南开大学2003年数学分析参考解答

南开大学2003年数学分析参考解答

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1、南开大学2003年数学分析考研试题及解答一.设w=/(x+y,x-y,兀),其中/(%*,$)冇二阶连续偏导数,求wn,.解:令w=x+y,v=x-yfs=xf则叫=九+九+£;%=fuu+九,(-1)+fvu+fv,(-1)+fsu+fsv(-1)•设数列{%}非负单增,且hman=af证明:I}M—>OC证明:因为{色}非负单增,丄丄所以有an<(a;+a;+・・・+a;:)”<(阳;;)"=nnan,丄由iman-a,imnnafl=a,7?—>00H—>00根据夹逼定理,三.设/(%)=使/(兀)分别满足:xaln(l+x2)

2、,x>0'7,试确定Q的取值范围,0,x<0(1)极限lim/(x)存在;(2)f(x)在兀=0处连续;(3)/(兀)在兀=0处可导.解⑴因=limr+2XIn(1+x2)lim—=1,5+jT极限存在的条件为6r+2>0,即a>-2,所以当a>-2时,极限limf(x}存在;x->0*(2)因为lim/(x)=O=/(O),所以要使/(兀)在x=O处连续,需要求q+2〉0,g>-2,所以当a>-2时,/(x)在兀=0处连续;(3)显然广(0)=0,要使其存在R为0,必须a+l〉O,q>—1,所以当q>-1时,/(%)在兀=0处可导.四.设

3、/(x)在(一oo,+oo)上连续,证明积分j/(x2+y2)(xdx+ydy)与积分路径无关.证明:设=+V则有dU(x,y)=f(x2+y2)(xJx+ydy),即存在势函数,所以+:/)(xdx+ydy)=Jd"与积分路径无关.五.设/(兀)在[a,b]上可导,fa+—=0,且/'(%)[

4、;n=(2)证明lim如=1,其中冷"T8Vn=工(

5、务sink+aksink),k=lvn=sink-色sink).R=1证明:(1)因为工sin£k=l•1sin2即工sink有界,而{an}单调递减且收敛于0,k=PC据迪利克列判别法,知艺色sin/?收敛;/!=100(2)因为^ansinn

6、发散,n=+00,Stl=工1ciksinkI,有limSn=山1"T"00工%sin〃收敛,n=lQ=工务sink,冇hmQn=Q存在,lim2=0,wS’】Un=S“+Qn,Vn=Sn一Qn,1+2冷二S〃+a=__,V„Sn-Q

7、n

8、Qn故有lim―——1."TOOpn七.设F证明:(1)F(f)=「e~tx^^-dx在[0,+oo)上一致收敛;X(2)F(f)在[0,+oo)上连续.foesinx收敛,从而在r>0±一致收敛;对每一rno,关于xg[l,+oo)单调,且一致有界,0<^/x<1,(x>l,z>0),山阿贝尔判别法知「「丫也兰dx关于/e[0,+oo)一致收敛.(2)对任意r0g[0,+qo),存在%0nO,使得z0£严竺三在p,0]上一致收敛,X■QIYy且山严在(x,r)e[l,+oo)x[a,/7]±连续,Xitl含参变量积分一致收敛的性质,

9、知F(/)在G连续,由『0的任意性,得F(r)在[0,+oo)上连续.A.设{.九⑴}是在[。,列上有定义的函数列,满足(1)对任意xQe[a.b]f{九(心)}是一个有界数列;(2)对任意£>0,存在一个j〉0,使当x,ye[a.b],且x-yvj吋,对一切自然数m,有

10、九(兀)一九b)

11、vg・求证:存在一个了序列{九(%)}在[⑦列上一致收敛.注:此题即是著名的阿尔采拉定理.证明:(1)证明{九(兀)}在[d,b]上一致有界对£=1,存在»〉0,当x,ye[a.b],Rx-y<5时,对于一切nwN*有忧(兀)-九(刃

12、v1・b—a取正整

13、数N,使得<8,N、/b-af八一“记xL=a+k,k=…N,N由{九(无)}是有界数列’存在M>0,使得

14、.九(耳)

15、WM,(〃=1,2,…,R=0,l,・・・N),对任意xe[a,b],存在£使得"[兀-I,忑],卜一兀卜色*<5

16、九(诽

17、加)-九(兀)

18、+

19、九(无)

20、vl+M,(〃=1,2,,即得{£(兀)}在S上]上一致有界・⑵设{",…以,…}是[a问中的所有有理数,对每一k,{九(乙)}是有界数列,由聚点定理,存在收敛的子列,取子列的子列,利用对角线法则,对选到{/;}的子列{/“},使得,对每一£,{人(-)}收敛,下证{九}

21、在[d问上一致收敛.对任意£>0,存在一个/>(),当x,ye[a.b],x-y<8时,冇I九(x)-/”b)

22、<£‘b—ab—ci取正整数N充分人,使得<5,x.=a+i,(i

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