高数竞赛
例1（鱼的游动路线）（'
18）
观察鱼在水中的运动发现，它不是水平游动，而是突发性地锯齿状地向上游动和向下滑行。可以认为这是在长期进化过程中鱼类选择的消耗能量最小的运动方式．
设鱼总是在静水中以常速v 运动，鱼在水中净重为w ，向下滑行时的阻力是w 在运动方向的分力；向上游动时所需的力是w 在运动方向分力与游动所受阻力之和，又设游动的阻力是滑行阻力的k 倍，鱼向下滑行时不消耗能量．
（1） 求证：当鱼要从A 点到达处于同一水平线上的B 点时（如图所示），沿折线ACB 运
动消耗的能量与沿水平线AB 运动消耗的能量之比)
sin(sin sin βαβ
αλ++=
k k
（2） 据实际观察，α角约为o
11，k 值约为2，试根据鱼消耗能量最小的准则估算最佳
的β角．
C
B 解：（1）设鱼滑行所受的阻力为1f ，滑动时所受的阻力为2f ，
由题意知，???==1
21sin kf f w f α …（'2）
于是，鱼沿水平方向游动消耗的能量αsin 11AB kw AB f E ?=?= …（'
2） 鱼沿折线ACB 运动消耗的能量，相当于沿AC 游动消耗的能量为
AC k w AC f w E )sin sin ()sin (22βαβ+=+= …（'
3）
)
sin(sin sin sin sin sin 12βαβααβαλ++=
+==
k AB AC k E E …（'
3） (2)鱼从A 移动到B ,要使消耗能量最小,则当α,k 一定时,只要选取适当的β解,使λ最
小即可. …（'
1）
∵)
(sin )cos()sin sin ()sin(cos 12
βαβαβαβαββλ+++-+=k k d d )
(sin )]cos(1[sin 2
βαβαα++-=k k …（'
3） ∴令
0=β
λ
d d ,求得k 1)cos(=+βα …（'2） ∵o k 11,2==α ∴最佳的o
o o 491160=-=β ． …（'2）
例2（标尺的设计） （'
12）
在石油的生产地和加工厂，为储存原油，常使用大量的水平安置的椭圆柱储油罐，其横向长度为L ，而底面是长轴为a 2，短轴为b 2的椭圆，上端有一注油孔，由于经常注油和取油，有时很难知道油罐中的余油量。因此，希望设计一个精确的标尺，工人只需将该尺垂直插入至油罐的最底部，就可根据标尺上的油痕位置的刻度获知剩油量的多少，剩油量用剩油体积表示．
解：设当标尺上油痕位置的刻度为h 时，储油罐中余油体积为)(h v ，
由题意知，)(h v =?
---b h b
dy b
y a L
221
1
t b
y
sin = ?
--
b
b h tdt abL arcsin 2
2cos π
…（'2 ?--+=b
b h dt t abL arcsin
2
)2cos 1(2π
…（'1） ??????+-+-=
2arcsin )arcsin 2sin(2
1
21πb b h b b h abL …（'2） 由此，标尺可以设计成一面为h 刻度，另一面为余油体积刻度，两面刻度的换算公式如上所示． …（'
2）
例3（平均车速的测定） （'
18）
城市交通的堵塞情况可通过测定行驶车辆的平均速度得到一定程度的反映，根据数据统计，一个普通工作日中的下午00:13—00:18期间，在该城市某路段t 时刻的行驶车辆平均速度d t c t b t a t v +-+-+-=)5.15()5.15()5.15()(23。为测定下午00:13—00:18期间行驶车辆的平均速度，有人提出只要测定两个固定时刻21,t t 行驶车辆的平均速度)(1t v 、
)(2t v ，取其平均值即可，无需因确定d c b a ,,,的值而浪费时间．
（1） 该作法可行吗？如果可行，这两个固定时刻如何选择？结果精确到分钟； （2） d c b a ,,,为待定系数，你如何确定它们呢？请给出思路． 解：（1）该作法可行 … （'
1）
假设
)]()([2
1)(131********t v t v dt t v +=-? …（'
3） 令5.15-=t τ，5.1511-=t τ，5.1522-=t τ
有d c b a d d c b a ++++++=+++?-5252212
22132312
32
)()()()(51。。ττττττττττ
化简得 b c b a 12
25)()()(212
2213231=+++++ττττττ …（'4） 若21,ττ的值与d c b a ,,,无关，
则??
