微积分导数与微分 典型例题与复习题部分解答
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精品高三数学导数与积分经典例题以及答案一. 教学内容:导数与积分二. 重点、难点:1. 导数公式:y f (x)c f( x)0y f (x)x n f ( x)n x n 1y f (x)sin x f( x)cos xy f (x)cos x f( x)sin xy f (x) a x f( x)a x ln ay f (x)log a x f( x)1log a e x2.运算公式[ f ( x) g (x)] f (x)g (x)[ f ( x) g( x)] f ( x) g (x) f ( x) g (x)[ f ( x) ] f ( x)g (x) f (x)g ( x)g( x)g2 ( x)3.切线,过 P(x0, y0)为切点的y f (x) 的切线, y y0f( x0 )( x x0 )4.单调区间不等式 f(x)0,解为 y f ( x) 的增区间, f (x)0 解为 y f ( x) 的减区间。
5.极值( 1)x(a, x0 ) 时, f ( x)0 , x( x0 ,b) 时, f( x)0∴ f ( x0 ) 为 y f (x) 极大值精品( 2) x(a, x 0 ) 时 f ( x) 0 , x ( x 0 ,b) 时, f ( x) 0∴ f ( x 0 ) 为 y f (x) 的极小值。
【典型例题】[ 例 1] 求下列函数的导数。
( 1) y31 3x 3 7 x2 1;x( 2) y ln | x |;( 3) yx;1x x 2( 4) y3x e x2x e ;ln x(5)yx 21 ;( 6) yx cos x sin x 。
分析:直接应用导数公式和导数的运算法则解析:( 1) y( 1)(3x 3 ) (7 x 2 ) (1)3x11 x(x 3 ) 3(x 3 ) 7( x 2 ) 03439x 214 x( 2)当 x0时, yln x, y1 ;x当 x0 时, y ln( x) , y1 1()(1)1xx∴ yx( 3) yx (1 x x 2 ) x(1 xx 2 )(1 x x 2) 21x x2x(012x)1x 2(1 x x 2 ) 2(1 x x2 ) 2( 4)y(3x e x )(2x )(e)(3x ) e x 3 x (e x )(2x )03x ln 3e x3x e x 2 x ln 2(3e) x ln 3e 2 x ln 2( 5)y (ln x) ( x21)ln x (x21)( x21)21 ( x21) 2x ln xx 212x2ln xx(x 21) 2x( x 21) 2( 6)y( x cos x)(sin x)cosx x sin x cosx x sin x[例 2]如果函数 f ( x)2a1)的图象在 x1处的切线 l 过点(0,1 ln( x)并且 l 与圆b bC:x2y 21相离,则点(a, b )与圆C的位置关系。
微积分习题集带参考答案综合练习题1(函数、极限与连续部分)1.填空题 (1)函数)2ln(1)(-=x x f 的定义域是 . 答案:2>x 且3≠x .(2)函数24)2ln(1)(x x x f -++=的定义域是 .答案:]2,1()1,2(-⋃--(3)函数74)2(2++=+x x x f ,则=)(x f . 答案:3)(2+=x x f(4)若函数⎪⎩⎪⎨⎧≥<+=0,0,13sin )(x k x xx x f 在0=x 处连续,则=k .答案:1=k (5)函数x x x f 2)1(2-=-,则=)(x f .答案:1)(2-=x x f(6)函数1322+--=x x x y 的间断点是 .答案:1-=x(7)=∞→xx x 1sin lim .答案:1(8)若2sin 4sin lim 0=→kxxx ,则=k .答案:2=k2.单项选择题(1)设函数2e e xx y +=-,则该函数是( ).A .奇函数B .偶函数C .非奇非偶函数D .既奇又偶函数 答案:B(2)下列函数中为奇函数是().A .x x sinB .2e e x x +- C .)1ln(2x x ++ D .2x x +答案:C(3)函数)5ln(4+++=x x xy 的定义域为( ). A .5->x B .4-≠x C .5->x 且0≠x D .5->x 且4-≠x答案:D(4)设1)1(2-=+x x f ,则=)(x f ( ) A .)1(+x x B .2xC .)2(-x xD .)1)(2(-+x x 答案:C(5)当=k ( )时,函数⎩⎨⎧=≠+=0,,2)(x k x e x f x 在0=x 处连续.A .0B .1C .2D .3 答案:D(6)当=k ( )时,函数⎩⎨⎧=≠+=0,,1)(2x k x x x f ,在0=x 处连续.A .0B .1C .2D .1- 答案:B (7)函数233)(2+--=x x x x f 的间断点是( ) A .2,1==x xB .3=xC .3,2,1===x x xD .无间断点 答案:A 3.计算题(1)423lim 222-+-→x x x x . 解:4121lim )2)(2()1)(2(lim 423lim 22222=+-=+---=-+-→→→x x x x x x x x x x x x (2)329lim 223---→x x x x解:234613lim )1)(3()3)(3(lim 329lim 33223==++=+-+-=---→→→x x x x x x x x x x x x (3)4586lim 224+-+-→x x x x x解:3212lim )1)(4()2)(4(lim 4586lim 44224=--=----=+-+-→→→x x x x x x x x x x x x x综合练习题2(导数与微分部分)1.