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数学分析习题及答案 (39)

数学分析习题及答案 (39)
数学分析习题及答案 (39)

习 题 16.1

⒈ 设交流电的变化规律为E t A t ()sin =ω,将它转变为直流电的整流过程有两种类型:

⑴ 半波整流(图16.1.5(a))

f t A

t t 12

()(sin |sin |)=+ωω;

⑵ 全波整流(图16.1.5(b))

f t A t 2()|sin |=ω;

现取ω=1,试将f x 1()和f x 2()在]

,[ππ-展开为Fourier 级数。

⒉ 将下列函数在],[ππ-上展开成Fourier 级数:

⑴ x x f sgn )(=; ⑵ f x x ()|cos |=;

⑶ 2

22)(π-=x x f ; ⑷ f x ()??

?∈-∈=);

,0[,0),0,[,ππx x x ⑸ f x ()?

?

?∈-∈=).,0[,),

0,[,ππx bx x ax ⒊ 将下列函数展开成正弦级数:

⑴ x x f +=π)(,],0[π∈x ;

⑵ f x x ()e =-2,],0[π∈x ; ⑶ f x ()???∈∈=];,[,),,0[,222πππ

πx x x ⑷ f x ()?????∈∈=].2,1[,

0),1,0[,2cos x x x π ⒋ 将下列函数展开成余弦级数:

⑴ f x x x ()()=-π,],0[π∈x ; ⑵ f x x ()e =,],0[π∈x ;

⑶ f x ()???∈∈=];,[,

1),,0[,2sin 244πππx x x ⑷ 22)(ππ-+-=x x x f ,],0[π∈x . ⒌ 求定义在任意一个长度为π2的区间]2,[π+a a 上的函数f x ()的Fourier 级数

及其系数的计算公式。

⒍ 将下列函数在指定区间展开成Fourier 级数:

⑴ 2

)(x

x f -=π,]2,0[π∈x ; ⑵ f x x ()=2,]2,0[π∈x ; ⑶ x x f =)(, x ∈[,]01;

⑷ f x ()???∈-∈=);1,0[,

0),

0,1[,e 3x x x ⑸ f x ()??

?∈-∈=)

,0[,0),

0,[,T x T x C (C 是常数).

(a)

(b)

图16.1.5

⒎ 某可控硅控制电路中的负载电流为

?

??<≤<≤=,,sin 5,0,

0)(00T t T t T t t I ω

其中ω为圆频率,周期ω

π

2=T 。现设初始导通时间T T

08=(见图16.1.6),求I t ()在[,]0T 上的Fourier 级数。 ⒏ 设f x ()在],[ππ-上可积或绝对可积,证明: ⑴ 若对于任意],[ππ-∈x ,成立)()(π+=x f x f ,则a b n n 21210--==;

⑵ 若对于任意],[ππ-∈x ,成立)()(π+-=x f x f ,则a b n n 220==.

⒐ 设f x ()在()2/,0π上可积或绝对可积,应分别对它进行怎么样的延拓,才能

使它在[,]-ππ上的Fourier 级数的形式为

⑴ f x a n x n n ()~cos()211-=∞

∑;

⑵ f x b nx n n ()~

sin 21

=∞

∑.

⒑ 设周期为π2的函数f x ()在[,]-ππ上的Fourier 系数为a n 和b n ,求下列函数

的Fourier 系数~a n

和~b n

⑴ g x f x ()()=-; ⑵ h x f x C ()()=+ (C 是常数);

⑶ ?--=π

ππdt t x f t f x F )()(1)( (假定积分顺序可以交换)

习 题 16.2

1.设)(x ψ在[,)0+∞上连续且单调,0)(lim =+∞

→x x ψ,证明

0sin )(lim

=?

++∞→dx px x p ψ.

2.设函数)(u ψ在],[ππ-上分段连续,在u =0点连续且有单侧导数,证明

??--=--+∞→πππψψψ02

cot )]()([212

sin

2cos 2cos )(lim du u u u du u pu u u p .

3.设函数)(u ψ在],[δδ-上单调,证明

0sin )]0()0([21)(lim =??????-++-?-+∞→δδψψψdu u

pu u p . 4.证明Dirichlet 引理对)(u ψ是分段单调有界函数的情况依然成立。 5.证明Lipschitz 判别法的推论。

6.对§16.1的习题2、3、4、6中的函数,验证它们的Fourier 级数满足收敛判

别法的条件,并分别写出这些Fourier 级数的和函数。

7.利用∑∞

==12

261n n

π,证明:

图16.1.6

⑴ 1241312112222π=+-+-Λ; ⑵ 87

1513112

222π=++++Λ.

8. 求sin x 全部非零零点的倒数的平方和。 9. 证明下列关系式:

⑴ 对π20<

ax e π??

????+-+-=∑∞

=12

22sin cos 21)1(e n a n a nx n nx a a π

; ⑵ 对π20<

ax cos π∑∞

=--++=1

2

2sin )12(cos cos 2sin 22sin n n a nx

a n nx a a a a πππ; ⑶ 对⑵,令π=x ,有

∑∞

=--+=12

22

)1(21sin n n n

a a a a ππ . 10. ⑴ 验证函数

?????=≠=0,

0,0,ln 1

)(2||x x x f x π

满足Dirichlet-Jordan 判别法条件而不满足Dini-Lipschitz 判别法条件。 ⑵ 验证函数

???=≠=0,

0,0,cos )(2x x x x f x π

满足Dini-Lipschitz 判别法条件(今后会学到,它不满足Dirichlet-Jordan

判别法条件,在此从略)。

习 题 16.3

⒈ 由例16.1.2的结果

~x ∑∞

=+-1

1

sin )1(2n n nx n , ),(ππ-∈x ,

用逐项积分法求x 2和x 3的Fourier 级数。

2.证明定理16.3.2的推论16.3.1:

a a nx

b nx n

n n 012++=∞

∑(cos sin )是某个可积或绝对可积函数的Fourier 级数的必要条件是b

n

n n =∞

∑1收敛。

3.说明级数 ∑∞=2ln sin n n nx 和 ∑∞

=2

ln ln sin n n nx

点点收敛,但不可能是任何可积或绝对可

积函数的Fourier 级数。

4.利用例16.1.1的结果

f x ()[)[)?

?

