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一、解答题
1.求沿曲线的环流量,若
(1)为;
(2)为.
【答案】(1)
(为面上极坐标的极角〉
当曲线不围绕Oz轴转一周,则当曲线上的点围绕转一周而回到原地时,的值并不增减;故
(2)同(1)的分析,当曲线按右手围绕Oz轴转n圈,则当曲线上的点围绕转一周时,的值增加;故
2.设,且,考察级数的绝对收敛性.
【答案】由可知,.而
所以
即所考察的级数收敛.但由
可知,发散,故原级数为条件收敛.
3.求下列函数的傅里叶级数展开式,并求级数的和.
(1)求,的傅里叶级数,并求.
(2)求函数的正弦级数展开式.
【答案】(1)所给函数满足收敛定理的条件,因此可把展成傅里叶级数.又由于在R连续,且为以为周期的偶函数.于是
于是的傅里叶级数展开式为
当x=0时有.由此可得
(2)对进行奇延拓,函数的傅氏系数为
于是函数的正弦级数展开式为.
4.已知不等式对一切成立,求常数A的取值范围.
【答案】由于对一切成立,转求在的最大值。
设,则
且.
在单调减少,因此,因此A>e.
5.设(1)求A的值;(2)设在D上连续,且满足条件
,则,使得
【答案】(1)
其中
,所以
(2)反证法,若对都有,由f(x,y)在D上连续知在D上连续,于是存在点,使得,从而由已知条件得
矛盾,故,使得。
6.已知
(1)求在点的幂级数展开式;
(2)求的和;
(3)求的和.
【答案】(1)()是绝对收敛的级数.由于两个绝对收敛级数可以任意相乘,记
则有
其中
于是有
(2)用莱布尼茨判别法不难判断级数
收敛(注意应用),所以对展开的幂级数,应用阿贝尔第二定理可得
(3)由可得
从而
因此
故