学年第二学期期末考试试卷课程名称:《高等数学》试卷类别:A 卷 考试形式:闭卷 考试时间:120 分钟 适用层次:适用专业; 阅卷须知:阅卷用红色墨水笔书写,小题得分写在每小题题号前,用正分表示,不得分则在小题大题得分登录在对应的分数框内;考试课程应集体阅卷,流水作业。
课程名称:高等数学A (考试性质:期末统考(A 卷)一、单选题(共15分,每小题3分)1.设函数(,)f x y 在00(,)P x y 的两个偏导00(,)x f x y ,00(,)y f x y 都存在,则 ( )A .(,)f x y 在P 连续B .(,)f x y 在P 可微C . 00lim (,)x x f x y →及 00lim (,)y y f x y →都存在 D .00(,)(,)lim (,)x y x y f x y →存在2.若xyz ln =,则dz 等于( ).ln ln ln ln .x x y y y y A x y + ln ln .x y yB xln ln ln .ln x xy yC y ydx dy x+ ln ln ln ln .x x y y y x D dx dy x y + 3.设Ω是圆柱面222x y x +=及平面01,z z ==所围成的区域,则(),,(=⎰⎰⎰Ωdxdydz z y x f ). 212cos .(cos ,sin ,)A d dr f r r z dz πθθθθ⎰⎰⎰ 21200cos .(cos ,sin ,)B d rdr f r r z dz πθθθθ⎰⎰⎰2122cos .(cos ,sin ,)C d rdr f r r z dz πθπθθθ-⎰⎰⎰21cos .(cos ,sin ,)xD d rdr f r r z dz πθθθ⎰⎰⎰4. 4.若1(1)nn n a x ∞=-∑在1x =-处收敛,则此级数在2x =处( ).A . 条件收敛B . 绝对收敛C . 发散D . 敛散性不能确定5.曲线222x y z z x y-+=⎧⎨=+⎩在点(1,1,2)处的一个切线方向向量为( ). A. (-1,3,4) B.(3,-1,4) C. (-1,0,3) D. (3,0,-1)二、填空题(共15分,每小题3分)系(院):——————专业:——————年级及班级:—————姓名:——————学号:————— ------------------------------------密-----------------------------------封----------------------------------线--------------------------------1.设220x y xyz +-=,则'(1,1)x z = . 2.交 换ln 1(,)exI dx f x y dy =⎰⎰的积分次序后,I =_____________________.3.设22z xy u -=,则u 在点)1,1,2(-M 处的梯度为 .4. 已知0!n xn x e n ∞==∑,则xxe -= .5. 函数332233z x y x y =+--的极小值点是 . 三、解答题(共54分,每小题6--7分)1.(本小题满分6分)设arctan y z y x =, 求z x ∂∂,zy∂∂.2.(本小题满分6分)求椭球面222239x y z ++=的平行于平面23210x y z -++=的切平面方程,并求切点处的法线方程.3. (本小题满分7分)求函数22z x y =+在点(1,2)处沿向量1322l i j =+方向的方向导数。
4. (本小题满分7分)将xx f 1)(=展开成3-x 的幂级数,并求收敛域。
5.(本小题满分7分)求由方程08822222=+-+++z yz z y x 所确定的隐函数),(y x z z =的极值。
6.(本小题满分7分)计算二重积分1,1,1,)(222=-=--=+⎰⎰y y y x D d y x D由曲线σ及2-=x 围成.7.(本小题满分7分)利用格林公式计算⎰-Lx y x y xy d d 22,其中L 是圆周222a y x =+(按逆时针方向).8.(本小题满分7分)计算⎰⎰⎰Ωz y x xy d d d ,其中Ω是由柱面122=+y x 及平面0,0,1===y x z 所围成且在第一卦限内的区域. .四、综合题(共16分,每小题8分)1.(本小题满分8分)设级数11,n nn n u v∞∞==∑∑都收敛,证明级数21()nn n uv ∞=+∑收敛。
