高等数学 微积分上 C答案
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高等数学教材微积分课后答案第一章微积分基本概念1. 第一节课后习题答案1.1 单项选择题1. A2. B3. C4. D5. A1.2 填空题1. 42. 273. 184. 05. 21.3 解答题1. (a) 首先将函数对x求导,得到f'(x) = 6x^2 + 12x - 8。
令f'(x) = 0,解得x = -2和x = 2/3。
然后再带入原函数,得到f(-2) = 0和f(2/3) = -1/27。
因此,函数在x = -2和x = 2/3处取得极值,极大值为0,极小值为-1/27。
(b) 由于f'(x) = 6x^2 + 12x - 8 > 0,说明函数在(-∞, -2)和(2/3, +∞)上为增函数;当-2 < x < 2/3时,f'(x) < 0,说明函数在(-2, 2/3)上为减函数。
结合图像,可以得到函数的单调性为:在(-∞, -2)上递增,在(-2, 2/3)上递减,在(2/3, +∞)上递增。
2. 第二节课后习题答案2.1 单项选择题1. C2. A3. D4. B5. C2.2 填空题1. 82. 123. 04. -∞5. +∞2.3 解答题1. (a) 首先求函数的导数,得到f'(x) = 2e^x - 12x。
令f'(x) = 0,解得x = ln6。
然后带入原函数,得到f(ln6) = 4ln6 - 6ln^2(6)。
因此,函数在x = ln6处取得极值。
(b) 由于f'(x) = 2e^x - 12x > 0,说明函数在(-∞, ln6)上为增函数;当x > ln6时,f'(x) < 0,说明函数在(ln6, +∞)上为减函数。
结合图像,可以得到函数的单调性为:在(-∞, ln6)上递增,在(ln6, +∞)上递减。
第二章微分学中值定理1. 第三节课后习题答案1.1 单项选择题1. B2. D3. C4. A5. D1.2 填空题1. 42. 53. π/24. √35. 01.3 解答题1. 根据罗尔定理,首先证明f(x)在区间[0, 1]上连续。
《高等数学》习题参考资料第一篇 一元函数微积分第一章 极限与连续§1 函 数习 题1.确定下列初等函数的定义域:(1) 21)(2−−+=x x x x f ;(2)4)(2−=x x f ;(3) 21arcsin )(−=x x f ;(4)2)5lg()(x x x f −=;(5) 4lg )5lg()(2−−=x x x f ;(6)x x x f cos sin )(−=。
1. 【答案】(1) )},2()2,1()1,(|{:+∞∪−∪−−∞∈=x x D (2) )},2[]2,(|{:+∞∪−−∞∈=x x D (3) ]}3,1[|{:;−∈=x x D (4) )}5,0()0,(|{:∪−∞∈=x x D (5) ]}4,1[|{:∈=x x D (6)+ +∈=+∞−∞=U k k k x x D ππ452,412|:.2. 作出下列函数的图象:(1)|sin |sin )(x x x f −=;(2)|1|2)(−−=x x f ;(3)+−−=,1,1,21)(x x x x f .12,21,1||−<<−<<≤x x x 2 【答案】 (1)2(2)2 (3)3.判断下列函数的奇偶性:(1)x x x f ++−=11)(;(2)xxx f x x +−+−=11lg110110)(;(3)x x a a x f x x sin )(++=−;(4))1lg()(2x x x f ++=。
3. 【答案】 (1) 偶函数; (2) 偶函数; (3) 偶函数; (4) 奇函数 .4.证明:两个奇函数的乘积是偶函数;一个奇函数与一个偶函数的乘积是奇函数。
4. 【答案】 设)(x f ,)(x h 是奇函数, )(x g 是偶函数,)()()(x h x f x f =,)()()(x g x f x G =, 于是)()()(x h x f x F −−=−))())(((x h x f −−=)()()(x F x h x f ==, 因此)(x F 是偶函数.)()()(x g x f x G −−=−)()(x g x f −=)(x G −=, 因此)(x G 是奇函数.5.设函数f 满足:D (f )关于原点对称,且()xc x bf x af =+1)(,其中a ,b ,c 都是常数,||||b a ≠,试证明f 是奇函数。
高等数学慕课版教材答案《高等数学慕课版教材答案》尊敬的学生们,大家好!今天我将为大家提供《高等数学慕课版教材》的答案,希望能给大家在学习过程中提供一些参考和帮助。
第一章微积分概论1. 选择题答案:1) A2) D3) B4) C2. 解答题答案:1) 解:首先我们来求解f(x) = x^2 - 2x + 1的极值点和区间。
首先求导,得到f'(x) = 2x - 2。
令f'(x) = 0,得到2x - 2 = 0,解得x = 1。
当x < 1时,f'(x) < 0;当x > 1时,f'(x) > 0。
因此,当x < 1时,f(x)在递减;当x > 1时,f(x)在递增。
所以x = 1是f(x)的极小值点。
又因为f(x)在定义域上无其他极值点,所以x = 1为最小值点。
故f(x)在x = 1时取得最小值。
2) 解:首先我们来求解f(x) = 2x^3 + 3x + 1的极值点和区间。
首先求导,得到f'(x) = 6x^2 + 3。
令f'(x) = 0,得到6x^2 + 3 = 0,解得x = ±√(-1/2)。
由于方程无实数解,所以f(x)无极值点。
接下来我们要判断f(x)的单调性。
根据导函数f'(x)的正负性,当x < -√(-1/2)时,f'(x) < 0;当-√(-1/2) < x < √(-1/2)时,f'(x) > 0;当x > √(-1/2)时,f'(x) < 0。
所以当x < -√(-1/2)时,f(x)在递减;当-√(-1/2) < x < √(-1/2)时,f(x)在递增;当x > √(-1/2)时,f(x)在递减。
故f(x)在x = -√(-1/2)和x = √(-1/2)时取得局部极值。
第二章一元函数微分学1. 选择题答案:1) B2) D3) A4) C2. 解答题答案:1) 解:首先要求函数g(x) = ∫(x^2, 1, x)cos(t^2)dt的导函数。
高等数学微积分教材答案第一章:导数与微分1.1 导数的定义1.1.1 极限的概念1.1.2 函数的极限1.1.3 导数的定义及计算方法1.2 导数的基本性质1.2.1 可导性与连续性的关系1.2.2 导数的四则运算法则1.2.3 导数的链式法则1.3 高阶导数与隐函数微分1.3.1 高阶导数的定义1.3.2 隐函数的导数计算方法1.4 微分的定义与微分公式1.4.1 微分的定义1.4.2 微分的性质1.4.3 微分公式第二章:微分学的应用2.1 函数的单调性与极值2.1.1 函数单调性的判定2.1.2 函数的极值与最值2.2 函数的凹凸性与拐点2.2.1 函数的凹凸性定义2.2.2 函数的拐点2.3 泰勒公式与函数的近似计算 2.3.1 泰勒公式的定义2.3.2 泰勒公式的应用2.4 最值问题与优化问题2.4.1 最值问题的分析方法2.4.2 优化问题的数学建模第三章:不定积分3.1 原函数与不定积分3.1.1 原函数的定义与性质3.1.2 不定积分的定义3.2 积分基本公式3.2.1 基本积分公式3.2.2 积分的线性性质3.3 第一类换元积分法3.3.1 第一类换元积分法的基本思想 3.3.2 第一类换元积分法的具体步骤3.4 分部积分法与第二类换元积分法 3.4.1 分部积分法的定义与应用3.4.2 第二类换元积分法的基本原理第四章:定积分与定积分的应用4.1 定积分的定义与性质4.1.1 定积分的几何意义4.1.2 定积分的性质4.2 定积分的计算方法4.2.1 定积分的基本计算方法4.2.2 定积分的换元法4.3 定积分的应用4.3.1 曲线与曲面的长度4.3.2 曲线与曲面的面积4.3.3 物理应用中的定积分4.4 微积分基本定理与不定积分的计算方法 4.4.1 微积分基本定理4.4.2 不定积分的计算方法第五章:数项级数5.1 数项级数的概念与性质5.1.1 数项级数的定义5.1.2 数项级数的性质5.2 收敛级数的判别法5.2.1 正项级数的判别法5.2.2 任意项级数的判别法5.3 幂级数与函数展开5.3.1 幂级数的收敛半径5.3.2 幂级数的函数展开5.4 常数项级数的求和5.4.1 等比级数的求和5.4.2 绝对收敛级数的求和第六章:级数的应用6.1 函数展开与泰勒级数6.1.1 函数展开与泰勒级数的概念6.1.2 泰勒级数的求法6.2 常微分方程与级数解6.2.1 常微分方程的基本概念6.2.2 幂级数解的构造6.3 分析几何中的级数应用6.3.1 曲线与曲面的参数方程6.3.2 空间曲线与曲面的求交问题6.4 物理学中的级数应用6.4.1 物理学中的振动问题6.4.2 物理学中的波动问题总结高等数学微积分教材涵盖了导数与微分、微分学的应用、不定积分、定积分与定积分的应用、数项级数和级数的应用等内容。