填空题 (1)曲线1)(+=x x f 在)2,1(点的切斜率是 .答案:21 (2)曲线xx f e )(=在)1,0(点的切线方程是 . 答案:1+=x y(3)已知xx x f 3)(3+=,则)3(f '= . 答案:3ln 33)(2x x x f +=')3(f '=27()3ln 1+(4)已知x x f ln )(=,则)(x f ''= . 答案:x x f 1)(=',)(x f ''=21x- (5)若xx x f -=e )(,则='')0(f.答案:xx x x f --+-=''e e 2)(='')0(f 2-2.单项选择题 (1)若x x f xcos e)(-=,则)0(f '=( ).A. 2B. 1C. -1D. -2 因)(cos e cos )e ()cos e()('+'='='---x x x x f x x x)sin (cos e sin e cos e x x x x x x x +-=--=---所以)0(f '1)0sin 0(cos e 0-=+-=- 答案:C (2)设,则( ). A . B .C .D .答案:B(3)设)(x f y =是可微函数,则=)2(cos d x f ( ). A .x x f d )2(cos 2' B .x x x f d22sin )2(cos 'C .x x x f d 2sin )2(cos 2'D .x x x f d22sin )2(cos '- 答案:D(4)若3sin )(a x x f +=,其中a 是常数,则='')(x f ( ).A .23cos a x + B .a x 6sin + C .x sin - D .x cos 答案:C3.计算题(1)设xx y 12e =,求y '.解: )1(e e 22121xx x y xx -+=')12(e 1-=x x(2)设x x y 3cos 4sin +=,求y '.解:)sin (cos 34cos 42x x x y -+='x x x 2cos sin 34cos 4-=(3)设xy x 2e 1+=+,求y '. 解:2121(21exx y x -+='+ (4)设x x x y cos ln +=,求y '.解:)sin (cos 12321x x x y -+=' x x tan 2321-= 综合练习题3(导数应用部分)1.填空题 (1)函数的单调增加区间是 .答案:),1(+∞(2)函数1)(2+=ax x f 在区间),0(∞+内单调增加,则a 应满足 . 答案:0>a2.单项选择题(1)函数2)1(+=x y 在区间)2,2(-是( )A .单调增加B .单调减少C .先增后减D .先减后增 答案:D(2)满足方程0)(='x f 的点一定是函数)(x f y =的( ). A .极值点 B .最值点 C .驻点 D . 间断点 答案:C(3)下列结论中( )不正确. A .)(x f 在0x x =处连续,则一定在0x 处可微. B .)(x f 在0x x =处不连续,则一定在0x 处不可导. C .可导函数的极值点一定发生在其驻点上.D .函数的极值点一定发生在不可导点上. 答案: B(4)下列函数在指定区间上单调增加的是( ).A .x sinB .xe C .2x D .x -3答案:B3.应用题(以几何应用为主)(1)欲做一个底为正方形,容积为108m 3的长方体开口容器,怎样做法用料最省?解:设底边的边长为x m ,高为h m ,容器的表面积为y m 2。
微积分习题集带参考答案2(2),求圆的面积为1时,面积变量S 相对于周长l 的变化率。
解 此时S 是l 的函数 πππ4222l l S =⎪⎭⎫ ⎝⎛=。
于是S 对周长l 的变化率为 π2l dl dS =。
当1=S 时π2=l ,此时ππ12==l dl dS 。
5(2). 设ax y ||=,在0=x 点可导,求α的取值范围。
解 设ax x f ||)(=。
当0≤α时,0=x 是函数的间断点,此时函数不可导。
只讨论0>α。
考虑左导数 ⎪⎩⎪⎨⎧>=<∞===---+→1,0111,0)0()(lim10ααααa x x xxx f x f , 考虑右导数 ⎪⎩⎪⎨⎧>=-<∞=--=-=----→1,0111,)()(0)0()(lim10ααααa x x x x x f x f , 因此该函数当1>α时在0=x 点可导,导数为0.6. 设⎪⎩⎪⎨⎧≥+-<≤+<-=1,1)1sin(10,0,1)(x x b x a x x e x f x 。
求b a ,使得)(x f 在1,0=x 可导。
解法1 因可导必连续,则 a f x f x ===-→)0(0)(lim 0,则0=a 。
这样在1=x 处)(x f 也连续。
此时 110)0()(lim )0(0=-=--='-→-x e x f x f f x x ,1lim 0)0()(lim )0(00==--='+→+→+xxx f x f f x x ,。
1111)1()(lim)1(1=--=--='-→-x x x f x f f x ,b x x b x f x f f x x =--=--='+→+→+1)1sin(lim 1)1()(lim )1(11。
若)1('f 存在,则应有b =1。
此时1)1('=f 。
解法2 同理可得0=a 。