?∈-∈=ππ,0,00,,1x x ∑∞=---112)12sin(221~n n x

n π 和Parseval 等式,证明1212

1

()n n -=∞

∑82π=.

5.利用例16.1.2的结果

f x ()[)[)~0,,0???-∈-∈=ππx x x x

∑∞=--+12

cos 1)1(22n n nx n

ππ, 和Parseval 等式,求∑∞

=-1

4

)12(1

n n 。 6. 利用

∑∞

=-+=1222

cos )1(43n n nx n x π,),(ππ-∈x

和Parseval 等式,求∑∞

=141

n n

7.设)(x f 为),(+∞-∞上以π2为周期,且具有二阶连续导数的函数,记

?-=πππnxdx x f b n sin )(1, ?-''=''π

ππnxdx x f b n

sin )(1。

证明:若∑∞

=''1n n

b 绝对收敛,则 ??

?

??''+<∑∑∞

=∞

=11||221||n n n n b b 。 8.设)(x f 为),(+∞-∞上的以π2为周期的连续函数。证明:若)(x f 的Fourier

系数全为零,则0)(≡x f 。

9.设)(x f 是周期为π2的任意一个连续函数,证明对于任意给定的0>ε,存

在三角多项式

=)(x n ψ∑=++n

k k k kx B kx A A 1

)sin cos (2,

使得

εψ

π

π<-?-

dx x x f n

|)()(|。

习 题 16.4

1.求下列定义在),(+∞-∞的函数的Fourier 变换:

⑴ ???<<=;

,0,

0,)(其它δx A x f ⑵ f x a x ()e ||=-, a >0;

⑶ f x a x ()e =-2

, a >0; ⑷ ?

?

?<≥=-;0,0,0,e )(2x x x f x ⑸ ??

?>≤=;||,0,||,cos )(0δδωx x x A x f 00≠ω是常数,0ωπ

δ=。 2.求f x ax ()e =-(),0[+∞∈x ,a >0)的正弦变换和余弦变换。

3.设???<≥=-,0,0,0,e )(1x x x f x ?????≤≤=,,

0,

20,sin )(2其它πx x x f 求)(21x f f *。

习 题 16.5

1. 说明离散Fourier 变换X j x n i

n j N

n N ()()e

=

-=-∑20

1

π可以看成Fourier 变换

?

∞+∞

--=dx x f f x i ωωe )()(? 的离散近似形式的推广。

2. 证明正交关系式

k j N

k

n i N n N j n i N ,210

2e e 1δππ=∑-=- 。 3. 设N pq =(q p ,N ∈),构造只需))((N q p O +次运算的Fourier 变换算法。 4. 对N =23,具体写出以2为底的FFT 的计算流程。

计 算 实 习 题

(在教师的指导下,编制程序在电子计算机上实际计算)

⒈ 利用现成的数学通用软件(如MATLAB 、Mathematica 、Maple 等),对于

N =3264128,, :

⑴ 生成实数序列{()}x k k N =-0

1 ; ⑵ 用FFT 计算{()}x k k N =-01 的离散Fourier 变换序列{()}X j j N =-01; ⑶ 作出 {()}x k 和{|()|}X j 的图并进行分析(参见图16.5.4);

⑷ 设定00>δ,将{|()|}X j 中满足0|)(|δ

离散Fourier 逆变换,将得到的数据与{()}x k 比较;

⑸ 改变0δ的值,重复⑷,分析不同的0δ对逆变换所得到的数据的影响。 ⒉ 对于N =3264128,, ,

⑴ 产生两个实数序列 {()}x k k N =-01 和{()}y k k N =-01

⑵ 用直接方法计算 {()}x k 和{()}y k 的卷积{()}z k k N =-0

1; ⑶ 改用离散Fourier 变换的思想,用FFT 计算{()}z k ; ⑷ 结合N 比较两种算法所用的时间。

⒊ 用FFT 计算多项式 ()()!-++=∑121210n n n m x n 和()()!-=∑1220

n n n m x n 的乘积,并与sin 22x

的Taylor

级数的相应项比较。

数学建模典型例题

一、人体重变化 某人的食量是10467焦/天,最基本新陈代谢要自动消耗其中的5038焦/天。每天的体育运动消耗热量大约是69焦/(千克?天)乘以他的体重(千克)。假设以脂肪形式贮存的热量100% 地有效,而1千克脂肪含热量41868焦。试研究此人体重随时间变化的规律。 一、问题分析 人体重W(t)随时间t变化是由于消耗量和吸收量的差值所引起的,假设人体重随时间的变化是连续变化过程,因此可以通过研究在△t时间内体重W的变化值列出微分方程。 二、模型假设 1、以脂肪形式贮存的热量100%有效 2、当补充能量多于消耗能量时,多余能量以脂肪形式贮存 3、假设体重的变化是一个连续函数 4、初始体重为W0 三、模型建立 假设在△t时间内: 体重的变化量为W(t+△t)-W(t); 身体一天内的热量的剩余为(10467-5038-69*W(t)) 将其乘以△t即为一小段时间内剩下的热量; 转换成微分方程为:d[W(t+△t)-W(t)]=(10467-5038-69*W(t))dt; 四、模型求解 d(5429-69W)/(5429-69W)=-69dt/41686 W(0)=W0 解得: 5429-69W=(5429-69W0)e(-69t/41686) 即: W(t)=5429/69-(5429-69W0)/5429e(-69t/41686) 当t趋于无穷时,w=81; 二、投资策略模型 一、问题重述 一家公司要投资一个车队并尝试着决定保留汽车时间的最佳方案。5年后,它将卖出所有剩余汽车并让一家外围公司提供运输。在策划下一个5年计划时,这家公司评估在年i 的开始买进汽车并在年j的开始卖出汽车,将有净成本a ij(购入价减去折旧加上运营和维修成本)ij