高等数学上册试题及参考答案高等数学上册试题及参考答案第一篇:微积分1.已知函数$f(x)=\ln{(\sqrt{(1+x^2)}+x)}$,求$f'(x)$和$f''(x)$。
参考答案:首先,根据对数函数的导数公式$[\lnf(x)]'=\frac{f'(x)}{f(x)}$,我们可以得到$f'(x)$的计算式为:$$f'(x)=\frac{1}{\sqrt{(1+x^2)}+x}\cdot\frac{\fra c{1}{2}\cdot2x}{\sqrt{(1+x^2)}}+\frac{1}{\sqrt{(1+x^2)}+x}$$ 将上式整理化简,得到:$$f'(x)=\frac{1}{\sqrt{(1+x^2)}\cdot(\sqrt{(1+x^2 )}+x)}+\frac{1}{\sqrt{(1+x^2)}+x}$$接下来,我们需要求$f''(x)$。
由于$f'(x)$是由$f(x)$求导得到的,因此$f''(x)$可以通过对$f'(x)$求导得到,即:$$f''(x)=\frac{d}{dx}\left[\frac{1}{\sqrt{(1+x^2) }\cdot(\sqrt{(1+x^2)}+x)}+\frac{1}{\sqrt{(1+x^2)}+x}\r ight]$$通过链式法则和乘法法则,我们得到:$$f''(x)=\frac{-(1+x^2)^{-\frac{3}{2}}\cdot(\sqrt{(1+x^2)}+x)-\frac{1}{2}(1+x^2)^{-\frac{1}{2}}\cdot\frac{2x}{\sqrt{(1+x^2)}}\cdot(\sqrt{ (1+x^2)}+x)^2}{(\sqrt{(1+x^2)}+x)^2}$$将上式整理化简,得到:$$f''(x)=\frac{-1-2x^2}{(1+x^2)^{\frac{3}{2}}\cdot(\sqrt{(1+x^2)}+x)^2}$ $因此,函数$f(x)=\ln{(\sqrt{(1+x^2)}+x)}$的导数$f'(x)$和二阶导数$f''(x)$分别为:$$f'(x)=\frac{1}{\sqrt{(1+x^2)}\cdot(\sqrt{(1+x^2 )}+x)}+\frac{1}{\sqrt{(1+x^2)}+x}$$$$f''(x)=\frac{-1-2x^2}{(1+x^2)^{\frac{3}{2}}\cdot(\sqrt{(1+x^2)}+x)^2}$ $2.计算二重积分$\iint_D(x^2+y^2)*e^{-x^2-y^2}d\sigma$,其中$D$是圆域$x^2+y^2\leqslant 1$。
任课教师:张艳芳任课教师:张艳芳 第 1 页 共 4 页 教研室主任:教研室主任:C一、 填空题(10分/2分) 1、a=12、2e3、(sin 22cos 2)x x x +4、01=+-y x 或11(0)y x -=-5、0二、 选择题(20分/2分).1、A2、D3、B4、C5、A6、C7、B8、A9、D1010、、C三、 计算题(每小题7分,共35分).1.1. 223lim()21x x x x +®¥++; 解: 223lim()21x x x x +®¥++2212lim()21x x x x +®¥++=+ 22lim(1)21x x x +®¥=++ (这是¥1型,设法将其化为口口)口(11lim+¥®)---3分13221lim(1)12x x x ++®¥=++————————————————————————————————————————————55分132211lim(1)lim(1)1122x x x x x +®¥®¥=+×+++13221211lim (1)[lim(1)]1122x x x x x +®¥+®¥=++++32e 1=×e =.——————————————————————.——————————————————————77分 2.2. 202lim(sin )xxx t dtt t t dt®+òò任课教师:张艳芳任课教师:张艳芳 第 2 页 共 4 页 教研室主任:教研室主任:202002lim (sin )2lim (sin )2lim sin11xx x x x t dtt t t dtx x x x x x®®®+=+=+=òò————————————55分 ——————————————————————77分3.3. 设242arcsin x xx y -+=,求y ¢.解:22242)4(22112arcsin x x x x x x y -¢-+¢÷øöçèæ×÷øöçèæ-×+=¢ ---3分 2242)2(212112arcsin x x x x x --+÷øöçèæ×÷øöçèæ-×+= ---5分 22442arcsin x xx xx---+=2arcsin x =.——————————————————————77分 4. 4.ò-12x x dx =211sec sec tan sec tan 1arccos dxxx x tt tdt t t dt t C Cx-=××==+=+òòò令---5分——————————————————————77分5.5. 1x e dx ò令t x =,则2,2x t dx tdt ==,当0x =时,0t =;当1x =时,1t =。
第一章 函 数习 题 一(A)1.解下列不等式,并用区间表示解集合(其中δ>0):(1)(x-2)2>9; (2)|x+3|>|x-1|;(3)|x-x0|<δ;(4)0<|x-x0|<δ.解 (1)由(x-2)2>9得|x-2|>3,从而解得x-2>3 或 x-2<-3由此得 x>5或x<-1.因此,解集合为(-∞,-1)∪(5,+∞)(2)由绝对值的几何意义知,不等式|x+3|>|x-1|表示点x与-3的距离大于点x与1的距离,如下图所示:因此,该不等式的解集合为(-1,+∞)(3)由|x-x0|<δ得-δ<x-x0<δ,由此得x0-δ<x<x0+δ,因此,解集合为(x0-δ,x0+δ)(4)由0<|x-x0|知x≠x0,由|x-x0|<δ知x0-δ<x<x0+δ.因此,解集合为(x0-δ,x0)∪(x0,x0+δ)2.证明如下不等式:(1)|a-b|≤|a|+|b|;(2)|a-b|≤|a-c|+|c-b|证 (1)由绝对值性质(4),有|a-b|≤|a|+|-b|=|a|+|b|.(2)|a-b|=|a-c+c-b|≤|a-c|+|c-b|.3.判断下列各对函数是否相同,并说明理由:(1)y=x与y=x2;(2)y=1-x2+x与y=(1-x)(2+x);(3)y=1与y=sin2x+cos2x;(4)y=2cosx与y=1+cos2x;(5)y=ln(x2-4x+3)与y=ln(x-1)+ln(x-3);(6)y=ln(10-3x-x2)与y=ln(2-x)+ln(5+x).解 (1)因y=x2=|x|与y=x的对应规则不同(值域也不同),故二函数不相同.(2)因y=1-x2+x与y=(1-x)(2+x)的定义域均为D f=[-2,1],故此二函数相同.(3)因sin2x+cos2x≡1,x∈(-∞,+∞),故此二函数相同.(4)因y=1+cos2x=2cos2x=2|cosx|与y=2cosx的对应规则不同,可知此二函数不相同.(5)因y=ln(x2-4x+3)=ln[(x-1)(x-3)]的定义域为D f=(-∞,1)∪(3,+∞);y=ln(x-1)+ln(x-3)的定义域为D f=(3,+∞).因此,此二函数不相同.(6)因y=ln(10-3x-x2)=ln[(2-x)(5+x)]与y=ln(2-x)+ln(5+x)的定义域均为D f=(-5,2),故此二函数相同.4.求下列函数的定义域:(1)y=x2+x-2; (2)y=sin(x);(2)y=9-x2+1ln(1-x);(4)y=lnx2-9x10;(5)y=1x-3x+10x-10;(6)y=(x-1)(x-3)x-3.解 (1)使该函数有定义的x应满足条件:x2+x-2=(x-1)(x+2)≥0由此解得x≥1或x≤-2.因此,该函数定义域为D f=(-∞,2]∪[1,+∞).(2)使该函数有定义的x应满足条件:x≥0 且 sinx≥0而由sinx≥0得2kπ≤x≤(2k+1)π,k=0,1,2,….因此,该函数的定义域为D f=∪∞k=0[(2kπ)2,(2k+1)π2].(3)使该函数有定义的x应满足如下条件:9-x2≥0, 1-x>0, 1-x≠1解得 |x|≤3且x<1且x≠0.因此,该函数定义域为D f=[-3,0)∪(0,1).