微积分练习题答题详解
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微积分练习题及答案微积分练习题及答案微积分是数学中的一门重要学科,它研究函数的变化率和积分的概念。
在学习微积分的过程中,练习题是非常重要的。
通过解答练习题,可以帮助我们巩固所学的知识,提高问题解决能力。
本文将介绍一些微积分的练习题及其解答,希望对广大学习者有所帮助。
一、求导题1. 求函数f(x) = 3x^2 - 2x + 1的导数。
解答:对于多项式函数,求导的方法是将每一项的指数乘以系数,并将指数减一。
所以f'(x) = 6x - 2。
2. 求函数g(x) = e^x - 2x的导数。
解答:对于指数函数e^x,其导数仍为e^x。
对于多项式函数-2x,其导数为-2。
所以g'(x) = e^x - 2。
3. 求函数h(x) = ln(x^2 + 1)的导数。
解答:对于自然对数函数ln(x),其导数为1/x。
对于复合函数,需要使用链式法则。
所以h'(x) = (2x)/(x^2 + 1)。
二、定积分题1. 计算定积分∫(0 to 1) x^2 dx。
解答:根据定积分的定义,我们可以先求出不定积分,然后计算上限减去下限的差值。
所以∫(0 to 1) x^2 dx = [x^3/3] (0 to 1) = 1/3 - 0 = 1/3。
2. 计算定积分∫(1 to 2) e^x dx。
解答:指数函数e^x的积分仍为e^x。
所以∫(1 to 2) e^x dx = [e^x] (1 to 2) =e^2 - e^1 = e^2 - e。
3. 计算定积分∫(0 to π/2) sin(x) dx。
解答:正弦函数sin(x)的积分为-cos(x)。
所以∫(0 to π/2) sin(x) dx = [-cos(x)] (0to π/2) = -cos(π/2) + cos(0) = -1 + 1 = 0。
三、微分方程题1. 求解微分方程dy/dx = 2x。
解答:对于一阶线性微分方程dy/dx + Py = Q,其通解为y = e^(-∫Pdx) *(∫Qe^(∫Pdx)dx + C)。
第一章 函数极限与持续 【2 】一.填空题1.已知x x f cos 1)2(sin +=,则=)(cos x f .2.=-+→∞)1()34(lim22x x x x . 3.0→x 时,x x sin tan -是x 的阶无限小. 4.01sinlim 0=→xx kx 成立的k 为. 5.=-∞→x e xx arctan lim .6.⎩⎨⎧≤+>+=0,0,1)(x b x x e x f x 在0=x 处持续,则=b .7.=+→xx x 6)13ln(lim0.8.设)(x f 的界说域是]1,0[,则)(ln x f 的界说域是__________. 9.函数)2ln(1++=x y 的反函数为_________. 10.设a 长短零常数,则________)(lim =-+∞→xx ax a x . 11.已知当0→x 时,1)1(312-+ax 与1cos -x 是等价无限小,则常数________=a . 12.函数xxx f +=13arcsin )(的界说域是__________.13.lim ____________x →+∞=.14.设8)2(lim =-+∞→xx ax a x ,则=a ________. 15.)2)(1(lim n n n n n -++++∞→=____________.二.选择题1.设)(),(x g x f 是],[l l -上的偶函数,)(x h 是],[l l -上的奇函数,则中所给的函数必为奇函数. (A))()(x g x f +;(B))()(x h x f +;(C ))]()()[(x h x g x f +;(D ))()()(x h x g x f .2.xxx +-=11)(α,31)(x x -=β,则当1→x 时有. (A)α是比β高阶的无限小; (B)α是比β低阶的无限小;(C )α与β是同阶无限小; (D )βα~.3.函数⎪⎩⎪⎨⎧=-≥≠-+-+=0)1(0,1111)(3x k x x x x x f 在0=x 处持续,则=k .(A)23; (B)32; (C )1; (D )0. 4.数列极限=--∞→]ln )1[ln(lim n n n n .(A)1; (B)1-; (C )∞;(D )不消失但非∞.5.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=<+=01cos 000sin )(x x x x x x x x x f ,则0=x 是)(x f 的.(A)持续点;(B)可去间断点;(C )跳跃间断点;(D )振荡间断点. 6.以下各项中)(x f 和)(x g 雷同的是( )(A)2lg )(x x f =,x x g lg 2)(=; (B)x x f =)(,2)(x x g =;(C )334)(x x x f -=,31)(-=x x x g ;(D )1)(=x f ,x x x g 22tan sec )(-=.7.||sin lim0x xx →= ( )(A)1; (B)-1; (C )0; (D )不消失. 8.=-→xx x 10)1(lim ( )(A)1; (B)-1; (C)e ; (D)1-e .9.)(x f 在0x 的某一去心邻域内有界是)(lim 0x f x x →消失的( )(A)充分必要前提;(B) 充分前提;(C )必要前提;(D )既不充分也不必要前提. 10.=-+∞→)1(lim 2x x x x ( )(A)1; (B)2; (C )21; (D )0. 11.设}{},{},{n n n c b a 均为非负数列,且∞===∞→∞→∞→n n n n n n c b a lim ,1lim ,0lim ,则必有( ) (A )n n b a <对随意率性n 成立; (B )n n c b <对随意率性n 成立;(C )极限n n n c a ∞→lim 不消失 ; (D )极限n n n c b ∞→lim 不消失.12.当1→x 时,函数11211---x e x x 的极限( ) (A)等于2; (B)等于0;(C)为∞;(D)不消失但不为∞. 三.盘算解答 1.盘算下列极限 (1)12sin2lim -∞→n nn x ;(2)xxx x cot csc lim0-→ ;(3))1(lim 1-→∞xx e x ; (4)xx x x 31212lim ⎪⎭⎫⎝⎛-+∞→;(5)1cos cos 21cos 2cos 8lim 223-+--→x x x x x π; (6)x x x x x x tan cos sin 1lim 0-+→;(7)⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++⨯+⨯∞→)1(1321211lim n n n ; (8)32324arctan )21ln(lim x x x --+→. 3.试肯定b a ,之值,使2111lim 2=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+++∞→b ax x x x . 4.运用极限消失准则求极限(1)nn n n 13121111131211lim++++++++++∞→ .(2)设01>>a x ,且),2,1(1 ==+n ax x n n ,证实n n x →∞lim 消失,并求此极限值.5.评论辩论函数xx xx n n n n n x f --∞→+-=lim )(的持续性,如有间断点,指出其类型.6.设)(x f 在],[b a 上持续,且b x f a <<)(,证实在),(b a 内至少有一点ξ,使ξξ=)(f .第一单元 函数极限与持续习题解答一.填空题1.x 2sin 2.2sin 22)2sin21(1)2(sin 22x x x f -=-+=, 222)(x x f -=∴x x x f 22sin 2cos 22)(cos =-=∴.2.0 .016249lim )1()34(lim3222=+-++=-+∞→∞→xx x x x x x x x .3.