2025年北京大学高等数学A期末考试试题及详细参考解答



一、解答题 (共 9 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
1. 计算极限 lim(x,y)(0,0)(x2+y2)x2

2. 求极限 limx+(π2arctanx)1lnx

3. 写出 f(x)=cos(2x)ln(1+x)x=0 处带皮亚诺余项的 4 阶泰勒公式.

4.f(x)[a,b] 二阶可导,满足:(1)f(a)=f(b)=0c(a,b) ,使得 f(c)>0 ,证明:ξ(a,b) ,使得 f(ξ)<0

5. (1)设平面 Σ 过点 P0 ,其法向量为 n, P1 是平面 Σ 外一点,请用 P0P1n表达出点 P1 到平面 Σ 的距离.
(2)设直线 L 过点 P0 ,其方向矢量为 τP1L 外一点,请用 P0P1τ 表达出点 P1L 的距离.
(3)设异面直线 L1,L2 的方向矢量分别为 τ1,τ2 ,若已知点 P1L1 上,点 P2L2 上,请用 P1P2τ1,τ2 表达出 L1,L2 间的距离公式.

6.f(x,y)={yarctan1x2+y2,(x,y)(0,0)0,(x,y)=(0,0) 讨论 f(x,y)在原点 (0,0) 处的可微性.

7. (5+3+2=10 分)(1)设 f(x,y)={2xy3x2+y4,(x,y)(0,0)0,(x,y)=(0,0) ,计算方向导数 f(0,0)l ,其中 l=(cosα,sinα),α[0,2π) 为单位向量.
(2)若一个二元函数 g(x,y)(x0,y0) 点取到极小值,那么 t=0 是否一定是 h(t)=g(x0+tcosα,y0+tsinα) 的极小值点(其中 α 如(1)中所示),为什么?
(3)若对任意 α[0,2π),t=0h(t)=g(x0+tcosα,y0+tsinα)的极小值点,那么 (x0,y0) 是否一定是 g(x,y) 的极小值点,为什么?

8.z=z(x,y) 是由方程 (x2+y2)z+lnz+2(x+y+1)=0确定的隐函数,试求 z=z(x,y) 的极值.

9. 设一元函数 f(x) 在闭区间 [a,b](a<b) 上二阶可导,满足:

f(a)=f(b)=f(a)=f(b)=0


且当 x[a,b] 时,|f(x)|MM 为一个正数),证明:

|f(x)|M16(ba)2,x[a,b]

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