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工科数分2011-2012(下)期中完整答案__1_
北京航空航天大学
2011-2012 学年 第二学期期中
《 工科数学分析(2) 》
班号 学号 姓名 成绩
题 号 一 二 三 四 五 六 七 总分 成 绩 阅卷人 校对人
2012年04月25日
求解下面问题(每小题8分,满分48分)
1)已知及点、,求函数在点处沿由到方向的方向导数,并求此函数在点处方向导数的最大值。
解:由条件得 -------------1分
--------------2分
从而 = --------------2分
点A的梯度方向是 -------------1分
所以方向导数的最大值是 --------------2分
2)将函数在上展开成Fourier级数.
解:将函数延拓成的上周期为的函数,延拓后函数的不连续点为,Fourier系数为
-------------2分
--------------2分
----2分
由收敛定理,的Fourier级数
-------------2分
3) 求函数在点(0,0)处的重极限和两个累次极限.
解: ,因此重极限为.-------------4分
因为与均不存在,所以累次极限均不存在.
-------------4分
4)求曲线点处的切线与法平面方程.
解:记 -------------1分
曲线在点的切向量为
-------------3分
所以曲线在的切线方程为:-------------2分
曲线在处的法平面方程为:
-------------2分
另解:将看做x的隐函数,则在点处的切向量为,其中利用隐函数组求导的方法计算即可(方程组两边关于x求导)
---------------------(切向量4分,方程各2分,共8分).
5)证明方程所确定的隐函数满足方程
解:方程两边分别关于x,y求偏导,得------------2分
-------------2分
可得 , -------------2分
带入验证满足方程得证. -------------2分
6) 设有连续的二阶偏导,求
解: -------------2分
-------------2分
-------------4分
(本题满分10分) 设满足方程,且其图形在点与曲线相切,求函数.
解:由特征方程, ------------2分
对应齐次方程的通解 -------------2分
设特解为,其中A为待定常数,
代入方程,得
从而得通解, ------------(求出非齐方程特解)3分
由条件知满足
代入初始条件得
最后得 .-------------(带入初值条件求出结果)3分
(本题满分10分) 讨论函数在原点(0,0)处的连续性、可偏导性和可微性.
解:
由于,所以----------2分
从而函数点连续.
由偏导数的定义
即函数点偏导数存在,且值为1. ------------4分(每个偏导2分)
记
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