高阶.0)cos 1(lim )cos 1(tan lim sin tan lim000=-=-=-→→→x xx x x x x x x x ,x x sin tan -∴是x 的高阶无限小.4.0>k .x 1sin为有界函数,所以要使01sin lim 0=→xx kx ,只要0lim 0=→k x x ,即0>k .5.0.0arctan lim =-∞→x e xx ))2,2(arctan ,0lim (ππ-∈=-∞→x e xx .6.2=b .b b x x f x x =+=--→→)(lim )(lim 0,2)1(lim )(lim 0=+=++→→xx x e x f ,,)0(b f =2=∴b .7.212163lim 6)13ln(lim 00==+→→x x x x x x .8.e x ≤≤1依据题意 请求1ln 0≤≤x ,所以 e x ≤≤1. 9.21-=-x ey )2ln()1(),2ln(1+=-∴++=x y x y ,12-=+y e x ,21-=∴-y e x ,)2ln(1++=∴x y 的反函数为21-=-x e y .10.ae 2原式=a aa x xa ax x e ax a 222)21(lim =-+⋅-⋅-∞→. 11.23-=a 由231231~1)1(ax ax -+(运用教材P58(1)1ax ax +-)与221~1cos x x --,以及1322131lim 1cos 1)1(lim 2203120=-=-=--+→→a x axx ax x x , 可得 23-=a . 12.2141≤≤-x 由反三角函数的界说域请求可得 ⎪⎩⎪⎨⎧≠+≤+≤-011131x x x 解不等式组可得 ⎪⎩⎪⎨⎧-≠≤≤-12141x x ,⇒)(x f 的界说域为2141≤≤-x . 13.0limlimx x =22lim0x ==.14.2ln 23lim()lim(1)x x x x x a a x a x a →∞→∞+=+--,令t=3x aa-,所以x=3at a + 即:3211lim()lim[(1)](1)x t a a x t x a x a t t→∞→∞+=++-=38a e =2ln 32ln 8ln 318ln 33===⇒=a a .15.2)2(2)1(lim)2)(1(lim n n n n n n n n n n ++⨯++=-++++∞→+∞→2121)111(2lim =++++=+∞→nn n .二.选择题1.选(D) 令)()()()(x h x g x f x F =,由)(),(x g x f 是],[l l -上的偶函数,)(x h 是],[l l -上的奇函数,)()()()()()()()(x F x h x g x f x h x g x f x F -=-=---=-∴.2.选(C)])1(11)[1(1lim )1)(1(1lim )()(lim31311x x xx x x x x x x x ---+-=-+-=→→→βα23)1(31)1(1lim1=-⋅+-=→x x x x (运用教材P58(1)1a x ax +-)3.选(A ) 233121lim 1111lim )(lim 0300==-+-+=→→→x xx x x f x x x (运用教材P58(1)1a x ax +-) 4.选(B)1lim [ln(1)ln ]lim ln(1)1nn n n n n n-→∞→∞--=--=-5.选(C)1)0(=-f , 0)0(=+f , 0)0(=f 6.选(C)在(A )中2ln )(xx f = 的界说域为0≠x ,而x x g ln 2)(=的界说域为0>x ,)()(x g x f ≠∴故不准确在(B )x x f =)( 的值域为),(+∞-∞,2)(x x g =的值域为0>x ,故错在(D )中1)(=x f 的界说域为R,x x x g tan sec )(2-=的界说域为}2,{ππ+≠∈k x R x ,)()(x g x f ≠∴,故错7.选(D) 1sin lim ||sin lim 00==++→→x x x x x x ,1sin lim ||sin lim 00-=-=--→→xxx x x x ||sin lim0x xx →∴不消失8.选(D) 1)1(110)](1[lim )1(lim --⋅-→→=-+=-e x x xx xx ,9.选(C)由函数极限的局部有界性定理知,)(lim 0x f x x →消失,则必有0x 的某一去心邻域使)(x f 有界,而)(x f 在0x 的某一去心邻域有界不必定有)(lim 0x f x x →消失,例如x x 1sinlim 0→,函数11sin 1≤≤-x有界,但在0=x 点极限不消失10.选(C)(lim ()lim x x x x x x →∞→∞==211111lim2=++=∞→xx 11.选(D ) (A ).(B)显然不对,因为稀有列极限的不等式性质只能得出数列“当n 充分大时”的情形,不可能得出“对随意率性n 成立”的性质.(C)也显著不对,因为“无限小·无限大”是不决型,极限可能消失也可能不消失.12.选(D )002)1(lim 11lim 1111121=⋅=+=---→-→--x x x x e x e x x ∞=+=---→-→++1111121)1(lim 11lim x x x x e x e x x 当1→x 时函数没有极限,也不是∞.三.盘算解答 1.盘算下列极限: (1)解:x x x n n n n n n 222lim 2sin2lim 11=⋅=-∞→-∞→.(2)解:2200001cos csc cot 1cos 1sin sin 2lim lim lim lim sin 2x x x x x x x x x x x x x x x x →→→→---====.(3)解:11lim )1(lim 1=⋅=-∞→∞→xx e x x xx . (4)解:3212133])2111[(lim )1221(lim )1212(lim +-∞→∞→∞→-+=-+=-+x x x x x x x x x x . 113332211[lim(1)][lim(1)]1122x x x e x x -→∞→∞=+⋅+=--(5)解:)1)(cos 1cos 2()1cos 4)(1cos 2(lim 1cos cos 21cos 2cos 8lim 3223+-+-=-+--→→x x x x x x x x x x ππ212112141cos 1cos 4lim 3=++⨯=++=→x x x π.(6)解:)cos sin 1(tan cos sin 1limtan cos sin 1lim00x x x x x xx x x x x x x x x ++-+=-+→→ 2020202cos 1lim 2sin lim 2cos 1sin limx x x x x x x x x x x x -+=-+=→→→434121=+=. 0lim(12x →+=(7)解:])1(1321211[lim +++⨯+⨯∞→n n x )]111()3121()211[(lim +-++-+-=∞→n n x 1)111(lim =+-=∞→n x . (8)解:33123232323241)21(lim 42lim 4arctan )21ln(lim =+=--=--+→→→x xxx x x x x . 3.解:1)(1lim )11(lim 222+-+--+=--+++∞→+∞→x b x b a ax x b ax x x x x211)1()()1(lim 2=+-++--=+∞→x b x b a x a x ⎪⎩⎪⎨⎧=+-=-∴21)(01b a a ⇒⎪⎩⎪⎨⎧-==231b a4.(1) 1111211111312111++<+++++++++<n nn n而 1111lim=+++∞→n x 113121111131211lim=++++++++++∴+∞→nn n x .(2)先证有界(数学归纳法)1=n 时,a a a ax x =⋅>=12设k n =时,a x k >, 则a a ax x k k =>=+21数列}{n x 有下界, 再证}{n x 单调减,11<==+nnn n n x ax ax x x 且0>n x n n x x <∴+1即}{n x 单调减,n n x ∞→∴lim 消失,设A x n n =∞→lim ,则有 aA A =⇒0=A (舍)或a A =,a x n n =∴∞→lim5.解:先求极限 得 00010111lim )(22<=>⎪⎩⎪⎨⎧-=+-=∞→x x x n n x f xxn 而 1)(lim 0=+→x f x 1)(lim 0-=-→x f x 0)0(=f)(x f ∴的持续区间为),0()0,(+∞-∞0=x 为跳跃间断点..6.