微积分刘迎东编第四章习题4.6答案
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第4章不定积分内容概要课后习题全解习题4-11.求下列不定积分:知识点:直接积分法的练习——求不定积分的基本方法。
思路分析:利用不定积分的运算性质和基本积分公式,直接求出不定积分!★(1)思路: 被积函数52x -=,由积分表中的公式(2)可解。
解:532223x dx x C --==-+⎰★(2)dx-⎰ 思路:根据不定积分的线性性质,将被积函数分为两项,分别积分。
解:1141113332223()24dx x x dx x dx x dx x x C --=-=-=-+⎰⎰⎰⎰ ★(3)22x x dx +⎰()思路:根据不定积分的线性性质,将被积函数分为两项,分别积分。
解:2232122ln 23x x x x dx dx x dx x C +=+=++⎰⎰⎰()★(4)3)x dx -思路:根据不定积分的线性性质,将被积函数分为两项,分别积分。
解:3153222223)325x dx x dx x dx x x C -=-=-+⎰⎰⎰ ★★(5)4223311x x dx x +++⎰思路:观察到422223311311x x x x x ++=+++后,根据不定积分的线性性质,将被积函数分项,分别积分。
解:42232233113arctan 11x x dx x dx dx x x C x x ++=+=++++⎰⎰⎰ ★★(6)221x dx x +⎰思路:注意到222221111111x x x x x +-==-+++,根据不定积分的线性性质,将被积函数分项,分别积分。
解:2221arctan .11x dx dx dx x x C x x =-=-+++⎰⎰⎰ 注:容易看出(5)(6)两题的解题思路是一致的。
一般地,如果被积函数为一个有理的假分式,通常先将其分解为一个整式加上或减去一个真分式的形式,再分项积分。
★(7)x dx x x x⎰34134(-+-)2 思路:分项积分。
交⼤刘迎东微积分习题答案8.6 多元函数微分学的⼏何应⽤习题8.61. 求曲线sin ,1cos ,4sin 2t x t t y t z =-=-=在02t π=相应的点处的切线及法平⾯⽅程。
解:点为1,1,2π?-,切向量为{21cos ,sin ,2cos .2t t t t π=??-=所以切线为112x y π??--=-=法平⾯⽅程为1102x y z π??--+-+-=,即4.2x y π+=+2. 求曲线21,,1t tx y z t t t+===+在对应于01t =的点处的切线及法平⾯⽅程。
解:点为1,2,12?? ???,切向量为()22 1111,,2,1,2.41t t t t =-=-+????所以切线为1212.1124--==-法平⾯⽅程为()()11221042x y z ??---+-= ,即2816 1.x y z -+=3. 求曲线222,y mx z m x ==-在点()000,,x y z 处的切线及法平⾯⽅程。
解:22,2,ydy mdx zdz dx =??=-?,在点()000,,x y z 处,0022,2,y dy mdx z dz dx =??=-?所以切向量为0 011,,.2m y z ??-所以切线为00000.112x x y y z z m y z ---==-法平⾯⽅程为()()()00000102m x x y y z z y z -+---=。
4. 求曲线22230,23540x y z x x y z ?++-=?-+-=?在点()1,1,1处的切线及法平⾯⽅程。
解:22230,2350,xdx ydy zdz dx dx dy dz ++-=??-+=?,在点()1,1,1处,22230,2350,dx dy dz dx dx dy dz ++-=??-+=?所以切向量为{}16,9,1.-所以切线为111.1691x y z ---==-法平⾯⽅程为()()()1619110x y z -+---=。
数学分析课本-习题及答案第四章第四章函数的连续性一、填空题1.设>+=<=0 11sin 0 0sin 1)(x x x x k x x x x f ,若函数)(x f 在定义域内连续,则=k ;2.函数??≤>-=0sin 01)(x x x x x f 的间断点是;3.函数x x f =)(的连续区间是; 4.函数321)(2--=x x x f 的连续区间是;5.函数)3(9)(2--=x x x x f 的间断点是;6.函数)4)(1(2)(+++=x x x x f 的间断点是;7.函数)2)(1(1)(-+=x x x f 的连续区间是;8.设=≠-=-00 )(x k x xe e xf x x 在0=x 点连续,则 =k ;9.函数??≤≤+-<≤+-<≤-+=3x 1 31x 0101 1)(x x x x x f 的间断点是; 10.函数0b a 0)(0)(2≠+??<++≥+=x x x b a x b ax x f .则)(x f 处处连续的充要条件是 =b ;11.函数=≠=-0 0 )(21x a x e x f x,则=→)(lim 0x f x ,若)(x f 无间断点,则=a ;12.如果-=-≠+-=11 11)(2x a x xx x f ,当=a 时,函数)(x f 连续二、选择填空1.设)(x f 和)(x ?在()+∞∞-,内有定义,)(x f 为连续函数,且0)(≠x f ,)(x ?有间断点,则( )A.[])(x f ?必有间断点。
