【考研类试卷】考研数学三(多元函数微分学)-试卷2及答案解析.doc
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1、考研数学三(多元函数微分学)-试卷 2 及答案解析(总分:70.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:12,分数:24.00)1.选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。(分数:2.00)_2.极限 (分数:2.00)A.等于 0B.不存在C.等于D.存在,但不等于3.设 u=arcsin ( ) (分数:2.00)A.B.C.D.4.极限 (分数:2.00)A.等于 0B.不存在C.等于D.存在且不等于 0 及5.设 u=f(r),而 r= ,f(r)具有二阶连续导数,则 =( ) (分数:2.00)A.B.C.D.6.考虑二元函数 f(x,y)的下面 4 条性质
2、: f(x,y)在点(x 0 ,y 0 )处连续; f(x,y)在点(x 0 ,y 0 )处的两个偏导数连续; f(x,y)在点(x 0 ,y 0 )处可微; f(x,y)在点(x 0 ,y 0 )处的两个偏导数存在 若用“P Q”表示可由性质 P 推出性质 Q,则有 ( ) (分数:2.00)A.B.C.D.7.设函数 u=u(x,y)满足 及 u(x,2x)=x,u 1 (x,2x)=x 2 ,u 有二阶连续偏导数,则 u 11 (x,2x)= ( ) (分数:2.00)A.B.C.D.8.利用变量代换 u=x,v= ,可将方程 化成新方程 ( ) (分数:2.00)A.B.C.D.9.若
3、函数 u= ,其中 f 是可微函数,且 (分数:2.00)A.x+yB.xyC.x 2 y 2D.(x+y) 210.已知 du(x,y)=axy 3 +cos(x+2y)dx+3x 2 y 2 +bcos(x+2y)dy,则 ( )(分数:2.00)A.a=2,b=2B.a=3,b=2C.a=2,b=2D.a=2,b=211.设 u(x,y)在平面有界闭区域 D 上具有二阶连续偏导数,且 (分数:2.00)A.最大值点和最小值点必定都在 D 的内部B.最大值点和最小值点必定都在 D 的边界上C.最大值点在 D 的内部,最小值点在 D 的边界上D.最小值点在 D 的内部,最大值点在 D 的边界
4、上12.设函数 z=(1+e y )cosxye y ,则函数 z=f(x,y) ( )(分数:2.00)A.无极值点B.有有限个极值点C.有无穷多个极大值点D.有无穷多个极小值点二、填空题(总题数:5,分数:10.00)13.设 f 可微,则由方程 f(cxaz,cybz)=0 确定的函数 z=z(x,y)满足 az x +bz x = 1(分数:2.00)填空项 1:_14.设函数 z=z(x,y)由方程 sinx+2yz=e z 所确定,则 (分数:2.00)填空项 1:_15.函数 f(x,y,z)=2x 2 在条件 x 2 y 2 2z 2 =2 下的极大值是 1(分数:2.00)填
5、空项 1:_16.函数 (分数:2.00)填空项 1:_17.设 z=e sinxy ,则 dz= 1(分数:2.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:18,分数:36.00)18.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。(分数:2.00)_19.求 f(x,y)=z+xyx 2 y 2 在闭区域 D=(x,y)0x1,0y2)上的最大值和最小值(分数:2.00)_20.设 f(x,y)=kx 2 +2kxy+y 2 在点(0,0)处取得极小值,求 k 的取值范围(分数:2.00)_21.设 f(x,y)具有二阶连续偏导数证明:由方程 f(x,y)=0 所确定的隐函数 y=(x)在 x
6、=a 处取得极值b=(a)的必要条件是 f(a,b)=0,f x (a,b)=0,f y (a,b)0 且当 r(a,b)0 时,b=(a)是极大值;当 r(a,b)0 时,b=(a)是极小值,其中 (分数:2.00)_22.求函数 z=x 2 +y 2 +2x+y 在区域 D:x 2 +y 2 1 上的最大值与最小值(分数:2.00)_23.求内接于椭球面 (分数:2.00)_24.在第一象限的椭圆 (分数:2.00)_25.厂家生产的一种产品同时在两个市场销售,售价分别为 p 1 和 p 2 ,销售量分别为 q 1 和 q 2 ,需求函数分别为 q 1 =2402p 1 和 q 2 =10