?????=+=+=+01225021
2
2213231ττττττ 一定有解
解得4.121==-ττ …（'
4）
故 1.154.15.151=-=t ，9.164.15.152=+=t
即选择的两个时刻分别为15时6分及16时54分。 …（'
2） （2）最好选取多于4个的数据点n i t v t i i ,,2,1))(,( =
用最小二乘法对d c b a ,,,进行拟合． …（'
4）
例4（'
10）（玻璃钢瓶的检测）
玻璃钢瓶的制作过程是，先用玻璃纤维沿经向（纵向）和纬向（横向）缠绕成型，然后再加工处理成质地如钢的玻璃瓶。我们知道，纤维在压力作用下（设瓶内充以高压氧气）会伸长，产生纤维应变，有一种很小的仪器，只要往瓶上一贴，即可测出纤维的应变。现测出经向纤维的应变为H H H ?=
ε，纬向纤维的应变R
R
R R R ?=?=ππε22，当体积应变超过规定
的标准时，瓶子就不能继续使用，当面对一批玻璃钢瓶需要检测时，你能提供一个简易的公
式估算它们的体积应变V ε吗？
解：将玻璃钢瓶近似看作为一个高为H ，底面半径为R 的圆柱体，则H R V 2π=…（'
2）
易得H R R RH dV ?+?=2
2ππ …（'
4）
则
H E H
H
R R V dV εε+=?+?=22 …（'2） 注意到dV V ≈?，得H R v v
v
εεε+≈?=2 …（'2） 例5（'
10）（最佳满意度）
按照某学者的理论，假设一个企业生产某产品单件成本为a 元，卖出该产品的单价为m
元，则其满意度为1
1h a m
=+．如果一个企业生产并销售两种不同产品的满意度分别为1h 和
2h
现有某企业计划在第一年度生产A 、B 两种产品的单件成本分别控制在6元和24元，在第二年度生产A 、B 两种产品的单件成本分别控制在5元和20元，请你为其制定一个销售A 、B 两种产品的两年度定价方案，使得该企业在第一年度对两种产品的综合满意度达到4
7
，在第二年度对这两种产品的综合满意度达到最大．
解：该企业在第一年度的综合满意度为14
7h =---1
该企业在第二年度的综合满意度为1h 则该题等价于求解(,)(15)(120)z x y x y =++在条件49
(16)(124)16
x y ++=，
11
(0,],(0,]624
x y ∈∈下的最小值问题---------------------------------------------------------------2
构建拉格朗日函数49
(,)(15)(120)[(16)(124)]16
L x y x y x y λ=+++++------------------1
由5(120)6(124)020(15)24(124)0x y
L y y L x y λλ=+++=??=+++=?-------------------------------------------------------------2
解得4x y =-------------------------------------------------------------------------------------------------1
代入条件等式得1111
(0,],(0,]863224
x y =∈=
∈， 故取8A m =（元），32B m =（元）为制定的价格方案．---------------------------------------2
例6（'
11）（液面变化速率）
某半椭球形空水池深为5()m ，池口是半径为4()m 的圆，若以连续变化的速度 向池内注水，当注水量达到水池总体积的
516时，注水速度恰为3
(/)5
m s π，求此刻液面上升的速率（单位：/m s ）．
解 ：半椭球形空水池的中截面为半椭圆，取其竖向对称轴向上方向为y 轴正向，
以半椭圆上界直线右向为x 轴正向，则半椭圆方程为
22
1,1625
x y +=----------------------1 设t 时刻注水速度为()v t ，液面高度为()h t
则有()520516
()(25)25t h t v t dt y dy π--=-??------------------------------------------------------2 上式两端对t 求导得216(){25[()5]}'()25
v t h t h t π
=--------------------------------------2 令0t 时刻注水量达到水池总体积的一半，此时液面高度为0h ，
则有0502255165
16(25)(25)251625
h y dy y dy ππ----=-??-------------------------------------1 化简得32
006251508
h h -+=----------------------------------------------------------------------1 即2000525125()()0224h h h --
-=，解得05
2h =--------------------------------------------2 因200016[25(5)]'()()255
h h t v t ππ
--==-----------------------------------------------------1 故所求液面上升的速率为01
()(/)60
v t m s =．------------------------------------------------1 例7（'
11）（容器贮水量）
某无盖圆柱形容器，高为3米，底面半径为2米，当容器的底面倾斜与水平面 成4
π
角支撑时，试问该容器可贮存多少立方米的水？ 解：以容器底平面为xoy 平面，底面中心为坐标原点O 建立坐标系,过O 与底面垂 直向上为z 轴正向，过O 向底面接地点作y 轴（正向），再按右手法则作x 轴.-----2
水表面（平面）的法向量为0,
n ?
=??
，----------------------------1 水表面经过点(0,2,3)，其方程为1z y =+----------------------------------1
定义域为22
:4,1D x y y +≤≥-且---------------------------------------1 容积(1)D
V y d σ=
+??---------------------------------------------------1
2
1
21)dy y dx -=+??
------------------------------------------2
2
12(y -=+?-------------------------------------------1 22
2
(4)2y --=--+?
?
-------------------------1
8
3
π=．----------------------------------------------------1
(新)高数竞赛试题集
高等数学竞赛 一、 填空题 ⒈ 若 5)(cos sin lim 0=--→b x a e x x x ，则a = ，b = ． ⒉ 设2(1)()lim 1 n n x f x nx →∞-=+, 则()f x 的间断点为x = ． ⒊ 曲线y=lnx 上与直线1=+y x 垂直的切线方程为 ． ⒋ 已知x x xe e f -=')(，且f (1) = 0, 则f (x ) = ． ⒌ 设函数 ()y x 由参数方程 33 31 31 x t t y t t ?=++??=-+?? 确定, 则曲线()y y x =向上凸的x 取值 范围为 ． ⒍ 设 1 ln arctan 22+-=x x x e e e y ，则==1 x dx dy ． ⒎若 0→x 时，1)1(4 1 2 --ax 与x x sin 是等价无穷小，则a= . ⒏ 设?? ???≥-<≤-=21,12121,)(2 x x xe x f x ，则=-?221)1(dx x f ． ⒐ 由定积分的定义知，和式极限=+∑=∞→n k n k n n 12 2 lim ． ⒑ 1+∞=? ． 二、 单项选择题 11．把+ →0 x 时的无穷小量dt t dt t dt t x x x ???===0 3 2 sin ,tan ,cos 2 γβα，使排在后面的 是前一个的高阶无穷小，则正确的排列次序是 【 】 (A) γ βα,,. (B) βγα,,. (C) γαβ,,. (D) αγβ,,. 12．设函数f(x)连续，且,0)0(>'f 则存在0>δ，使得 【 】 (A) f(x)在（0，)δ内单调增加. （B ）f(x)在)0,(δ-内单调减少. （C ）对任意的),0(δ∈x 有f(x)>f(0) . (D) 对任意的)0,(δ-∈x 有f(x)>f(0) . 13 . 设()(1)f x x x =-, 则 【 】 （A ）0x =是()f x 的极值点, 但(0,0)不是曲线()y f x =的拐点. （B ）0x =不是()f x 的极值点, 但(0,0)是曲线()y f x =的拐点. （C ）0x =是()f x 的极值点, 且(0,0)是曲线()y f x =的拐点. （D ）0x =不是()f x 的极值点, (0,0)也不是曲线()y f x =的拐点. 14 . lim (1)n n →∞+等于 【 】 （A ） 2 21 ln xdx ?. （B ）21 2ln xdx ?. （C ）2 1 2ln(1)x dx +?. （D ）2 21 ln (1)x dx +? 15 . 函数 2 )2)(1() 2sin(||)(---= x x x x x x f 在下列哪个区间内有界. 【 】 (A) (-1 , 0). (B) (0 , 1). (C) (1 , 2). (D) (2 , 3).