高等数学求极限的常用方法附例题和详解

高等数学求极限的14种方法 一、极限的定义 1.极限的保号性很重要:设 A x f x x =→)(lim 0 , (i )若A 0>,则有0>δ,使得当δ<-<||00x x 时,0)(>x f ; (ii )若有,0>δ使得当δ<-<||00x x 时,0A ,0)(≥≥则x f 。 2.极限分为函数极限、数列极限,其中函数极限又分为∞→x 时函数的极限和 0x x →的极限。要特别注意判定极限是否存在在: (i )数列{}的充要条件收敛于a n x 是它的所有子数列均收敛于a 。常用的是其推 论,即“一个数列收敛于a 的充要条件是其奇子列和偶子列都收敛于a ” (ii ) A x x f x A x f x =+∞ →= -∞ →? =∞ →lim lim lim )()( (iii)A x x x x A x f x x =→=→?=→+ - lim lim lim 0 )( (iv)单调有界准则 (v )两边夹挤准则(夹逼定理/夹逼原理) (vi )柯西收敛准则(不需要掌握)。极限)(lim 0 x f x x →存在的充分必要条件是: εδεδ<-∈>?>?|)()(|)(,0,021021x f x f x U x x o 时,恒有、使得当 二.解决极限的方法如下: 1.等价无穷小代换。只能在乘除.. 时候使用。例题略。 2.洛必达(L ’hospital )法则(大题目有时候会有暗示要你使用这个方法) 它的使用有严格的使用前提。首先必须是X 趋近,而不是N 趋近,所以面对数列极限时候先要转化成求x 趋近情况下的极限,数列极限的n 当然是趋近于正无穷的,不可能是负无穷。其次,必须是函数的导数要存在,假如告诉f

数学分析期末考试题

数学分析期末考试题 一、单项选择题(从给出的四个答案中,选出一个最恰当的答案填入括号内,每小题2分, 共20分) 1、 函数)(x f 在[a,b ]上可积的必要条件是( ) A 连续 B 有界 C 无间断点 D 有原函数 2、函数)(x f 是奇函数,且在[-a,a ]上可积,则( ) A ?? =-a a a dx x f dx x f 0 )(2)( B 0)(=?-a a dx x f C ?? -=-a a a dx x f dx x f 0 )(2)( D )(2)(a f dx x f a a =?- 3、 下列广义积分中,收敛的积分是( ) A ? 1 1dx x B ? ∞ +1 1dx x C ? +∞ sin xdx D ?-1 131dx x 4、级数 ∑∞ =1 n n a 收敛是 ∑∞ =1 n n a 部分和有界且0lim =∞ →n n a 的( ) A 充分条件 B 必要条件 C 充分必要条件 D 无关条件 5、下列说法正确的是( ) A ∑∞ =1n n a 和 ∑∞ =1 n n b 收敛, ∑∞ =1 n n n b a 也收敛 B ∑∞ =1 n n a 和 ∑∞ =1 n n b 发散, ∑∞ =+1 )(n n n b a 发散 C ∑∞ =1n n a 收敛和 ∑∞ =1 n n b 发散, ∑∞ =+1 )(n n n b a 发散 D ∑∞=1 n n a 收敛和∑∞ =1 n n b 发散, ∑∞ =1 n n n b a 发散 6、 )(1 x a n n ∑∞ =在[a ,b ]收敛于a (x ),且a n (x )可导,则( ) A )()('1'x a x a n n =∑∞ = B a (x )可导 C ?∑? =∞ =b a n b a n dx x a dx x a )()(1 D ∑∞ =1 )(n n x a 一致收敛,则a (x )必连续 7、下列命题正确的是( )

数学分析(2)期末试题

数学分析(2)期末试题 课程名称 数学分析(Ⅱ) 适 用 时 间 试卷类别 1 适用专业、年级、班 应用、信息专业 一、单项选择题(每小题3分,3×6=18分) 1、 下列级数中条件收敛的是( ). A .1(1)n n ∞ =-∑ B . 1n n ∞ = C . 21(1)n n n ∞=-∑ D . 11(1)n n n ∞ =+∑ 2、 若f 是(,)-∞+∞内以2π为周期的按段光滑的函数, 则f 的傅里叶(Fourier )级数 在 它的间断点x 处 ( ). A .收敛于()f x B .收敛于1 ((0)(0))2f x f x -++ C . 发散 D .可能收敛也可能发散 3、函数)(x f 在],[b a 上可积的必要条件是( ). A .有界 B .连续 C .单调 D .存在原函 数 4、设()f x 的一个原函数为ln x ,则()f x '=( ) A . 1x B .ln x x C . 21 x - D . x e 5、已知反常积分2 (0)1dx k kx +∞ >+? 收敛于1,则k =( ) A . 2π B .22π C . 2 D . 24π 6、231ln (ln )(ln )(1)(ln )n n x x x x --+-+-+L L 收敛,则( ) A . x e < B .x e > C . x 为任意实数 D . 1e x e -<<

二、填空题(每小题3分,3×6=18分) 1、已知幂级数1n n n a x ∞ =∑在2x =处条件收敛,则它的收敛半径为 . 2、若数项级数1 n n u ∞ =∑的第n 个部分和21 n n S n = +,则其通项n u = ,和S = . 3、曲线1 y x = 与直线1x =,2x =及x 轴所围成的曲边梯形面积为 . 4、已知由定积分的换元积分法可得,1 ()()b x x a e f e dx f x dx =??,则a = ,b = . 5、数集(1) 1, 2 , 3, 1n n n n ?? -=??+?? L 的聚点为 . 6、函数2 ()x f x e =的麦克劳林(Maclaurin )展开式为 . 65

高等数学下册典型例题精选集合.doc

最新高等数学下册典型例题精选集合 第八章 多元函数及其微分法 最大者泄义域,并在平面上画出泄义域的图形。 A - 77 Z[ = J4x_),的定义域是y 2 < 4x z 2二丿 的定义域是 从而z = :)-的定义域是Z]=』4x-护 与z? = / 1 定义域 的公共部分,即 V4x >y>0 x 2 > y>0 例 2 设 z 二 x+y + /(x 一 y),当 y = 0吋 z = ,求 z. 解:代入y = 0时Z = F,得〒=兀+ /(兀),即/(兀)=亍一匕 所以 z = (x- y)2 +2y. 2 2 例3求lim —— >4o J ,+)" +1 _ [ lim(Jx 2 + y 2 +1 +1) = 2 XT O V 尸0 例1求函数z 解:此函数可以看成两个函数Z 严』4x-y2与Z2 =的乘积。 兀-">0,即兀2 >y >0o y>0 lim (* + )(J 兀2 + y2 + ] 4- 1) 解: XT O 原式=厂0 (J 对 + )厂 +1 -1)( J 兀~ + + ] + 1)