解:令x x f x F -=)()(, 则 )(x F 在],[b a 上持续而0)()(>-=a a f a F0)()(<-=b b f b F由零点定理,),(b a ∈∃ξ使0)(=ξF即 0)(=-ξξf ,亦即 ξξ=)(f .第二章 导数与微分一.填空题1.已知2)3(='f ,则hf h f h 2)3()3(lim--→=.2.)0(f '消失,有0)0(=f ,则xx f x )(lim→=.3.πππ1arctan++=x y x ,则1='x y =.4.)(x f 二阶可导,)sin 1(x f y +=,则y '=;y ''=.5.曲线xe y =在点处切线与衔接曲线上两点),1(),1,0(e 的弦平行. 6.)]1ln[arctan(x y -=,则dy =. 7.42sin x y =,则dx dy =,2dx dy=. 8.若txx xt t f 2)11(lim )(+=∞→,则)(t f '=.9.曲线12+=x y 于点_________处的切线斜率为2. 10.设xxe y =,则_______)0(=''y . 11.设函数)(x y y =由方程0)cos(=++xy eyx 肯定,则________=dxdy. 12.设⎩⎨⎧=+=ty t x cos 12则________22=dx yd . 二.单项选择 1.设曲线xy 1=和2x y =在它们交点处两切线的夹角为ϕ,则ϕtan =( ). (A)1-;(B)1; (C )2-;(D)3. 3.函数x ke xf tan )(=,且e f =')4(π,则=k ( ).(A)1;(B)1-; (C )21;(D)2. 4.已知)(x f 为可导的偶函数,且22)1()1(lim-=-+→xf x f x ,则曲线)(x f y =在)2,1(-处切线的方程是.(A)64+=x y ;(B)24--=x y ;(C )3+=x y ;(D)1+-=x y .5.设)(x f 可导,则xx f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim 220=.(A)0;(B))(2x f ; (C ))(2x f ';(D))()(2x f x f '⋅.6.函数)(x f 有随意率性阶导数,且2)]([)(x f x f =',则)()(x fn =.(A)1)]([+n x f n ;(B)1)]([!+n x f n ;(C )1)]()[1(++n x f n ;(D)2)]([)!1(x f n +.7.若2)(x x f =,则xx f x x f x ∆-∆+→∆)()2(lim000=( )(A)02x ; (B)0x ; (C )04x ; (D)x 4.8.设函数)(x f 在点0x 处消失)(0x f -'和)(0x f +',则)()(00x f x f +-'='是导数)(0x f '消失的( )(A)必要非充分前提;(B)充分非必要前提; (C )充分必要前提;(D)既非充分又非必要前提. 9.设)99()2)(1()(---=x x x x x f 则=')0(f ( ) (A)99;(B)99- ; (C )!99;(D)!99-. 10.若)(u f 可导,且)(2x f y -=,则有=dy ( )(A)dx x f x )(2-';(B)dx x f x )(22-'-;(C )dx x f )(22-';(D)dx x f x )(22-'. 11.设函数)(x f 持续,且0)0('>f ,则消失0>δ,使得( )(A ))(x f 在),0(δ内单调增长; (B ))(x f 在)0,(δ-内单调削减;(C )对随意率性的),0(δ∈x 有)0()(f x f >;(D )对随意率性的)0,(δ-∈x 有)0()(f x f >.12.设⎪⎩⎪⎨⎧≤+>=001sin)(2x bax x xx x f 在0=x 处可导,则( )(A )0,1==b a ; (B )b a ,0=为随意率性常数; (C )0,0==b a ; (C )b a ,1=为随意率性常数. 三.盘算解答 1.盘算下列各题 (1)xey 1sin 2=,求dy ; (2)⎩⎨⎧==3ln t y t x ,求122=t dx yd ;(3)y y x =+arctan ,22dxy d ; (4)x x y cos sin =,求)50(y ;(5)xxx y )1(+=,求y '; (6))2005()2)(1()(+++=x x x x x f ,求)0(f ';(7))()()(x a x x f ϕ-=,)(x ϕ在a x =处有持续的一阶导数,求)()(a f a f '''、; (8)设)(x f 在1=x 处有持续的一阶导数,且2)1(='f ,求)1(cos lim 1-+→x f dxdx .2.试肯定常数b a ,之值,使函数⎩⎨⎧<-≥+++=0102)sin 1()(x e x a x b x f ax处处可导. 3.证实曲线a y x =-22与b xy =(b a ,为常数)在交点处切线互相垂直.4.一气球从距离不雅察员500米处离地匀速铅直上升,其速度为140米/分,当此气球上升到500米空中时,问不雅察员视角的倾角增长率为若干.5.若函数)(x f 对随意率性实数21,x x 有)()()(2121x f x f x x f =+,且1)0(='f ,证实)()(x f x f ='.6.求曲线5323-+=x x y 上过点)3,1(--处的切线方程和法线方程.第二章 导数与微分习题解答一.填空题 1.1-1)3(21)21()3()3(lim 2)3()3(lim00-='-=-⋅---=--→→f h f h f h f h f h h 2.)0(f ')0(0)0()(lim )(lim00f x f x f x x f x x '=--=→→ 3.ππ+x ln 1ln -+='ππππxy xππ+='∴=x y x ln |14.x x f cos )sin 1(⋅+',x x f x x f sin )sin 1(cos )sin 1(2⋅+'-⋅+''x x f y cos )sin 1(⋅+'=',x x f x x f y sin )sin 1(cos )sin 1(2⋅+'-⋅+''=''5.)1),1(ln(--e e 弦的斜率1011-=--=e e k 1)(-==='∴e e e y x x ⇒)1ln(-=e x ,当)1ln(-=e x 时,1-=e y .6.])1(1[)1arctan(2x x dx-+⋅--)1()1(11)1arctan(1)]1[arctan()1arctan(12x d x x x d x dy --+⋅-=--=])1(1[)1arctan(2x x dx-+⋅--=7.432sin 4x x ,422sin 2xx 433442sin 44cos sin 2x x x x x dxdy =⋅⋅= 4222sin 22x x xdxdy dx dy == 8.t t te e 222+ttx x te xt t f 22)11(lim )(=+=∞→t t te e t f 222)(+='∴9.)2,1(x y 2=' ,由220=x ⇒10=x ,21120=+=y12+=∴x y 在点)2,1(处的切线斜率为210. 2x x xe e y +=' ,xx x xe e e y ++=''2)0(00=+=''∴e e y11.)sin()sin(xy x e xy y e y x y x ---++ 方程双方对x 求导得 0)')(sin()'1(=+-++xy y xy y e yx解得 )sin()sin('xy x e xy y e y y x y x ---=++.12.34cos sin t tt t - 由参数式求导公式得t t x y dx dy tt 2sin ''-==, 再对x 求导,由复合函数求导法得32224cos sin 21sin cos 21'')'()'(ttt t t t t t t x y y dx d dx y d t t x x -=⋅--===. 二.选择题1.选(D) 由⎪⎩⎪⎨⎧==21xy x y ⇒交点为)1,1(,1|)1(11-='==x x k ,2|)(122='=x x k3|1||)tan(|tan 211212=+-=-=∴k k k k ϕϕϕ3.