(4)使该函数有定义的x应满足条件:x2-9x10≥1由此得 x2-9x-10=(x+1)(x-10)≥0,解得x≥10或x≤-1因此,该函数定义域为D f=(-∞,-1]∪[10,+∞)(5)使该函数有定义的x应满足如下条件:x-3≠0, x-10≠0, x+10x-10≥0由此解得x>10或x≤-10.因此,该函数定义域为D f=(-∞,-10]∪(10,+∞).(6)使该函数有定义的x应满足条件:x-3≠0, (x-1)(x-2)x-3≥0即(x-1)(x-2)≥0 且 x-3>0痴x>3(x-1)(x-2)≤0 且 x-3<0痴1≤x≤2因此,该函数定义域为D f=[1,2]∪(3,+∞).5.已知函数f(x)=q-x2,|x|≤3x2-9,|x|>3求函数值f(0),f(±3),f(±4),f(2+a).解 因为x=0,x=±3时,|x|≤3,所以f(0)=9=3, f(±3)=9-(±3)2=0又因为x=±4时,|x|>3,所以f(±4)=(±4)2-9=7当|2+a|≤3即-5≤a≤1时,f(2+a)=q-(2+a)2=(1-a)(5+a)当|2+a|>3即a>1或a<-5时,f(2+a)=(2+a)2-9=(a-1)(a+5)所以f(2+a)=(1-a)(5+a),-5≤a≤1(a-1)(5+a),a<-5或a>1.6.讨论下列函数的单调性:(1)y=1+6x-x2; (2)y=e|x|.解 (1)易知该函数定义域为D f=[0,6].设x1,x2∈(0,6), x1<x2则f(x1)-f(x2)=6x1-x21-6x2-x22=(6x1-x21)-(6x2-x22)6x1-x21+6x2-x22=6(x1-x2)-(x21-x22)6x1-x21+6x2-x22=[6-(x1+x2)](x1-x2)6x1-x21+6x2-x22<0,0<x1<x2<3>0,3<x1<x2<6所以该函数在区间(0,3)上单调增加,在区间(3,6)上单调减少.另解,因6x-x2=9-(x-3)2,所以y=1+6x-x2是圆(x-3)2+(y-1)2=32的上半圆.由此可知,该函数在(0,3)上单调增加,在(3,6)上单调减少.(2)因y=e|x|=ex,x≥0e-x,x<0所以,该函数在[0,+∞)上单调增加,在(-∞,0]上单调减少.7.讨论下列函数是否有界:(1)y =x 21+x2; (2)y =e-x 2;(3)y =sin1x;(4)y =11-x.解 (1)因为|y |=x21+x 2=1-11+x2≤1所以,该函数有界.(2)因为|y |=e-x 2=1ex 2≤1e0=1所以,该函数有界.(3)因为sin1x≤1(x ≠0),所以,该函数有界.(4)对任意给定的正数M >0,令x 0=1-12M≠1,则|y (x 0)|=11-1-12M=2M >M此式表明,对任意给定的M >0,存在点x 0∈D f ,使|y (x 0)|>M .因此,该函数无界.8.讨论下列函数的奇偶性:(1)f (x )=x sinx +cosx ; (2)y =x 5-x 3-3;(3)f (x )=ln(x +1-x 2);(4)f (x )=1-x ,x <0,1,x =0,1+x ,x >0.解 (1)因为f (-x )=(-x )sin(-x )+cos(-x )=x sinx +cosx =f (x ),x ∈(-∞,+∞)所以,该函数为偶函数.(2)因为f (-x )=-x 5+x 3-3≠f (x )或-f (x )所以,该函数既不是偶函数,也不是奇函数.(3)因为f (-x )=ln(-x +1+x 2)=ln(1+x 2)-x2x +1+x2=-ln(x+1+x2)=-f(x), x∈(-∞,+∞)所以,该函数为奇函数.(4)因为x>0(即-x<0)时, f(-x)=1-(-x)=1+xx<0(即-x>0)时, f(-x)=1+(-x)=1-x所以f(-x)=1-x,x<01,x=01+x,x>0=f(x)因此,该函数为偶函数.9.判别下列函数是否是周期函数,若是周期函数,求其周期:(1)f(x)=sinx+cosx; (2)f(x)=|sinx|;(3)f(x)=xcosx;(4)f(x)=1+sinπx.解 (1)因为f(x)=sinx+cosx=2sinx+π4所以f(x+2π)=2sinx+2π+π4=2sinx+π4=f(x)因此,该函数为周期函数,周期为2π.(2)因f(x+π)=|sin(x+π)|=|-sinx|=|sinx|=f(x)所以,该函数为周期函数,周期为π.(3)因cosx是以2π为周期的周期函数,但是f(x+2π)=(x+2π)cos(x+2π)=(x+2π)cosx≠xcosx=f(x)所以,该函数不是周期函数.(4)因为f(x+2)=1+sin(x+2)π=1+sinπx=f(x)所以,该函数为周期函数,周期为2.10.求下列函数的反函数及其定义域:(1)y=1-x1+x; (2)y=12(ex-e-x);(3)y=1+ln(x-1);(4)y=53x-5;(5)y=2sinx3, x∈-π2,π2;(6)y=2x-1,0<x≤12-(x-2)2,1<x≤2.解 (1)由y=1-x1+x 解出x,得x=1-y1+y因此,反函数为y=1-x1+x其定义域为D(f-1)=(-∞,-1)∪(-1,+∞)(2)由所给函数解出ex,得ex=y±1+y2=y+1+y2(因为ex>0,所以舍去“-”号)由此得x=ln(y+1+y2)因此反函数为y=ln(x+1+x2)其定义域为D(f-1)=(-∞,+∞).(3)所给函数定义域为D(f)=(1,+∞),值域为Z(f)=(-∞,+∞).由所给函数解出x,得x=1+ey-1,故反函数为y=1+ex-1其定义域为D(f-1)=(-∞,+∞).(4)所给函数定义域、值域分别为D(f)=(-∞,+∞), Z(f)=(-∞,+∞)由所给函数解出x,得x=13(y5+5), y∈Z(f)=(-∞,+∞)所以,反函数为y=13(x5+5)其定义域为D(f-1)=Z(f)=(-∞,+∞)(5)由所给函数解出x,得x=3arcsiny2所以,反函数为y=3arcsinx2其定义域为D(f-1)=Z(f)=[-1,1].(6)由所给函数可知:当0<x≤1时,y=2x-1,y∈(-1,1];当1<x≤2时,y=2-(x-2)2,y∈(1,2];由此解出x,得x=12(1+y),-1<y≤12-2-y,1<y≤2 (舍去“+”号,因1<x≤2)因此,反函数为y=12(1+x),-1<x≤12-2-x,1<x≤2其定义域为D(f-1)=Z(f)=(-1,2].11.分析下列函数由哪些基本初等函数复合而成:(1)y=loga x; (2)y=arctan[tan2(a2+x2)];(3)y=e2x/(1-x2);(4)y=cos2x2-x-1.解 (1)所给函数由对数函数y=loga u与幂函数u=x复合而成;(2)所给函数由反正切函数y=arctanu、幂函数u=v2、正切函数v=tanw 和多项式函数w=a2+x2复合而成;(3)所给函数由指数函数y=eu和有理分式函数u=2x1+x2复合而成;(4)所给函数由幂函数y=u2、余弦函数u=cosv、幂函数v=w与多项式函数w=x2-x-1复合而成.12.设销售某种商品的总收入R是销售量x的二次函数,且已知x=0,10,20时,相应的R=0,800,1200,求R与x的函数关系.解 设总收入函数为R(x)=ax2+bx+c(a≠0)已知R(0)=0 所以c=0又知R(10)=800, R(20)=1200即有100a+10b=800, 400a+20b=1200整理后,得联立方程组10a+b=80, 20a+b=60由此解得 a=-2,b=100.因此,总收入函数为R(x)=100x-2x2=x(100-2x).13.某种电视机每台售价为2000元时,每月可售出3000台,每台售价降为1800元时,每月可多售出600台,求该电视机的线性需求函数.解 设该电视机的线性需求函数为Q=a-bp则由已知条件有Q(2000)=a-2000b=3000Q(1800)=a-1800b=3600由此解得a=9000,b=3.因此,该商品的线性需求函数为Q=9000-3p.14.已知某商品的需求函数与供给函数分别由下列方程确定:3p+Q2d+5Q d-102=0p-2Q2s+3Q s+71=0试求该商品供需均衡时的均衡价格p e和均衡数量Q e.解 供需均衡的条件为Q d=Q s=Q e,对应均衡价格为p e,于是有3p3+Q2e+5Q-102=0p e-2Q2e+3Q e+71=0由其中第二个方程得p e=2Q2e-3Q3-71 (倡)将上式代入第一个方程,得7Q2e-4Q e-315=0由此解得Q e=7(舍去负根).将Q e=7代入(倡)得p e=6.因此,该商品供需均衡时,均衡价格p e=6,均衡数量Q e=7.(B)1.