上期推文的一份考研模拟题详细解答

教育   2024-09-12 22:59   江西  

1.设 上连续, 且 ,证明:
(1) 设 , 则 , 使得 ;
(2) 上有界.

证. (1)由 得对 ,当时,有

故对 ,有

因此只要取,当时,就有

现在取,使得,又因为,即对,当时,有

故对,有

因此只要取,当时,就有

现取,使得,因为上连续,由介值定理得存在,使得

(2) 对,当时,有

,当时,有

,则当时有

时有

因为,由最值定理得,存在最小值与最大值,使得

,对

所以有界.

2.求

解. 记数列的第项为 ,那么有 ,其中,于是问题就转化为求 .下面用数学归纳法证明:.

(1) 当时, 成立;

(2) 当时,假设 成立,则时,

因此 都成立,令 ,则有

于是上递增,又因为

于是,即

于是得数列单调递增,又因为 有上界,故由单调有界原理知存在,设其值为,对递推式两端取极限得

解得 并且是方程唯一的根,故

3.设函数 上二阶可导, .
(1) 方程 内至少有一个实根;
(2) 方程 内至少有两个不同的实根.

证. (1)] 因为,所以由极限的局部保号性知,.不妨设,而上连续,由零点存在定理可知存在使得,即方程内至少有一个实根;

(2) 由题意可知.且上满足罗尔定理的条件,所以存在点使得,构造函数, 则有

分别在上使用罗尔定理得:存在点使得,存在点使.因此方程内至少有两个不同的实根.

4.设 , 在闭区间 上单调递增, 且 . 则存在 使得 .

证. 由题设分别位于直线的上下方,取中点,若点在直线上,存在闭区套使两端点位于直线上下各一点,有

由闭区间套定理,总存在,且.

根据上单调递增,对,且

,即

因此.

5.设 上有连续的导函数, 且

求证: .

证.,当,有,构造,由柯西中值定理,存在使得

可知,即证.

6.设 上连续, 且 , 证明

证.可得

然后由上连续,最小值为知存在使得,那么,存在使得.令,那么

的任意性

因此极限存在,且

7.设 , 从 轴的正向去看它的逆时针方向取为正向, 计算曲线积分


解.为平面,取上侧,则面的投影为椭圆区域

也就有

因此由Stokes公式可得

8.设 在原点附近二次连续可微, 证明


证. 由泰勒公式可得

由于在原点附近二次连续可微,故其二阶偏导数在原点附近有界,因此由,则有

其中,由连续性,可得

9.若二元函数 及其偏导数 在矩形区域 上连续, 则函数 上可微, 且 .

证.,对充分小的,有 ,于是

由微分中值定理及在有界闭域上连续,从而一致连续,即有,只要,有

其中,所以当

所以在 上有.

10.讨论级数

收敛性, 并求级数的和.

解. 易知当时,级数发散;当,则由Dirichlet判别法知级数发散.为了求的和,我们要考虑幂级数,其中收敛半径,即,有

可得

因此


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