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2017年中央民族大学理学院638数学分析考研仿真模拟题

  摘要

一、证明题

1. 设

是具有二阶连续偏导数的函数,证明:

其中D 为光滑曲线L 所围的平面区域,而是

沿曲线L 的外法线n 的方向导数.

【答案】在格林公式中,以P 代替

代替P 得

其中n 是L 的外法线方向. (1) 在

中令

则得

(2) 在

中,令

则得

(c ) 式减

式得

2. 用有限覆盖定理证明聚点定理.

【答案】设有界无限点集中每一点均

是则

的聚点,

使

为有限点集.

记中有限个邻域

显然若有聚点,则必含吁

中. 假设

的一个开覆盖,由有限覆盖定理知,存

使得

由于在

3. 设

中至少有一个聚点.

上严格增的连续曲线(图) . 试证存在

使图中两阴影部分面积相等。

. 为有限点集

所以由上式知为有限点集,与假设矛盾. 故

【答案】作辅助函数

上连续可导. 由

为严格增函数可得

由根的存存定理. 存

内存在一点

使得

上式两端恰为两部分面积,故证得结论。

二、解答题

4. 计算沿空间曲线的第二型曲线积分:

(1) (2

)

线,其方向按曲线依次经过

【答案】(1) 曲线的参数方程为

依次经过1,2, 7, 8卦限,于是

(2) 记球面图所示,则

与xy 平面的交线为

与yz 平面的交线为

与zx 平面的交线为

其中L 为

相交的圆,其方向按曲线依次经过其中,L 为球面

平面部分,yz 平面部分和zx 平面部分.

当从0增加到

时,

点卦限;

在第一卦限部分的边界曲

其中

同理,

所以

5. 求密度为的均匀球面

【答案】因

对于z 轴的转动惯量