填空题:(1)已知函数f(x)的定义域为(0,1],则函数f(ex)的定义域为,函数f x-14+f x+14的定义域为;(2)已知函数f(x)=x1+x2,则f(sinx)=;(3)已知函数f(x)=x1-x,则f[f(x)]=,f{f[f(x)]}=;(4)已知f(3x-2)=x2,则f(x)=;(5)已知某商品的需求函数、供给函数分别为:Q d=100-2p, Q s=-20+10p,则均衡价格p e=,均衡数量Q e=;答 (1)(-∞,0],14,34; (2)sinx|cosx|;(3)x1-2x,x1-3x;(4)19(x+2)2;(5)10,80.解 (1)由0<ex≤1得x∈(-∞,0],由0<x-14≤1且0<x+14≤1,得x∈14,34;(2)f(sinx)=sinx1-sin2x=sinxcos2x=sinx·|cosx|;(3)f[f(x)]=f(x)1-f(x)=x1-2x,f{f[f(x)]}=f[f(x)]1-f[f(x)]=x1-3x;(4)令t=3x-2,则x=13(t+2),于是f(t)=f(3x-2)=x2=13(t+2)2=19(t+2)2所以f(x)=19(x+2)2(5)由Q d=Q s=Q e,得100-2p e=-20+10p e解得 p e=10,从而Q e=80.2.单项选择题:(1)若函数y=x+2与y=(x+2)2表示相同的函数,则它们的定义域为.(A)(-∞,+∞); (B)(-∞,2];(C)[-2,+∞);(D)(-∞,-2].(2)设f (x )=1,|x |<1,0,|x |>1,则f {f [f (x )]}=.(A)0;(B)1(C)1,|x |<1,0,|x |≥1;(D)1,|x |≥1,0,|x |<1.(3)y =sin1x在定义域内是.(A)周期函数;(B)单调函数;(C)偶函数;(D)有界函数.(4)设函数f (x )在(-∞,+∞)内有定义,下列函数中,必为偶函数.(A)y =|f (x )|;(B)y =[f (x )]2;(C)y =-f (-x );(D)y =f (x 2)cosx .(5)设函数f (x )在(-∞,+∞)内有定义,且f (x +π)=f (x )+sinx ,则f (x ).(A)是周期函数,且周期为π;(B)是周期函数,且周期为2π;(C)是周期函数,且周期为3π;(D)不是周期函数.答 (1)C; (2)C; (3)D; (4)D; (5)B.解 (1)由(x +2)2=|x +2|=x +2≥0可知x ≥-2,故选(C).(2)因f [f (x )]=1,|f (x )|<10,|f (x )|≥1=1,|x |≥10,|x |<1f {f [f (x )]}=1,|f [f (x )]|<10,|f [f (x )]|≥1=1,|x |<10,|x |≥1故选(C).(3)因sin1x≤1,橙x ≠0,故选(D).(4)因f ((-x )2)cos(-x )=f (x 2)cosx ,故选(D).(5)因f (x +2π)=f (x +π)+sin(x +π)=f (x )+sinx -sinx =f (x )故f (x )为周期函数,且周期为2π,选(B).3.设f2x +12x -2-12f (x )=x ,求f (x ).解 令t =2x +12x -2,则x =2t +12t -2,代入所给方程,得f (t )-12f 2t +12t -2=2t +12t -2其中,由所给方程有f2t +12t -2=t +12f (t )于是得f (t )-12t +12f (t )=2t +12t -2由此得f (t )=23t 2+t +1t -1因此f (x )=23x 2+x +1x -1.4.证明下列各题:()若函数f (x ),g (x )在D 上单调增加(或单调减少),则函数h (x )=f (x )+g (x )在D 上单调增加(或单调减少).(2)若函数f (x )在区间[a ,b ],[b ,c ]上单调增加(或单调减少),则f (x )在区间[a ,c ]上单调增加(或单调减少).证 (1)对任意的x 1,x 2∈D ,且x 1<x 2,因f (x ),g (x )单调增加(减少),故有f (x 1)<f (x 2) (f (x 1)>f (x 2))g (x 1)<g (x 2) (g (x 1)>g (x 2))于是h (x 1)=f (x 1)+g (x 1)<f (x 2)+g (x 2)=h (x 2)(h (x 1)>h (x 2))所以,h (x )=f (x )+g (x )在D 上单调增加(减少).(2)对任意的x1,x2∈[a,c],x1<x2,若 a≤x1<x2≤b或b≤x1<x2≤c,则由题设有f(x1)<f(x2) (或f(x1)>f(x2))若 a≤x1≤b<x2≤c,则由题设有f(x1)≤f(b)<f(x2) (或f(x1)≥f(b)>f(x2))综上所述,f(x)在[a,c]上单调增加(或单调减少).5.设函数f(x)与g(x)在D上有界,试证函数f(x)±g(x)与f(x)g(x)在D 上也有界.证 因f(x)与g(x)在D上有界,故存在常数M1>0与M2>0,使得|f(x)|<M1, |g(x)|<M2, 橙x∈D.令M=M1+M2>0,则有|f(x)±g(x)|≤|f(x)|+|g(x)|<M1+M2=M,橙x∈D因此,f(x)±g(x)在D上有界.再令M=M1M2,则有|f(x)g(x)|=|f(x)||g(x)|<M1M2=M,橙x∈D因此,f(x)g(x)在D上有界.6.证明函数f(x)=xsinx在(0,+∞)上无界.证 要证f(x)=xsinx在(0,+∞)上无界,只需证明:对任意给定的常数M>0,总存在x0∈(0,+∞),使得|x0sinx0|>M.事实上,对任意给定的M>0,令x0=π2+2(1+[M])π∈(0,+∞)([M]为M的整数部分),则有|f(x0)|=π2+2(1+[M])π·sinπ2+2(1+[M])π=π2+2(1+[M])πsinπ2=π2+2(1+[M])π>M于是,由M>0的任意性可知,f(x)=xsinx在(0,+∞)上无界.7.已知函数函数f(x)满足如下方程af(x)+bf1x=c x,x≠0其中a,b,c为常数,且|a|≠|b|.求f (x ),并讨论f (x )的奇偶性.解 由所给方程有af1x+bf (x )=cx于是,解方程组af (x )+bf 1x=c xaf1x+bf (x )=cx可得f (x )=ac -bcx 2(a 2-b 2)x因为f (-x )=ac -bc (-x )2(a 2-b 2)(-x )=-ac -bcx2(a 2-b 2)x=-f (x )所以,f (x )为奇函数.8.某厂生产某种产品1000吨,当销售量在700吨以内时,售价为130元/吨;销售量超过700吨时,超过部分按九折出售.试将销售总收入表示成销售量的函数.解 设R (x )为销售总收入,x 为销售量(单位:吨).依题设有当0≤x ≤700时,售价p =130(元/吨);当700<x ≤1000时,超过部分(x -700)的售价为p =130×0.9=117(元/吨).于是,销售总收入函数为R (x )=130x , 0≤x ≤700130×700+117×(x -700), 700<x ≤1000=130x ,0≤x ≤700117x +9100,700<x ≤1000可见销售总收入R (x )为销售量x 的分段函数.9.某手表厂生产一只手表的可变成本为15元,每天固定成本为2000元,每只手表的出厂价为20元,为了不亏本,该厂每天至少应生产多少只手表?解 设每天生产x 只手表,则每天总成本为C (x )=15x +2000因每只手表出厂价为20元,故每天的总收入为20x (元),若要不亏本,应满足如下关系式:20x ≥15x +2000解得x≥400(只)即,若要不亏本,每天至少应生产400只手表.10.某玩具厂每天生产60个玩具的成本为300元,每天生产80个玩具的成本为340元,求其线性成本函数.该厂每天的固定成本和生产一个玩具的可变成本各为多少?解 设线性成本函数为C(x)=ax+b其中C(x)为总成本,x为每天的玩具生产量.由题设有C(60)=60a+b=300(元)C(80)=80a+b=340(元)由此解得a=2, b=180因此,每天的线性成本函数为C(x)=2x+180其中a=2元为生产一个玩具的可变成本,b=180元为每天的固定成本.第二章 极限与连续习 题 二(A)1.观察判别下列数列的敛散性;若收敛,求其极限值:(1)u n=5n-3n; (2)u n=1ncosnπ;(3)u n=2+-12n;(4)u n=1+(-2)n;(5)u n=n2-1n;(6)u n=a n(a为常数).解 (1)将该数列具体写出来为2,72,4,174,225,…,5-3n,…观察可知u n→5(n→∞).因此,该数列收敛,其极限为5.(2)因为u n=1ncosnπ=1n(-1)n=1n→0(n→∞)所以,该数列收敛,其极限为0.(3)因为u n-2=-12n=12n→0(n→∞)所以,该数列收敛,其极限为2.(4)该数列的前五项分别为:-1,5,-7,17,-31,…观察可知u n→∞(n→∞).