法2化为一元函数的极限计算。令衣+八]=(,则当 x —0, y —?0 吋,t ―> 1 o 『2 _1 原式=lim --------- = lim(r +1) = 2。 t —I / — ] i ―I 例 4 求 lim r 兀+厂 ,T() 丿 解:法1用夹逼准则。因为2 | xy \< x 2 2 + y 2,所以 2 9 0<

而lim凶=0,从而lim| |=0 XT O 2 XT O厂 + \厂 〉?T O 〉?T O兀十〉 于是lim「1=0 牙-叮兀.+ y 尸0 丿 法2利用无穷小与有界函数的乘积 是无穷小的性质。 因为2|xy|< x2 + y2所以—^― Q +y =lim( AT O 〉?T O 尢y ?x) = 0 例5研究lim^- :护+y 解:取路径y二二一x + kxSke R± ,则lim 小 = [由k是任意非零 F *+y k yTO 丿 的常数,表明原极限不存在。a, 又limx = 0 XT O 〉T() 所以

数据分析期末试题及答案

数据分析期末试题及答案 一、人口现状.sav数据中是1992年亚洲各国家和地区平均寿命(y)、按购买力计算的人均GDP(x1)、成人识字率(x2),一岁儿童疫苗接种率(x3)的数据,试用多元回归分析的方法分析各国家和地区平均寿命与人均GDP、成人识字率、一岁儿童疫苗接种率的关系。(25分) 解: 1.通过分别绘制地区平均寿命(y)、按购买力计算的人均GDP(x1)、成人识字率(x2),一岁儿童疫苗接种率(x3)之间散点图初步分析他们之间的关系 上图是以人均GDP(x1)为横轴,地区平均寿命(y)为纵轴的散点图,由图可知,他们之间没有呈线性关系。尝试多种模型后采用曲线估计,得出 表示地区平均寿命(y)与人均GDP(x1)的对数有线性关系

上图是以成人识字率(x2)为横轴,地区平均寿命(y)为纵轴的散点图,由图可知,他们之间基本呈正线性关系。 上图是以疫苗接种率(x3)为横轴,地区平均寿命(y)为纵轴的散点图,由图可知,他们之间没有呈线性关系 。 x)为横轴,地区平均寿命(y)为纵轴的散点图,上图是以疫苗接种率(x3)的三次方(3 3 由图可知,他们之间呈正线性关系 所以可以采用如下的线性回归方法分析。

2.线性回归 先用强行进入的方式建立如下线性方程 设Y=β0+β1*(Xi1)+β2*Xi2+β3* X+εi i=1.2 (24) 3i 其中εi(i=1.2……22)相互独立,都服从正态分布N(0,σ^2)且假设其等于方差 R值为0.952,大于0.8,表示两变量间有较强的线性关系。且表示平均寿命(y)的95.2%的信息能由人均GDP(x1)、成人识字率(x2),一岁儿童疫苗接种率(x3)一起表示出来。 建立总体性的假设检验 提出假设检验H0:β1=β2=β3=0,H1,:其中至少有一个非零 得如下方差分析表 上表是方差分析SAS输出结果。由表知,采用的是F分布,F=58.190,对应的检验概率P值是0.000.,小于显著性水平0.05,拒绝原假设,表示总体性假设检验通过了,平均寿命(y)与人均GDP(x1)、成人识字率(x2),一岁儿童疫苗接种率(x3)之间有高度显著的的线性回归关系。

数学分析1-期末考试试卷(A卷)

数学分析1 期末考试试卷(A 卷) 一、填空题(本题共5个小题,每小题3分,满分15分) 1、设 82lim =?? ? ??-+∞→x x a x a x , 则 =a 。 2、设函数) 2(1 )(--=x x e x f x ,则函数的第一类间断点是 ,第二类间断点 是 。 3、设)1ln(2 x x y ++=,则=dy 。 4、设)(x f 是连续函数,且dt t f x x f )(2)(1 0?+=,则=)(x f 。 5、xdx arctan 1 ?= 。 二、单项选择题(本题共5个小题,每小题3分,满分15分) 1、设数列n x 与数列n y 满足0lim =∞ →n n n y x ,则下列断言正确的是( )。 (A )若n x 发散,则n y 必发散。 (B )若n x 无界,则n y 必无界。 (C )若n x 有界,则n y 必为无穷小。 (D )若n x 1 为无穷小,则n y 必为无穷小。 2、设函数x x x f =)(,则)0(f '为( )。 (A ) 1。 (B )不存在。 (C ) 0。 (D ) -1。 3、若),() ()(+∞<<-∞=-x x f x f 在)0(,-∞内0)(,0)(<''>'x f x f ,则 )(x f 在),0(+∞内有( )。 (A )0)(,0)(<''>'x f x f 。 (B )0)(,0)(>''>'x f x f 。

(C )0)(,0)(<''<'x f x f 。 (D )0)(,0)(>''<'x f x f 。 4、设)(x f 是连续函数,且? -=dt t f x F x e x )()(,则)(x F '等于( ) 。 (A )() )(x f e f e x x ----。 (B )() )(x f e f e x x +---。 (C ) () )(x f e f e x x --- 。 (D )() )(x f e f e x x +--。 5、设函数x x a x f 3sin 31sin )(+=在3 π =x 处取得极值,则( )。 (A ))3(,1πf a =是极小值。 (B ))3 (,1π f a =是极大值。 (C ))3(,2πf a =是极小值。 (D ))3 (,2π f a =是极大值。 三、计算题(本题共7个小题,每小题6分,满分42分) 1、求 ) 1ln(sin 1tan 1lim 30x x x x ++-+→ 2、设4lim 221=-++→x x b ax x x ,求 b a 、。

数学建模典型例题(二)

6 小行星的轨道模型 问题 一天文学家要确定一颗小行星绕太阳运行的轨道,他在轨道平面内建立以太阳为原点的直角坐标系,在两坐标轴上取天文测量单位(一天文单位为地球到太阳的平均距离:1.4959787×1011m ).在5个不同的时间对小行星作了5次观察,测得轨道上5个点的坐标数据如表6.1. 表6.1 坐标数据 由Kepler (开普勒)第一定律知,小行星轨道为一椭圆.现需要建立椭圆的方程以供研究(注:椭圆的一般方程可表示为 012225423221=+++++y a x a y a xy a x a . 问题分析与建立模型 天文学家确定小行星运动的轨道时,他的依据是轨道上五个点的坐标数据: (x 1, y 1), (x 2, y 2), (x 3, y 3), (x 4, y 4), (x 5, y 5). 由Kepler 第一定律知,小行星轨道为一椭圆.而椭圆属于二次曲线,二次曲线的一般方程为012225423221=+++++y a x a y a xy a x a .为了确定方程中的五个待定 系数,将五个点的坐标分别代入上面的方程,得 ???? ?????-=++++-=++++-=++++-=++++-=++++.122212221222122212225554253552251454424344224 135342 3333223125242 232222211514213112211y a x a y a y x a x a , y a x a y a y x a x a ,y a x a y a y x a x a ,y a x a y a y x a x a ,y a x a y a y x a x a 这是一个包含五个未知数的线性方程组,写成矩阵

