉ2cos2x的通解。
17.求微分方程y′-y=eˉ(2x)的通解。
18.求微分方程y′+ay=f(x)满足初始条件y|_(x=0)=a)0的特解,其中f(x)是连续函数。
19.求微分方程(2x+y)dx+(x-yˉ2)dy=0满足初始条件y|_(x=0)=1的特解。
20.求微分方程(2y+x)dx+(2x+1)dy=0的通解。
21.求微分方程xˉ3y′-xˉ2y+yˉ3=0的通解。
22.求微分方程xˉ3dx=xyˉ2dx+xˉ2ydy的通解。
23.求微分方程2xydx+(yˉ2-3xˉ2)dy=0的通解。
24.求微分方程ydx+(y-x)dy=0的通解。
25.求微分方程(x-yˉ2)dx+2xydy=0的通解。
26.求微分方程y″+y′=xˉ2的通解。
27.求解初值问题xy″-y′=xˉ2,y′|_(x=1)=0,y|_(x=1)=0。
28.求微分方程y″=1-y′ˉ2满足初始条件y|_(x=0)=0,y′|_(x=0)=0的特解。
29.求微分方程xˉ2y″+xy′-y=xˉ3的通解。
30.设y=eˉx(C_1sinx+C_2cosx)(C_1,C_2为任意常数)为某二阶常系数线性齐次微分方程的通解,试求该方程。
31.从海平面向海中沉放一种探测仪,按要求,需确定仪器下沉深度y与速度v之间的函数关系。仪器在重力作用下,从海平面由静止开始铅直下沉,设其质量为m,体积为V,海水比重为ρ,下沉阻力与速度成正比,比例系数为K,试建立y与v所满足的微分方程,并求y=y(v)。