选(C) x x k e x f k xk21tansec tan )(⋅⋅='-由e f =')4(π得 e k e =⋅⋅2⇒21=k 4.选(A ) 由xf x f x f x f x x 2)1()1(lim2)1()1(lim00----=-+→→ 2)21()1()21()1()1(lim0-=-⋅-'=-⋅-----=→f x f x f x ⇒4)1(=-'f∴切线方程为:)1(42+=-x y 即 64+=x y 5.选(D) )()(2])([)()(lim2220x f x f x f xx f x x f x '⋅='=∆-∆+→∆ 6.选(B) )(2)()(2})]({[)(32x f x f x f x f x f ='⋅='='')(32)()(32])(2[)(423x f x f x f x f x f ⨯='⋅⨯='=''' 设)(!)(1)(x f n x f n n +=,则)()()!1()()1(x f x f n x fn n '⋅+=+)()!1(2x f n n ++= )(!)(1)(x f n x f n n +=∴7.选(C) )(22)()2(2lim )()2(lim 0000000x f xx f x x f x x f x x f x x '=∆-∆+⋅=∆-∆+→∆→∆又x x x f 2)()(2='=' ,004)(2x x f ='∴8.选(C) )(x f 在0x 处可导的充分必要前提是)(x f 在0x 点的左导数)(0x f -'和右导数)(0x f +'都消失且相等. 9.选(D))99()3)(1()99()2()99()2)(1()(---+--+---='x x x x x x x x x x x f )98()2)(1(---++x x x x!99!99)1()990()20)(10()0(99-=⋅-=---='∴ f另解:由界说,)99()2)(1(lim 0)0()(lim )0(00---=--='→→x x x x f x f f x x!99!99)1(99-=⋅-= 10.选(B) )(2)()(])([2222x f x x f x f -'-='-⋅-'='-dx x f x dy )(22-'-=∴11.由导数界说知0)0()(lim)0('0>-=→xf x f f x ,再由极限的保号性知 ,0>∃δ当),(δδ-∈x 时0)0()(>-xf x f ,从而 当)),0()(0,(δδ∈-∈x x 时,)0(0)0()(><-f x f ,是以C 成立,应选C. 12.由函数)(x f 在0=x 处可导,知函数在0=x 处持续b b ax x f xx x f x x x x =+===--++→→→→)(lim )(lim ,01sinlim )(lim 0020,所以0=b .又a xax x f x f f x x x x f x f f x x x ==--===--=-++→-→→+0)0()(lim )0(,01sinlim 0)0()(lim )0(0200,所以0=a .应选C. 三.盘算解答 1.盘算下列各题 (1)dx x x x e x d edy xx)1(1cos 1sin 2)1(sin 21sin 21sin 22-⋅⋅==dx e xx x1sin 222sin 1-=(2)32313t tt dxdy ==,3222919t t t dx y d ==,9|122=∴=t dx y d (3)双方对x 求导:y y y'='⋅++2111⇒12+='-y y)11(2)1(2223233+-=+⋅-='⋅-=''---y y y y y y y (4)x x x y 2sin 21cos sin == )22sin(2cos π+=='∴x x y )222sin(2)22cos(2ππ⋅+=+=''x x y 设)22sin(21)(π⋅+=-n x yn n则)2)1(2sin(2)22cos(2)1(ππ++=⋅+=+n x n x yn n nx x y 2sin 2)2502sin(24949)50(-=⋅+=∴π(5)双方取对数:)]1ln([ln ln x x x y +-=双方求导:xx x x y y +-++-='⋅11)1ln(ln 1 ]11)1ln([ln )1(xxx x x x y x +-++-+='∴(6)运用界说:!2005)2005()3)(2)(1(lim )0()(lim)0(00=++++=-='→→x x x x xf x f f x x(7))()()()(x a x x x f ϕϕ'-+=' )()(a a f ϕ='∴又ax a x a x x a x a f x f a f a x ax --'-+=-'-'=''→→)()()()(lim)()(lim)(ϕϕϕ )]()()([lim x ax a x ax ϕϕϕ'+--=→)(2)()(a a a ϕϕϕ'='+'=[注:因)(x ϕ在a x =处是否二阶可导不知,故只能用界说求.](8)]121)1sin ()1(cos [lim )1(cos lim 11-⋅--⋅-'=-++→→x x x f x f dx d x x121sin lim )1(cos lim 11---⋅-'=++→→x x x f x x 1)21()1(-=-⋅'=f2.易知当0≠x 时,)(x f 均可导,要使)(x f 在0=x 处可导则 )0()0(-+'='f f , 且)(x f 在0=x 处持续.即)0()(lim )(lim 0f x f x f x x ==+-→→而020)(lim 2)(lim 00=++⇒⎪⎭⎪⎬⎫=++=+-→→b a x f a b x f x x 又 b xa b a x x f x f f x x =---+++=--='++→→+22)sin 1(lim 0)0()(lim )0(00a x axx e x a b e f x ax x ax x ==-=----='---→→→-000lim 1lim 21lim )0(由⎩⎨⎧⎩⎨⎧-=-=⇒=++=1102b a b a b a 3.证实:设交点坐标为),(00y x ,则a y x =-2020b y x =00对a y x =-22双方求导:yx y y y x ='⇒='⋅-022 ∴曲线a y x =-22在),(00y x 处切线斜率010|y x y k x x ='== 又由2xb y x b y b y x -='⇒=⇒= ∴曲线b xy =在),(00y x 处切线斜率2020|x by k x x -='== 又 1)(00200021-=-=-⋅=y x b x b y x k k ∴两切线互相垂直.4.设t 分钟后气球上升了x 米,则500tan x=α 双方对t 求导:2575001405001sec 2==⋅=⋅dt dx dt d αα αα2cos 257⋅=∴dt d 当500=x m 时, 4πα=∴当500=x m 时,50721257=⋅=dt d α(弧度/分) 5.证实:hx f h f x f h x f h x f x f h h )0()()(lim )()(lim)(00+-⋅=-+='→→ h f h f x f h f x f h f x f h h )0()()(lim )0()()()(lim00-=⋅-⋅=→→)()0()(x f f x f ='⋅=6.解:因为x x y 632+=',于是所求切线斜率为3|63121-=+=-=x x x k ,从而所求切线方程为)1(33+-=+x y , 即063=++y x又法线斜率为31112=-=k k 所以所求法线方程为)1(313+=+x y ,即 083=+-x y 第三章 中值定理与导数运用一.填空题1.=→x x x ln lim 0__________.2.函数()x x x f cos 2-=在区间______________单调增.3.函数()43384x x x f -+=的极大值是____________.4.曲线x x x y 3624+-=在区间__________是凸的.5.函数()x x f cos =在0=x 处的12+m 阶泰勒多项式是_________.6.曲线xxey 3-=的拐点坐标是_________.7.若()x f 在含0x 的()b a ,(个中b a <)内恒有二阶负的导数,且_______,则()0x f 是()x f 在()b a ,上的最大值.8.123++=x x y 在()+∞∞-,内有__________个零点.9.