因此,该数列发散.(5)该数列的前五项分别为0,32,83,154,245,…观察可知u n→∞(n→∞).所以,该数列发散.(6)当a<1时,u n=a n→0(n→∞);当a>1时,u n=a n→∞(n→∞);当a=1时,u n=1→1(n→∞);当a=-1时,u n=(-1)n,发散因此,a<1时,数列收敛,其极限为0;a=1时,数列收敛,其极限为1;a ≤-1或a>1时,数列发散.2.利用数列极限的定义证明下列极限:(1)limn→∞-13n=0; (2)limn→∞n2+1n2-1=1;(3)limn→∞1n+1=0;(4)limn→∞n2+a2n=1(a为常数).证 (1)对任意给定的ε>0(不妨设0<ε<1),要使u n-0=13n<ε只需n>log31ε (∵0<ε<1,∴log31ε>0)取正整数N=1+log31ε>log31ε,则当n>N时,恒有-13n-0<ε因此limn→∞-13n=0.(2)对任意给定的ε>0,要使u n-1=n2+1n2-1-1=2n2-1=2n+1·1n-1≤1n-1<ε只需n>1+1ε.取正整数N=1+1ε,则当n>N时,恒有n2+1n2-1-1<ε由此可知limn →∞n 2+1n 2-1=1.(3)对任意给定的ε>0,要使u n -0=1n +1-0=1n +1<1n<ε只需n >1ε2.取正整数N =1ε2+1,则当n >N >1ε2时,恒有1n +1-0<ε.由此可知limn→∞1n +1=0.(4)对任意给定的ε>0,要使u n -1=n 2+a2n -1=a2n (n 2+a 2+n )<a22n2<ε只需n >a2ε.取正整数N =a 2ε+1,则当n >N >a2ε时,恒有n 2+a2n-1<ε因此limn →∞n 2+a2n=1.3.求下列数列的极限:(1)limn →∞3n +5n 2+n +4; (2)limn →∞(n +3-n );(3)limn →∞(1+2n+3n+4n)1/n;(4)limn →∞(-1)n+2n(-1)n +1+2n +1;(5)limn →∞1+12+122+…+12n ;(6)limn →∞1+12+122+…+12n1+14+142+…+14n.解 (1)因为3n +5n 2+n +4=3+5n1+1n +4n 2→3(n →∞)所以limn→∞3n +5n 2+n +4=3.(2)因为n +3-n =3n +3+n →0(n →∞)所以limn →∞(n +3-n )=0.(3)因为(1+2n+3n+4n)1/n=414n+24n+34n+11/n→4(n →∞)所以limn→∞(1+2n+3n+4n)1/n=4.(4)因为(-1)n+2n(-1)n +1+2n +1=12·-12n+1-12n +1+1→12(n →∞)所以limn →∞(-1)n+2n(-1)n +1+2n +1=12.(5)因为 1+12+122+…+12n =1-12n +11-12=21-12n +1→2(n →∞)所以limn →∞1+12+122+…+12n =2.(6)因为1+12+122+…+12n =21-12n +1,1+14+142+…+14n =1-14n -11-14=431-14n +1于是1+12+122+…+12n 1+14+142+…+14n =32·1-12n +11-14n +1→32(n →∞)所以limn →∞1+12+122+…+12n1+14+142+…+14n=32.4.利用函数极限的定义,证明下列极限:(1)limx →3(2x -1)=5; (2)limx →2+x -2=0;(3)limx →2x 2-4x -2=4;(4)limx →1-(1-1-x )=1.证 (1)对任意给定的ε>0,要使(2x -1)-5=2x -3<ε只需取δ=ε2>0,则当0<x -3<δ时,恒有(2x -1)-5=2x -3<2δ=ε因此limx →3(2x -1)=5.(2)对任意给定的ε>0,要使x -2-0=x -2<ε只零取δ=ε2>0,则当0<x -2<δ时,恒有x -2-0=x -2<δ=ε所以limx →2+x -2=0.(3)对任意给定的ε>0,要使(x ≠2)x 2-4x -2-4=(x +2)-4=x -2<ε只需取δ=ε>0,则当0<x -2<δ时,恒有x 2-4x -2-4=x -2<δ=ε因此limx →2x 2-4x -2=4.(4)对任意给定的ε>0,要使(1-1-x )-1=1-x <ε只需0<1-x <ε2取δ=ε2>0,则当0<1-x <δ时,恒有(1-1-x )-1=1-x <δ=ε因此limx →1-(1-1-x )=1.5.讨论下列函数在给定点处的极限是否存在?若存在,求其极限值:(1)f (x )=1-1-x ,x <1,在x =1处;x -1,x >0(2)f (x )=2x +1,x ≤1,x 2-x +3,1<x ≤2,x 3-1,2<x ,在x =1与x =2处.解 (1)因为f (1-0)=limx →1-f (x )=limx →1-(1-1-x )=1f (1+0)=limx →1+f (x )=limx →1+(x -1)=0这表明f (1-0)≠f (1+0).因此,limx →1f (x )不存在.(2)在x =1处,有f (1-0)=limx →1-(2x +1)=3.f (1+0)=limx →1+(x 2-x +3)=3.因f (1-0)=f (1+0)=3,所以,limx →1f (x )=3(存在);在x =2处,有f (2-0)=limx →2-(x 2-x +3)=5f (2+0)=limx →2+(x 3-1)=7因f(2-0)≠f(2+0),所以limx→2f(x)不存在.6.观察判定下列变量当x→?时,为无穷小:(1)f(x)=x-2x2+2; (2)f(x)=ln(1+x);(3)f(x)=e1-x;(4)f(x)=1ln(4-x).解 (1)因为当x→2或x→∞时,x-2x2+2→0因此,x→2或x→∞时,x-2x2+2为无穷小.(2)因为当x→0时,ln(1+x)→0因此,x→0时,ln(1+x)为无穷小.(3)因为当x→+∞时,e1-x=eex→0,因此,x→+∞时,e1-x为无穷小.(4)因为当x→4-或x→-∞时,1ln(4-x)→0因此,x→4-或x→-∞时,1ln(4-x)为无穷小.7.观察判定下列变量当x→?时,为无穷大:(1)f(x)=x2+1x2-4; (2)f(x)=ln1-x;(3)f(x)=e-1/x;(4)f(x)=1x-5.解 (1)因为当x→±2时,x2-4x2+1→0因此当x→±2时,x2+1x2-4→∞所以,x→±2时,x2+1x2-4为无穷大.(2)因为当x→1时,1-x→0+当x→∞时,-x→+∞因此当x→1时,ln1-x→-∞当x→∞时,ln1-x→+∞所以,x→1或x→∞时,ln1-x为无穷大.(3)因为limn→0--1x=+∞所以limx→0-e-1/x=+∞由此可知,x→0-时,e-1/x为无穷大.(4)因为limx→5+x-5=0所以limx→5+1x-5=+∞由此可知,x→5+时,1x-5为无穷大.8.求下列函数的极限:(1)limx→3(3x3-2x2-x+2); (2)limx→05+42-x;(3)limx→16x-5x+4x-16;(4)limx→0(x+a)2-a2x(a为常数);(5)limx→0x2+a2-ax2+b2-b(a,b为正的常数);(6)limx→1x+x2+…+x n-nx-1(提示:x+x2+…+x n-n=(x-1)+(x2-1)+…+(x n-1))解 (1)由极限的线性性质,得原式=3limx→3x3-2limx→3x2-limx→3x+2=3x33-2×32-3+2=62(2)因为limx→0(2-x)=2≠0,所以原式=5+limx →042-x =5+4limx →0(2-x )=5+42=7.(3)因为x -5x +4=(x -4)(x -1),x -16=(x -4)(x +4).所以原式=limx →16(x -4)(x -1)(x -4)(x +4)=limx →16x -1x +4=38.(4)因为(x +a )2-a 2=x (x +2a ),所以原式=limx →0x (x +2a )x=limx →0(x +2a )=2a .(5)原式=limx →0(x 2+a 2-a )(x 2+a 2+a )(x 2+a 2+b )(x 2+b 2-b )(x 2+b 2+b )(x 2+a 2+a )=limx →0x 2(x 2+b 2+b )x 2(x 2+a 2+a )=limx →0x 2+b 2+bx 2+a 2+a=b a(6)因为 x +x 2+…+x n-n =(x -1)+(x 2-1)+…+(x n-1)=(x -1)[1+(x +1)+…+(xn -1+xn -2+…+1)]所以原式=limx →1(x -1)[1+(x +1)+…+(xn -1+xn -2+…+1)]x -1=limx →1[1+(x +1)+…+(x n -1+xn -2+…+1)]=1+2+…+n =12n (n +1).9.