最新大学生高等数学竞赛试题汇总及答案
前三届高数竞赛预赛试题（非数学类） （参加高等数学竞赛的同学最重要的是好好复习高等数学知识，适当看 一些辅导书及相关题目，主要是一些各大高校的试题。） 2009-2010年第一届全国大学生数学竞赛预赛试卷 一、填空题（每小题5分） 1．计算=--++??y x y x x y y x D d d 1) 1ln()(16/15，其中区域D 由直线1=+y x 与 两坐标轴所围成三角形区域. 解:令v x u y x ==+,，则v u y v x -==,，v u v u y x d d d d 1110det d d =??? ? ??-=， ? -=10 2 d 1u u u （*） 令u t -=1，则21t u -= dt 2d t u -=，42221t t u +-=，)1)(1()1(2t t t u u +-=-， 2．设)(x f 是连续函数，且满足?--=2 022d )(3)(x x f x x f ,则 =)(x f ____________. 解:令?=2 0d )(x x f A ，则23)(2--=A x x f ， A A x A x A 24)2(28d )23(20 2-=+-=--= ? , 解得3 4=A 。因此3 10 3)(2- =x x f 。 3．曲面22 22 -+=y x z 平行平面022=-+z y x 的切平面方程是 __________. 解:因平面022=-+z y x 的法向量为)1,2,2(-，而曲面 2 2 22-+=y x z 在 ) ,(00y x 处的法向量为 )1),,(),,((0000-y x z y x z y x ，故)1),,(),,((0000-y x z y x z y x 与)1,2,2(-平 行，因此，由 x z x =， y z y 2=知
大一高数知识竞赛试题
电气与电子工程学院高等数学试卷 姓名： 班级： 得分： 一．填空题（2′×10） 1 .已知f(x)=()[]?? ? ??=≠+0,0,12sin x a x x x a ,在()+∞∞-,上连续，则a = . 2.X= 是函数f （x ）=???≤>0 ,0 ,2x x x mx 的间断点，是第 类间断点. 3.有一数列{}Xn ，且Xn= n n 3 12-则此数列收敛还是发散. 4.求曲线y=e x 在点(0,1)处的切线方程为. 5.设函数f(x)=???>+≤1 ,1 ,x 2x b ax x 为了使函数f(x)在x=1处连续且可导，则 a = ，b=. 6.设y=f(x)是由e 02xy =-+x y 所确定的函数，则dy= . 7.设f ′(2)=1,则 ()=--→s s f s f s 2) (2lim 0 . 8.求函数2cos y x x =+在[0, 2 π ]上的大值 . 9.椭圆44x 2 2 =+y 在（0,2）处的曲率半径. 10.设常数k>0,函数f(x)=lnx-k e +x 在其定义域内零点个数为 个. 二．选择题(每题仅有一个正确选项，2′×10). 1．数列{x n}收敛是数列{x n}有界的（ ） A.必要条件 B.充分条件 C.充分必要条件 D.既非充分必要条件 2．设f(x)=,0,cos 0 ,? ? ?>≤-x x x e x 则f （-x ）=（ ）
A ???>-≤-0,cos 0,x x x e x B ???>≤0,cos 0,x x x e x C ???<-≥-0,cos 0,x x x e x D. ???<≥0,cos 0,x x x e x 3.设f(x)是可导函数，且 ，则曲线y=f(x)在点（1，f(1)）处的切线斜率为（ ）. A. -1 B. -2 C. 0 D. 1 4.设f(x)=x(x-1)(x-2)…(x-100),则f ′(0)=( ). A. 0 B. 99! C. 100！ D. (-1)100！ 5.若f(-x)=f(x),(-∞ 例1（1）ln ln ln (1ln )(1ln )(ln )x x x x x x x x x x dx e x dx e d x x e C x C +=+==+=+??? （2） dx x x x dx x x x ?? +++=+++22221)1ln(1) 1ln( )1ln()1ln(22? ++++= x x d x x () C x x +++=2 32 ) 1ln(3 2 （3） 2 ln tan ln tan 11ln tan ln tan (ln tan )sin 22sin cos 24 x x dx dx xd x x C x x x ===+??? （4）???+=+=+=+C x x x d dx x x x dx x x )arctan(cos ) (cos 1cos )(cos 1cos sin 2cos 12sin 2 2 22224 （5） C e x d e dx e x x x x x +=+=++++?? 2 2 2 12 112 11 例2、（1）（06年真题） dx x x x x ?-++) 1(188 4 解：（法一）48 8 1(1) x x dx x x ++=-?dx x x x dx x x x ??-+-+)1()1(188 84 7447 4848 11(1)1(1)1x x x x dx dx dx dx x x x x x x -+=+=+----? ??? 37 48 111x x dx dx dx x x x =++--?? ? 4811 ln ln 1ln 148 x x x C =- ---+ （法二） dx x x x x x dx x x x x ??-++-=-++) 1(21)1(188 4888437881211x x dx dx dx x x x =++--?? ? 而 dx x x dx x x dx x x x dx x x ????++-=+-=-4 3 4344383121121) 1)(1(1 444 444 1(1)1(1)11ln ||818181d x d x x C x x x -++=-+=+-+-?? 河北省大学生数学竞赛试题及答案 一、(本题满分10 分) 求极限))1(21(1 lim 222222--++-+-∞→n n n n n n Λ。 