________)1sin 1(cot lim 0=-→xx x x . 10._________)tan 11(lim 20=-→xx x x . 11.曲线2x e y -=的上凸区间是___________. 12.函数1--=x e y x的单调增区间是___________. 二.单项选择1.函数)(x f 有持续二阶导数且,2)0(,1)0(,0)0(-=''='=f f f 则=-→2)(lim x xx f x ( ) (A)不消失 ;(B)0 ;(C)-1 ;(D)-2.2.设),,(),12)(1()(+∞-∞∈+-='x x x x f 则在)1,21(内曲线)(x f ( ) (A)单调增凹的; (B)单调减凹的; (C)单调增凸的;(D)单调减凸的.3.)(x f 在),(b a 内持续,0)()(),,(000=''='∈x f x f b a x ,则)(x f 在0x x =处( )(A)取得极大值; (B)取得微小值;(C)必定有拐点))(,(00x f x ;(D)可能取得极值,也可能有拐点.4.设)(x f 在[]b a ,上持续,在),(b a 内可导,则Ⅰ:在),(b a 内0)(≡'x f 与Ⅱ:在),(b a 上)()(a f x f ≡之间关系是( )(A)Ⅰ是Ⅱ的充分但非必要前提; (B)Ⅰ是Ⅱ的必要但非充分前提; (C)Ⅰ是Ⅱ的充分必要前提;(D)Ⅰ不是Ⅱ的充分前提,也不是必要前提.5.设)(x f .)(x g 在[]b a ,持续可导,0)()(≠x g x f ,且)()()()(x g x f x g x f '<',则当b x a <<时,则有( )(A))()()()(a g a f x g x f <;(B))()()()(b g b f x g x f <; (C))()()()(a g a f x g x f <; (D))()()()(a f a g x f x g >. 6.方程0133=+-x x 在区间),(+∞-∞内() (A)无实根; (B)有独一实根; (C)有两个实根; (D)有三个实根.7.已知)(x f 在0=x 的某个邻域内持续,且0)0(=f ,2cos 1)(lim 0=-→xx f x ,则在点0=x 处)(x f ( )(A)不可导; (B)可导,且0)0('≠f ; (C )取得极大值; (D)取得微小值. 8.设)(x f 有二阶持续导数,且0)0('=f ,1||)("lim=→x x f x ,则( ) (A))0(f 是)(x f 的极大值; (B))0(f 是)(x f 的微小值; (C)))0(,0(f 曲直线)(x f y =的拐点; (D))0(f 不是)(x f 的极值点.9.设b a ,为方程0)(=x f 的二根,)(x f 在],[b a 上持续,在),(b a 内可导,则)('x f 在),(b a 内( ) (A )只有一实根; (B )至少有一实根; (C )没有实根; (D )至少有2个实根. 10.在区间]1,1[-上知足罗尔定理前提的函数是( ) (A )21)(x x f =; (B )||)(x x f =; (C )21)(x x f -=; (D )12)(2--=x x x f .11.函数)(x f 在区间),(b a 内可导,则在),(b a 内0)('>x f 是函数)(x f 在),(b a 内单调增长的( ) (A )必要但非充分前提; (B )充分但非必要前提;(C )充分必要前提; (C )无关前提. 12.设)(x f y =是知足微分方程0'"sin =-+xey y 的解,且0)('0=x f ,则)(x f 在( )(A )0x 的某个邻域单调增长; (B )0x 的某个邻域单调削减; (C)0x 处取得微小值; (D)0x 处取得极大值. 三.盘算解答 1.盘算下列极限 (1)1arccos lim 1+-+-→x xx π;(2)xxx ln cot ln lim 0+→; (3) )1ln(lim 2sin 0x x e e x x x +-→; (4) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+→)1ln(11lim 20x x x x ;(5)30arctan limxxx x -→ ; (6))tan(ln )tan(ln lim 0bx ax x +→. 2.证实以下不等式(1).设e a b >>,证实ab b a >. (2).当20π<<x 时,有不等式x x x 3sin 2tan >+.3.已知x x y sin 3=,运用泰勒公式求)0()6(y .4.试肯定常数a 与n 的一组数,使得当0→x 时,nax 与33)1ln(x x +-为等价无限小.5.设)(x f 在[]b a ,上可导,试证消失)(b a <<ξξ,使[])()(3)()(1233ξξξξf f b f a f a b a b '+=-.6.作半径为r 的球的外切正圆锥,问此圆锥的高为何值时,其体积V 最小,并求出该体积最小值.7.若)(x f 在]1,0[上有三阶导数,且0)1()0(==f f ,设)()(3x f x x F =,试证:在)1,0( 内至少消失一个ξ,使0)('"=ξF .第三章 中值定理与导数运用习题解答一.填空题1.00)(lim 11lim 1ln lim ln lim 02000=-=-==→→→→x xx x xx x x x x x2.),(+∞-∞0sin 2)(>+='x x f )(x f ∴在),(+∞-∞上单调增3.20)2(121224)(232--=-='x x x x x f令2,00)(21==⇒='x x x f当2<x 时,0)(>'x f ;当2>x 时,0)(<'x f∴极大值为 20)2(=f4.)1,1(-31243+-='x x y ,)1)(1(1212122-+=-=''x x x y当1-<x 时,0>''y .当)1,1(-∈x 时,0<''y ;当),1(+∞∈x 时,0>''y∴曲线在)1,1(-上是凸的5.m m x m x x 242)!2(1)1(!41!211-+++-(赐教材P13页,泰勒公式) 6.)32,32(2-e )31(3333x e xe ey x x x-=-='--- ,)32(9)69(3)31(33333-=-=---=''----x e x e e x e y x x x x令320=⇒=''x y ,当32<x 时,0<''y ;当32>x 时0>''y而当32=x 时,232-=e y ∴拐点为)32,32(2-e7.0)(0='x f ,0)(lim )()(lim)("000000<-'=-'-'=→→x x x f x x x f x f x f x x x x 0)(0<-'⇒x x x f 当0x x <时,)(,0)(0x f x f >'单调增长;当0x x >时,)(,0)(x f x f <'单调削减 8.10232>+='x y ,y ∴在),(+∞-∞上单调增长又-∞=-∞→y x lim +∞=+∞→y x lim .∴在),(+∞-∞内有1个零点.9.61 原式613cos 1lim sin lim cos lim sin )sin (cos lim 2030020=-=-=-=→→→→x x x x x x x x x x x x x x x . 10.31 原式=31tan lim 3131sec lim tan lim tan tan lim 2202203020==-=-=-=→→→→x x x x x x x x x x x x x x x . 11.)22,22(-22])2(2[",2'2x x e x y xe y -----=-=令220"±=⇒=x y ,当)22,22(-∈x 时,0"<y ,上凸,其它区间0">y ,上凹,故应填入)22,22(-. 12.),0(+∞ 函数1--=x e y x的界说区间为),(+∞-∞,在界说区间内持续.可导,且1'-=xe y ,因为在),0(+∞内0'>y ,所以函数1--=x e y x 在),0(+∞上单调增长.二.选择题 1.选(C) 12)(lim 21)(lim )(lim0020-=''=-'=-→→→x f x x f x x x f x x x 2.选(B) 当)1,21(∈x 时,0)(<'x f ,又0)41(414)(>-=-=''x x x f )1,21(∈x)(x f ∴在)1,21(上单调减且为凹的.3.