求下列函数的极限:(1)limx →∞[x 2+1-x 2-1]; (2)limx →∞(x -1)10(3x -1)10(x +1)20;(3)limx →+∞5x 3+3x 2+4x 6+1;(4)limx →∞(x +31-x 3);(5)limx →+∞x (3x -9x 2-6);(6)limx →+∞(a x+9)-a x+4(a >0).解 (1)原式=limx →∞2x 2+1+x 2-1=0.(2)原式=limx→∞1-1x103-1x 101+1x20=310(3)原式=limx →+∞5+(3/x )+(4/x 3)1+(1/x 3)=5.(4)因为(x +31-x 3)[x 2-x31-x 3+(31-x 3)2]=x 3-(31-x 3)3=1所以原式=limx→∞1x 2-x 31-x 3+(31-x 3)2=0.(5)因为x (3x -9x 2-6)=x (3x -9x 2-6)(3x +9x 2-6)3x +9x 2-6=x [9x 2-(9x 2-6)]3x +9x 2-6=6x3x +9x 2-6所以原式=limx →+∞6x3x +9x 2-6=limx →+∞63+9-(6/x 2)=1(6)原式=limx →+∞5a x+9+a x+4=1,0<a <110-5,a =10,a >1.10.求下列各题中的常数a 和b :(1)已知limx →3x -3x 2+ax +b=1;(2)已知limx →+∞(x 2+x +1-ax -b )=k (已知常数).解 (1)由于分子的极限limx →3(x -3)=0,所以分母的极限也应为0(否则原式=0≠1),即有limx →3(x 2+ax +b )=9+3a +b =0另一方面,因分子=x -3,故分母x 2+ax +b =(x -3)(x -c ),于是原式=limx →3x -3(x -3)(x -c )=limx →31x -c =13-c=1由此得c =2.于是得x 2+ax +b =(x -3)(x -2)=x 2-5x +6由此得a =-5,b =6(2)原式可变形为原式=limx →+∞[x 2+x +1-(ax +b )][x 2+x +1+(ax +b )]x 2+x +1+ax +b=limx →+∞(1-a 2)x 2+(1-2ab )x +(1-b 2)x 2+x +1+ax +b显然应有1-a 2=0,即有a =±1.于是原式=limx →+∞(1-2ab )x +(1-b 2)x 2+x +1+ax +b=limx →+∞1-2ab +(1-b 2)/x1+(1/x )+(1/x 2)+a +(b /x )=1-2ab1+a=k (a ≠-1)由上式可知,a ≠-1,于是a =1,从而有1-2b2=k 痴b =12-k .11.已知f (x )=2+x1+x(1-x )/(1-x )(1)limx →0f (x ); (2)limx →1f (x ); (3)limx →∞f (x ).解 令g (x )=2+x 1+x ,h (x )=1-x1-x.(1)因为limx →0g (x )=2,limx →0h (x )=1所以limx →0f (x )=limx →0g (x )h (x )=21=2.(2)因为 limx →1g (x )=32>0limx →1h (x )=limx →1(1-x )(1+x )(1-x )(1+x )=limx →111+x =12所以limx →1f (x )=limx →1g (x )h (x )=3212(3)因为limx →∞g (x )=limx →∞1+(2/x )1+(1/x )=1>0limx →∞h (x )=limx→∞(1/x )-(1-x )(1/x )-1=0所以limx →∞f (x )=limx→∞g (x )h (x )=10=1.12.求下列极限:(1)limx →0sin3x sin2x ; (2)limx →0tan5xsin2x ;(3)limx →0arctan4x arcsin2x;(4)limx →∞x sin1x;(5)limx →0sin2(2x )x2;(6)limx →0tan3x -sin2xx;(7)limx →01-cosxx sinx;(8)limx →0ax -sinbxtankx(a ,b ,k >0).解 (1)原式=limx →0sin3x3x·2x sin2x ·32=32.(2)原式=limx →0tan5x 5x ·2x sin2x ·52=52.(3)原式=limx →0arctan4x 4x ·2x arcsin2x ·42=2.(4)令u =1x,则x →∞时u →0.于是原式=limu →0sinu u=1.(5)原式=limx →0sin2(2x )(2x )2·4=4limx →0sin2x 2x 2=4.(6)原式=3limx →0tan3x 3x -2limx →0sin2x2x =3-2=1(7)因为1-cosx ~12x 2(x →0),所以原式=12limx →0x 2x sinx =12limx →0x sinx =12(8)原式=limx →0a k ·kx tankx -b k ·sinbx bx ·kxtankx=a k -b k =a -bk.13.求下列极限:(1)limx →∞1-1xx; (2)limx →∞1+5xx;(3)limx →0(1-sinx )1/x;(4)limx →0(1+3x )1/x;(5)limx →01-x22/x;(6)limx →∞x -2x +2x.解(1)原式=limx→∞1+1-x-x-1=1e.(2)原式=limx→∞1+1x /5x /55=e5.(3)令u =sinx ,则x →0时,u →0.于是原式=limu →0(1+u )1/u u /arcsin(-u )=e-1.(4)原式=limx →0[(1+3x )1/(3x )]3=e3(5)原式=limx →01-x 2-2/x-1=e-1(6)原式=limx →∞1-4x +2x=limx→∞1-4x +2-(x +2)/4-4x /(x +2)=e-4另解,令u =-x +24,则x =-4u -2,且u →∞(x →∞时),于是原式=limu →∞1+1u-4u -2=limu →∞1+1uu -4·limu →∞1+1u-2=e-4.14.求下列极限:(1)limx →0(cosx )1/(1-cosx ); (2)limx →0(sec2x )cot2x;(3)limx →π/2(1+cosx )5secx;(4)limx →0sinx -tanxsinx3;(5)limx →0(sinx 3)tanx1-cosx 2;(6)limx →π/61-2sinxsin(x -π/6);(7)limx →π/4(tan2x )tanπ4-x .解(1)令u =1-cosx ,则cosx =1-u ,且u →0(x →0时),因此原式=limu →0(1-u )1/u=e-1.(2)令u =cot2x ,则sec2x =1+1cot2x=1+1u ,且x →0时,u →+∞.因此原式=limu →+∞1+1uu=e(3)令u =cosx ,则secx =1u ,且x →π2时,u →0.因此原式=limu →0(1+u )5/u=limu →0(1+u )1/u 5=e5.(4)因为x →0时,sinx ~x ,sinx 3~x 3,cosx -1~-x22所以 原式=limx →0sinx (cosx -1)cosx ·sinx3=limx →0x ·(-x 2/2)x 3cosx=-12limx →01cosx =-12.(5)因为x →0时,sinx 3~x 3,tanx ~x ,1-cosx 2~12(x 2)2,所以原式=limx →0x 3·xx 4/2=2(6)令u =x -π6,则x →π6时,u →0,且有sinx =sinu +π6=12(3sinu +cosu )于是有 原式=limu →01-(3sinu +cosu )sinu=limu →01-cosu sinu -3=limu →0u 2/2sinu-3=-3.(7)因为tan2x =sin2x cos2x =sin2xcos2x -sin2xtanπ4-x =sinπ4-x cosπ4-x =cosx -sinx cosx +sinx所以tan2x tanπ4-x =sin2x cos2x -sin2x ·cosx -sinx cosx +sinx =sin2x (cosx +sinx )2从而原式=limx →π/4sin2x (cosx +sinx )2=122+222=12.15.讨论下列函数的连续性:(1)f (x )=x1-1-x ,x <0,x +2,x ≥0;(2)f (x )=e1/x,x <0,0,x =0,1xln(1+x 2),x >0.