【考研类试卷】考研数学一-高等数学多元函数微分学、多元函数积分学及答案解析.doc
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1、考研数学一-高等数学多元函数微分学、多元函数积分学及答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:19,分数:19.00)1.极限 (分数:1.00)A.B.C.D.2.设 u=f(x+y,xz)有二阶连续的偏导数,则 (分数:1.00)A.B.C.D.3.设函数 f(x,y)可微分,且对任意的 x,y 都有 (分数:1.00)A.B.C.D.4.已知 du(x,y)=axy 3+cos(x+2y)dx+3x2y2+bcos(x+2y)dy,则_Aa=2,b=-2 Ba=3,b=2Ca=2,b=2 Da=-2,b=2(分数:1.00)A.B.C.D.5.曲面 z=F(
2、x,y,z)的一个法向量为_A(F x,F y,F z-1) B(F x-1,F y-1,F z-1)C(F x,F y,F z) D(-F x,-F y,-1)(分数:1.00)A.B.C.D.6.设 u(x,y,z)=zarctan ,则 gradu(1,1,1)=_A B C D (分数:1.00)A.B.C.D.7.设 f(x,y)在点(0,0)的某邻域内连续,且满足 (分数:1.00)A.B.C.D.8.设 z=f(x,y)在点(x 0,y 0)处可微,z 是 f(x,y)在点(x 0,y 0)处的全增量,则在点(x 0,y 0)处_Az=dz Bz=f x(x0,y 0)x+f y
3、(x0,y 0)yCz=f x(x0,y 0)dx+fy(x0,y 0)dy Dz=dz+o()(分数:1.00)A.B.C.D.9.曲线 在点(1,-1,0)处的切线方程为_A B C D (分数:1.00)A.B.C.D.10.在曲线 x=t,y=-t 2,z=t 3的所有切线中,与平面 x+2y+z-4=0 半径的切线_A只有一条 B只有两条C至少有三条 D不存在(分数:1.00)A.B.C.D.11.下列命题中不正确的是_A设 f(u)有连续导数,则 (x2+y2)(xdx+ydy)在全平面内与路径无关B设 f(u)连续,则 f(x2+y2)(xdx+ydy)在全平面内与路径无关C设
4、P(x,y),Q(x,y)在区域 D 内有连续的一阶偏导数,又 ,则 Pdx+Qdy 在区域 D 内与路径无关D (分数:1.00)A.B.C.D.12.设区域 D=(x,y)|x 2+y24,x0,y0,f(x)为 D 上的正值连续函数,a,b 为常数,则=_Aab B C(a+b) D (分数:1.00)A.B.C.D.13.设 L1:x 2+y2=1,L 2:x 2+y2=2,L 3:x 2+2y2=2,L 4:2x 2+y2=2 为四条逆时针方向的平面曲线,记(分数:1.00)A.B.C.D.14.累次积分 等于_A BC D (分数:1.00)A.B.C.D.15.设 D=(x,y)
5、|0x,0y,则 等于_A B C D (分数:1.00)A.B.C.D.16.设 ,其中 D:x 2+y2a 2,则 a 为_A1 B2C D (分数:1.00)A.B.C.D.17.设曲面是 z=x2+y2介于 z=0 与 z=4 之间的部分,则 (分数:1.00)A.B.C.D.18.设曲线 L:f(x,y)=1,f(x,y)具有一阶连续偏导数,过第二象限内的点 M 和第四象限内的点 N,为 L 上从点 M 到点 N 的一段弧,则下列积分小于零的是_A f(x,y)dx B f(x,y)dyC f(x,y)ds D fx(x,y)dx+f y(x,y)dy(分数:1.00)A.B.C.D
6、.19.设有空间区域 1:x 2+y2+z2R 2; 2:x 2+y2+z2R 2,x0,y0,z0则有_A BC D (分数:1.00)A.B.C.D.二、填空题(总题数:21,分数:21.00)20. (分数:1.00)填空项 1:_21.设 z=esinxy,则 dz= 1(分数:1.00)填空项 1:_22.设函数 ,则 (分数:1.00)填空项 1:_23.由方程 xyz+ (分数:1.00)填空项 1:_24.设 z= ,且 f(u,v)具有二阶连续的偏导数,则 (分数:1.00)填空项 1:_25.设函数 f(x,y)可微,且 f(1,1)=1,f x(1,1)=a,f y(1,
