答案说明
- 未来技术学院未公开发布试卷内容,回忆版试卷内容请浏览往届老生整理的词条:未来技术学院 2023 年选拔考试(数学) ;
- 未来技术学院未公开发布试卷标准答案,本词条内容为往届老生整理的参考答案,无法保证答案的完全准确性与最优性,仅供学习参考;
- 欢迎指出本套答案的不足点,或提供更好的解题思路;
参考答案
一.
1.
证明:
S△OUV=21∣∣U∣∣∣∣V∣∣sin(t)
=21(∣∣U∣∣∣∣V∣∣sin(t))2
=21(∣∣U∣∣∣∣V∣∣)2(1−(cos(t))2)
=21(∣∣U∣∣∣∣V∣∣)2−(UV)2
图片:问题 1 示意图
(图片来源:彭宇阳)
2.
证明:
S△OUV=21(∣∣U∣∣∣∣V∣∣)2−(UV)2
=21(u12+u22)(v12+v22)−(u1v1+u2v2)2
=21(u1v2−u2v1)2
=21∣u1v2−u2v1∣
二.
1.
证明:
采用数学归纳法:
① n = 2 时:
LHS = k=1∑2akbk
= a1b1+a2b2 = RHS
② n ≥ 3 时:
LHS = k=1∑n−1akbk+anbn
= Sn−1bn−1+k=1∑n−2Sk(bk−bk+1)+anbn
=Sn−1bn−1+k=1∑n−1Sk(bk−bk+1)−Sn−1(bn−1−bn)+anbn
= (Sn−1bn+anbn)+k=1∑n−1Sk(bk−bk+1)
=Snbn+k=1∑n−1Sk(bk−bk+1)
2.
证明:
设 ak=cos(kx) ,bk=k1
由欧拉公式可得:
k=1∑ncos(kx)+ik=1∑nsin(kx)
= k=1∑n(cos(kx)+isin(kx))
= k=1∑neikx
= eix−1(einx−1)eix
= 2ie2ixsin(2x)2ie2inxeixsin(2nx)
= sin(2x)sin(2nx)e2i(n+1)x
= sin(2x)sin(2nx)(cos(2(n+1)x)+isin(2(n+1)x))
∴ Sk=a1+a2+⋯+ak=sin(2x)sin(2kx)cos(2(k+1)x)
∴ LHS = k=1∑nkcos(kx)
= nsin(2x)sin(2nx)cos(2(n+1)x)+k=1∑n−1(n1−n+11)sin(2x)sin(2kx)cos(2(k+1)x)
≤ nsin(2x)1+k=1∑n−1(k1−k+11)sin(2x)1=sin(2x)1
3.
证明:
k=1∑Nakbk=SNbN−k=1∑N−1Sk(1)Δ(1)bk
由于 k>N 时,bk=0
∴ 原式 = (SNbN−SNbN+1)−k=1∑N−1Sk(1)Δ(1)bk
= −k=1∑NSk(1)Δ(1)bk
= −((k=1∑NSk(1))Δ(1)bk+k=1∑N−1(k=1∑NSk(1))(Δ(1)bk−Δ(1)bk+1))
= −Sk(2)Δ(1)bk+k=1∑N−1Sk(2)Δ(2)bk
= (−1)2k=1∑NSk(2)Δ(2)bk
以此类推可得证。
三.
答:
两周期函数之和不一定为周期函数。考虑以下反例(答案不唯一):
f1(x)=sinx , f2(x)=sin(αx), 其中 α 为无理数
g(x)=f1(x)+f2(x)=sinx+sin(αx)
若 g(x) 周期为 T,则有 g(x)=g(x+T),即
sinx+sin(αx)=sin(x+T)+sin(α(x+T))
LHS = −2cos(αx+2αT)sin(2αT)=2cos(x+2T)sin(2T) = RHS
取 x=2π−2T,则 sin(2αT)=0
故 αT=2pπ
取 αx=2π−2αT,则 sin(2T)=0
故 T=2qπ,其中 p、q 为非零整数
故 αT=2pπ=2αqπ,即 α=qp,这与α为无理数相矛盾。
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