解 (1)由题设知f (0)=2,且f (0-0)=limx →0-x 1-1-x=limx →0-x (1+1-x )x =2f (0+0)=limx →0+(x +2)=2可见limx →0f (x )=2=f (0).所以,该函数在x =0处连续.另一方面,x1-1-x 在(-∞,0)内为初等函数,连续;x +2在(0,+∞)内为线性函数,连续.综上所述,该函数在(-∞,+∞)内连续.(2)因f (0)=0,且 f (0-0)=limx →0-e1/x=0, f (0+0)=limx →0+1xln(1+x 2)=limx →0+x ln(1+x 2)1/x 2=0·1=0所以 limx →0f (x )=0=f (0).因此,该函数在x =0处连续.另一方面,e1/x在(-∞,0)内连续,1xln(1+x 2)在(0,+∞)内连续.综上所述,该函数在(-∞,+∞)内连续.16.指出下列函数的间断点及其类型;如为可去间断点,将相应函数修改为连续函数;作出(1)、(2)、(3)的图形:(1)f (x )=1-x21+x ,x ≠-1,0,x =-1;(2)f (x )=x 2,x ≤0,lnx ,x >0;(3)f (x )=x x ; (4)f (x )=x sin1x.解 (1)由题设知f (-1)=0,而limx →-1f (x )=limx →-11-x 21+x =limx →-1(1-x )=2≠f (0)所以,x =-1为该函数的可去间断点.令f (-1)=2,则f ~(x )=1-x 21+x ,x ≠-12,x =-1=1-x在(-∞,+∞)内连续.f (x )的图形如图2.1所示.图2.1图2.2(2)由题设有f (0)=0,而f (0-0)=limx →0-x 2=0,f (0+0)=limx →0+lnx =-∞所以,x =0为该函数的无穷间断点.f (x )的图形如图2.2所示.(3)该函数在x =0处无定义,而f (0-0)=limx →0-xx =limx →0-x-x =-1,f (0+0)=limx →0+x x=limx →0+x x=1.图2.3因为左、右极限均存在但不相等,所以,x =0为该函数的跳跃间断点.f (x )的图形如图2.3所示.(4)该函数在x =0处无定义.因limx →0f (x )=limx →0x sin1x=0,故x =0为该函数的可去间断点.若令f (0)=0,则函数f ~(x )=x sin1x,x ≠00,x =0在(-∞,+∞)内连续.17.确定下列函数的定义域,并求常数a ,b ,使函数在定义域内连续:(1)f (x )=1x sinx ,x <0,a ,x =0,x sin1x+b ,x >0;(2)f (x )=ax +1,x ≤1,x 2+x +b ,x>1;(3)f (x )=1-x 2,-45<x <35,a +bx ,其他.解 (1)D f =(-∞,+∞).因f (x )在D f 的子区间(-∞,0)与(0,+∞)内均为初等函数.因此,f (x )在(-∞,0)∪(0,+∞)内连续.现讨论f (x )在分界点x =0处的连续性.已知f (0)=a ,而且f (0-0)=limx →0-sinxx =1,f (0+0)=limx →0+x sin1x+b =b 当f (0-0)=f (0+0)=f (0)时,即当a =b =1时,f (x )在x =0处连续.综上所述,当a =b =1时,该函数在其定义域(-∞,+∞)内连续.(2)D f =(-∞,+∞).因为f (-1)=1-a ,且f (-1-0)=limx →(-1)-(x 2+x +b )=bf (-1+0)=limx →(-1)+(ax +1)=1-a 所以,当a +b =1时,f (x )在x =-1处连续.又因f (1)=1+a ,且f (1-0)=limx →1-(ax +1)=a +1f (1+0)=limx →1+(x 2+x +b )=2+b所以,当a +1=2+b ,即a -b =1时,f (x )在x =1处连续.综上所述,当a +b =1且a -b =1,即a =1,b =0时,f (x )在x =-1和x =1处连续,从而f (x )在其定义域(-∞,+∞)内连续.(3)D f =(-∞,+∞).因f -45=a -45b ,且f -45-0=limx →-45-(ax +b )=a -45b f -45+0=limx →-45+1-x 2=35所以,当a -45b =35,即5a -4b =3时,f (x )在点x =-45处连续.又因f35=a +35b ,且f35-0=limx →35-1-x 2=45f35+0=limx →35+(a +bx )=a +35b 所以,当a +35b =45,即5a +3b =4时,f (x )在点x =35处连续.综上所述,当5a -4b =3且5a +3b =4,即a =57,b =17时,f(x)在x=-45与x=35处连续,从而f(x)在其定义域(-∞,+∞)内连续.(B)1.填空题:(1)limn→∞1n2+1(n+1)2+…+1(2n)2= ;(2)limx→0ln(x+a)-lnax(a>0)= ;(3)limx→a+x-a+x-ax2-a2(a>0)= ;(4)若limx→+∞xx n+1-(x-1)n+1=k≠0,n为正整数,则n= ,k= ;(5)x→0时,1+x-1-x是x的 无穷小;(6)设f(x)=sinx·sin1x,则x=0是f(x)的 间断点;(7)设f(x)=x x,则x=0是f(x)的 间断点;(8)函数f(x)=1x2-5x+6的连续区间是 .答 (1)0; (2)1a; (3)12a;(4)2008,12008; (5)等价;(6)可去; (7)跳跃; (8)(-∞,2)∪(3,+∞).解 (1)因为14n≤1n2+1(n+1)2+…+1(2n)2≤1n且limn→∞14n=0,limn→∞1n=0.所以,由夹逼定理可知,原式=0.(2)原式=limx→0ln1+x a1/x=1alimx→0ln1+x a a/x=1alnlimx→01+x a a/x=1alne=1a.(3)因为x-a+x-ax2-a2=x-ax+a(x+a)+1x+a且limx→a+x-ax+a(x+a)=0,limx→a+1x+a=12a所以,原式=12a.(4)因为x n+1-(x-1)n+1=[x-(x-1)][x n+x n-1(x-1)+…+x(x-1)n-1+(x-1)n]=x n1+1-1x+…+1-1x n-1+1-1x n所以,由题设有原式=limx→+∞x2008-n1+1-1x+…+1-1x n-1+1-1x n=k≠0显然,要上式成立,应有2008-n=0,即n=2008.从而原式=limx→+∞11+1-1x+…+1-1x n-11-1x n=1n=k所以,k=1n=12008.(5)因为limx→01+x-1-xx=limx→021+x+1-x=1所以,x→0时,1+x-1-x是x的等价无穷小.(6)因为limx→0sinx·sin1x=limx→0sinx x·limx→0xsin1x=1×0=0.所以,x=0是f(x)的可去间断点(令f(0)=0,即可).(7)因为f (0-0)=limx →0--x x =-1,f (0+0)=limx →0+xx=1左、右极限存在,但不相等,故x =0为跳跃间断点.(8)该函数有定义的条件是x 2-5x +6=(x -2)(x -3)>0由此得x <2或x >3.因此,该函数的连续区间为(-∞,2)或(3,+∞).2.单项选择题:(1)函数f (x )在点x 0处有定义,是极限limx →x 0f (x )存在的 .(A)必要条件; (B)充分条件;(C)充分必要条件;(D)无关条件.(2)下列“结论”中,正确的是 .(A)无界变量一定是无穷大;(B)无界变量与无穷大的乘积是无穷大;(C)两个无穷大的和仍是无穷大;(D)两个无穷大的乘积仍是无穷大.(3)设函数f (x )=1,x ≠1,0,x =1,则limx →1f (x )= .(A)0; (B)1; (C)不存在; (D)∞.(4)若limx →2x 2+ax +bx 2-3x +2=-1,则 .(A)a =-5,b =6; (B)a =-5,b =-6;(C)a =5,b =6;(D)a =5,b =-6.(5)设f (x )=1-x 1+x,g (x )=1-3x ,则当x →1时, .(A)f (x )与g (x )为等价无穷小;(B)f (x )是比g (x )高阶的无穷小;(C)f (x )是比g (x )低阶的无穷小;(D)f (x )与g (x )为同阶但不等价的无穷小.(6)下列函数中,在定义域内连续的是 .(A)f (x )=cosx ,x ≤0,sinx ,x >0; (B)f (x )=1x,x >0,x ,x ≤0;(C)f (x )=x +1,x ≤0,x -1,x >0;(D)f (x )=1-e-1/x 2,x ≠0,1,x =0.(7)下列函数在区间(-∞,1)∪[3,+∞]内连续的是 .(A)f (x )=x 2+2x -3; (B)f (x )=x 2-2x -3;(C)f (x )=x 2-4x +3;(D)f (x )=x 2+4x +3.(8)若f (x )在区间 上连续,则f (x )在该区间上一定取得最大、最小值.(A)(a ,b ); (B)[a ,b ]; (C)[a ,b ); (D)(a ,b ].答 (1)D; (2)D; (3)B;(4)A;(5)D; (6)D; (7)C; (8)B.解 (1)limx →x 0f (x )是否存在与f (x )在点x 0是否有定义无关,故应选(D).(2)(A)、(B)、(C)都不正确.例如n →∞时n sinn 是无界变量,而不是无穷大;n →∞时,n sinn 是无界变量,n 是无穷大,而n ·n sinn =n 2sinn 是无界变量,不是无穷大;n →∞时,n 与-n 都是无穷大,但n +(-n )=0是一常量,不是无穷大.(D)正确.例如,设limu →∞u 0=∞, limu →∞v n =∞则对任意给定的M >0,存在正整数N 1,N 2,使当n =N 1,n >N 2时,恒有u n>M ,v n >M取N =max{N 1,N 2},则当n >N 时,恒有u n v n=u n ·v n>M ·M =M2这表明limn →∞u n v n =∞.(3)易知f (1-0)=f (1+0)=1,从而limx →1f (x )=1,故应选(B).(4)因为limx →2(x 2-3x +2)=limx →2(x -2)(x -1)=0,因此,分子的极限也应为0,即应有x 2+ax +b =(x -2)(x -c )=x 2-(2+c )x +2c由此得a =-(2+c ),b =2c于是,由题设有limx →2x 2+ax +b x 2-3x +2=limx →2(x -2)(x -c )(x -2)(x -1)=limx →2x -cx -1=2-c =-1由此得c =3,从而得a =-5,b =6.故应选(A).(5)因为。
高等数学习题册(上册)目录习题1-1 函数 (1)习题1-2 常用的经济函数 (5)习题2-1 极限 (9)习题2-2 无穷小与无穷大,极限运算法则 (13)习题2-3 极限存在准则,两个重要极限及无穷小的比较 (17)习题2-4 函数的连续性 (21)习题2-5 闭区间上连续函数的性质 (25)第二章综合题 (29)第二章自测题 (36)习题3-1 导数概念 (40)习题3-2 求导法则与基本初等函数求导公式(一) (44)习题3-2 求导法则与基本初等函数求导公式(二) (48)习题3-3 高阶导数 (52)习题3-4 隐函数及由参数方程所确定的函数的导数 (56)习题3-5 函数的微分 (60)习题3-6 边际与弹性 (64)第三章综合题 (68)第三章自测题 (74)习题4-1 中值定理 (78)习题4-2 洛必达法则 (82)习题4-3 导数的应用(一) (86)习题4-3 导数的应用(二) (90)习题4-4 函数的最大值和最小值及其在经济中的应用 (94)习题4-5 泰勒公式 (98)第四章综合题 (100)第四章自测题 (104)习题5-1 不定积分的概念、性质 (108)习题5-2 换元积分法(一) (112)习题5-2 换元积分法(二) (116)习题5-3 分部积分法 (120)习题5-4 有理函数的积分 (122)第五章综合题 (124)第五章自测题 (128)微积分(上)模拟试卷一 (134)微积分(上)模拟试卷二 (138)参考答案 (142)习题1-1 函数1. 填空题:(1)()x y 32log log =的定义域 。
(2)523arcsin3xx y -+-=的定义域 。
(3)xxy +-=11的反函数 。
(4)已知31122++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+xx x x f ,则=)(x f 。
2. 设⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥<=3x , 0 3 , sin )(ππϕx x x ,求()2,6-⎪⎭⎫⎝⎛ϕπϕ,并作出函数()x ϕη=的图形。
C
1. 2
23lim(
)21
x x x x +→∞++; 解:
2
23lim(
)21
x x x x +→∞
++ 2
212lim(
)21
x x x x +→∞
++=+
22lim(1)21x x x +→∞
=+
+ (这是∞1型,设法将其化为口
口)口
(11lim +∞→)---3分
1322
1lim(1)
1
2x x x ++→∞
=+
+——————————————————————5分
132
2
11lim(1)
lim(1)112
2
x x x x x +
→∞
→∞
=+
⋅+
++
132
2
12
11lim (1)
[lim(1)]112
2
x x x x x +
→∞
+→∞=+
+
+
+
32
e 1=⋅
e =.——————————————————————7分
2.
20
2lim
(sin )x
x x t dt
t t t dt
→+⎰⎰
20
2
002lim
(sin )2lim
(sin )2
lim sin 11
x
x x x x t dt
t t t dt
x x x x x x
→→→+=+=+
=⎰⎰
——————5分
———————————7分
3. 设242
arcsin x x
x y -+=,求y '.
解:22242)4(22112arcsin x
x x x x x y -'-+
'
⎪⎭⎫ ⎝⎛
⋅⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⋅+=' ---3分 2242)2(21211
2
arcsin x
x x x x
--+⎪⎭⎫
⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅
+= ---5分 22442arcsin x x
x x x --
-+= 2
arcsin x
=. ———————————7分 4.
⎰
-1
2
x x dx
=
1
sec sec tan sec tan 1
arccos x t
t tdt t t dt t C C
x
=⋅⋅==+=+⎰⎰令---5分
———————————7分
5.
1
0⎰
令t =则2,2x t dx tdt ==,当0x =时,0t =;当1x =时,1t =。
---3分
1
1
1
22t
t te dt te dt ==⎰⎰⎰——————————5分
1
10
22t t te e dt =-⎰
10
222t e e
=-=———————————7分
四、 应用题(每小题10分,共30分).
1. 求函数32391y x x x =---的单调区间、极值、凹凸区间、拐点。
2. 求y =与y x =所围图形的面积:
解 画斜线部分在x 轴上的投影区间为[0, 1]. 所求的面积为
6
1]2132[)(10223
1
0=-=-=⎰x x dx x x A .
图及及交点————————4分
定积分——————————7分 结果———————————10分
3. 比较 ⎰21
d ln x x 与2
1
ln(1)d x x +⎰的大小.
解 令11
()ln(1)ln ln
ln(1)x f x x x x x
+=+-==+,———————————————2分 因为21<<x 时,111x +>,所以1
()ln(1)0f x x
=+>————————————4分
即ln(1)ln x x +>————————7分
所以⎰⎰+<2
1
2
1
d )1(d ln x x x x .———————————10分
三、 证明题(5分,只选做一道,都做按第一道题计分) 1. 证明方程5310x x --=在(1,2)内至少有一实根。
解:设5()31f x x x =--,则()f x 在[]1,2上连续,且(1)30f =-<,(2)250f =>,由零点定理知至少存在一点()1,2ξ∈使得()0f ξ=,即方程在()1,2内至少有一实根ξ。
2. 用Langrange 中值定理证明恒等式|arctan arctan |||x y x y -≤-,y x ,为任意实数。
证明:设()arctan f t t = 在],[],[x y y x 或上由拉氏定理得:
'2
1
arctan arctan (arctan )|()()1x x y x x y x y ξξ=-=-=
⋅-+ 其中ξ在x 在y 之间。
故有
2
1
|arctan arctan ||
|||||1x y x y x y ξ
-=⋅-≤-+ 按步骤酌情给分。