第二屆全國大學生數學競賽預賽試卷(非數學類)2010
(150分鐘)
一、(25分,每小題5分)
(1)設其中求
(2)求。
(3)設,求。
(4)設函式有二階連續導數,,求。
(5)求直線與直線的距離。
解:(1)=
===(2)
令x=1/t,則
原式=(3)
(4)略(不難,難得寫)
(5)用引數方程求解。答案好像是
二、(15分)設函式在上具有二階導數,並且
且存在一點,使得。
證明:方程在恰有兩個實根。
解:(簡要過程)
二階導數為正,則一階導數單增,f(x)先減後增,因為f(x)有小於0的值,所以只需在兩邊找兩大於0的值。
將f(x)二階泰勒展開
因為二階倒數大於0,所以
證明完成。
三、(15分)設函式由引數方程所確定,其中具有二階導數,曲線與在出相切,求函式。
解:(這兒少了乙個條件)由與在出相切得
, =。。。
上式可以得到乙個微分方程,求解即可。
四、(15分)設證明:
(1)當時,級數收斂;
(2)當且時,級數發散。
解:(1)>0,單調遞增
當收斂時,,而收斂,所以收斂;
當發散時,
所以,而,收斂於k。
所以,收斂。
(2)所以發散,所以存在,使得
於是,依此類推,可得存在
使得成立
所以當時,
所以發散
五、(15分)設是過原點、方向為,(其中的直線,均勻橢球
,其中(密度為1)繞旋轉。
(1)求其轉動慣量;
(2)求其轉動慣量關於方向的最大值和最小值。
解:(1)橢球上一點p(x,y,z)到直線的距離
由輪換對稱性,
(2)當時,
當時,六、(15分)設函式具有連續的導數,在圍繞原點的任意光滑的簡單閉曲線上,曲線積分的值為常數。
(1)設為正向閉曲線證明
(2)求函式;
(3)設是圍繞原點的光滑簡單正向閉曲線,求。
解:(1) l不繞原點,在l上取兩點a,b,將l分為兩段,,再從a,b作一曲線,使之包圍原點。
則有(2) 令
由(1)知,代入可得
上式將兩邊看做y的多項式,整理得
由此可得
解得:(3) 取為,方向為順時針
(最後一步曲線積分略去,不知答案對不對)
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