广州大学2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题
考试科目:数学分析 科目代码:622 考试时间: 月 日
(注:特别提醒所有答案一律写在答题纸上,直接写在试题或草稿纸上的无效!)
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一、设w?f(x?y,x?y,x)其中f(x,y,z)有二阶连续偏导数,求wxy
解:令u=x+y,v=x-y,z=x则wx?fu?fv?fz;
wxy?fuu?fuv(?1)?fvu?fvv(?1)?fzu?fzv(?1)
二、设数列{an}非负单增且limann???1nnnn?a2???an]a,证明lim[a1n???a
1nnn解:因为an非负单增,故有an?[a1?a2???an]n1nn?(nan)
由
n??liman?a;据两边夹定理有极限成立。
?2三、设f(x)??xln(1?x),x?0试确定?的取值范围,使f(x)分别满足:
?0,x?0?(1) 极限limf(x)存在
x?0?(2) f(x)在x=0连续
(3) f(x)在x=0可导 解:(1)因为
xxlimf(x)=limx?ln(1?x2)=limx?[x2????(?1)n?1?o(x2n)]极限存在则
x?0x?0x?02n??42n?2+??0知???2
??2
x?0?(2)因为limf(x)=0=f(0)所以要使f(x)在0连续则??(0)?0所以要使f(x)在0可导则?(3)f?四、设f(x)在R连续,证明积分?解;令U=x2??1
22f(x?y)xdx?ydy与积分路径无关 l?y2则?lf(x2?y2)xdx?ydy=1?lf(u)du又f(x)在R上连续故存在F(u)
2使dF(u)=f(u)du=f(x2?y2)xdx?ydy
1
所以积分与路径无关。 (此题应感谢小毒物提供思路) 五、
设
f(x)在
M[a,b]上可导,
f(a?b)?02且
f?(x)?M,证明
b2 ?af(x)dx?4(b?a)证:因f(x)在[a,b]可导,则由拉格朗日中值定理,存在
??(a,b)使f(x)?f(a?ba?b)?f?(?)(x?)22a?b)dx2即有
?babf(x)dx?baa?f?(?)(x?a?ba?ba?ba?bMb??f?(?)(x?)dx?M[?a2(?x)dx??a?b(x?)dx]?(b?a)222242六、设{an}单减而且收敛于0。
a) 证明
?ansinn发散
?ansinn收敛
un?1n??vnlim其中
b) 证明
un??(aksink?aksink);
vn??(aksink?aksink)
证:(1)因为
?sink?11sin2而{an}单减而且收敛于0据狄利克莱判别法知
?ansinn收敛
(2)因为正项级数
?ansinn发散则?aksink??(n??)又由上题知
un?1
n??vn?aksink有界故有lim?????txe1七、设F(t)sinxdx 证明 x???txe(1)1?sinxdx在[0,??)一致收敛 x(2)F(t) 在[0,??)连续
2
证:(1)因
???sinx?tx收敛(可由狄利克莱判别法判出)故在t>=0上一致收敛;又edx1x在x>=1,t>=0 单调且一致有界0?(2)?t0且由e?txe?tx?1(?x?1,t?0)由阿贝尔判别法知一致收敛
?[0,??),??,??0使t0?[?,?]由上题知,F(t)在[?,?]一致收敛,
sinx在(x,t)?[1,??)?[?,?]上连续知F(t)在[?,?]连续所以在t0连x续,由t0的任意性得证
八、令{fn(x)}是[a,b]上定义的函数列,满足 (1)对任意x0?[a,b]{fn(x0)}是一个有界数列 (
2
)
对
任
意
??0,存在一个
??0,当x,y?[a,b]且x?y??时,对一切自然数n,有fn(x)?fn(y)??求证存在一个子序列{fnk(x)}在[a,b]上一致收敛
证:对任意x?[a,b],{fn(x)}是一个有界数列故由致密性定理存在一收敛子列,设为
{fn(x)},又令U={u(x,?x)x?[a,b]}则U为[a,b]的一个开覆盖集,由有限覆盖定
k理,存在有限个开区间覆盖[a,b],不妨设为u(x1,?x于是对
1)?u(xm,?x)
m???0,能找到一N>0,
?nk,nk?N,?xi,(i?1,2,?,m)121m有
fn(xi)?fn(xi)?k2k2?3令??min{?x,?,?x}则由条件(2)知对上述???0
???0,?x?[a,b],?xl使x?xl??,对一切自然数n,有fn(x)?fn(xl)?于是???3?0,?K?0,?k,t?K有nk,nt?N,?x?[a,b],?xl?[a,b]有
kttlkkkfn(x)?fn(x)?fn(x)?fn(xl)?fn(xl)?fn(xl)?fn(xl)?fn(x)t?fn(x)?fn(xl)+fn(xl)?fn(xl)+fn(xl)?fn(x)??由柯西准则
ttlkkk
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