选(D) 3)(x x f =,则0)0(")0('==f f ,0=x 是3)(x x f =的拐点;设4)(xx f =,则0)0(")0('==f f ,而0=x 是4)(x x f =的极值点.4.选(C)由)(x f 在),(b a 内0)(≡'x f 的充分必要前提是在),(b a 内C x f ≡')((C 为常数),又因为)(x f 在],[b a 内持续,所以)(a f C =,即在),(b a 上)()(a f x f ≡.5.选(C)由0)()()()()()()()(<'-'⇒'<'x g x f x g x f x g x f x g x f)()(0])()([x g x f x g x f ⇒<'⇒单调削减,),(b a x ∈ )()()()(b f a f x g x f <∴. 6.选(D) 令13)(3+-=x x x f ,则)1)(1(333)(2+-=-='x x x x f ;当1-<x 时,0)(>'x f ,)(x f 单调增长, 当)1,1(-∈x 时,0)(<'x f ,)(x f 单调削减 当),1(+∞∈x 时,0)(>'x f ,)(x f 单调增长. 而3)1(=-f ,1)1(-=f-∞=-∞→)(lim x f x ,+∞=+∞→)(lim x f x)(x f ∴在)1,(--∞上有一实根,在]1,1[-上有一实根,在),1(+∞上有一实根.7.选(D) 运用极限的保号性可以剖断)(x f 的正负号:0cos 1)(02cos 1)(lim0>-⇒>=-→xx f x x f x (在0=x 的某空心邻域);由0cos 1>-x ,有)0(0)(f x f =>,即)(x f 在0=x 取微小值. 8.选(B) 由极限的保号性:0||)("01||)("lim 0>⇒>=→x x f x x f x (在0=x 的某空心邻域);由此0)(">x f (在0=x 的某空心邻域),)('x f 单调增,又由0)0('=f ,)('x f 在0=x 由负变正,由极值第一充分前提,0=x 是)(x f 的微小点.9.选(B )由罗尔定理保证至少消失一点),(b a ∈ξ使0)('=ξf .10.选(C ),A 选项)(x f 在0=x 不持续,B 选项)(x f 在0=x 处不可导,D 选项)1()1(-≠f f .11.选(B ),如3x y =在),(+∞-∞单增,但0)0('=f ,故非必要前提.12.选(C),由0)('0=x f 有0)(')("00sin 0sin 0>=-=x x e x y ex y ,所以)(x f 在0x 处取得微小值. 三.盘算解答1.盘算极限(1)解: 1arccos lim 1+-+-→x x x π12111arccos 21lim 21+-⋅=+-→x x x x π2111arccos 1lim 1=-⋅=+-→x x x (2)解: 1sin cos sin lim 1)csc (cot 1lim ln cot ln lim 20200-=⋅⋅-=-⋅=+++→→→xx x x xx x x x x x x . (3)解: 613cos 1lim sin lim )1(lim )1ln(lim 20303sin sin 02sin 0=-=-=-=+-→→-→→x x x x x x e e x x e e x x x x x x x x x (4)解:21])1(21[lim 2111lim )1ln(lim )]1ln(11[lim 002020-=--=--=-+=-+→→→→x x x x x x x x x x x x x (5)解: 31)1(3lim 3111lim arctan lim 222022030=+=+-=-→→→x x x x x x x x x x x . (6)解: b bx ax a ax bx b bx bx a ax ax bx ax x x x ⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=+++→→→)(sec )tan()(sec )tan(lim )(sec )tan(1)(sec )tan(1lim )tan(ln )tan(ln lim 2202200 220cos ()lim 1cos ()x bx bx a ax ax b+→⋅⋅==⋅⋅ 2.(1)证实:b a a b b a ab ln ln >⇔>令 x a a x x f ln ln )(-=,则)(x f 在],[b a 上持续0ln )(>-='xa a x f ],[b a x ∈ )(x f ∴在],[b a 上单调增长,)()(a f b f >∴得 0ln ln ln ln =->-a a a a b a a b , 即ab b a > (2)令x x x x f 3sin 2tan )(-+=在)2,0(π∈x 时03cos cos cos 133cos cos cos 13cos 2sec )(3222=-⋅⋅≥-++=-+='x x xx x x x x x f 0)(>'∴x f ,)(x f ∴在(0,)2π上单调增,又00lim ()lim(tan 2sin 3)0x x f x x x x ++→→=+-= 0(0,),()lim ()02x x f x f x π+→∴∀∈>=, 即x x x 3sin 2tan >+ 3.解: 麦克劳林公式)(!)0(!2)0()0()0()()(2n n n x o x n f x f x f f x f +++''+'+= 而)()!12()1(!5!3sin 212153m m m x o m x x x x x +--+-+-=-- ++-==∴!5!3sin 8643x x x x x y 比较 6x 的系数有:120!3!6)0(!31!6)0()6()6(-=-=⇒-=f f 4.解: 1)]1(3[lim 313lim )1ln(lim 36023210330=--=+--=+--→-→→x x an x x x anx x x ax n x n x n x 6=∴n ,2113-=⇒=-a an 5.即证:332()()[3()()]b f b a f a f f b aξξξξ-'=+- 令)()(3x f x x F =,则)(x F 在],[b a 上知足拉格朗日定理的前提 ),(b a ∈∃∴ξ,使)()()(ξF ab a F b F '=-- 即3323()()3()()b f b a f a f f b aξξξξ-'=+- 即 )]()(3[)()(1233ξξξξf f b f a f a b a b '+=-6.解:设圆锥的高为h,底面圆半径为R,则有比例关系222r hrRR h r=⇒=-rhrhhRV23131222-⋅==∴ππ)2(rh>222222)2()42(31)2()2(231rhhrhhrrhrhrhhrdhdV---=---=ππ令⇒=0dhdV独一驻点rh4=所以,当rh4=时,体积最小,此时32238241631rrrrrVππ=-⋅⋅=7.解:由题设可知)('"),("),('),(xFxFxFxF在]1,0[上消失,又)1()0(FF=,由罗尔定理,)1,0(1∈∃ξ使0)('1=ξF,又0|)](')(3[)0('32=+==xxfxxfxF,可知)('xF在],0[1ξ上知足罗尔定理,于是),0(12ξξ∈∃,使0)("2=ξF,又0|)](")('6)(6[)0("32=++==xxfxxfxxxfF,对)(''xF在],0[2ξ上再次运用罗尔定理,故有)1,0(),0(),0(12⊂⊂∈ξξξ,使得0)('"=ξF.第四章不定积分一.填空题1.⎰dx xx=___________.2.⎰xxdx2=_____________.3.⎰+-dxxx)23(2=_____________.4.⎰-dxxxxsincos2cos=___________.5.⎰+xdx2cos1=____________.6.dttt⎰sin=___________.7.⎰xdxx sin=___________.8.⎰xdxarctan=__________.9.=+⎰dxxx2sin12sin____________.10.⎰=''dx x f x )(____________. 11.⎰=++dx x x 1)3(1________________. 12.⎰=++__________522x x dx .二.单项选择1.对于不定积分()dx x f ⎰,下列等式中( )是准确的.