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2022南開大學數(shù)學分析III期中考試試題參考思路

2022-11-11 22:36 作者:noobzz_  | 我要投稿

本文僅供筆者復習時使用,如有錯誤,歡迎指正,也歡迎討論。

? ? ? ? 2022年11月4日,這注定是2021級數(shù)院同學們難忘的一天,同學們歡聲笑語地走入考場,卻都無不例外的流著淚走出來,就讓我們來看看這份平均分五十多分的試卷到底難在哪。

? ? ? ?1(1)??一上來的第一題就給了滿懷信心的同學們當頭一棒,%5Cvert%20%5Ccos%202%5En%20%5Cvert%20這玩意兒很難估計,也不能像%5Csum_%7B1%7D%5E%5Cinfty%5Ccos%20nx那樣用和差化積估計。但細心觀察,我們能發(fā)現(xiàn)相鄰兩項間有

%5Cvert%20%5Ccos%202x%5Cvert%20%3D%20%5Cvert%20%5C%202cos%5E2%20x%20-1%5Cvert%20,這啟示我們%5Cvert%20%5Ccos%20x%5Cvert%20%20%2B%5Cvert%20%5Ccos%202x%5Cvert%20%5Cgeq%20C,再結合分母的發(fā)散性可知該級數(shù)發(fā)散。

? ? ? ? 1(2)? 是唯一一道純送,不講。

? ? ? ??第2題,長的很像課本上的例題,那我們就先使用一些常規(guī)操作

? ? ? ? ?原式=?%5Csum_%7Bk%3D0%7D%5E%5Cinfty%20%20%5Cint_%7Bk%5Cpi%20%7D%5E%7B(k%2B1)%5Cpi%20%7D%20%5Cfrac%7Bx%5Ep%7D%7B1%2Bx%5Eqsin%5E6x%7D%20%3D%5Csum_%7Bk%3D0%7D%5E%5Cinfty%20%202%5Cint_%7B0%20%7D%5E%7B%5Cfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%20%20%7D%20%5Cfrac%7B(x%2Bk%5Cpi%20)%5Ep%7D%7B1%2B%EF%BC%88x%2Bk%5Cpi%20%EF%BC%89%5Eqsin%5E6x%7D,我們再觀察這個的上界,利用%5Cfrac%7B2%7D%7B%5Cpi%7Dx%20%5Cleq%20%5Csin%20x%20%5Cleq%20x,能得到

原式%5Cleq%20%5Csum_%7Bk%3D0%7D%5E%5Cinfty%20%202%5Cint_%7B0%20%7D%5E%7B%5Cfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%20%20%7D%20%5Cfrac%7B(1%2Bk%5Cpi%20)%5Ep%7D%7B1%2B%EF%BC%88k%5Cpi%20%EF%BC%89%5Eq%EF%BC%88%5Cfrac%7B2%7D%7B%5Cpi%20%7D%20x%EF%BC%89%5E6%7D,令y%5E6%3D%5Cfrac%7B(k%5Cpi%20)%5Eq2%5E6%7D%7B%5Cpi%5E6%20%7D%20x%5E6換元,最終我們大概得到階的估計原式%5Cleq%20%5Csum_%7Bk%3D1%7D%5E%5Cinfty%20C_%7B1%7D%20k%5E%7Bp-%5Cfrac%7Bq%7D%7B6%7D%20%7D,而另一側用類似的方法能得到類似的結果,故原式是與k%5E%7Bp-%5Cfrac%7Bq%7D%7B6%7D%20%7D同階的。

? ? ? ? 第3題,只要知道Froulanni公式就不難,不知道的情況下想到換元也是比較顯然的

? ? ? ? 第4題,難算,不寫(?

? ? ? ? 第5題,我在看到題時立馬能想到的有兩個思路,一是利用復變的Liouville定理,二是利用調和函數(shù)的平均值性質,這都是可行的。利用Liouville定理來證明是很簡單的,只需要構造一個復解析函數(shù),然后再套個exp從而將實部與函數(shù)的模對應起來。而平均值定理的基本思路是利用u(x_%7B0%7D%20)%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Cpi%20r%5E2%7D%20%5Cint_%7B%5Cvert%20y-x_%7B0%7D%20%20%5Cvert%5Cleq%20r%20%7D%5E%7B%7D%20u(y)dy,然后我們考慮平面上任意兩個點x_%7B1%7D%20x_%7B2%7D%20,u(x_%7B1%7D%20)-u(x_%7B2%7D%20)其實就是兩個圓盤的差,當圓盤的半徑很大時,兩個圓盤的重合部分占比幾乎是100%(因為未重合部分面積S不會大于一個半徑為%5Cvert%20x_%7B2%7D%20-x_%7B1%7D%20%20%5Cvert%20圓環(huán)),這樣我們%5Clim_%7Br%5Cto%5Cinfty%7D%20%20u(x_%7B2%7D%20)-u(x_%7B1%7D)%5Cleq%20%5Cfrac%7BS%7D%7B%5Cpi%20r%5E2%7D%20M%20%3D0。當然,其實使用平均值定理之后,似乎也可以利用調和函數(shù)的梯度估計,進而類似復變Liouville定理一樣給出u(x)導數(shù)為0的證明。

? ? ? ? 第6題,把p>1的兩分收了就走人(bushi? ?

? ? ? ? 正經(jīng)做的話是將級數(shù)和積分對應起來,考慮%5Cint_%7Bn%7D%5E%7Bn%2B1%7D%20%5Cfrac%7B%5Ccos%20%5Csqrt%7Bn%7D%20%20%7D%7Bn%5Ep%7D%20-%5Cfrac%7B%5Ccos%20%5Csqrt%7Bx%7D%20%20%7D%7Bx%5Ep%7Ddx?,這兩個鬼東西到底差了多少呢,這就需要我們將%5Cfrac%7B%5Ccos%20%5Csqrt%7Bx%7D%20%20%7D%7Bx%5Ep%7D在x=n處進行粗略的taylor展開來估計,估計的過程比較復雜,可能一次不行還得估計兩次。但有了這個思路之后應該是能自己做出來的(其實就是偷懶不想寫了),這10分可謂是來之不易啊。


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