5.极限 $\displaystyle{\lim _{(x, y) \rightarrow(0,0)} \frac{\sin \left(x^{2}+y^{2}\right)}{x^{2}+y^{2}}=}$ $\_\_\_\_$。
求极限
极限 $\lim _{(x, y) \rightarrow(0,0)} \frac{\sin \left(x^{2}+y^{2}\right)}{x^{2}+y^{2}}$。
令 $t = x^2 + y^2$,当 $(x, y) \rightarrow (0,0)$ 时,$t \rightarrow 0$。
原极限变为 $\lim_{t \rightarrow 0} \frac{\sin t}{t} = 1$。
因此,答案为 $1$。
求二阶偏导数
已知 $z = \sin(xy)$,求 $\frac{\partial^{2} z}{\partial x \partial y}$。
首先求一阶偏导数:
$\frac{\partial z}{\partial x} = y \cos(xy)$。
再对 $\frac{\partial z}{\partial x}$ 关于 $y$ 求偏导数:
$\frac{\partial^{2} z}{\partial x \partial y} = \cos(xy) - xy \sin(xy)$。
因此,答案为 $\cos(xy) - xy \sin(xy)$。
计算二重积分
计算 $\iint_{\mathbf{D}} \mathbf{d} \mathbf{\sigma}$,其中 $\mathbf{D}$ 是由 $x=0, y=0, x+y=1$ 围成的区域。
积分区域 $D$ 是一个直角三角形,可以表示为 $0 \leq x \leq 1$,$0 \leq y \leq 1 - x$。
因此,积分值为:
$\iint_{D} d\sigma = \int_{0}^{1} \int_{0}^{1 - x} dy dx = \int_{0}^{1} (1 - x) dx = \left[ x - \frac{x^2}{2} \right]_{0}^{1} = \frac{1}{2}$。
因此,答案为 $\frac{1}{2}$。
求幂级数的收敛半径
求幂级数 $\sum_{n=1}^{\infty} n x^{n}$ 的收敛半径 $R$。
使用比值判别法:
$\lim_{n \to \infty} \left| \frac{a_{n+1}}{a_n} \right| = \lim_{n \to \infty} \frac{n+1}{n} = 1$。
因此,收敛半径 $R = \frac{1}{1} = 1$。
因此,答案为 $1$。
求全微分
已知 $z = 2x^2 y + x y^2$,求它在点 $(1,1)$ 的全微分 $dz|_{(1,1)}$。
首先求偏导数:
$\frac{\partial z}{\partial x} = 4xy + y^2$,
$\frac{\partial z}{\partial y} = 2x^2 + 2xy$。
在点 $(1,1)$ 处:
$\frac{\partial z}{\partial x}(1,1) = 4 \cdot 1 \cdot 1 + 1^2 = 5$,
$\frac{\partial z}{\partial y}(1,1) = 2 \cdot 1^2 + 2 \cdot 1 \cdot 1 = 4$。
因此,全微分为:
$dz|_{(1,1)} = 5 dx + 4 dy$。
因此,答案为 $5 dx + 4 dy$。
求级数极限
已知级数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 收敛,求 $\lim_{n \to \infty} a_n$。
根据级数收敛的必要条件,若级数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 收敛,则 $\lim_{n \to \infty} a_n = 0$。
因此,答案为 $0$。