【解】 ))1(21(12 22222--++-+-= n n n n n S n Λ 因 21x -在]1,0[上连续，故dx x ?1 02-1存在，且 dx x ? 1 2 -1=∑-=∞→-1 21 .)(1lim n i n n n i ， 所以，= ∞ →n n S lim n dx x n 1lim -11 2∞→-? 4 -1102π ==?dx x 。 二、(本题满分10 分) 请问c b a ,,为何值时下式成立.1sin 1 lim 22 0c t dt t ax x x b x =+-?→ 【解】注意到左边得极限中，无论a 为何值总有分母趋于零，因此要想极限存在，分子必 须为无穷小量，于是可知必有0=b ，当0=b 时使用洛必达法则得到 22 022 01)(cos lim 1sin 1lim x a x x t dt t ax x x x x +-=+-→→?， 由上式可知：当0→x 时，若1≠a ，则此极限存在，且其值为0；若1=a ，则 21)1(cos lim 1sin 1lim 22 220-=+-=+-→→?x x x t dt t ax x x x b x ， 综上所述，得到如下结论：;0,0,1==≠c b a 或2,0,1-===c b a 。 三、(本题满分10 分) 计算定积分? += 2 2010tan 1π x dx I 。 【解】 作变换t x -= 2 π ，则 =I 22 20π π = ?dt ， 所以，4 π= I 。 四、(本题满分10 分) 求数列}{1n n - 中的最小项。 【解】 因为所给数列是函数x x y 1- =当x 分别取ΛΛ,,,3,2,1n 时的数列。 又)1(ln 21-=--x x y x 且令e x y =?='0， 容易看出：当e x <<0时，0<'y ；当e x >时，0>'y 。 所以，x x y 1-=有唯一极小值e e e y 1)(-=。 而3 3 1 2 132> ? < 【最新整理，下载后即可编辑】 第二十届高等数学竞赛试卷 一、填空题（每小题5分，本题共50分）： 1. 若0→x 时，1)1(4 1 2 --ax 与x x sin 是等价无穷小，则= a . 2. = +→) 1ln(1 2) (cos lim x x x . 3. 设函数2 301sin d ,0,(),0,x t t x f x x a x ?≠?=??=?? 在0x =处连续，则a = . 4. =??+??=y z y x z x x y xy z 则设,sin . 5. 的解为： 满足微分方程9 1 )1(ln 2-==+'y x x y y x . _______ )()( ,,)()(,.=-=???≤≤==>??D dxdy x y g x f I D x a x g x f a 则表示全平面， 而其他若设01 006 7.. d tan )cos (222 22005= +? -x x x x π π 8. . sin 2sin sin 1lim = ??? ??+++∞→n n n n n n πππ 9. . ,1222= ≤++Ω???Ω dv e z y x z 计算 所界定由设空间区域 10. 设在上半平面{}(,)|0D x y y =>内，函数 (,)f x y 具有连续偏导 数，且对任意的0t >都有2(,)(,)f tx ty t f x y -=. 对D 内的任意分段光滑的有向简单闭曲线L ，则 .. ),(),(= -?dy y x f x x d y x f y L 二、计算题（每小题6分，本题共42分）： . ,)()(cos .的解，并求满足化简微分方程：用变量代换2101010 2=' ==+'-''-<<===x x y y y y x y x t t x π 解题过程是： 中国大学生数学竞赛竞赛大纲(数学专业组) 为了进一步推动高等学校数学课程的改革和建设，提高大学数学课程的教学水平，激励大学生学习数学的兴趣，发现和选拔数学创新人才，更好地实现“中国大学生数学竞赛”的目标，特制订本大纲。 一、竞赛的性质和参赛对象 “中国大学生数学竞赛”的目的是：激励大学生学习数学的兴趣，进一步推动高等学校数学课程的改革和建设，提高大学数学课程的教学水平，发现和选拔数学创新人才。 “中国大学生数学竞赛”的参赛对象为大学本科二年级及二年级以上的在校大学生。 二、竞赛的内容 “中国大学生数学竞赛”分为数学专业类竞赛题和非数学专业类竞赛题。 （一）中国大学生数学竞赛（数学专业类）竞赛内容为大学本科数学专业基础课的教学内容，即，数学分析占50%，高等代数占35%，解析几何占15%，具体内容如下： Ⅰ、数学分析部分 一、集合与函数 1. 实数集 、有理数与无理数的稠密性，实数集的界与确界、确界存在性定理、闭区间套定理、聚点定理、有限覆盖定理. 2. 2 上的距离、邻域、聚点、界点、边界、开集、闭集、有界（无界）集、2 上的闭矩形套定理、聚点定理、有限复盖定理、基本点列，以及上述概念和定理在n 上的推广. 3. 函数、映射、变换概念及其几何意义，隐函数概念，反函数与逆变换，反函数存在性定理，初等函数以及与之相关的性质. 二、极限与连续 1. 数列极限、收敛数列的基本性质（极限唯一性、有界性、保号性、不等式性质）. 2. 数列收敛的条件（Cauchy 准则、迫敛性、单调有界原理、数列收敛与其子列收敛的关系），极限1lim(1)n n e n →∞+=及其应用. 3.一元函数极限的定义、函数极限的基本性质（唯一性、局部有界性、保号性、不等式 性质、迫敛性），归结原则和Cauchy 收敛准则，两个重要极限sin 10lim 1,lim(1)x x x x x x e →→∞ =+=及其应用，计算一元函数极限的各种方法，无穷小量与无穷大量、阶的比较，记号O 与o 的意义，多元函数重极限与累次极限概念、基本性质，二元函数的二重极限与累次极限的关系. 4. 函数连续与间断、一致连续性、连续函数的局部性质（局部有界性、保号性），有界闭集上连续函数的性质（有界性、最大值最小值定理、介值定理、一致连续性）. 三、一元函数微分学 1.导数及其几何意义、可导与连续的关系、导数的各种计算方法，微分及其几何意义、可微与可导的关系、一阶微分形式不变性. 2.