北京大学数学分析考研试卷解答.doc
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全国名校历年考研真题集【附后】
北京大学2005 数学专业研究生数学分析
设,试求和.
解:
当然此上极限可以
令.
此下极限当然可以
令
(1)设在开区间可微,且在有界。证明在一致连续.
证明:
由存在.
这显然就是
(2) 设在开区间可微且一致连续,试问在是否一定有界。(若肯定回答,请证明;若否定回答,举例说明)
证明:否定回答.
闭区间上连续函数一致连续.所以
显然此而
3.设.
(1)求的麦克劳林展开式。
(2)求。
解: 这道题目要是直接展开是很麻烦的.先对原式做一下变形.有
. 又由于
比较系数有:,接下来,若 中
,此时令
有。
同理可得:, 。综合得:
4.试作出定义在中的一个函数,使得它在原点处同时满足以下三个条件:
(1)的两个偏导数都存在;(2)任何方向极限都存在;(3)原点不连续
解: 。显然这个函数在 的时候,有偏导数存在
,而对于的时候,有 ,此式在原点也成立。
对于任意方向极限,有。显然沿任意方向趋于原点。
此函数的方向极限都存在。最后,因为沿不同方向趋向原点。不妨设有不同的极限
。且其都不为0。所以该函数在原点不连续。
5.计算.其中是球面与平面的交线。
解:首先,曲线是球面与平面的交线。因为平面过原点,球面中心为原点。
所以它们的交线是该球面上的极大圆。再由坐标的对称性。易知有 。
因此有 ===。
6.设函数列满足下列条件:(1),在连续且有()
(2)点点收敛于上的连续函数
证明:在上一致收敛于
证法1:首先,因为对任意。且有,所以,对于任意,有。
又因为在点连续。所以可以找到,当 时。有,以及
同时成立。因此,当, 时,有
。
如此,令,所以有开区间族 覆盖了区间。
而在闭区间上连续。由Heine-Borel 定理,从开区间族中可以选出有限个,
使 。由的选法。可由相应与,当,且时,有。
取,当时,且,有 成立。所以在上一致收敛于。
证毕。
证法2:反证法.设存在某,对于任意,有一,使得.又有界,由Bolzano-Weierstrass定理,所以其必存在
收敛子列收敛于中某值.因为对任意。
且有,所以,当时,有.
设某,由与连续性.存在一,当时
有同时成立.显然,又因为.所以存在值, .
当时, 成立.最后,当时,有
<.这与假设矛盾.
所以在上,是一致收敛于.证毕.
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