数学分析3期末试题

2012 –2013学年第一学期期末考试题 11数学教育《数学分析》(三) 一、单项选择(将正确答案的序号填在括号内,每题2分,共20分) 1. 下列数项级数中收敛的是 ( ) A. 211 n n ∞ =∑; B. 2 1n n n ∞ =+∑; C. 1 1 n n ∞ =∑; D. 0 1 23n n n ∞ =++∑. 2. 下列数项级数中绝对收敛的是 ( ) A. 1(1)n n n ∞ =-∑ B. 1n n ∞= 1n n ∞=1sin n n n ∞ =∑ 3.函数项级数1n n x n ∞ =∑的收敛域是 ( ) A. (1,1)- B. (1,1]- C. [1,1)- D. [1,1]- 4.幂级数021n n n x n ∞ =+∑的收敛半径是 ( ) . A B C D 1 .2 .1 .02 5. 下列各区域中,是开区域的是 ( ) 2. {(,)|}A x y x y > . {(,)|||1}B x y xy ≤ 22.{(,)|14}C x y x y <+≤ .{(,)|1}D x y x y +≥ 6.点集11{,|}E n N n n ?? =∈ ??? 的聚点是 ( ) A. (){0,0} B.()0,0 C. 0,0 D.{}{}0,0 7.点函数()f P 在0P 连续,是()f P 在0P 存在偏导数 ( ) A.必要条件 B.充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 8. 函数(,)f x y 在()00,x y 可微,则(,)f x y 在()00,x y 不一定 ( ) A.偏导数连续 B.连续 C. 偏导数存在 D. 存在方向导数 9. 设函数)()(y v x u z =,则z x ??等于 ( ) A. ()()u x v y x y ???? B. ()()du x v y dx y ?? C. ()()du x v y dx D. ()() u x v y x y ??+ ?? 10. 函数(,)f x y 在()00,x y 可微的充分必要条件是 ( ) A. 偏导数连续; B. 偏导数存在; C.存在切平面; D. 存在方向导数. 二、填空题(将正确答案填在横线上,每题2分,共20分) 11. 若数项级数1 1n p n n ∞ =-∑() 绝对收敛,则p 的取值范围是 ; 12. 幂级数0(1)n n n x ∞ =+∑的和函数是 ; 13.幂级数2 01 (1)n n x n ∞ =-∑ 的收敛域是 . ; 14.平面点集22{(,)|14}E x y x y =<+≤的内点是_________ ___ __ _______; 15.函数33(,)3f x y x y xy =+-的极值点是 ______________________. 16.曲面221z x y =+-在点(2,1,4)的切平面是 ______________________ 17.函数y z x =,则 z y ?=? ______________________; 18.函数u xyz =在(1,1,1)沿方向(cos ,cos ,cos )l αβγ= 的方向导数是 ___________; 19.设cos sin x r y r ? ?=??=?,则 x x r y y r ??????=???? ; 20 .若arctan y x =,则 dy dx =______________________。

高数典型例题解析

第一章函数及其图形 例1:(). A. {x | x>3} B. {x | x<-2} C. {x |-2< x ≤1} D. {x | x≤1} 注意,单选题的解答,有其技巧和方法,可参考本课件“应试指南”中的文章《高等数学(一)单项选择题的解题策略与技巧》,这里为说明解题相关的知识点,都采用直接法。 例2:函数的定义域为(). 解:由于对数函数lnx的定义域为x>0,同时由分母不能为零知lnx≠0,即x≠1。由根式内要非负可知即要有x>0、x≠1与同时成立,从而其定义域为,即应选C。 例3:下列各组函数中,表示相同函数的是() 解:A中的两个函数是不同的,因为两函数的对应关系不同,当|x|>1时,两函数取得不同的值。 B中的函数是相同的。因为对一切实数x都成立,故应选B。 C中的两个函数是不同的。因为的定义域为x≠-1,而y=x的定义域为(-∞,+∞)。 D中的两个函数也是不同的,因为它们的定义域依次为(-∞,0)∪(0,+∞)和(0,+∞)。例4:设

解:在令t=cosx-1,得 又因为-1≤cosx≤1,所以有-2≤cosx-1≤0,即-2≤t≤0,从而有 。 5: 例 f(2)没有定义。 注意,求分段函数的函数值,要把自变量代到相应区间的表达式中。 例6:函数是()。 A.偶函数 B.有界函数 C.单调函数 D .周期函数 解:由于,可知函数为一个奇函数而不是偶函数,即(A)不正确。 由函数在x=0,1,2点处的值分别为0,1,4/5,可知函数也不是单调函数;该函数显然也不是一个周期函数,因此,只能考虑该函数为有界函数。 事实上,对任意的x,由,可得,从而有。可见,对于任意的x,有 。 因此,所给函数是有界的,即应选择B。 例7:若函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y),则f(x)是()。 A.奇函数 B.偶函数 C.非奇非偶函数D.奇偶性不确定

数学系第三学期数学分析期末考试题及答案

第三学期《数学分析》期末试题 一、 选择题:(15分,每小题3分) 1、累次极限存在是重极限存在的( ) A 充分条件 B 必要条件 C 充分必要条件 D 无关条件 2、 =??),(00|) ,(y x x y x f ( ) A x y x f y y x x f x ?-?+?+→?),(),(lim 00000 ; B x y x x f x ??+→?) ,(lim 000; C x y x x f y y x x f x ??+-?+?+→?),(),(lim 00000 ; D x y x f y x x f x ?-?+→?) ,(),(lim 00000。 3、函数f (x,y )在(x 0,,y 0)可偏导,则( D ) A f (x,y )在(x 0,,y 0)可微 ; B f (x,y )在(x 0,,y 0)连续; C f (x,y )在(x 0,,y 0)在任何方向的方向导数均存在 ; D 以上全不对。 4、2 222 2) (),(y x y x y x y x f -+=的二重极限和二次极限各为( B ) A 、0,0,0; B 、不存在,0,0,; C 、0,不存在,0; D 、0,0,不存在。 5、设y x e z =,则=??+??y z y x z x ( A ) A 、0; B 、1; C 、-1; D 、2。 二、计算题(50分,每小题10分) 1、 证明函数?? ? ??=+≠++=0 00),(22222 2y x y x y x xy y x f 在(0,0)点连续且可偏导, 但它在该点不可微; 2、 设 ??'=-x x t x f x f dt d e x f 0) (),(,)(2 求ττ; 3、 设有隐函数,0 x y F z z ??= ???,其中F 的偏导数连续,求z x ??、z y ??; 4、 计算 (cos sin ) x C e ydx ydy -? ,其中C 是任一条以为(0,0)A 起点、(,)B a b 为终点 的光滑曲线; 5、 计算 zdS ∑ ??,其中∑为22 z x y =+在 1 4z ≤ 的部分; 三、验证或解答(满分24分,每小题8分)

2003全国大学生数学建模竞赛B题优秀论文(出题人亲作)

2003高教社杯全国大学生数学建模竞赛 B 题参考答案 注意:以下答案是命题人给出的,仅供参考。各评阅组应根据对题目的理解及学生的解答,自主地进行评阅。 问题分析: 本题目与典型的运输问题明显有以下不同: 1. 运输矿石与岩石两种物资; 2. 产量大于销量的不平衡运输; 3. 在品位约束下矿石要搭配运输; 4. 产地、销地均有单位时间的流量限制; 5. 运输车辆每次都是满载,154吨/车次; 6. 铲位数多于铲车数意味着最优的选择不多于7个产地; 7. 最后求出各条路线上的派出车辆数及安排。 运输问题对应着线性规划,以上第1、2、3、4条可通过变量设计、调整约束条件实现; 第5条使其变为整数线性规划;第6条用线性模型实现的一种办法,是从1207 10 C 个整数规划中取最优的即得到最佳物流;对第7条由最佳物流算出各条路线上的最少派出车辆数(整数),再给出具体安排即完成全部计算。 对于这个实际问题,要求快速算法,计算含50个变量的整数规划比较困难。另外,这是一个二层规划,第二层是组合优化,如果求最优解计算量较大,现成的各种算法都无能为力。于是问题变为找一个寻求近优解的近似解法,例如可用启发式方法求解。 调用120次整数规划可用三种方法避免:(1)先不考虑电铲数量约束运行整数线性规划,再对解中运量最少的几个铲位进行筛选;(2)在整数线性规划的铲车约束中调用sign 函数来实现;(3)增加10个0-1变量来标志各个铲位是否有产量。 这是一个多目标规划,第一问的目标有两层:第一层是总运量(吨公里)最小,第二层是出动卡车数最少,从而实现运输成本最小。第二问的目标有:岩石产量最大;矿石产量最大;运量最小,三者的重要性应按此序。 合理的假设主要有: 1. 卡车在一个班次中不应发生等待或熄火后再启动的情况; 2. 在铲位或卸点处因两条路线(及以上)造成的冲突时,只要平均时间能完成任务即 可,不进行排时讨论; 3. 空载与重载的速度都是28km/h ,耗油相差却很大,因此总运量只考虑重载运量; 4. 卡车可提前退出系统。 符号:x ij ~ 从i 号铲位到j 号卸点的石料运量 单位 吨; c ij ~ 从i 号铲位到j 号卸点的距离 公里; T ij ~ 从i 号铲位到j 号卸点路线上运行一个周期平均所需时间 分; A ij ~ 从i 号铲位到j 号卸点最多能同时运行的卡车数 辆; B ij ~ 从i 号铲位到j 号卸点路线上一辆车最多可以运行的次数 次; p i ~ i 号铲位的矿石铁含量。 % p =(30,28,29,32,31,33,32,31,33,31) q j ~ j 号卸点任务需求 吨 q =(1.2,1.3,1.3,1.9,1.3)*10000

全国数学建模大赛题目

2010高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 A题储油罐的变位识别与罐容表标定 通常加油站都有若干个储存燃油的地下储油罐,并且一般都有与之配套的“油位计量管理系统”,采用流量计和油位计来测量进/出油量与罐内油位高度等数据,通过预先标定的罐容表(即罐内油位高度与储油量的对应关系)进行实时计算,以得到罐内油位高度和储油量的变化情况。 许多储油罐在使用一段时间后,由于地基变形等原因,使罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化(以下称为变位),从而导致罐容表发生改变。按照有关规定,需要定期对罐容表进行重新标定。图1是一种典型的储油罐尺寸及形状示意图,其主体为圆柱体,两端为球冠体。图2是其罐体纵向倾斜变位的示意图,图3是罐体横向偏转变位的截面示意图。 请你们用数学建模方法研究解决储油罐的变位识别与罐容表标定的问题。 (1)为了掌握罐体变位后对罐容表的影响,利用如图4的小椭圆型储油罐(两端平头的椭圆柱体),分别对罐体无变位和倾斜角为α=4.10的纵向变位两种情况做了实验,实验数据如附件1所示。请建立数学模型研究罐体变位后对罐容表的影响,并给出罐体变位后油位高度间隔为1cm的罐容表标定值。 (2)对于图1所示的实际储油罐,试建立罐体变位后标定罐容表的数学模型,即罐内储油量与油位高度及变位参数(纵向倾斜角度α和横向偏转角度β)之间的一般关系。请利用罐体变位后在进/出油过程中的实际检测数据(附件2),根据你们所建立的数学模型确定变位参数,并给出罐体变位后油位高度间隔为10cm的罐容表标定值。进一步利用附件2中的实际检测数据来分析检验你们模型的正确性与方法的可靠性。 附件1:小椭圆储油罐的实验数据 附件2:实际储油罐的检测数据 地平线油位探针

