数学
1 $$\beex \bea E\mbox{ 是开集}&\lra E^o=E\\ &\lra \forall\ P_0\in E,\ \exists\ U(P_0)\subset E.
设 $E\subset \bbR^n, P_0\in \bbR^n$. 1 若 $\exists\ U(P_0)\subset E$, 则称 $P_0$ 为 $E$ 的内点 (interior point); $E$ 的全体内点所成集合称为 $E$ 的开核, 记作 $E^o$.
1 回忆: $$\bex \lim_{n\to\infty}a_n=a\lra \forall\ \ve>0,\ \exists\ N,\ \forall\ n\geq N,\mbox{ 有 }|a_n-a|
1 定义: $$\bex \mbox{集合}\sedd{\ba{ll} \mbox{有限集}\\ \mbox{无限集}\sedd{\ba{ll} \mbox{可数集}\\ \mbox{不可数集}:\mbox{ 不是可数集的无限集} \ea} \ea} \eex$$ 2 例: $\bbR$ 不可数.
1 定义: 若 $A\sim\bbN$, 则称 $A$ 为可数集 (countable set). 2 例: 正奇数集合、正偶数集合、整数集合. 3 性质: (1) 任何无限集均有一个可数子集.
1 集合按照元素的个数可以分为有限集与无限集. 有限集有个数的概念: $$\beex \bea &\quad A,B\mbox{ 个数相同}\\ &\lra A,B\mbox{ 之间有一个一一对应 (bijection)}.
1 并集 (union) (1) 定义: $$\bex \cup_{\lambda\in \vLa}A_\lambda =\sed{x;\exists\ \lambda\in \vLa,\st x\in A_\lambda}.
1 集合 (Set): 若干事物的全体 (朴素的语言) (1) 例子: $\bbN$ 自然数集合 (natural numbers); $\bbZ$ 整数集合 (Zahlen 德语); $\bbQ$ 有理数集合 (quotients); $\bbR$ 实数集合 (real numbers).
第一章 复数与复变函数 1将复数 $$\bex \frac{(\cos5\varphi+i\sin 5\varphi)^2}{(\cos3\varphi-i\sin 3\varphi)^3} \eex$$ 化为指数形式.
第一章 基本定理 1设有 $$\bex \frac{\rd \bbx}{\rd t}=\bbf(t,\bbx),\quad \bbx(t_0)=\bbx^0,\quad (t_0,\bbx^0)\in \bbR\times \bbR^n.
A Basic Course in Partial Differential Equations, Qing Han, 2011 [下载说明:点击链接,等待5秒, 点击右上角的跳过广告后调至下载页面, 点击电信下载即可] http://adf.
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1. (15 分) 设 $\mathcal{H}$ 是 Hilbert 空间, $l$ 为 $\mathcal{H}$ 上的一实值线性有界泛函, $C$ 是 $\mathcal{H}$ 中一闭凸子集, \[ f(v)=\frac{1}{2}||v||^2-l(v)\quad(\forall\ v\in C).
计算 $\dps{\int_0^\infty\frac{\sin^2x}{x^2}dx=\frac{\pi}{2}}$. 由分部积分, $$\bee\label{1}\bea \int_0^\infty\frac{\sin^2x}{x^2}dx &=-\int_0^\infty \sin^2xd\frac{1}{x}\\ &=-\left.
Problem. Suppose $x(t)\in C[0,T]$, and satisfies $$\bex t\in [0,T]\ra 1\leq x(t)\leq C_1+C_2\int_0^t x(\tau)[1+\log x(\tau)]\rd \tau.
一、 判断题 ($5\times 3'=15'$) 1. 函数若在某点可导一定在该点解析. 解答: 错. 比如函数 $$\bex f(x)=\left\{\ba{ll} e^{-\frac{1}{x^2}},&x\neq 0,\\ 0,&x=0.
(级数的广义求和问题). 设有数项级数 $$\bee\label{1} a_1+a_2+\cdots+a_n+\cdots \eee$$ 及 $\sed{S_n}$ 是其部分和序列, 给定无穷矩阵 $$\bee\label{2} \sex{\ba{ccccc} \alpha_{11}&\alpha_...
(平均遍历定理). 设 $X$ 是自反 Banach 空间, $V\in \scrB(X)$ 并且存在常数 $K$, 使得 $\sen{V^n}\leq K\ (n=1,2,\cdots)$, 令 $$\bex T_n=\frac{1}{n}\sex{I+V+\cdots+V^{n-1}}.
设 $X$ 是 Banach 空间, $T\in\scrB(X)$, 记 $$\beex \bea \scrN(T)&=\sed{x\in X;\ Tx=0},\\ \scrR(T)&=\sed{y\in X;\ Tx=y,\ x\in X},\\ \scrN...