B.[]2)(x ?必有间断点C.[])(x f ?必有间断点D.)()(x f x ?必有间断点 2.设函数bx ea xx f +=)(,在()∞∞-,内连续,且)(lim x f x -∞→0=,则常数b a ,满足( ) A.0,0<>b a C.0,0>≤b a D.0,0<≥b a3.设xx e e x f 1111)(-+=,当,1)(;0-=≠x f x 当0=x ,则A 有可去间断点。
2.2 函数的极限习题2.21. 根据函数极限的定义证明: (1)()3lim 318x x →-=证明:0ε∀>,要使()31833x x ε--=-<,只需33x ε-<,所以取3εδ=,则03x δ<-<时,恒有()318x ε--<,所以()3lim 318x x →-=。
(2)224lim42x x x →--=-+证明:0ε∀>,要使2x ≠-时,()()24422x x x ε---=--<+,只需取δε=,则()02x δ<--<时,恒有()2442x x ε---<+,所以224lim42x x x →--=-+。
(3)lim sin sin x ax a →=证明:0ε∀>,不妨设1ε<,要使sin sin 2cossin22x a x a x a ε+--=<,只需s i n22x a ε-<,即2arcsin2x a ε-<,所以取2arcsin2εδ=,则0x a δ<-<时,恒有sin sin x a ε-<,所以lim sin sin x ax a →=。
(4)lim cos cos x ax a →=证明:0ε∀>,不妨设1ε<,要使c o s c o s 2s i ns i n 22x ax ax a ε+--=<,只需s i n22x a ε-<,即2arcsin2x a ε-<,所以取2arcsin2εδ=,则0x a δ<-<时,恒有cos cos x a ε-<,所以lim cos cos x ax a →=。
(5)limx a→=证明:情形1:设0a =,即问题为0lim0x →=。
0ε∀>0ε=<,只需3x ε<,所以取3δε=,则00x δ<-<0ε<,所以0lim0x →=。
第一章 函数极限与连续一、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 阶无穷小。
4、01sin lim 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 处连续,则=b 。
7、=+→xx x 6)13ln(lim 0 。
8、设)(x f 的定义域是]1,0[,则)(ln x f 的定义域是__________。
9、函数)2ln(1++=x y 的反函数为_________。
10、设a 是非零常数,则________)(lim =-+∞→xx ax a x 。
11、已知当0→x 时,1)1(312-+ax 与1cos -x 是等价无穷小,则常数________=a 。
12、函数xxx f +=13arcsin )(的定义域是__________。
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高阶的无穷小; (B)α是比β低阶的无穷小; (C )α与β是同阶无穷小; (D )βα~。
微积分刘迎东编第四章习题4.6答案4.6 有理函数的积分 习题4.6求下列不定积分:(1)33x dx x +⎰ 解:()()()33223227939272727ln 33239327327ln 3.32x t t dxx t t t dt t t C x t x x x x C ⎛⎫+=-+-=-+-+ ⎪+⎝⎭++=-++-++⎰⎰(2)223310x dx x x ++-⎰解:()2222231310ln 310.310310x dx d x x x x C x x x x +=+-=+-++-+-⎰⎰(3)2125x dx x x +-+⎰解:()()()()22222222511122412252252251211ln 25arctan .22d x x d x x x dx dx x x x x x x x x x x C -+-+-+==+-+-+-+-+-=-+++⎰⎰⎰⎰(4)()21dxx x +⎰解:()()()()22222222211111ln .2212111d x dx x d x C xx x x x x x ⎛⎫==-=+ ⎪++++⎝⎭⎰⎰⎰ (5)331dx x +⎰ 解:()()322222223121213ln 1111211131ln 1212121ln 1ln 1.2x x dx dx x dx x x x x x x d x x x dx x x x x x x C ---⎛⎫=+=+- ⎪++-+-+⎝⎭-+=+-+-+⎛⎫-+ ⎪⎝⎭⎝⎭=+--+++⎰⎰⎰⎰⎰(6)()()22111x dx x x ++-⎰解:()()()222211111122ln 1.1121111x dx dx x C x x x x x x ⎛⎫⎪+=+-=-++ ⎪-+++-+ ⎪⎝⎭⎰⎰ (7)()()()123xdxx x x +++⎰解:()()()13222123123132ln 2ln 1ln 3.22xdx dx x x x x x x x x x C ⎛⎫-- ⎪=++ ⎪++++++ ⎪⎝⎭=+-+-++⎰⎰ (8)5438x x dx x x+--⎰解:()()5422332328811184332118ln 4ln 13ln 1.32x x x x dx x x dxx x x x x x x x dx x x x x x x x x x C ⎛⎫+-+-=+++ ⎪ ⎪-+-⎝⎭⎛⎫=+++-- ⎪+-⎝⎭=+++-+--+⎰⎰⎰(9)()()221dxx x x ++⎰解:()()()2222211112221111122111ln ln 1ln ln 1ln 1arctan .241242x dx dxx x x x x x x x x dx x x x x C x ⎛⎫--- ⎪=++ ⎪++++ ⎪⎝⎭+=-+-=-+-+-++⎰⎰⎰ (10)411dx x -⎰ 解:()()422221111121111111ln arctan .412dx dx dx x x x x x x x C x ⎛⎫==- ⎪--++-⎝⎭-=-++⎰⎰⎰(11)()()2211dxx x x +++⎰ 解:()()()()()22222222221111111211ln 122121211ln 1ln 1.22dx xx dx x x x x x x x dxx dx x x x x x x C -+⎛⎫=+ ⎪++++++⎝⎭+=-+++++⎛⎫++ ⎪⎝⎭⎝⎭=-+++++⎰⎰⎰⎰ (12)()()22211x dx x++⎰解:()()()()()2222222222211211arctan .11111d x x x x dx dx dx x C x x x x x ++++==+=-++++++⎰⎰⎰⎰ (13)()22221x dx xx --++⎰解:()()()()()()()222222222222222222221112131211111322111221132121x x x x dx x dx dx dxx x x x x x x x d x x dxdxx x x x x dx x x x x --++-++-=-=-+++++++++++=-+-⎛++++⎛⎫++ ⎪⎝⎭⎝⎭=-++++⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰而()()()()222222222222222222211122221112132112111312112121dx x x xdxx x x x x x x x x x dx x x x x x dx x dxx x x x x x x dx dx x x x x x x x x +=+++++++++--=+++++++=+-++++++=++-++++++++⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰所以()()()222222213131121.31dxdx x x x x x xx x C x x +=++++++++=++++⎰⎰于是()()2222211.1x dxxx x C x x --+++=-+++⎰(14)23sin dxx+⎰解:22222sec tan .3sin 3sec tan 34tan dx xdx d x C x x x x ===++++⎰⎰⎰(15)3cos dxx+⎰解:令tan 2xt =,则22212cos ,11t x dx dt t t -==++,2tan .3cos 2x dx dt C C x t ⎛⎫ ⎪==+=+++⎝⎭⎰⎰(16)2sin dxx +⎰解:令tan 2x t =,则2222sin ,11t x dx dt t t==++,22tan 1.2sin 1x dx dt C C x t t ⎛⎫+ ⎪===++++⎰⎰ (17)1sin cos dxx x++⎰解:令tan 2xt =,则2222212sin ,cos ,111t t x x dx dt t t t -===+++, ln 1ln 1tan .1sin cos 12dx dt xt C C x x t ==++=+++++⎰⎰ (18)2sin cos 5dxx x -+⎰解:令tan 2xt =,则2222212sin ,cos ,111t t x x dx dt t t t -===+++,23tan 1.2sin cos 5322x dx dt C C x x t t ⎛⎫+ ⎪==+=+-+++⎰⎰(19) 解:((2213263ln 231613ln 1.2t t dt t t C t C ⎛⎫-+=-++ ⎪⎝⎭+=-++⎰(20)31-解:)))))3324324321246586104ln 23181611014ln1.23t t t dt t t t t t t C C -⎛⎫-+-+ ⎪⎝⎭=-+-++=-+-++⎰(21)解:)))222364ln 1614ln1.t dt t t t Ct C ⎛⎫-+=-++ ⎪⎝⎭=-++⎰(22) 解:()()((22242184ln 11214ln 1.t dt t t t C t C =+-++++=-++(23)解:()()2222211211111ln2arctan .1t dt dt t t t t t t C C t ⎛⎫=+ ⎪-++-⎝⎭-=++=++⎰⎰(24)解:3322.tdt CC=-=-+=⎰(25)()()224445dxx x x x-+-+⎰解:()()()222211444544451arctan2.2dxdxx x x xx x x xx Cx⎛⎫=-⎪-+-+-+-+⎝⎭=--+-⎰⎰(26)2425454x xdxx x++++⎰解:()() 222 4222551545533ln1arctan ln4.541466xxx xdx dx x x x C x x x x⎛⎫+⎪++=-=++-++⎪++++⎪⎪⎝⎭⎰⎰(27)51xdxx+⎰解:()()()()()543254321151010511511015151ln1.543xdxx t t t t t dtx tx x xx x x C⎛⎫+=-+-+-⎪+⎝⎭+++=-+-+++-++⎰⎰(28)223dxx-⎰解:2.23dxCx=+-⎰(29)()()2223dxx x-+⎰解:()()222211152323.dxdxx xx xC⎛⎫=-⎪-+-+⎝⎭=-+⎰⎰(30)3422x dxx x-+⎰解:()()232422422ln212224ln2.4t tx dx tdtx t C x x t tx xC-+==-+-+-+=+⎰⎰(31)()()2222dxx x x+++⎰解:()()()()2222112222222ln212222422ln211ln22arctan1242dx xdxx x xx x xx xdx Cx xxx x x C⎛⎫=-⎪++++++⎝⎭++-=-++++=-+++++⎰⎰⎰(32)()()22xdxx a x b++⎰解:()()()()2222222222222222222ln ln arctan .2a ax b xdx a b a b a b dx x a x b x a x b a a b x x a x b C a b a b b a b ⎛⎫-+ ⎪+++=+ ⎪++++ ⎪⎪⎝⎭=-++++++++⎰⎰ (33)5641x dx x x ++⎰ 解:()25642423ln 1111111arctan .123x x x dx dx x C x x x x x x x +++⎛⎫=+-=+-++ ⎪++⎝⎭⎰⎰ (34)()31221n nx dx x-+⎰解:()()()3122222221arctan 1111n nn x t dt t dtdxx t n n n x t t -==-+++⎰⎰⎰ 而()()222222221122arctan 211111t t t dt dt t dt t t t t t =+=+-+++++⎰⎰⎰ 所以()2221arctan 2121dtt tC t t =++++⎰于是()()312222arctan 1arctan .221211n n nn n x t t x dx C x C n n x n t x -⎛⎫=-+=-+ ⎪++⎝⎭+⎰ (35)()()22111x dx x x ++-⎰解:()()()222211ln 111122.1121111x x dx dx C x x x x x x ⎛⎫- ⎪+=+-=++ ⎪+-++-+ ⎪⎝⎭⎰⎰ (36)332156x dx x x x+-+⎰ 解:32323212891561632565623ln 928ln 2ln 3.623x x x dx x dx x dxx x x x x x x x x x x x x C ⎛⎫ ⎪+-+=+=+-+ ⎪-+-+-- ⎪ ⎪⎝⎭=+--+-+⎰⎰⎰ (37)31xdx x -⎰ 解:()3221111311ln 1ln 1.36x x dx dx x x x x x x x C -⎛⎫=+⎪--++⎝⎭++-=-⎰⎰(38)31dxx +⎰ 解:()23212ln 1ln 1333.11136x x x x dx dx C x x x x ⎛⎫-+-+ ⎪+=+=-+ ⎪++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎰⎰ (39)()()()2123dxx x x +++⎰解:()()()()2211122131232111ln .232dx dx x x x x x x x C x x ⎛⎫ ⎪=-- ⎪++++++ ⎪⎝⎭+=++++⎰⎰ (40)()()212xdxx x ++⎰解:()()()222212ln 12ln 2arctan 555.1255512x x x