数学分析试题及答案解析

2014 ---2015学年度第二学期 《数学分析2》A 试卷 学院 班级 学号(后两位) 姓名 一. 判断题(每小题3分,共21分)(正确者后面括号内打对勾,否则打叉) 1.若()x f 在[]b a ,连续,则()x f 在[]b a ,上的不定积分()?dx x f 可表为 ()C dt t f x a +?( ). 2.若()()x g x f ,为连续函数,则()()()[]()[]????=dx x g dx x f dx x g x f ( ). 3. 若()? +∞ a dx x f 绝对收敛,()?+∞a dx x g 条件收敛, 则()()?+∞-a dx x g x f ][必然条件收敛( ). 4. 若()? +∞ 1 dx x f 收敛,则必有级数()∑∞ =1 n n f 收敛( ) 5. 若{}n f 与{}n g 均在区间I 上内闭一致收敛,则{}n n g f +也在区间I 上内闭一致收敛( ). 6. 若数项级数∑∞ =1n n a 条件收敛,则一定可以经过适当的重排使其发散 于正无穷大( ). 7. 任何幂级数在其收敛区间上存在任意阶导数,并且逐项求导后得到的新幂级数收敛半径与收敛域与原幂级数相同( ).

二. 单项选择题(每小题3分,共15分) 1.若()x f 在[]b a ,上可积,则下限函数()?a x dx x f 在[]b a ,上( ) A.不连续 B. 连续 C.可微 D.不能确定 2. 若()x g 在[]b a ,上可积,而()x f 在[]b a ,上仅有有限个点处与()x g 不相等,则( ) A. ()x f 在[]b a ,上一定不可积; B. ()x f 在[]b a ,上一定可积,但是()()??≠b a b a dx x g dx x f ; C. ()x f 在[]b a ,上一定可积,并且()()??=b a b a dx x g dx x f ; D. ()x f 在[]b a ,上的可积性不能确定. 3.级数()∑ ∞ =--+1 21 11n n n n A.发散 B.绝对收敛 C.条件收敛 D. 不确定 4.设∑n u 为任一项级数,则下列说法正确的是( ) A.若0lim =∞ →n n u ,则级数∑ n u 一定收敛; B. 若1lim 1 <=+∞→ρn n n u u ,则级数∑n u 一定收敛; C. 若1,1<>?+n n u u N n N ,时有当,则级数∑n u 一定收敛;

数学建模优化问题经典练习

1、高压容器公司制造小、中、大三种尺寸的金属容器,所用资源为金属板、劳 万元,可使用的金属板有500t,劳动力有300人/月,机器有100台/月,此外,不管每种容器制造的数量是多少,都要支付一笔固定的费用:小号为100万元,中号为150万元,大号为200万元,现在要制定一个生产计划,使获得的利润为最大, max=4*x1+5*x2+6*x3-100*y1-150*y2-200*y3; 2*x1+4*x2+8*x3<=500; 2*x1+3*x2+4*x3<=300; 1*x1+2*x2+3*x3<=100; @bin(y1); @bin(y2); @bin(y3); y1+y2+y3>=1; Global optimal solution found. Objective value: 300.0000 Extended solver steps: 0 Total solver iterations: 0 Variable Value Reduced Cost X1 100.0000 0.000000 X2 0.000000 3.000000 X3 0.000000 6.000000 Y1 1.000000 100.0000 Y2 0.000000 150.0000 Y3 0.000000 200.0000 Row Slack or Surplus Dual Price 1 300.0000 1.000000 2 300.0000 0.000000 3 100.0000 0.000000 4 0.000000 4.000000 5 0.000000 0.000000

高等数学试题库

高等数学试题库 第二章 导数和微分 一.判断题 2-1-1 设物体的运动方程为S=S(t),则该物体在时刻t 0的瞬时速度 v=lim lim ()()??????t t s t s t t s t t →→=+-0000与 ?t 有关. ( ) 2-1-2 连续函数在连续点都有切线. ( ) 2-1-3 函数y=|x|在x=0处的导数为0. ( ) 2-1-4 可导的偶函数的导数为非奇非偶函数. ( ) 2-1-5 函数f(x)在点x 0处的导数f '(x 0)=∞ ,说明函数f(x)的曲线在x 0点处的切 线与x 轴垂直. ( ) 2-1-6 周期函数的导数仍是周期函数. ( ) 2-1-7 函数f(x)在点x 0处可导,则该函数在x 0点的微分一定存在. ( ) 2-1-8 若对任意x ∈(a,b),都有f '(x)=0,则在(a,b)内f(x)恒为常数. ( ) 2-1-9 设f(x)=lnx.因为f(e)=1,所以f '(e)=0. ( ) 2-1-10(ln )ln (ln )'ln x x x x x x x x x 2224 3 21 '=-=- ( ) 2-1-11 已知y= 3x 3 +3x 2 +x+1,求x=2时的二阶导数: y '=9x 2 +6x+1 , y '|x=2=49 所以 y"=(y ')'=(49)'=0. ( ) 二.填空题 2-2-1 若函数y=lnx 的x 从1变到100,则自变量x 的增量 ?x=_______,函数增量 ?y=________. 2-2-2 设物体运动方程为s(t)=at 2 +bt+c,(a,b,c 为常数且a 不为0),当t=-b/2a 时, 物体的速度为____________,加速度为________________. 2-2-3 反函数的导数,等于原来函数___________. 2-2-4 若曲线方程为y=f(x),并且该曲线在p(x 0,y 0)有切线,则该曲线在 p(x 0,y 0) 点的切线方程为____________. 2-2-5 若 lim ()() x a f x f a x a →-- 存在,则lim ()x a f x →=______________. 2-2-6 若y=f(x)在点x 0处的导数f '(x)=0,则曲线y=f(x)在[x 0,f(x 0)]处有 __________的切线.若f '(x)= ∞ ,则曲线y=f(x)在[x 0,f(x 0)]处有 _____________的切线. 2-2-7 曲线y=f(x)由方程y=x+lny 所确定,则在任意点(x,y)的切线斜率为 ___________在点(e-1,e)处的切线方程为_____________. 2-2-8 函数

