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第二届(2010年)全国大学生数学竞赛预赛试卷及参考答案(非数学类)
(5)用参数方程求解。答案好像是
二、(15分)设函数 在 上具有二阶导数,并且
且存在一点 ,使得 。
证明:方程 在 恰有两个实根。
解:(简要过程)
二阶导数为正,则一阶导数单增,f(x)先减后增,因为f(x)有小于0的值,所以只需在两边找两大于0的值。
将f(x)二阶泰勒展开
因为二阶倒数大于0,所以
,
证明完成。
则有
(2)令
由(1)知 ,代入可得
上式将两边看做y的,方向为顺时针
(最后一步曲线积分略去,不知答案对不对)
(1)椭球上一点P(x,y,z)到直线的距离
由轮换对称性,
(2)
当 时,
当 时,
六、(15分)设函数 具有连续的导数,在围绕原点的任意光滑的简单闭曲线 上,曲线积分 的值为常数。
(1)设 为正向闭曲线 证明
(2)求函数 ;
(3)设 是围绕原点的光滑简单正向闭曲线,求 。
解:
(1)L不绕原点,在L上取两点A,B,将L分为两段 , ,再从A,B作一曲线 ,使之包围原点。
三、(15分)设函数 由参数方程 所确定,其中 具有二阶导数,曲线 与 在 出相切,求函数 。
解:(这儿少了一个条件 )由 与 在 出相切得
,
=。。。
上式可以得到一个微分方程,求解即可。
四、(15分)设 证明:
(1)当 时,级数 收敛;
(2)当 且 时,级数 发散。
解:
(1) >0, 单调递增
当 收敛时, ,而 收敛,所以 收敛;
第二届(2010年)全国大学生数学竞赛预赛试卷及参考答案(非数学类)
(150分钟)
一、(25分,每小题5分)
(1)设 其中 求
(2)求 。
(3)设 ,求 。
(4)设函数 有二阶连续导数, ,求 。
(5)求直线 与直线 的距离。
解:(1) =
= = =
(2)
令x=1/t,则
原式=
(3)
(4)略(不难,难得写)
当 发散时,
所以,
而 ,收敛于k。
所以, 收敛。
(2)
所以 发散,所以存在 ,使得
于是,
依此类推,可得存在
使得 成立
所以
当 时,
所以 发散
五、(15分)设 是过原点、方向为 ,(其中 的直线,均匀椭球
,其中( 密度为1)绕 旋转。
(1)求其转动惯量;
(2)求其转动惯量关于方向 的最大值和最小值。
解: