2022-2023学年下学期期中
2022-2023学年下学期期中试卷(含答案)
一、选择题(25 分,每题 5 分)
-
( )。
A.
B.
C.
D. 不存在
答案:
D
-
设 ,,,则 的值为( )。
A.
B.
C.
D.
答案:
A
-
过点 且与 轴、直线
都相交的直线方程是( )。
A.
B.
C.
D.
答案:
B
-
若 在点 处可微,则 在点 处沿任何方向的方向导数( )。
A. 必定存在
B. 一定不存在
C. 可能存在,也可能不存在
D. 仅在 轴、 轴方向存在,其他方向不存在
答案:
A
-
判断下列积分值的大小:
其中
则 之间的大小顺序为( )。
A.
B.
C.
D.
答案:
C
二、填空题(25 分,每题 5 分)
-
设 , 在点 处方向导数的最大值为 。
答案:
-
球面 在点 处的切平面方程为 ,法线方程为 。
答案:
-
设 由方程
确定的函数,则 。
答案:
-
设 为圆心在原点,半径为 的上半圆,则
答案:
-
设 ,则
答案:
三、(10 分)
求经过直线
且与平面 垂直的平面方程。
答案:
解法一:设所求平面 为
即
由 得
故 为
解法二:因所求平面垂直于 ,故它平行于 ,又由
可得 上两点 和 。故可得平面方程
即
四、(10 分)
设方程组
求 ,。
答案:
方程组两边同时对 求导,得
因此,
五、(10 分)
设
交换其积分次序并计算。
答案:
积分区域由两部分组成,如图所示,

其中
将 视为 型区域,则
从而
六、(10 分)
求密度为 的半椭球体
的质心。
答案:
由对称性容易得到质心的坐标形式为 ,其中
利用柱面坐标系计算这两个三重积分:
于是
故质心为
七、(10 分)
求
在第一卦限上的点,使得该点处的切平面与三个坐标平面所围的四面体的体积最小。
答案:
设点 在曲面
上,则曲面在该点的法向量为
切平面方程为
即
容易求得平面在三个坐标轴上的截距分别为
则围成的四面体体积为
要使得其体积最小,则 最大。问题转变为求曲面在第一卦限上的点使得该点处三个坐标乘积最大。
使用拉格朗日乘数法求该条件极值问题,拉格朗日函数为
令 ,解得
经验证可知该点处 乘积最大,四面体体积最小,