第三学期 数学分析(3)试卷

一、填空题(每空3分,共24分) 1、 设z x u y tan =,则全微分=u d __________________________。 2、 设32z xy u =,其中),(y x f z =是由xyz z y x 3333=++所确定的隐函数,则 =x u _________________________。 3、 椭球面14222=-+z y x 在点)1,1,2(M 处的法线方程是__________________。 4、 设,d ),()(sin 2y y x f x F x x ?=),(y x f 有连续偏导数,则=')(x F __________________。 5、 设L 是从点(0,0)到点(1,1)的直线段,则第一型曲线积分?=L s x yd _____________。 6、 在xy 面上,若圆{} 122≤+=y x y x D |),(的密度函数为1),(=y x ρ,则该圆关于原点的转动惯量的二重积分表达式为_______________,其值为_____________。 7、 设S 是球面1222=++z y x 的外侧,则第二型曲面积分=??dxdy z S 2_______。 二、计算题(每题8分,共56分) 1、 讨论y x y x y x f 1sin 1sin )(),(-=在原点的累次极限、重极限及在R 2上的连续性。

2、 设),(2x y y x f u =具有连续的二阶偏导数,求二阶偏导数xx u 和xy u 。 3、 求22333),(y x x y x f --=在}16|),{(22≤+=y x y x D 上的最大值和最小值。

数学分析 期末考试试卷

中央财经大学2014—2015学年 数学分析期末模拟考试试卷(A 卷) 姓名: 学号: 学院专业: 联系方式: 一、填空题(本题共5个小题,每小题3分,满分15分) 1、设 82lim =?? ? ??-+∞→x x a x a x , 则 =a 。 2、设函数) 2(1 )(--=x x e x f x ,则函数的第一类间断点是 ,第二类间断点 是 。 3、设)1ln(2 x x y ++=,则=dy 。 4、设)(x f 是连续函数,且dt t f x x f )(2)(1 0?+=,则=)(x f 。 5、xdx arctan 1 ?= 。 二、单项选择题(本题共5个小题,每小题3分,满分15分) 1、设数列n x 与数列n y 满足0lim =∞ →n n n y x ,则下列断言正确的是( )。 (A )若n x 发散,则n y 必发散。 (B )若n x 无界,则n y 必无界。 (C )若n x 有界,则n y 必为无穷小。 (D )若n x 1 为无穷小,则n y 必为无穷小。 2、设函数x x x f =)(,则)0(f '为( )。 (A ) 1。 (B )不存在。 (C ) 0。 (D ) -1。 3、若),() ()(+∞<<-∞=-x x f x f 在)0(,-∞内0)(,0)(<''>'x f x f ,则 )(x f 在),0(+∞内有( )。

(A )0)(,0)(<''>'x f x f 。 (B )0)(,0)(>''>'x f x f 。 (C )0)(,0)(<''<'x f x f 。 (D )0)(,0)(>''<'x f x f 。 4、设)(x f 是连续函数,且? -=dt t f x F x e x )()(,则)(x F '等于( ) 。 (A )() )(x f e f e x x ----。 (B )() )(x f e f e x x +---。 (C ) () )(x f e f e x x --- 。 (D )() )(x f e f e x x +--。 5、设函数x x a x f 3sin 31sin )(+ =在3 π =x 处取得极值,则( ) 。 (A ))3(,1πf a =是极小值。 (B ))3 (,1π f a =是极大值。 (C ))3(,2πf a =是极小值。 (D ))3 (,2π f a =是极大值。 三、计算题(本题共7个小题,每小题6分,满分42分) 1、求 ) 1ln(sin 1tan 1lim 3 x x x x ++-+→ 2、设4lim 221=-++→x x b ax x x ,求 b a 、。

(汇总)数学分析3试卷及答案.doc

数学分析(3)期末试卷 2005年1月13日 班级_______ 学号_________ 姓名__________ 考试注意事项: 1.考试时间:120分钟。 2.试卷含三大题,共100分。 3.试卷空白页为草稿纸,请勿撕下!散卷作废! 4.遵守考试纪律。

一、填空题(每空3分,共24分) 1、 设z x u y tan =,则全微分=u d __________________________。 2、 设32z xy u =,其中),(y x f z =是由xyz z y x 3333=++所确定的隐函数,则 =x u _________________________。 3、 椭球面14222=-+z y x 在点)1,1,2(M 处的法线方程是__________________。 4、 设,d ),()(sin 2y y x f x F x x ? =),(y x f 有连续偏导数,则=')(x F __________________。 5、 设L 是从点(0,0)到点(1,1)的直线段,则第一型曲线积分?=L s x yd _____________。 6、 在xy 面上,若圆{} 12 2≤+=y x y x D |),(的密度函数为1),(=y x ρ,则该圆关 于原点的转动惯量的二重积分表达式为_______________,其值为_____________。 7、 设S 是球面1222=++z y x 的外侧,则第二型曲面积分=??dxdy z S 2 _______。 二、计算题(每题8分,共56分) 1、 讨论y x y x y x f 1 sin 1sin )(),(-=在原点的累次极限、重极限及在R 2上的连续性。

数学模型经典例题

一、把椅子往地面一放,通常只有三只脚着地,放不稳,然而只需稍挪动几次,就可以使四只脚同时着地放稳了,就四脚连线成长方形的情形建模并加以说明。(15分) 解:一、模型假设: 1. 椅子四只脚一样长,椅脚与地面的接触可以看作一个点,四脚连线呈长方形。 2. 地面高度是连续变化的,沿任何方向都不会出现间断,地面可以看成一张光滑曲面。 3. 地面是相对平坦的,使椅子在任何位置至少有三只脚同时着地。 (3分) 二、建立模型: 以初始位置的中位线为坐标轴建立直角坐标系,用θ表示椅子绕中心O 旋转的角度,椅子的位置可以用θ确定: ()f θ记为A 、B 两点与地面的距离之和 ()g θ记为C 、D 两点与地面的距离之和 由假设3可得,()f θ、()g θ中至少有一个为0。 由假设2知()f θ、()g θ是θ的连续函数。 (3分) 问题归结为: 已知()f θ和()g θ是θ的连续函数,对任意θ, ()()0f g θθ=,且设()()00,00g f =>。证明存在0θ, 使得()()000f g θθ== (3分) 三、模型求解: 令()()()h f θθθ=-g 若()()000f g =,结论成立 若()()000f g 、不同时为,不妨设()()00,00g f =>,椅子旋转()180π或后,AB 与CD 互换,即()()0,0g f ππ>=,则()(0)0,0h h π><。 (3分) 由f g 和的连续性知h 也是连续函数。根据连续函数的基本性质,必存在 ()000θθπ<<使000()0,()()h f g θθθ==即。 最后,因为00()()0f g θθ=,所以00()()0f g θθ==。 (3分) 图 5

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