微分学基本定理：Fermat 定理，Rolle 定理，Lagrange 定理，Cauchy 定理，Taylor 公式(Peano 余项与Lagrange 余项). 3.一元微分学的应用：函数单调性的判别、极值、最大值和最小值、凸函数及其应用、 2013年第五届全国大学生数学竞赛 暨第五届甘肃农业大学选拔赛试题 1.当0→x 时,x x x 3cos 2cos cos 1-与n ax 为等价无穷小,求n 与a 的值. 答案:7,2==a n 2.证明:2 1ln cos 112 x x x x x ++≥+-,11x -<<. 3.设奇函数)(x f 在]1,1[-上具有二阶导数,且1)1(=f .证明: (1)存在)1,0(∈ξ,使得1)(='ξf ; (2)存在)1,1(-∈η,使得1)()(='+''ηηf f . 4.如图，曲线C 的方程为)(x f y =,点(2 , 3)是它的一个拐点,直线1l 与2l 分别是曲线C 在点(0 , 0)与(2 , 3) 处的切线,其交点为(4 , 2).设函数)(x f 具有三阶连续导数,计算定积分?'''+3 0 2d )()(x x f x x . 答案:20 5.过(0,1)点作曲线:ln L y x =的切线,切点为A ,又L 与x 轴交于B 点,区域D 由L 与直线AB 围成,求区 域D 的面积及D 绕x 轴旋转一周所的旋转体的体积. 答案:2A =,)1 e (π232-=x V 6.设函数()y f x =由参数方程22(1)() x t t t y t ??=+>-?=?所确定,且22d 3d 4(1)y x t =+,其中()t ?具有二阶导数,曲线()y t ?=与2 213e d 2e t u y u -=+?在1t =处相切,求函数()t ?. 答案:3211()(3)22e e t t t t ?=++-+(1)t >-. 7.求函数y x x y y x f ++=e )3 (),(3 的极值. 答案:31e ),1(34min --=-f 8.设平面区域D 由直线x y y x 3,3==及8=+y x 所围成,计算??D y x x d d 2. 答案: 3 416 9.已知L 是第一象限中从点(0,0)沿圆周222x y x +=到点(2,0),再沿圆周224x y +=到点(0,2)的曲线段,求曲线积分?-++=L y y x x x y x I d )2(d 332. 答案:π42 - 10.设数列}{n a 满足条件:1,310==a a ,0)1(2=---n n a n n a )2(≥n ,)(x s 是幂级数n n n x a ∑∞=0的和函数. (1)证明:0)()(=-''x s x s .(2)求)(x s 的表达式. 答案:x x x s e e 2)(+=-. 2010年江苏省《高等数学》竞赛试题（本科二级） 一 填空题（每题4分，共32分） 1.0sin sin(sin ) lim sin x x x x →-= 2.22 ln(1)1x x y x ++=+，/y = 3.2cos y x =，()()n y x = 4.21x x e dx x -=? 5.4 2 1 1dx x +∞ =-? 6.圆222 222042219 x y z x y z x y z +-+=?? ?++--+≤??的面积为 7.(2,)x z f x y y =-，f 可微，//12(3,2)2,(3,2)3f f ==，则(,)(2,1)x y dz == 8.级数1 1(1)! 2!n n n n n ∞ =+-∑的和为 . 二.（10分） 设()f x 在[],a b 上连续，且()()b b a a b f x dx xf x dx =??，求证：存在点(),a b ξ∈，使得 ()0a f x dx ξ =? . 三．（10分）已知正方体1111ABCD A B C D -的边长为2，E 为11D C 的中点，F 为侧面正方形11BCC B 的中点，（1）试求过点1,,A E F 的平面与底面ABCD 所成二面角的值。（2）试求过点1,,A E F 的平面截正方体所得到的截面的面积. 四（12分）已知ABCD 是等腰梯形，//,8BC AD AB BC CD ++=,求,,AB BC AD 的长，使得梯形绕AD 旋转一周所得旋转体的体积最大。 五（12分）求二重积分() 22cos sin D x y dxdy +??，其中22:1,0,0D x y x y +≤≥≥ 六、（12分）求()()21x x y e dx x y dy Γ ++++?，其中Γ为曲线22201 212x x x y x x ?≤≤?+=≤≤? 从()0,0O 到()1,1A -. 高数竞赛预赛试题（非数学类） （参加高等数学竞赛的同学最重要的是好好复习高等数学知识，适当看一些辅导书 及相关题目，主要是一些各大高校的试题。） 2009年 第一届全国大学生数学竞赛预赛试卷 一、填空题（每小题5分，共20分） 1．计算=--++??y x y x x y y x D d d 1) 1ln()(____________，其中区域D 由直线1=+y x 与两坐标轴所围成三角形区域. 解: 令v x u y x ==+,，则v u y v x -==,，v u v u y x d d d d 11 10 det d d =??? ? ? ?-=， v u u v u u u y x y x x y y x D D d d 1ln ln d d 1) 1ln()(????--= --++ ????----=---=10 2 1 00 0d 1)ln (1ln d )d ln 1d 1ln ( u u u u u u u u u u v v u u v u u u u u ? -=1 2 d 1u u u （*） 令u t -=1，则21t u -= dt 2d t u -=，42221t t u +-=，)1)(1()1(2t t t u u +-=-， ?+--=0 1 42d )21(2(*)t t t ? +-=10 42d )21(2t t t 1516513 2 21 053= ??????+-=t t t 2．设)(x f 是连续函数，且满足? -- =20 22d )(3)(x x f x x f , 则=)(x f ____________. 