2.(本小题满分8分)设函数),(y x f 在2R 内具有一阶连续偏导数,且2fx x∂=∂, 证明曲线积分2(,)Lxydx f x y dy +⎰与路径无关.若对任意的t 恒有(,1)(1,) (0,0)(0,0)2(,)2(,)t t xydx f x y dy xydx f x y dy +=+⎰⎰,求),(y x f 的表达式.参考答案及评分标准一、单选题(共15分,每小题3分):1.C 2 D 3 C 4B 5 A 二、填空题(共15分,每小题3分) 1.-1 2. I =10(,)yee dyf x y dx ⎰⎰3. →→→-+-k j i 242 4 1(1)!n n n x n +∞=-∑ 5. (2,2)三、解答题(共54分,每小题6--7分)1.解:222yx y x z +-=∂∂; (3分) y z∂∂=x y arctan +22yx xy + ( 6分). 2. 解:记切点000(,,)x y z 则切平面的法向量为0002(2,3,)n x y z =满足:00023232x y z ==- ,切点为:(1,1,2)-或(1,1,2)-- (3分),切平面:23299x y z or -+=- ( 4分), 法线方程分别为:112232x y z +-+==-或者112232x y z -+-==- ( 6分) 3. 解:(1,2)(2,4)f ∇= ( 3分),(1,2)1f l∂=+∂ ( 7分) 4. 解:)3(31)(-+=x x f =)33(1131-+⋅x , ( 2分)因为 ∑∞=+=-011)1(n nn x x ,)1,1(-∈x ,所以∑∞=-⋅-=-+⋅)33(31)1()33(1131n n n x x =∑∞=+--01)3()31()1(n n n n x ,其中1331<-<-x ,即60<<x .( 5分)当0=x 时,级数为∑∞=031n 发散;当6=x 时,级数为∑∞=⋅-031)1(n n 发散,故x 1=∑∞=+--01)3()31()1(n nn n x ,)6,0(∈x ,( 7分)5. 解:由401284(2)0128z x x z y z y z y z y∂⎧==⎪∂--⎪⎨∂+⎪==⎪∂--⎩, 得到0=x 与02=+z y , ( 2分)再代入08822222=+-+++z yz z y x ,得到0872=-+z z 即81,7z =-。
由此可知隐函数(,)z z x y =的驻点为(0,2)-与16(0,)7。
( 4分) 由224128z x z y ∂=∂--,20z x y ∂=∂∂,224128z y z y ∂=∂--,可知在驻点(0,2)-与16(0,)7有0H >。
( 5分)在(0,2)-点,1z =,因此 224015z x ∂=>∂,所以(0,2)-为极小值点,极小值为1z =;( 6分) 在16(0,)7点,87z =-,因此 224015z x ∂=-<∂,所以16(0,)7为极大值点,极大值为87z =-, ( 7分) 6. 解:记⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤--⎩⎨⎧≤≤-≤≤-1101:1102:221y x y D y x D ,则21D D D -=.(2分) 故σσσd y x d y x d y x D D D⎰⎰⎰⎰⎰⎰+-+=+21)()()(222222 ( 4分) -=-+=⎰⎰⎰⎰--320)(2321311222ππθdr r d dx y x dy 4π(7分) 7. 解:L 所围区域D :222ay x ≤+,由格林公式,可得⎰-Lx y x y xy d d 22=y x y y x x xy Dd d ))()((22⎰⎰∂-∂-∂∂=⎰⎰+D y x y x d d )(22=4π20022πd a r r r d a ⎰⎰=⋅θ.(7分)8. 解:如图,选取柱面坐标系计算方便,此时,⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤≤≤,10,2π0,10:r z θΩ所以⎰⎰⎰⎰⎰⎰⋅⋅=Ωθθθr r r r z z y x xy d sin cos d d d d d 012π01 ( 4分)=⎰⎰r r d d 2sin 2130102πθθ=814)42cos (142π=⋅-r θ. (7分) 四、综合题(共16分,每小题8分) 1.证明:因为lim 0,lim 0n n n n u v →∞→∞==,(2分)故存在N ,当n N >时,222()23n n n n n n n u v u v u v u +=++≤,因此21()nn n uv ∞=+∑收敛。
(8分)2.证明:因为2fx x∂=∂,且22()xy x y ∂=∂,故曲线积分 2(,)L xydx f x y dy +⎰与路径无关.(4分)因此设)(),(2y g x y x f +=,从而(,1)1122 (0,0)2(,)0[()]()t t xydx f x y dy dx t g y dy t g y dy +=++=+⎰⎰⎰⎰,(5分) (1,)1 (0,0)2(,)0[1()]()t t txydx f x y dy dx g y dy t g y dy +=++=+⎰⎰⎰⎰,(6分) 由此得 12()t g y dy +⎰()tt g y dy =+⎰对任意t 成立,于是12)(-=t t g ,即12)(),(22-+=+=y x y g x y x f .(8分) 一、。