设 $M$ 是 Hilbert 空间 $H$ 的线性子空间. $T$ 是 $M$ 上的有界线性算子. 证明在 $H$ 上存在一个有界线性算子 $\tilde T$, 使得在 $M$ 上 $\tilde T$ 与 $T$ 相等并且 $\sen{\tilde T}\leq \sen{T}$.
设 $\sed{T_n}$ 是 Banach 空间 $X$ 上的紧算子列且强收敛于线性算子 $T$, 试举例说明 $T$ 未必是紧算子. 解答: 取 $$\bex X=\ell^1=\sed{x=(x_n)_{k=1}^\infty;\ \sen{x}=\sum_{k=1}^\infty|...
设 $(t_0,s_0)\in\bbR^2$, $f(t,s)$ 在 $(t_0,s_0)$ 的领域 $N$ 中连续, $s_0=f(t_0,s_0)$, $f'_s(t,s)$ 在 $N$ 中存在且在 $(t_0,s_0)$ 连续并且 $f'_s(t_0,s_0)=0$.
设 $X$ 是完备距离空间, $\scrF$ 是 $X$ 上的实连续函数族且具有性质: 对于每一 $x\in X$, 存在常数 $M_x>0$, 使得对于每一 $F\in\scrF$, $$\bex |F(x)|\leq M_x.
正项级数的审敛法与人生态度这学期物电学院电信专学生的高等数学 II 还是我来上. 紧接着上学期的课程, 我们开始了真正的无穷之旅. 考虑正项级数 $$\bee\label{ps} \sum_{n=1}^\infty u_n\quad(u_n>0).
设 $u$ 是 $\bbR^n$ 上的调和函数, 且 $$\bex \sen{u}_{L^p}=\sex{\int_{\bbR^n}|u(y)|^p\rd y}^{1/p}
求 $$\bex I=\iiint_V|x+y+2z|\cdot |4x+4y-z|\rd x\rd y\rd z, \eex$$ 其中 $V$ 是区域 $\dps{x^2+y^2+\frac{z^2}{4}\leq 1}$.
设 $n$ 阶矩阵 $A$ 满足 $A^2=E$. 证明: (1) $A$ 相似于形如 $\dps{\sex{\ba{cc} E_s&\\ &-E_{n-s} \ea}}$ 的矩阵; (2) 对于任何正整数 $m,k$, 都有 $$\bex \rank(A+E)^m+\rank(A-E)^k=n.
设 $f(x),g(x)$ 为数域 $\bbF$ 上的多项式, 且有 $(f(x),g(x))=1$, $A$ 是 $\bbF$ 上的一方阵. 再设 $f(A)g(A)x=0$, $f(A)x=0$, $g(A)x=0$ 的解空间分别为 $W$, $V_1$ 和 $V_2$.
设 $f:\bbR\to\bbR$ 是有界连续函数, 求 $\dps{\lim_{t\to 0^+}\int_{\bbR} \frac{t}{t^2+x^2}f(x)\rd x}$. 解答: 设 $\dps{M=\sup|f|0$, 存在 $\delta>0$, 使得当 $|x|0,\st...
设 $\Omega=\sed{\bbx\in\bbR^3; |\bbx|\leq 1}$. 设 $V:\bbR^3\to\bbR^3$, $V=(V_1,V_2,V_3)$ 是 $C^1$ 向量场, $V$ 在 $\bbR^3\bs \Omega$ 上恒为零, $\dps{\frac{\p V_1}...
设函数 $f:\bbR^n\to \bbR$ 在 $\bbR^n\bs \sed{0}$ 可微, 在 $0$ 连续, 且 $$\bex\lim_{\bbx\to0}\frac{\p f(\bbx)}{\p x_i}=0,\ i=1,2,\cdots,n.
讨论级数 $\dps{\sum_{n=3}^\infty \ln \cos\frac{\pi}{n}}$ 的敛散性. 解答: 由 $$\bex \vlm{n}\frac{\ln\cos\frac{\pi}{n}}{\frac{\pi^2}{2n^2}} =\lim_{x\to0}\frac{\ln...
证明函数项级数 $\dps{\vsm{n}x^3e^{-nx^2}}$ 在 $[0,\infty)$ 上一致收敛. 证明: 由 $$\bex (x^3e^{-nx^2})'=x^2e^{-nx^2}(3-2nx^2)\sedd{\ba{ll}>0,&0
计算 $\dps{\iiint_\Omega \sqrt{x^2+y^2}\rd x\rd y\rd z}$, 其中 $\Omega$ 是曲面 $z=\sqrt{x^2+y^2}$ 与 $z=1$ 围成的有界区域.