解: 令? = 20 d )(x x f A ，则23)(2--=A x x f ， A A x A x A 24)2(28d )23(20 2-=+-=--= ? , 解得34= A 。因此3 10 3)(2-=x x f 。 3．曲面22 22 -+=y x z 平行平面022=-+z y x 的切平面方程是__________. 第一届全国大学生数学竞赛预赛试卷（非数学类） 一、填空题（每小题5分，共20分） 1．计算____________，其中区域由直线与两坐标轴所 围成三角形区域. 解 令，则，， （*） 令，则，，，， 2．设 是连续函数，且满足, 则____________. 解 令，则， , 解得。因此。 3．曲面平行平面的切平面方程是__________. 解 因平面的法向量为，而曲面在处的法向量为，故与平行，因此，由 =--++??y x y x x y y x D d d 1) 1ln()(D 1=+y x v x u y x ==+ ,v u y v x -==,v u v u y x d d d d 1110det d d =??? ? ??-=v u u v u u u y x y x x y y x D D d d 1ln ln d d 1) 1ln()(????--= --++????----=---=10 2 1 00 0d 1)ln (1ln d )d ln 1d 1ln ( u u u u u u u u u u v v u u v u u u u u ? -=1 2 d 1u u u u t -=121t u -=dt 2d t u -=42221t t u +-=)1)(1()1(2t t t u u +-=-?+--=01 42d )21(2(*)t t t ? +-=10 4 2 d )21(2t t t 1516513 2 21 053=??????+-=t t t )(x f ?--=2 2 2d )(3)(x x f x x f =)(x f ? = 2 d )(x x f A 23)(2--=A x x f A A x A x A 24)2(28d )23(2 2-=+-=--=?3 4= A 3103)(2 - =x x f 22 22 -+=y x z 022=-+z y x 022=-+z y x )1,2,2(-22 22 -+=y x z ),(00y x )1),,(),,((0000-y x z y x z y x )1),,(),,((0000-y x z y x z y x )1,2,2(- 2012年省第十一届高等数学竞赛试题（专科） 一．填空（4分*8=32分） 1.=-+-+→5614 34lim 4x x x 2. =+++∞→4 3 3321lim n n n Λ 3. =?→x x tdt t x x 32030sin sin lim 4.)1ln(x y -=，则=)(n y 5.=? xdx x arctan 2 6.?=2 11arccos dx x x 7.点)3,1,2(-到直线22311z y x =-+=-的距离为 8.级数∑∞=--21)1(n k n n n 为条件收敛，则常数k 的取值围是 二．（6分*2=12分） （1）求))(13(lim 31223 ∑=∞→+-i n i n n n （2）设)(x f 在0=x 处可导，且,2)0(,1)0(='=f f 求201)1(cos lim x x f x --→ 三．在下面两题中，分别指出满足条件的函数是否存在？若存在，举一例，若不存在，请给出证明。（4分+6分=10分） （1）函数)(x f 在),(δδ-上有定义（0>δ），当0<<-x δ时，)(x f 严格增加，当δ< 四．（10分） 求一个次数最低的多项式)(x p ，使得它在1=x 时取得极大值13，在4=x 时取得极小值－14。 五．（12分） 过点)0,0(作曲线x e y -=Γ:的切线L ，设D 是以曲线Γ、切线L 及x 轴为边界的无界区域。 （1）求切线L 的方程。 （2）求区域D 的面积。 （3）求区域D 绕x 轴旋转一周所得的旋转体的体积。 六．（12分） 点)3,2,5(,)1,2,1(--B A 在平面322:=--∏z y x 的两侧，过点B A ,作球面∑使其在平面∏上截得的圆Γ最小。 （1）求直线AB 与平面∏的交点M 的坐标。 （2）若点M 是圆Γ的圆心，求球面∑的球心坐标与该球面的方程。 （3）证明：点M 确是圆Γ的圆心。 七．（12分） 求级数∑∞ =-++12)1()1(n n n n n n 的和。 2016江苏省高等数学竞赛题（本科一级） 1. 设234()(1)(2)(3)(4),.(2).f x x x x x f ''=----试求 2. 求极限0tan(tan )tan(tan(tan ))lim tan tan(tan )tan(tan(tan )) x x x x x x →-?? 3.设Γ为曲线21x y =+上从点(0,2)A 到(1,3)B 的一段弧，试求曲线积分2(1).xy xy e xy dx e x dy Γ++? 4.已知点(3,2,1)P 与平面:2231x y z ∏-+=，在直线2124x y z x y z ++=??-+=? 上求一点Q ，使得线段PQ 平行于平面∏，试写出点Q 的坐标. 二．判断下一命题是否成立？若判断成立，给出证明；若判断不成立，举一反例，作出说明. 命题：若函数()f x 在0x =处连续，0(2)()lim ()x f x f x a a R x →-=∈，则()f x 在0x =处可导，且 (0)f a '=. 三．设函数()f x 在区间[0,1]上二阶可导，(0)0,(1)1f f ==. 求证：(0,1),()(1)()1f f ξξξξξξ'''?∈++=+使得. 四．求定积分220sin 1cos x x dx x π+? . 五．设函数(,)f x y 在点(2,2)-处可微，满足： 2222(sin()2cos ,2cos )1()f xy x xy y x y o x y +-=++++ 试求曲面(,)z f x y =点(2,2)-处的切平面方程. １ 高等数学竞赛试题1 一、填空： 1．