7、1)=b又记 (x)=fx,fx,f(x,x),则 (1)=_(分数:1.00)填空项 1:_26.已知 z= ,其中 (u)可微,则 (分数:1.00)填空项 1:_27.曲面 (分数:1.00)填空项 1:_28.函数 f(x,y,z)=x 2+y3+z4在点(1,-1,0)处方向导数的最大值与最小值的平方和为_(分数:1.00)填空项 1:_29.函数 z=1-(x2+2y2)在点 M0 (分数:1.00)填空项 1:_30.曲面 x2+cos(xy)+yz+z=0 在点(0,1,-1)处的切平面方程为_(分数:1.00)填空项 1:_31.设 L 为正向圆周 x2+y2=2 在第一象限
8、中的部分,则曲线积分 Lxdy-2ydx 的值为_(分数:1.00)填空项 1:_32.设 是由锥面 z= 与半球面 z= 围成的空间区域,是 的整个边界的外侧,则 (分数:1.00)填空项 1:_33.设曲面:|x|+|y|+|z|=1,则 (分数:1.00)填空项 1:_34.设曲面是 z= 的上侧,则 (分数:1.00)填空项 1:_35.已知曲线 L:y=x 2(0x (分数:1.00)填空项 1:_36.设 L 是柱面方程为 x2+y2=1 与平面 z=x+y 的交线,从 z 轴正向往 z 轴负向看去为逆时针方向,则曲线积分 (分数:1.00)填空项 1:_37.设=(x,y,z)|
9、x+y+z=1,x0,y0,z0 则 (分数:1.00)填空项 1:_38.已知 A=(2x+yz)i+(6xy)j+(z2+xy)k,则 div(A)= 1(分数:1.00)填空项 1:_39.已知 A=(2z-3y)i+(3x-z)i+(y-2x)k,则 rot(A)=_(分数:1.00)填空项 1:_40.设区域 D 为 x2+y2R 2,则 (分数:1.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:16,分数:60.00)41.用变换 可把 化简为 (分数:4.00)_42.设 y=f(x,t),且方程 F(x,y,t)=0 确定了函数 t(x,y),求 (分数:4.00)_43.设曲面 z
10、=f(x,y)二次可微,且 0,证明:对任给的常数 C,f(x,y)=C 为一条直线的充要条件是(分数:4.00)_44.函数 (分数:4.00)_45.在椭圆 x2+4y2=4 上求一点,使其到直线 2x+3y-6=0 的距离最短(分数:4.00)_46.设 x,y,zR +,求 u(x,y,z)=lnx+lny+3lnz 在球面 x2+y2+z2=5R2上的最大值,并证明:当a0,b0,c0 时,有(分数:4.00)_47.求函数 f(x,y)=x 3-y3+3x2+3y2-9x 的极值(分数:4.00)_48.求曲线 : (分数:4.00)_49.已知 L 是第一象限中从点(0,0)沿圆
11、周 x2+y2=2x 到点(2,0),再沿圆周 x2+y2=4 到点(0,2)的曲线段,计算曲线积分 I= L3x2ydx+(x2+x-2y)dy(分数:2.00)_50.计算二重积分 (分数:4.00)_51.设 ba0,证明 (分数:4.00)_52.设函数 f(x)为0,1上的单调减少且恒大于零的连续函数,证明:(分数:4.00)_53.计算二重积分 ,其中 D 是由曲线 x= (分数:4.00)_54.设一均匀的直角三角形薄板,两直角边长分别为 a,b,试求这个三角形对其直角边的转动惯量(分数:4.00)_55.设闭区域 D:x 2+y2y,x0,f(x,y)为 D 上的连续函数,且(
12、分数:4.00)_56.计算 (分数:2.00)_考研数学一-高等数学多元函数微分学、多元函数积分学答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:19,分数:19.00)1.极限 (分数:1.00)A.B.C. D.解析:解析 由于当 0x 2+y21 时,0|xyln(x 2+y2)| (x2+y2)ln(x2+y2)令 x2+y2=r,则,则 ,由夹逼准则,2.设 u=f(x+y,xz)有二阶连续的偏导数,则 (分数:1.00)A.B.C. D.解析:解析 由复合函数求导法则,3.设函数 f(x,y)可微分,且对任意的 x,y 都有 (分数:1.00)A. B.C
