九、[解] 以圆锥形容器的顶为原点,中心轴为x轴,开口方向为x轴正向建立坐标轴.
设抽掉水后右半部分水面的高度为a,由已知,右半部分水的体积是总体积的
,
即有
,得a =
.
在[a , h]上任取区间[x , x + Dx],抽出这部分水克服重力所作的功的微元为
dW
=
,其中r为水的比重.
所以,抽掉右边那部分水所需作的功W =
.
十、[解] 由
, 得
.
令F(x)
=
,有F(0) = 0,F(1) = -1,
= f (1) = 0.
由泰勒公式,得
F(0)
= F(1) +
(0 - 1) +
,其中x Î (0 , 1)
即
. 又
,所以,
至少存在x Î (0 , 1),使
.
十一、[解] 将方程组改写为
,对增广矩阵作行初等变换如下:
,所以
(1) 当a ¹ - 1,b ¹ -2时,方程组有唯一解,
,
,
.
(2) 当a = - 1,b ¹ -1时,方程组无解.
(3) 当a = - 1,b = -1时,方程组有无穷多解:
.
(4) 当a ¹ 1,b = -2时,方程组无解.
(5) 当a =
1,b = -2时,方程组有无穷多解:
十二、[解]
(1)
设x,Ax线性相关,即存在不全为零的
,使得
,
如果
= 0,由于x ¹ 0,得
= 0,所以
¹ 0,且有
,
即x是A的特征向量,出现矛盾,所以,x,Ax线性无关.
(2)
由
得(A + 3I)(A - 2I)x
= 0,由于x ¹ 0,所以
矩阵(A + 3I)(A - 2I)不可逆.
如果矩阵(A + 3I)可逆,则有(A - 2I)x = 0,即Ax - 2x = 0,与x,Ax线性无关
相矛盾,所以矩阵(A + 3I)不可逆,同理,矩阵(A - 2I)也不可逆.
所以有| A + 3I| = 0,| A - 2I| = 0,即2,-3是矩阵A的特征值,
因为A有2个不同的特征值,所以,A可相似对角化.