第二屆全國大學生數學競賽預賽試卷 非數學類

2022-05-08 02:45:02 字數 1260 閱讀 8106

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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