13、.D.解析:解析 因 ,若 x1x 2,则 f(x1,y 1)f(x 2,y 1);同理4.已知 du(x,y)=axy 3+cos(x+2y)dx+3x2y2+bcos(x+2y)dy,则_Aa=2,b=-2 Ba=3,b=2Ca=2,b=2 Da=-2,b=2(分数:1.00)A.B.C. D.解析:解析 由 du(x,y)=axy 3+cos(x+2y)dx+3x2y2+bcos(x+2y)dy 可知,以上两式分别对 y,x 求偏导,得,由于 连续,因此5.曲面 z=F(x,y,z)的一个法向量为_A(F x,F y,F z-1) B(F x-1,F y-1,F z-1)C(F x,F
14、y,F z) D(-F x,-F y,-1)(分数:1.00)A. B.C.D.解析:解析 曲面方程 z=F(x,y,z)可以写成 F(z,y,z)-z=0,由曲面的法向量计算公式,其法向量为(Fx,f y,F z-1)6.设 u(x,y,z)=zarctan ,则 gradu(1,1,1)=_A B C D (分数:1.00)A. B.C.D.解析:解析 由梯度计算公式,有7.设 f(x,y)在点(0,0)的某邻域内连续,且满足 (分数:1.00)A. B.C.D.解析:解析 已知 ,根据极限保号性,存在 0,当 0 时,有 成立,而 x2+1-xsinyx 2-x+1= ,所以当 08.设
15、 z=f(x,y)在点(x 0,y 0)处可微,z 是 f(x,y)在点(x 0,y 0)处的全增量,则在点(x 0,y 0)处_Az=dz Bz=f x(x0,y 0)x+f y(x0,y 0)yCz=f x(x0,y 0)dx+fy(x0,y 0)dy Dz=dz+o()(分数:1.00)A.B.C.D. 解析:解析 因为 z=f(x,y)在点(x 0,y 0)处可微,所以z=f x(x0,y 0)x+f y(x0,y 0)y+o()=dz+o(),9.曲线 在点(1,-1,0)处的切线方程为_A B C D (分数:1.00)A.B.C.D. 解析:解析 由法向量计算公式n=(Fx(xy
16、,y y,z y),F y(xz,y z,z z),F z(x0,y 0,z 0)得,曲面 x2+y2+z2=2 在点(1,-1,0)处的法向量为 n1=(2,-2,0),平面 x+y+z=0 在点(1,-1,0)处的法线向量为 n2=(1,1,1)则曲线 在点(1,-1,0)处的切向量为=n 1n2=(-2,-2,4)则所求切线方程为10.在曲线 x=t,y=-t 2,z=t 3的所有切线中,与平面 x+2y+z-4=0 半径的切线_A只有一条 B只有两条C至少有三条 D不存在(分数:1.00)A.B. C.D.解析:解析 曲线的切向量为 T=(1,-2t,3t 2),平面的法向量为 n=(
17、1,2,1),于是由Tn=1-4t+3t2=0解得 t1=1,11.下列命题中不正确的是_A设 f(u)有连续导数,则 (x2+y2)(xdx+ydy)在全平面内与路径无关B设 f(u)连续,则 f(x2+y2)(xdx+ydy)在全平面内与路径无关C设 P(x,y),Q(x,y)在区域 D 内有连续的一阶偏导数,又 ,则 Pdx+Qdy 在区域 D 内与路径无关D (分数:1.00)A.B.C. D.解析:解析 对于 A,令 P(x,y)=xf(x 2+y2),Q(x,y)=yf(x 2+y2),则,得到 ,且全平面是单连通区域, LPdx+Qdy 在全平面内与路径无关A 正确对于 B,可求
18、得被积函数的原函数为,因而, Lf(x2+y2)(xdx+ydy)与路径无关B 正确对于 C,因 D 区域不一定是单连通区域,故 C 中积分不一定与路径无关C 不正确对于 D,取 L 为单位圆 x2+y2=1,并取逆时针方向,则12.设区域 D=(x,y)|x 2+y24,x0,y0,f(x)为 D 上的正值连续函数,a,b 为常数,则=_Aab B C(a+b) D (分数:1.00)A.B.C.D. 解析:解析 由 x 与 y 的可互换性,13.设 L1:x 2+y2=1,L 2:x 2+y2=2,L 3:x 2+2y2=2,L 4:2x 2+y2=2 为四条逆时针方向的平面曲线,记(分数
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