7、005p 2 ,总成本函数为 C=35+40(q 1 +q 2 ) 试问:厂家如何确定两个市场的售价,能使其获得的总利润最大?最大总利润为多少?(分数:2.00)_26.在球面 x 2 +y 2 +z 2 =5R 2 (x0,y0,z0)上,求函数 f(x,y,z)=lnx+lny+3lnz 的最大值,并利用所得结果证明不等式 (分数:2.00)_27.设 (分数:2.00)_28.设 A,B,C 为常数,B 2 AC0,A0u(x,y)具有二阶连续偏导数试证明:必存在非奇异线性变换 = 1 x+y,= 2 x+y( 1 , 2 为常数), 将方程 (分数:2.00)_29.设 f(x,y)在
8、点 0(0,0)的某邻域 U 内连续,且 (分数:2.00)_30.求函数 f(x,y)=x 2 +2y 2 x 2 y 2 在区域 D=(x,y)x 2 +y 2 4,y0)上的最大值与最小值(分数:2.00)_31.设 h(t)为三阶可导函数,u=h(xyz),h(1)=f xy (0,0),h(1)=f yx (0,0),且满足 求 u 的表达式,其中 (分数:2.00)_32.证明:f(x,y)=Ax 2 +2Bxy+Cy 2 在约束条件 g(x,y)=1 (分数:2.00)_33.某厂家生产的一种产品同时在两个市场销售,售价分别为 P 1 和 P 2 ,销售量分别为 q 1 和 q
9、2 需求函数分别为:q 1 =2ap 1 +bp 2 ,q 2 =1cp 2 +dp 1 总成本函数 C=3+k(q 1 +q 2 )其中a,b,c,d,k 都为大于 0 的常数,且 4ac(b+d) 2 试问厂家如何确定两个市场的售价,能够使获得的总利润最大(分数:2.00)_34.设生产某种产品必须投入两种要素,x 1 和 x 2 分别为两要素的投入量,Q 为产出量如果生产函数为 Q=2x 1 x 2 ,其中 , 为正常数,且 +=1假设两种要素价格分别为 p 1 ,p 2 试问产出量为 12 时,两要素各投入多少,可以使得投入总费用最小?(分数:2.00)_35.设生产函数和成本函数分别
10、为 (分数:2.00)_考研数学三(多元函数微分学)-试卷 2 答案解析(总分:70.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:12,分数:24.00)1.选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。(分数:2.00)_解析:2.极限 (分数:2.00)A.等于 0B.不存在 C.等于D.存在,但不等于解析:解析:当取 y=kx 时,3.设 u=arcsin ( ) (分数:2.00)A. B.C.D.解析:解析:将 x 视为常数,属基本计算4.极限 (分数:2.00)A.等于 0B.不存在 C.等于D.存在且不等于 0 及解析:解析:取 y=x,则 =0;取 y=x 2
11、,则 5.设 u=f(r),而 r= ,f(r)具有二阶连续导数,则 =( ) (分数:2.00)A.B. C.D.解析:解析:属基本计算,考研计算中常考这个表达式6.考虑二元函数 f(x,y)的下面 4 条性质: f(x,y)在点(x 0 ,y 0 )处连续; f(x,y)在点(x 0 ,y 0 )处的两个偏导数连续; f(x,y)在点(x 0 ,y 0 )处可微; f(x,y)在点(x 0 ,y 0 )处的两个偏导数存在 若用“P Q”表示可由性质 P 推出性质 Q,则有 ( ) (分数:2.00)A. B.C.D.解析:解析:本题考查图 14-1 中因果关系的认知:7.设函数 u=u(x
12、,y)满足 及 u(x,2x)=x,u 1 (x,2x)=x 2 ,u 有二阶连续偏导数,则 u 11 (x,2x)= ( ) (分数:2.00)A.B. C.D.解析:解析:等式 u(x,2x)=x 两边对 x 求导得 u 1 +2u 2 =1,两边再对 x 求导得 u 11 +2u 12 +2u 21 +4u 22 =0, 等式 u 1 (x,2x)=x 2 两边对 x 求导得 u 11 +2u 12 =2x, 将式及 u 12 =u 21 ,u 11 =u 22 代入式中得 u 11 (x,2x)= 8.利用变量代换 u=x,v= ,可将方程 化成新方程 ( ) (分数:2.00)A.
