前言
本文主要解析国科大25、26年的数分真题。然后分析试卷难度。习题解析仅选取部分我认为重要的来详细写,其他的一句话带过。
25数分
25国科数分
T1
(1)带指数类型极限,想法是取对数求极限(2)stolz公式直接出。补充一点:最好会自然数幂和的估计,可以用EM公式估计,也可以stolz估计.
T2
这里需要三等分区间,也是这题的难点。只有这样做才可以保证不含有$r_i
假设 可数.设 .
将区间 三等分,必存在一个子区间不包含 (三等分是为了防止 恰好出现在区间的端点上). 记此区间为 .
继续三等分区间 ,然后取出不包含 的子区间,记为 .
以此类推,做下去得到一个区间套 ,满足 不包含 . 且 严格单调趋于 .
由区间套定理: 存在唯一的 .
然而,由于 ,必然存在某个 使得:
但这与 产生矛盾. 事实上,存在 ,当 时, 不包含 (即 不包含 ),故 ,从而 ,矛盾. 故假设不成立, 不可数.
T3
看到0边界条件,我们可以用NL公式表示
由 得到:
记 . 由 即得 是连续函数,故根据微积分基本定理:
代入上式,左端可化为:
T4

就是经典的换元u=x+y,v=x-y然后累次积分即可
T5
曲面方程是抛物面,补面直接gauss公式。三重积分的计算无非投影,截线法。
取平面 的上侧(补面),记为 . 由 Gauss 公式(其中 取外侧):
该三重积分的左端即为所给几何图形体积的 倍:
而右侧的曲面积分拆分为球面部分(原曲面)与补面 :
对于补面 (位于 平面,取外侧即下侧 ),因为 ,且
故所求的原曲面积分为:
T6
只有正弦项,说明应延拓为奇函数,其次只含有奇数项,说明偶数项系数为0,只需要把
这里是试出来的
T7

就是纯算,需要利用正交性化简平方展开式:
注意到可将上式看作关于 的多元函数,记为 . 求驻点以及 Hessian 矩阵:
解得驻点为 ,其中:
Hessian 矩阵为对角阵:
为正定阵,故在 处取得最小值.
将 偶延拓自得在 上的傅里叶级数为 ,其中 恰为上面分析所得. 于是:
T8
这种题很常见,就是stolz定理,根据题目条件把f(x)在0出展开估计就可以。
T9
第九题也是考察经典的三角函数求和一致有界。这个求和式子必须记住。
T10
收敛域好求的,和函数需要用到cauchy乘积,需要积累。
点评
25年数分整体上偏简单,都是考察的常见基础题目。第二题如果三分区间套的题目做的少可能想不到,其他就是纯送分。
26数分

T1

(1)第一题stolz就可以,另外(1)给我们启示:阶足够大的数列求和后阶保持不变。(2)倒代换洛必达就行
T2

注意到递推函数是递减的,奇偶子列单调性相反。这时候使用压缩映射就可以。
或者证明奇偶子列收敛到同一个极限也可以。不过不如压缩映射快。
T3

一眼cauchy不等式放缩,不用搞麻烦的拉乘法。
T4
既然给你了最大值条件,那就设出来,根据fermet引理得得到导数为0的点,对于左边两个一阶导绝对值的估计,既可以采取微分学(拉中)也可以采取积分学(NL公式)估计。
取 为最大值点,由 Fermat 引理
由牛莱公式
T5
看到这样的被积函数肯定想到gauss公式,补z=0面和补成椭球面都可以。这里的三重积分的简便计算需要先换元,变成球体,这样根据对称性就只需要算这个函数的三重积分。 如果补成椭球面,根据对称性RHS相当于两个所求曲面积分。
解: 补成整椭球体(也可只补面).记 ,为上半曲面,为下半平面.由 Gauss 公式
注意到曲面积分对称性
且该向量关于原点相反.故
只需共
故 ,故
T6
没啥思维含量,就是补上线段然后green公式,用上中值定理就可得到P=0,然后回代根据连续性得到偏导也为0 任意 任意半径r.补上线段AB
由 Green 公式
令
若存在一点 ,.则由连续性可知在该点附近一定存在某个邻域使得 在其上积分不为 0,矛盾.故
T7
就是很常规的含参积分求导。
解:
.
由 Dirichlet 判别法
故 在 上可微,可积分号下求导
证明RHS第二项可以积分号下求导
故 (常系数二阶ODE)
通解
解得
故
T8
大水题。积分移到一边,函数移到一边,发现就是证明,两边求导验证F'=f+c就行。
T9
做过类似题目的同学很快想到就是第一型曲面积分的正交变换公式,当然首先应当观察到左边的式子就是单位球面上的曲面积分。这样就好做了。
证明: 注意到 是单位球面上的曲面积分.
做正交变换令
变换前 故 即将球面变换为球面(一句话就是正交变换是刚性变换,平移旋转).记为
找 参数方程
经计算易得
T10

纯粹考察黎曼积分证明。离散版本的就是延拓区间然后周期分段。证明应当会默写。
点评
全是基础题,纯粹考察课本上重要的定理和习题。和25数分差不多难度。不过计算量这个稍微大一点。
夜雨聆风