填空题 （共 5 题 ），请把答案直接填写在答题纸上
设矢量 $a, b$ 满足 $|a+b|=|a-b|$, 若 $a=(1,2,3), b=(1,4, \lambda)$, 则 $\lambda=$ ?
求广义积分 $\int_0^{+\infty} x^5 e^{-x^2} d x$
若方程组 $\left\{\begin{array}{l}x=t e^{-t} \\ \int_1^{y-x} \sin ^2\left(\frac{\pi}{4} u\right) d u=t\end{array}\right.$ 可确定 $y$ 是 $x$ 的函数 $y=y(x)$, 则 $\left.\frac{d y}{d x}\right|_{t=0}=$ ?
求不定积分 $\int x^2 \arctan x d x$
曲线 $f(x)=2 x+\sqrt{x^2-2 x+3}$ 的渐近线为?
解答题 （共 10 题 ），解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
求极限 $\lim _{x \rightarrow 0} \frac{\left(1+\frac{1}{2} x^2-\sqrt{1+x^2}\right) \cos x^2}{\cos x-e^{-\frac{x^2}{2}}}$
设 $f(x)=\left(x^3 e^{x^2}+1\right) \sin ^3 x+\int_{-\pi}^\pi f(x) \sin ^3 x d x$, 求 $f(x)$.
已知 $f^{\prime \prime}(x)$ 连续, 且 $f(0)=f(\pi)=1$, 求积分 $\int_0^\pi\left[f(x)+f^{\prime \prime}(x)\right] \sin x d x$.
设 $f(x)=x^2 \cos ^2 x$, 求 $f^{(12)}(0)$.
设函数 $f(x)$ 在 $x=0$ 处可导, 且 $\lim _{x \rightarrow 0} \frac{f(x)}{x}=1$, 若 $\lim _{x \rightarrow 0} \frac{\int_0^x t f\left(x^2-t^2\right) d t}{x^a}=b(b \neq 0)$ 求 $a, b$ 的值.
讨论方程 $f(x)=1-x+\frac{x^2}{2}-\frac{x^3}{3}+\cdots+(-1)^n \frac{x^n}{n}=0$ ( $n$ 为正整数) 有几个实根.
分析: 对于方程根的存在性问题, 往往需要对其进行分类讨论; 分别是 $x$ 的分类 讨论和 $n$ 的分类讨论.
讨求曲线 $\left\{\begin{array}{l}x=t-\sin t \\ y=1-\cos t\end{array}(0 \leqslant t \leqslant 2 \pi)\right.$ 与 $x$ 轴所围成区域的面积.
设直角坐标空间中有两点 $A(1,1,0), B(0,2,1)$.
(1)求经过 $A B$ 且与坐标面 $z=0$ 垂直的平面方程;
(2)求经过 $A B$ 的直线方程;
(3) 将直线 $A B$ 绕 $z$ 轴旋转一周, 求介于面 $z=0$ 与 $z=2$ 之间的旋转体体积.
设函数 $f(x) \in C[0, \pi]$, 满足 $\int_0^\pi f(x) d x=0$, 证明:
(1) 存在 $\xi \in(0, \pi)$, 使得 $f(\xi)=0$;
(2) 若同时还满足 $\int_0^\pi f(x) \cos x d x=0$, 则存在不同的 $\eta_1, \eta_2$ 使得 $f\left(\eta_1\right)=f\left(\eta_2\right)=0$.
设数列 $\left\{a_n\right\}$ 满足: $a_1=1, a_n=\frac{a_{n-1}}{n\left(a_{n-1}+1\right)}, n \geqslant 2$, 证明 $\lim _{n \rightarrow \infty} n ! a_n=\frac{1}{e}$.