(A )()()x f dx x f d =⎰;(B )()()x f dx x f ='⎰;(C )()()x f x df =⎰;(D )()()x f dx x f dx d =⎰. 2.函数()x f 在()+∞∞-,上持续,则()[]dx x f d ⎰等于( )(A )()x f ;(B )()dx x f ;(C )()C x f +;(D )()dx x f '.3.若()x F 和()x G 都是()x f 的原函数,则( )(A )()()0=-x G x F ;(B )()()0=+x G x F ;(C )()()C x G x F =-(常数);(D )()()C x G x F =+(常数).4.若⎰+='c xdx x f 33)(,则=)(x f ( ) (A )c x +3556;(B )c x +3559;(C )c x +3;(D )c x +. 5.设)(x f 的一个原函数为x x ln ,则=⎰dx x xf )(( )(A )c x x ++)ln 4121(2;(B )c x x ++)ln 2141(2; (C )c x x +-)ln 2141(2;(D )c x x +-)ln 4121(2. 6.设c x dx x f +=⎰2)(,则=-⎰dx x xf )1(2( )(A )c x +--22)1(2;(B )c x +-22)1(2;(C )c x +--22)1(21;(D )c x +-22)1(21. 7.=+-⎰dx e e x x 11( )。
微积分试题及答案1. 求函数f(x) = 3x^2 - 2x + 1在x = 2处的导数。
解析:首先,我们需要求函数f(x)的导数。
对于一个二次函数 f(x) = ax^2 + bx + c,它的导数等于2ax + b。
因此,对于f(x) = 3x^2 - 2x + 1,其导数即为 f'(x) = 6x - 2。
接下来,我们需要求在 x = 2 处的导数。
将 x = 2 代入导数公式,得到 f'(2) = 6(2) - 2 = 10。
答案:函数f(x)在x = 2处的导数为10。
2. 求函数g(x) = sin(x) + cos(x)的定积分∫[0, π] g(x)dx。
解析:我们需要求函数 g(x) = sin(x) + cos(x) 在[0, π] 区间上的定积分。
首先,我们可以分别求 sin(x) 和 cos(x) 在[0, π] 区间上的定积分,然后将结果相加即可。
根据积分的基本性质,∫sin(x)dx = -cos(x) 和∫cos(x)dx = sin(x),所以:∫[0, π]sin(x)dx = [-cos(x)]|[0, π] = -cos(π) - (-cos(0)) = -(-1) - (-1) = 2∫[0, π]cos(x)dx = [sin(x)]|[0, π] = sin(π) - sin(0) = 0 - 0 = 0将上述结果相加,得到定积分的结果:∫[0, π]g(x)dx = ∫[0, π]sin(x)dx + ∫[0, π]cos(x)dx = 2 + 0 = 2答案:函数g(x) = sin(x) + cos(x)在[0, π]区间上的定积分为2。
3. 求曲线y = x^3在点(1, 1)处的切线方程。
解析:要求曲线 y = x^3 在点 (1, 1) 处的切线方程,我们需要确定切线的斜率和过切点的直线方程。
首先,我们求出这个曲线在点(1, 1)处的导数来获得切线的斜率。
习题8.11。
指出下列微分方程的阶数,并指出哪些方程是线性微分方程: (1)02)(2=+'-'xy y y y x (2) 02=+'-y y x y x (3)0)(sin 42=+''+'''y x y y x (4)θθ2sin d d =+p p解 (1) 1阶 非线性 (2) 1阶 线性 (3) 3阶 线性 (4) 1阶 线性2.验证下列函数是否是所给微分方程的解 (1) xxy x y y x sin ,cos ==+' (2) 2212,2)1(x C y x xy y x -+==+'- (C 为任意常数) (3) xCe y y y y ==+'-'',02 (C 为任意常数) (4) x xe C eC y y y y 21212121,0)(λλλλλλ+==+'+-'' (C 1 ,C 2为任意常数)(5) C y xy x y x y y x =+--='-22,2)2( (C 为任意常数) (6) )ln(,02)(2xy y y y y y x y x xy =='-'+'+''- 解 (1) 是,左=x x xx x x x xcos sin sin cos 2=+-=右(2) 是,左=x x C x x Cx x 2)12(1)1(222=-++---=右(3) 是,左=02=+-xxxCe Ce Ce =右 (4) 是,左=0)())(()(2121212121221121222211=++++-+x x x x x xe C e C e C e C eC e C λλλλλλλλλλλλλλ =右(5) 是,左==-=---y x yx yx y x 222)2(右(6) 是,左=x xy yx xy y y x xy y x x xy xy xy xy x xy ---+-+----2)()(22)(22332=0)())(2()()(222222232=---+-+---x xy x xy y y x xy xy x xy xy xy xy = 右3.求下列微分方程的解(1) 2d d =x y; (2) x xy cos d d 22=; (3) 0d )1(d )1(=--+y y x y (4) yx xy y )1()1(22++=' 解 (1)C x y x y +==⎰⎰2,d 2d(2) 1sin ,d cos d C x y x x x y +='=''⎰⎰211cos ,d )(sin d Cx C x y x C x x y ++-=+='⎰⎰(3)⎰⎰=+-x y y yd d 11⎰⎰=+++-x y y y d d 12)1(解得⎰⎰⎰=++-x y yy d d 12d 即 C x y y +=++-|1|ln 2(4)⎰⎰+=+dx x xdy y y )1(122解得 2122)1ln()1ln(C x y ++=+整理得 22211C x y =++4。
数学复习中的常见微积分题解析微积分是数学中的重要分支之一,涉及到对函数的导数、积分等运算。
在数学的学习与应用中,对微积分的理解和掌握至关重要。
本文将对常见的微积分题进行解析,帮助读者更好地复习和掌握微积分知识。
一、导数的计算导数是微积分中的基本概念,表示函数在某一点上的变化率。
常见的导数计算包括使用基本导数公式、链式法则、求导法则等。
下面以几个常见的例子进行解析。
1. 例题1:求函数f(x)=(3x^2+2x+1)^2的导数。
解析:首先,我们可以使用链式法则,将该函数拆解为两个函数的复合形式,即f(x)=u^2,其中u=3x^2+2x+1。
接下来,我们求u的导数,即u'。
根据求导法则,我们得到u' = 6x + 2。
然后,将u'代入链式法则的公式中,即d(f(u))/du * u'。
根据链式法则的公式,我们可以求得f(x)的导数为f'(x) = 2u * u' = 2(3x^2+2x+1)(6x+2)。
2. 例题2:求函数f(x)=sin(2x+3)的导数。
解析:对于这个问题,我们可以利用三角函数的导数规则。
根据导数规则,sin函数的导数是cos函数,因此该函数的导数f'(x) =cos(2x+3)。
二、定积分的计算定积分是微积分中另一个重要的概念,表示函数在某一区间上的面积。
常见的定积分计算包括使用基本积分表、换元积分法、分部积分法等。
下面以几个常见的例子进行解析。
1. 例题1:计算定积分∫[0, 1] x^2 dx。
解析:对于这个问题,我们可以直接应用定积分的公式,即∫[a, b]f(x) dx = F(b) - F(a),其中F(x)是f(x)的原函数。
根据该公式,我们可以求得∫[0, 1] x^2 dx = 1/3 * x^3 |[0, 1] = 1/3 - 0 = 1/3。
2. 例题2:计算定积分∫[0, π] sin(x) dx。