xdx x dx C x x x x ⎛⎫++ ⎪+=-=+-+ ⎪++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎰⎰(41)cos cos 23x xdx ⎰解:1535cos cos cos cos sin 3sin .23266566x x x x x xdx dx C ⎛⎫=+=++ ⎪⎝⎭⎰⎰(42)sin 2cos 364x x dx ππ⎛⎫⎛⎫-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎰解:15sin 2cos 3sin 5sin 64212125cos cos 51212.210x x dx x x dx x x C ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+=+-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=-+⎰⎰ (43)cos cos 2cos3x x xdx ⎰ 解:()1cos cos 2cos31cos 2cos 4cos 64sin 2sin 4sin 6.481624x x xdx x x x dx x x x x C =+++=++++⎰⎰(44)4cos xdx ⎰ 解:43322324coscos sin sin cos 3sin cos sin cos 3cos 3cos xdx xd x x x x xdxx x xdx xdx==+=+-⎰⎰⎰⎰⎰所以334sin cos 31cos 2sin cos 33sin 2cos .4424816x x x x x x xxdx dx C +=+=+++⎰⎰ (45)5cos xdx ⎰ 解:()()2522435cos1sin sin 12sin sin sin 2sin sin sin .35xdx x d x x x d xx xx C =-=-+=-++⎰⎰⎰(46)25sin cos x xdx ⎰解:()()22522246357sin cos sin 1sin sin sin 2sin sin sin sin 2sin sin .357x xdx x x d x x x x d x x x x C =-=-+=-++⎰⎰⎰(47)23sec sin x xdx ⎰解:2232cos 1sec sin cos cos sec .cos x x xdx d x x x C x-==++⎰⎰(48)24sin cos x xdx ⎰ 解:()()()242231sin cos sin 21cos 28111cos 4sin 2sin 21616sin 4sin 2.166448x xdx x x dx x dx xd x x x x C =+=-+=-++⎰⎰⎰⎰ (49)sin cos dxx x+⎰解:tan .sin cos 28sin 4dx dx x C x x x ππ⎛⎫==++ ⎪+⎛⎫⎝⎭+ ⎪⎝⎭⎰(50)解:.C ⎛⎫==+⎰ (51)44sin cos sin cos x xdx x x+⎰解:()()24424sin sin cos 11arctan cos 2.sin cos 212sin 2sin 2d x x x dx x C x x x x ==-++-+⎰⎰ (52)3sec xdx ⎰ 解:323sec sec tan sec tan sec tan sec tan sec sec xdx xd x x x x xdx x x xdx x==-=-+⎰⎰⎰⎰⎰所以3ln sec tan sec tan sec .22x xx x xdx C +=++⎰ (53)3csc xdx ⎰ 解:33csc sec 2ln sec tan sec tan 222222ln csc cot csc cot .22xdx x dx x x x x C x x x x C πππππ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=--++=--+⎰⎰(54)3cos sin 2x xdx ⎰解:5342cos cos sin 22cos cos .5xx xdx xd x C =-=-+⎰⎰ (55)()11cos dxxεε<+⎰解:令tan ,2xt =则22212cos ,,11t x dx dt t t -==++所以 ()()22.1cos 112dx x dt C x t εεε⎛⎫==+⎪⎪+-++⎭⎰⎰ (56)sin cos sin cos x xdx x x+⎰解:cos 2sin cos sin 24sin cos sin sin 442sin csc 44csc cot .444x x x x dx dx dx x x x x x x dx x x x C ππππππππ⎛⎫+ ⎪⎝⎭==+⎛⎫⎛⎫++⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++-++ 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