设数列 $\sed{x_n}$ 满足 $$\bex x_1=1,\quad x_{n+1}=\sqrt{4+3x_n}\ (n=1,2,\cdots). \eex$$ 证明 $\sed{x_n}$ 收敛, 并求其极限.
设 $f$ 在 $[0,c]$ 上连续, $f(0)=0$, 且当 $x\in (0,c)$ 时, $f''(x)
(1) 设 $f(x)>0),\ (0\leq x0$, $\dps{\sum_{n=1}^\infty a_n}$ 收敛, $a_n$ 单调. 试证: $\dps{\lim_{n\to\infty}na_n=0}$.
设 $\sed{a_n}$, $\sed{b_n}$ 都是正数列, 满足 $$\bex \lim_{n\to\infty}\frac{b_n}{n}=0\mbox{ 及 } \lim_{n\to\infty}b_n\sex{\frac{a_n}{a_{n+1}-1}-1}=\lambda>0.
证明: (1) $\dps{\frac{\ln(1+x)}{x\ln 2}\sum_{k=0}^n\int_k^{k+1}\frac{1}{2^t+x}\rd t\\ &=\int_0^{n+1}\frac{1}{2^t+x}\rd t,\\ \sum_{k=0}^n \frac{1}{2^k+x}...
(1) 设 $(r,\theta)$ 是 $\bbR^2$ 的极坐标, 即 $$\bex x=r\cos\theta,\quad y=r\sin \theta. \eex$$ 证明 Laplace 算子 $\dps{\lap=\frac{\p^2}{\p x^2}+ \frac{\p^2}{\p y...
设 $W$ 是 $n$ 维 Euclidean 空间 $V$ 的子空间, $\beta\in V$, 定义 $\beta$ 到 $W$ 的距离 $$\bex \rd (\beta,W)=|\beta-\beta'|, \eex$$ 其中 $\beta'$ 为 $\beta$ 在 $W$ 上的正交投影.
设 $A,B$ 是 $n$ 阶实对称矩阵. 试证: $\tr((AB)^2)\leq \tr(A^2B^2)$. 又问: 等号何时成立? 证明: 由 $$\bex \sum_i \sez{\sum_j a_{ij}b_{ji}}=\sum_j\sez{\sum_i b_{ji}a_{...
设 $A,B$ 分别是 $3\times 2$ 和 $2\times 3$ 实矩阵. 若 $\dps{AB=\sex{\ba{ccc} 8&0&-4\\ -\frac{3}{2}&9&-6\\ -2&0&1 \ea}}$, 求 $BA$.
设 $\dps{A=\sex{\ba{ccc}1&0&0\\ -1&0&1\\ 0&1&0\ea}}$, 求 $A^{100}$. 解答: 易知 $A$ 的特征多项式为 $f(\lambda)=|\lambda E-A|=(\lambda+1)(\lambda -1)^2$.
计算 $$\bex I=\iint_D\frac{\rd x\rd y}{\sqrt{1-\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}}\cdot \sex{x^2+y^2+1-\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}}^{3/2}}, \eex$$ 其中 $...
设 $E\subset \bbR^n$, 若 $\bbR^n$ 中任何非空开集必有非空开子集与 $E$ 不相交, 则 $E$ 称为疏集; 若 $\bbR^n$ 中任何非空开集与 $E$ 有非空交, 则 $E$ 称为 稠集.
第五届[2013年]全国大学生数学竞赛[数学类]试题六参考解答 设 $\bbR^{n\times n}$ 为 $n$ 阶实方阵全体, $E_{ij}$ 为 $(i,j)$ 元素为 $1$, 其余元素为 $0$ 的 $n$ 阶方阵, $i,j=1,2,\cdots,n$.
设 $f:[-1,1\to\bbR$ 为偶函数, $f$ 在 $[0,1]$ 上是增函数; 又设 $g$ 是 $[-1,1]$ 上的凸函数, 即 $$\bex g(tx+(1-t)y)\leq tg(x)+(1-t)g(y),\quad \forall\ x,y\in [0,1],\quad \forall\ t\in [0,1].
设 $a>1$, $f:(0,+\infty)\to (0,+\infty)$ 可微. 求证: 存在趋于 $+\infty$ 的正数列 $\sed{x_n}$, 使得 $f'(x_n)\frac{1+c}{c}, \eex$$ 而对 $f'(x)\geq f(ax)$ 在 $c$ 到 $ac$ 上积分有\footnote{$f$ 单增.
设 $f(x),g(x)$ 是 $[0,1]$ 上的连续函数, 且 $\dps{\max_{x\in [0,1]}f(x)=\max_{x\in [0,1]}g(x)}$. 证明: 存在 $x_0\in [0,1]$, 使得 $$\bex e^{f(x_0)}+3f(x_0)=e^{g(x_0)}+3g(x_0).