kaoyan1basic 高等数学 第273题

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📝 题目

## 第273题 (高等数学 - 选择题) 设 $g(x)$ 有连续的导数,$g(0)=0, g^{\prime}(0)=a \neq 0, f(x, y)$ 在点 $(0,0)$ 的某邻域内连续,则 $\displaystyle \lim _{r \rightarrow 0^{+}} \frac{\iint_{x^{2}+y^{2} \leqslant r^{2}} f(x, y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y}{g\left(r^{2}\right)}=$ (A)$\displaystyle \frac{f(0,0)}{a}$ . (B)$\displaystyle \frac{f(0,0)}{2 a}$ . (C)$\displaystyle \frac{\pi}{a} f(0,0)$ . (D)$\displaystyle \frac{\pi}{2 a} f(0,0)$ . 答题 区

💡 答案解析

**答案**:C **解析**: 步骤1:由积分中值定理,存在$(\xi, \eta) \in x^2+y^2 \le r^2$,使得 $$ \iint_{x^2+y^2 \le r^2} f(x,y) dx dy = f(\xi, \eta) \cdot \pi r^2. $$ 步骤2:当$r \to 0^+$时,$(\xi, \eta) \to (0,0)$,故$f(\xi, \eta) \to f(0,0)$。 步骤3:分母$g(r^2)$,由$g(0)=0$,$g'(0)=a \neq 0$,得$g(r^2) \sim a r^2$($r \to 0$)。 步骤4:极限为 $$ \lim_{r \to 0^+} \frac{f(0,0) \pi r^2}{a r^2} = \frac{\pi}{a} f(0,0). $$ **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:应用积分中值定理简化分子积分
由积分中值定理,存在(ξ,η)∈x²+y²≤r²,使得∬_{x²+y²≤r²} f(x,y) dxdy = f(ξ,η)·πr²。
公式:∬_{x²+y²≤r²} f(x,y) dxdy = f(ξ,η)·πr²
提示:注意积分区域是圆盘,面积为πr²。
步骤 2/3
目标:处理分母中的g(r²)等价无穷小
由g(0)=0,g'(0)=a≠0,得g(r²)~a r² (r→0)。
公式:g(r²) ~ a r²
提示:利用导数定义或泰勒展开。
步骤 3/3
目标:取极限并计算最终结果
当r→0⁺时,(ξ,η)→(0,0),故f(ξ,η)→f(0,0)。代入极限得lim_{r→0⁺} [f(0,0)πr²]/(a r²)=πf(0,0)/a。
公式:lim_{r→0⁺} [f(0,0)πr²]/(a r²)=πf(0,0)/a
提示:注意r²约去,结果与选项C一致。

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