若()?? ???≤->-=,x ,a x ,x f x x x 01e 0,arctan e 122sin 是()+∞∞-,上的连续函数，则a = －1 。 2．函数x x y 2sin +=在区间?? ? ???ππ,2上的最大值为332+π 。 3． ()=+?--22 d e x x x x 26e 2-- 。 4．由曲线? ??==+012 2322z y x 绕y 轴旋转一周得到的旋转面在点() 230,,处的指向外侧的单位法向 量为 {} 3205 1 ,, 。 5．设函数()x,y z z =由方程2e =+----x y z x x y z 所确定，则= z d ()y x x x x y z x y z d d e 1e 1-1+++---- 。 二、选择题： 1． 设函数f (x )可导，并且()50='x f ，则当0→?x 时，该函数在点0x 处微分d y 是y ?的（ A ） （A ）等价无穷小； （B ）同阶但不等价的无穷小； （C ）高阶无穷小； （D ）低阶无穷小。 2． 设函数f (x )在点x = a 处可导，则()x f 在点x = a 处不可导的充要条件是（ C ） （A ）f (a ) = 0，且()0='a f ； （B ）f (a )≠0，但()0='a f ； （C ）f (a ) = 0，且()0≠'a f ； （D ）f (a )≠0，且()0≠'a f 。 3． 曲线12+-+ =x x x y （ B ） （A ）没有渐近线； （B ）有一条水平渐近线和一条斜渐近线； （C ）有一条铅直渐近线； （D ）有两条水平渐近线。 4．设()()x,y x,y f ?与均为可微函数，且()0≠'x,y y ?。已知()00,y x 是()x,y f 在约束条件()0=x,y ?下的一个极值点，下列选项中的正确者为（ D ） （A ）若()000=',y x f x ，则()000=',y x f y ； （B ）若()000=',y x f x ，则()000≠',y x f y ； （C ）若()000≠',y x f x ，则()000=',y x f y ； （D ）若()000≠',y x f x ，则()000≠',y x f y 。 （一）中国大学生数学竞赛（数学专业类）竞赛内容为大学本科数学专业基础课的教 学内容，即，数学分析占50%，高等代数占35%，解析几何占15%，具体内容如下：Ⅰ、数学分析部分 一、集合与函数 1. 实数集、有理数与无理数的稠密性，实数集的界与确界、确界存在性定理、 闭区间套定理、聚点定理、有限覆盖定理. 2. 上的距离、邻域、聚点、界点、边界、开集、闭集、有界（无界）集、上的 闭矩形套定理、聚点定理、有限复盖定理、基本点列，以及上述概念和定理在上的推广. 3. 函数、映射、变换概念及其几何意义，隐函数概念，反函数与逆变换，反函 数存在性定理，初等函数以及与之相关的性质. 二、极限与连续 1. 数列极限、收敛数列的基本性质（极限唯一性、有界性、保号性、不等式性质）. 2. 数列收敛的条件（Cauchy准则、迫敛性、单调有界原理、数列收敛与其子列 收敛的关系），极限及其应用. 3.一元函数极限的定义、函数极限的基本性质（唯一性、局部有界性、保号性、不等式性质、迫敛性），归结原则和Cauchy收敛准则，两个重要极限及其应用，计 算一元函数极限的各种方法，无穷小量与无穷大量、阶的比较，记号O与o的意义，多元函数重极限与累次极限概念、基本性质，二元函数的二重极限与累次极限的关系. 4. 函数连续与间断、一致连续性、连续函数的局部性质（局部有界性、保号性），有界闭集上连续函数的性质（有界性、最大值最小值定理、介值定理、一致连续性）. 三、一元函数微分学 1.导数及其几何意义、可导与连续的关系、导数的各种计算方法，微分及其几何 意义、可微与可导的关系、一阶微分形式不变性. 2.微分学基本定理：Fermat定理，Rolle定理，Lagrange定理，Cauchy定理，Taylor公式(Peano余项与Lagrange余项). 3.一元微分学的应用：函数单调性的判别、极值、最大值和最小值、凸函数及其 应用、曲线的凹凸性、拐点、渐近线、函数图象的讨论、洛必达（L'Hospital）法则、近似计算. 四、多元函数微分学 1. 偏导数、全微分及其几何意义，可微与偏导存在、连续之间的关系，复合函 数的偏导数与全微分，一阶微分形式不变性，方向导数与梯度，高阶偏导数，混合偏 导数与顺序无关性，二元函数中值定理与Taylor公式. 2.隐函数存在定理、隐函数组存在定理、隐函数（组）求导方法、反函数组与坐 标变换. 3.几何应用（平面曲线的切线与法线、空间曲线的切线与法平面、曲面的切平面 与法线）. 高中数学竞赛基本知识集锦 一、三角函数 常用公式 由于是讲竞赛，这里就不再重复过于基础的东西，例如六种三角函数之间的转换，两角和与差的三角函数，二倍角公式等等。但是由于现在的教材中常用公式删得太多，有些还是不能不写。先从最基础的开始（这些必须熟练掌握）： 半角公式 2 cos 12 sin α α-± = 2 cos 12 cos α α+± = α αα αα ααcos 1sin sin cos 1cos 1cos 12 tan += -= +-± = 积化和差 ()()[]βαβαβα-++=sin sin 21cos sin ()()[]βαβα βα--+= sin sin 2 1sin cos ()()[]β αβα βα-++= cos cos 2 1cos cos ()()[]β αβαβα--+- =cos cos 2 1sin sin 和差化积 2cos 2sin 2sin sin β αβ αβα-+=+ 2sin 2cos 2sin sin β αβ αβα-+=- 2 cos 2 cos 2cos cos β αβ αβα-+=+ 2 sin 2 sin 2cos cos β αβαβα-+-=- 万能公式 ααα2 tan 1tan 22sin += α αα2 2 tan 1tan 12cos +-= α αα2tan 1tan 22tan -= 三倍角公式 ( )( ) αααααα+-=-= 60sin sin 60sin 4sin 4sin 33sin 3 ( )( ) αααααα+-=-= 60cos cos 60cos 4cos 3cos 43cos 3 二、某些特殊角的三角函数值 除了课本中的以外，还有一些 2010年江苏省高等数学竞赛试题（本科一级） 一.