2025年 · 二-4
4.微分方程 $y^{\prime \prime \prime}+\left(y^{\prime \prime}\right)^{4}+2 y^{\prime \prime} y^{\prime}+y^{2}+2 x=0$ 的阶数为 $\_\_\_\_$ .
填空题 ★★
微分方程的阶数
微分方程的阶数由方程中出现的最高阶导数的阶数决定。在方程 $y''' + (y'')^4 + 2y''y' + y^2 + 2x = 0$ 中,最高阶导数是 $y'''$,因此阶数为 3。
极限的计算
计算极限 $\lim_{(x, y) \rightarrow (0,0)} \frac{\sin(x^2 + y^2)}{x^2 + y^2}$。令 $t = x^2 + y^2$,当 $(x, y) \rightarrow (0,0)$ 时,$t \rightarrow 0$。因此,极限变为 $\lim_{t \rightarrow 0} \frac{\sin t}{t} = 1$。
偏导数的计算
已知 $z = \sin(xy)$,首先计算一阶偏导数 $\frac{\partial z}{\partial x} = y \cos(xy)$,然后对 $\frac{\partial z}{\partial x}$ 关于 $y$ 求偏导数,得到 $\frac{\partial^2 z}{\partial x \partial y} = \cos(xy) - xy \sin(xy)$。
二重积分的计算
区域 $D$ 由 $x=0$, $y=0$, $x+y=1$ 围成,积分 $\iint_D d\sigma$ 表示区域 $D$ 的面积。这是一个直角三角形,面积为 $\frac{1}{2} \times 1 \times 1 = \frac{1}{2}$。
幂级数的收敛半径
幂级数 $\sum_{n=1}^{\infty} n x^n$ 的收敛半径 $R$ 可以通过比值法计算:$R = \lim_{n \rightarrow \infty} \left| \frac{a_n}{a_{n+1}} \right| = \lim_{n \rightarrow \infty} \frac{n}{n+1} = 1$。
全微分的计算
已知 $z = 2x^2 y + x y^2$,计算偏导数 $\frac{\partial z}{\partial x} = 4xy + y^2$ 和 $\frac{\partial z}{\partial y} = 2x^2 + 2xy$。在点 $(1,1)$ 处,$\frac{\partial z}{\partial x} = 4 \times 1 \times 1 + 1^2 = 5$,$\frac{\partial z}{\partial y} = 2 \times 1^2 + 2 \times 1 \times 1 = 4$。因此,全微分为 $dz = 5 dx + 4 dy$。
级数的收敛性
已知级数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 收敛,根据级数收敛的必要条件,$\lim_{n \rightarrow \infty} a_n = 0$。