13、B.C.D.解析:解析:由复合函数微分法 ,于是9.若函数 u= ,其中 f 是可微函数,且 (分数:2.00)A.x+yB.xy C.x 2 y 2D.(x+y) 2解析:解析:设 t= ,则 u=xyf(t),10.已知 du(x,y)=axy 3 +cos(x+2y)dx+3x 2 y 2 +bcos(x+2y)dy,则 ( )(分数:2.00)A.a=2,b=2B.a=3,b=2C.a=2,b=2 D.a=2,b=2解析:解析:由 du(x,y)=axy 3 +cos(x+2y)dx+3x 2 y 2 +bcos(x+2y)dy 可知, =axy 3 +cos(x+2y), =3x 2
14、 y 2 +bcos(x+2y), 以上两式分别对 y,x 求偏导得 =3axy 2 2sin(x+2y), =6xy 2 bsin(x+2y), 由于 连续,所以 11.设 u(x,y)在平面有界闭区域 D 上具有二阶连续偏导数,且 (分数:2.00)A.最大值点和最小值点必定都在 D 的内部B.最大值点和最小值点必定都在 D 的边界上 C.最大值点在 D 的内部,最小值点在 D 的边界上D.最小值点在 D 的内部,最大值点在 D 的边界上解析:解析:令 12.设函数 z=(1+e y )cosxye y ,则函数 z=f(x,y) ( )(分数:2.00)A.无极值点B.有有限个极值点C.
15、有无穷多个极大值点 D.有无穷多个极小值点解析:解析:本题是二元具体函数求极值问题,由于涉及的三角函数是周期函数,故极值点的个数有可能无穷,给判别带来一定的难度,事实证明,考生对这类问题把握不好,请复习备考的同学们注意加强对本题的理解和记忆 由 二、填空题(总题数:5,分数:10.00)13.设 f 可微,则由方程 f(cxaz,cybz)=0 确定的函数 z=z(x,y)满足 az x +bz x = 1(分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:c)解析:解析:本题考查多元微分法,是一道基础计算题 方程两边求全微分,得 f 1 (cdxadz)+f 2 (cdybdz)=0,即
16、 dz= ,故 az x +bz y = 14.设函数 z=z(x,y)由方程 sinx+2yz=e z 所确定,则 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:*)解析:解析:方程两端对 x 求偏导数 cosx+0 移项并解出15.函数 f(x,y,z)=2x 2 在条件 x 2 y 2 2z 2 =2 下的极大值是 1(分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:4)解析:解析:由拉格朗日乘数法即得16.函数 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案: )解析:解析:由117.设 z=e sinxy ,则 dz= 1(分数:2.00)填空项 1:_ (正
17、确答案:正确答案:e sinxy cosxy(ydx+xdy))解析:解析:z x =e sinxy cosxy.y,z y =e sinxy cosxy.x,则 dz=e sinxy cosxy(ydx+xdy)三、解答题(总题数:18,分数:36.00)18.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。(分数:2.00)_解析:19.求 f(x,y)=z+xyx 2 y 2 在闭区域 D=(x,y)0x1,0y2)上的最大值和最小值(分数:2.00)_正确答案:(正确答案:这是闭区域上求最值的问题由于函数 f(x,y)=x+xyx 2 y 2 在闭区域 D 上连续,所以一定存在最大值和最
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