填空（每题4分，共32分） 1.() () 3 sin sin lim sin x x x x →-= 2.设函数,f ?可导，()()arctan tan y f x x ?=+，则y '= 3. 2cos y x =，则()n y = 4.21x x dx x e +=? 5. 4211dx x +∞=-? 6.圆222 222042219x y z x y z x y z +-+=? ?++--+≤?的面积为 7.设2,,x f x y f y ?? - ???可微，()()123,22,3,23f f ''==，则()() ,2,1x y dz == 8.级数()()1 111! 2!n n n n n ∞ =+--∑的和为 二．（10分）设()f x 在[]0,c 上二阶可导，证明：存在()0,c ξ∈， 使得()()()()()3 0212 c c c f x dx f f c f ξ''=+-? 三．（10分）已知正方体1111ABCD A B C D -的边长为2，E 为11D C 的中点，F 为侧面正方形11BCC B 的中点，（1）试求过点1,,A E F 的平面与底面ABCD 所成二面角的值。（2）试求过点1,,A E F 的平面截正方体所得到的截面的面积. 四（12分）已知ABCD 是等腰梯形，//,8BC AD AB BC CD ++=,求,,AB BC AD 的长，使得梯形绕AD 旋转一周所得旋转体的体积最大。 五（12分）求二重积分()22cos sin D x y dxdy +??，其中22:1D x y +≤ 六．（12分）应用高斯公式计算()222ax by cz dS ∑ ++??，（,,a b c 为常数） 其中222:2x y y z ∑++=. 高等数学竞赛试题 1．计算 {} 2222 ,max 0 a b b x a y dx e dy ? ?，（a>0，b>0） 解：原积分= 22 22 22 220 00b a a x a b a b y b x a y b x a y a b b x a b dx e dy dx e dy xe dx dy e dx a +=+? ???? ?? =2222 22111(1)(1)(1)22a b a b a b e e e ab ab ab -+-=- 2. 设幂级数 n n n a x ∞ =∑的系数满足02a =，11n n na a n -=+-，n=1，2，3…，求此幂级数的 和函数()s x 。 解：0 (),n n n s x a x +∞== ∑则1 1 111 1 1 '()(1)n n n n n n n n s x na x a x n x +∞ +∞ +∞ ----=====+-∑∑∑ 12 ()(1)()(1)n n x s x n x s x x +∞ +==+ +=+ -∑ 即2 '()()(1) x s x s x x =+ -，且(0)2o s a == 解方程1()1x s x ce x =+ - 由(0)1s =?1()1x s x e x =+- 3. 已知()f x 二阶可导，且()0f x >，[]2 ''()()'()0f x f x f x -≥，x R ∈ （1）证明 2 12 12()()( )2 x x f x f x f +≥， 12,x x R ?∈ （2）若(0)1f =，证明'(0)(),f x f x e x R ≥∈ 证明：（1）记()ln ()g x f x = 则'() '()() f x g x f x = 22''(')''()0ff f g x f -= > 1212()()()22g x g x x x g ++∴ ≥ 即 21212()()()2 x x f x f x f +≥ ⑵222 2''()'(0)''(')()(0)'(0)ln (0)|2(0)2x g f ff f g x g g x x f x x f f ξξ=-=++=++ '(0)f x ≥ 即'(0)()f x f x e ≥ 4．求10(1)lim ln(1) x x x e x →+-+ 高中数学竞赛资料 一、高中数学竞赛大纲 全国高中数学联赛 全国高中数学联赛（一试）所涉及的知识范围不超出教育部2000年《全日制普通高级中学数学教学大纲》中所规定的教学要求和内容，但在方法的要求上有所提高。 全国高中数学联赛加试 全国高中数学联赛加试（二试）与国际数学奥林匹克接轨，在知识方面有所扩展；适当增加一些教学大纲之外的内容，所增加的内容是： 1.平面几何 几个重要定理：梅涅劳斯定理、塞瓦定理、托勒密定理、西姆松定理。三角形中的几个特殊点：旁心、费马点，欧拉线。几何不等式。几何极值问题。几何中的变换：对称、平移、旋转。圆的幂和根轴。面积方法，复数方法，向量方法，解析几何方法。 2.代数 周期函数，带绝对值的函数。三角公式，三角恒等式，三角方程，三角不等式，反三角函数。递归，递归数列及其性质，一阶、二阶线性常系数递归数列的通项公式。 第二数学归纳法。平均值不等式，柯西不等式，排序 不等式，切比雪夫不等式，一元凸函数。 复数及其指数形式、三角形式，欧拉公式，棣莫弗定理，单位根。多项式的除法定理、因式分解定理，多项式的相等，整系数多项式的有理根*，多项式的插值公式*。 n次多项式根的个数，根与系数的关系，实系数多项式虚根成对定理。 函数迭代，简单的函数方程* 3. 初等数论 同余，欧几里得除法，裴蜀定理，完全剩余类，二次剩余，不定方程和方程组，高斯函数[x]，费马小定理，格点及其性质，无穷递降法，欧拉定理*，孙子定理*。 4.组合问题 圆排列，有重复元素的排列与组合，组合恒等式。组合计数，组合几何。抽屉原理。容斥原理。极端原理。图论问题。集合的划分。覆盖。平面凸集、凸包及应用*。 注：有*号的内容加试中暂不考，但在冬令营中可能考。 三、高中数学竞赛基础知识 第一章集合与简易逻辑浙江省高数竞赛积分习题集
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