6.1 第四次作业参考答案
6.1.1 习题3.5
例 6.1.1
(习题3.5.1)是上的一致连续函数吗?为什么?
解
不是。假设一致连续,则,,使得,
取,,,,则
矛盾!故不是一致连续的。
例 6.1.2
(习题3.5.3)证明:上任何连续的周期函数都是一致连续的。
证明
设为的周期,则在上一致连续,即,使得,;故,设,记
显然至多相差。依据以下规则选择,
则有
即在上一致连续。
6.1.2 习题4.1
例 6.1.3
(例4.1.4)设,满足,证明:
如果所有都位于的同一侧,结论还成立吗?为什么?
错解
以下错解很精彩,请读者自行找出错误之处:由Heine定理可得
6.1.3 习题4.2
例 6.1.4
(习题4.2.4)求以下函数的导数:
-
(1)
-
;
-
(2)
-
;
-
(3)
-
;
-
(4)
-
;
-
(5)
-
。
解
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
例 6.1.5
(习题4.2.7)设,,。求。
解
6.1.4 习题4.3
例 6.1.6
(习题4.3.2)求以下函数的二阶导数:
-
(1)
-
;
-
(2)
-
;
-
(3)
-
;
-
(4)
-
。
解
(1)
(2)
(3)
(4)
例 6.1.7
(习题4.3.10)设,证明:是函数,且,。
证明
当时,为初等函数,故在处无穷阶可导。设,则有
亦即
结合,归纳可证为多项式以及
故是函数,且,。
例 6.1.8
(习题4.3.11)设。证明阶Legendre多项式
是以下二阶微分方程的解:
证明
注意到
整理可得
代入的表达式可得
另证
设,由于,故我们只需证明满足相同形式的微分方程。注意到
等式两边同时求阶导可得
移项得证。
例 6.1.9
(习题4.3.16)设,,。求。
解
6.1.5 习题4.4
例 6.1.10
(习题4.3.16)设,,。求该曲线在点处的曲率。
解
计算可得
故
代入曲率公式可得