微积分课后题答案习题详解IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】第二章习题2-11. 试利用本节定义5后面的注(3)证明:若lim n →∞x n =a ,则对任何自然数k ,有lim n →∞x n +k =a .证:由lim n n x a →∞=,知0ε∀>,1N ∃,当1n N >时,有取1N N k =-,有0ε∀>,N ∃,设n N >时(此时1n k N +>)有 由数列极限的定义得 lim n k x x a +→∞=.2. 试利用不等式A B A B -≤-说明:若lim n →∞x n =a ,则lim n →∞∣x n ∣=|a|.考察数列x n =(-1)n ,说明上述结论反之不成立.证:而 n n x a x a -≤- 于是0ε∀>,,使当时,有N n N ∃>n n x a x a ε-≤-< 即 n x a ε-<由数列极限的定义得 lim n n x a →∞=考察数列 (1)nn x =-,知lim n n x →∞不存在,而1n x =,lim 1n n x →∞=,所以前面所证结论反之不成立。
3. 利用夹逼定理证明:(1) lim n →∞222111(1)(2)n n n ⎛⎫+++ ⎪+⎝⎭=0; (2) lim n →∞2!n n =0.证:(1)因为222222111112(1)(2)n n n n n n n n n n++≤+++≤≤=+ 而且 21lim0n n →∞=,2lim 0n n→∞=, 所以由夹逼定理,得222111lim 0(1)(2)n n n n →∞⎛⎫+++= ⎪+⎝⎭. (2)因为22222240!1231n n n n n<=<-,而且4lim 0n n →∞=,所以,由夹逼定理得4. 利用单调有界数列收敛准则证明下列数列的极限存在.(1) x n =11n e +,n =1,2,…;(2) x 1x n +1,n =1,2,…. 证:(1)略。
习题8.11.指出下列微分方程的阶数,并指出哪些方程是线性微分方程: (1)02)(2=+'-'xy y y y x (2) 02=+'-y y x y x (3)0)(sin 42=+''+'''y x y y x (4)θθ2sin d d =+p p解 (1) 1阶 非线性 (2) 1阶 线性 (3) 3阶 线性 (4) 1阶 线性2.验证下列函数是否是所给微分方程的解 (1) xxy x y y x sin ,cos ==+' (2) 2212,2)1(x C y x xy y x -+==+'- (C 为任意常数) (3) xCe y y y y ==+'-'',02 (C 为任意常数) (4) x xe C eC y y y y 21212121,0)(λλλλλλ+==+'+-'' (C 1 ,C 2为任意常数)(5) C y xy x y x y y x =+--='-22,2)2( (C 为任意常数) (6) )ln(,02)(2xy y y y y y x y x xy =='-'+'+''- 解 (1) 是,左=x x xx x x x xcos sin sin cos 2=+-=右(2) 是,左=x x C x x Cx x 2)12(1)1(222=-++---=右(3) 是,左=02=+-xxxCe Ce Ce =右 (4) 是,左=0)())(()(2121212121221121222211=++++-+x x x x x xe C e C e C e C eC e C λλλλλλλλλλλλλλ =右(5) 是,左==-=---y x yx yx y x 222)2(右(6) 是,左=x xy yx xy y y x xy y x x xy xy xy xy x xy ---+-+----2)()(22)(22332=0)())(2()()(222222232=---+-+---x xy x xy y y x xy xy x xy xy xy xy = 右3.求下列微分方程的解(1) 2d d =x y; (2) x xy cos d d 22=;(3) 0d )1(d )1(=--+y y x y (4) yx x y y )1()1(22++=' 解 (1) C x y x y +==⎰⎰2,d 2d (2) 1sin ,d cos d C x y x x x y +='=''⎰⎰211cos ,d )(sin d Cx C x y x C x x y ++-=+='⎰⎰(3)⎰⎰=+-x y y y d d 11 ⎰⎰=+++-x y y y d d 12)1(解得 ⎰⎰⎰=++-x y y y d d 12d即 C x y y +=++-|1|ln 2(4)⎰⎰+=+dx x xdy y y )1(122解得 2122)1ln()1ln(C x y ++=+整理得 22211C xy =++ 4.已知曲线)(x f y =经过原点,并且它在点),(y x 处的切线的斜率等于22x ,试求这条曲线的方程。
大一微积分试题及答案详解一、选择题(每题3分,共30分)1. 函数f(x) = x^2在区间(-∞, +∞)上是:A. 增函数B. 减函数C. 先减后增D. 先增后减答案:A解析:函数f(x) = x^2的导数为f'(x) = 2x,当x > 0时,f'(x) > 0,说明函数在x > 0的区间内是增函数;当x < 0时,f'(x) < 0,说明函数在x < 0的区间内是减函数。
由于整个定义域内没有区间使得函数单调递减,所以函数在整个定义域上是增函数。
2. 下列函数中,满足f(-x) = -f(x)的是:A. f(x) = x^3B. f(x) = x^2C. f(x) = |x|D. f(x) = sin(x)答案:A解析:选项A中的函数f(x) = x^3是奇函数,因为对于所有x,都有f(-x) = (-x)^3 = -x^3 = -f(x)。
选项B是偶函数,选项C和D不满足奇函数的性质。
3-10. (类似上述格式,继续编写选择题及答案详解)二、填空题(每题4分,共20分)1. 极限lim (x→0) [sin(x)/x] 的值是 _______。
答案:1解析:根据极限的性质,我们知道sin(x)/x在x趋近于0时的极限是1,这是著名的极限lim (x→0) [sin(x)/x] = 1。
2. 函数f(x) = 2x^3 - 6x^2 + 9x + 1在x = 2处的导数是 _______。
答案:23解析:首先求出函数f(x)的导数f'(x) = 6x^2 - 12x + 9,然后将x = 2代入得到f'(2) = 6(2)^2 - 12(2) + 9 = 24 - 24 + 9 = 9。
3-5. (类似上述格式,继续编写填空题及答案详解)三、解答题(共50分)1. (15分)求曲线y = x^3 - 3x + 2在点(1, 0)处的切线方程。
第二章习题2-11. 试利用本节定义5后面的注(3)证明:若lim n →∞x n =a ,则对任何自然数k ,有lim n →∞x n +k =a .证:由lim n n x a →∞=,知0ε∀>,1N ∃,当1n N >时,有取1N N k =-,有0ε∀>,N ∃,设n N >时(此时1n k N +>)有 由数列极限的定义得 lim n k x x a +→∞=.2. 试利用不等式A B A B -≤-说明:若lim n →∞x n =a ,则lim n →∞∣x n ∣=|a|.考察数列x n =(-1)n ,说明上述结论反之不成立. 证:而 n n x a x a -≤- 于是0ε∀>,,使当时,有N n N ∃>n n x a x a ε-≤-< 即 n x a ε-<由数列极限的定义得 lim n n x a →∞=考察数列 (1)nn x =-,知lim n n x →∞不存在,而1n x =,lim 1n n x →∞=,所以前面所证结论反之不成立。
3. 利用夹逼定理证明:(1) lim n →∞222111(1)(2)n n n ⎛⎫+++ ⎪+⎝⎭=0; (2) lim n →∞2!nn =0.证:(1)因为222222111112(1)(2)n n n n n n n n n n++≤+++≤≤=+ 而且 21lim0n n →∞=,2lim 0n n→∞=,所以由夹逼定理,得222111lim 0(1)(2)n n n n →∞⎛⎫+++= ⎪+⎝⎭. (2)因为22222240!1231n n n n n<=<-,而且4lim 0n n →∞=,所以,由夹逼定理得4. 利用单调有界数列收敛准则证明下列数列的极限存在. (1) x n =11n e +,n =1,2,…;(2) x 1x n +1,n =1,2,…. 证:(1)略。