可编辑修改精选全文完整版综合练习题1(函数、极限与连续部分)1.填空题 (1)函数)2ln(1)(-=x x f 的定义域是 . 答案:2>x 且3≠x .(2)函数24)2ln(1)(x x x f -++=的定义域是 .答案:]2,1()1,2(-⋃--(3)函数74)2(2++=+x x x f ,则=)(x f. 答案:3)(2+=x x f(4)若函数⎪⎩⎪⎨⎧≥<+=0,0,13sin )(x k x xx x f 在0=x 处连续,则=k .答案:1=k (5)函数x x x f 2)1(2-=-,则=)(x f .答案:1)(2-=x x f(6)函数1322+--=x x x y 的间断点是 .答案:1-=x(7)=∞→xx x 1sin lim .答案:1(8)若2sin 4sin lim 0=→kxxx ,则=k .答案:2=k2.单项选择题(1)设函数2e e xx y +=-,则该函数是( ).A .奇函数B .偶函数C .非奇非偶函数D .既奇又偶函数 答案:B(2)下列函数中为奇函数是().A .x x sinB .2e e x x +- C .)1ln(2x x ++ D .2x x +答案:C(3)函数)5ln(4+++=x x xy 的定义域为( ). A .5->x B .4-≠x C .5->x 且0≠x D .5->x 且4-≠x答案:D(4)设1)1(2-=+x x f ,则=)(x f ( )A .)1(+x xB .2x C .)2(-x x D .)1)(2(-+x x 答案:C(5)当=k ( )时,函数⎩⎨⎧=≠+=0,0,2)(x k x e x f x 在0=x 处连续.A .0B .1C .2D .3 答案:D(6)当=k ( )时,函数⎩⎨⎧=≠+=0,0,1)(2x k x x x f ,在0=x 处连续.A .0B .1C .2D .1- 答案:B (7)函数233)(2+--=x x x x f 的间断点是( ) A .2,1==x xB .3=xC .3,2,1===x x xD .无间断点 答案:A 3.计算题(1)423lim 222-+-→x x x x . 解:4121lim )2)(2()1)(2(lim 423lim 22222=+-=+---=-+-→→→x x x x x x x x x x x x (2)329lim 223---→x x x x解:234613lim )1)(3()3)(3(lim 329lim 33223==++=+-+-=---→→→x x x x x x x x x x x x (3)4586lim 224+-+-→x x x x x解:3212lim )1)(4()2)(4(lim 4586lim 44224=--=----=+-+-→→→x x x x x x x x x x x x x综合练习题2(导数与微分部分)1.填空题 (1)曲线1)(+=x x f 在)2,1(点的切斜率是 .答案:21 (2)曲线xx f e )(=在)1,0(点的切线方程是 . 答案:1+=x y(3)已知xx x f 3)(3+=,则)3(f '= . 答案:3ln 33)(2x x x f +=')3(f '=27()3ln 1+(4)已知x x f ln )(=,则)(x f ''= . 答案:x x f 1)(=',)(x f ''=21x- (5)若xx x f -=e )(,则='')0(f.答案:x xx x f --+-=''e e 2)(='')0(f 2-2.单项选择题 (1)若x x f xcos e)(-=,则)0(f '=( ).A. 2B. 1C. -1D. -2 因)(cos e cos )e ()cos e()('+'='='---x x x x f x x x)sin (cos e sin e cos e x x x x x x x +-=--=---所以)0(f '1)0sin 0(cos e 0-=+-=- 答案:C (2)设,则( ). A . B .C .D .答案:B(3)设)(x f y =是可微函数,则=)2(cos d x f ( ).A .x x f d )2(cos 2'B .x x x f d22sin )2(cos 'C .x x x f d 2sin )2(cos 2'D .x x x f d22sin )2(cos '- 答案:D(4)若3sin )(a x x f +=,其中a 是常数,则='')(x f ( ).A .23cos a x + B .a x 6sin + C .x sin - D .x cos 答案:C3.计算题(1)设xx y 12e =,求y '.解: )1(e e 22121xx x y xx -+=')12(e 1-=x x(2)设x x y 3cos 4sin +=,求y '.解:)sin (cos 34cos 42x x x y -+='x x x 2cos sin 34cos 4-=(3)设xy x 2e 1+=+,求y '. 解:2121(21exx y x -+='+ (4)设x x x y cos ln +=,求y '.解:)sin (cos 12321x x x y -+=' x x tan 2321-= 综合练习题3(导数应用部分)1.填空题 (1)函数的单调增加区间是 .答案:),1(+∞(2)函数1)(2+=ax x f 在区间),0(∞+内单调增加,则a 应满足 . 答案:0>a2.单项选择题(1)函数2)1(+=x y 在区间)2,2(-是( ) A .单调增加 B .单调减少 C .先增后减 D .先减后增 答案:D(2)满足方程0)(='x f 的点一定是函数)(x f y =的( ). A .极值点 B .最值点 C .驻点 D . 间断点 答案:C(3)下列结论中( )不正确. A .)(x f 在0x x =处连续,则一定在0x 处可微. B .)(x f 在0x x =处不连续,则一定在0x 处不可导. C .可导函数的极值点一定发生在其驻点上.D .函数的极值点一定发生在不可导点上. 答案: B(4)下列函数在指定区间上单调增加的是( ).A .x sinB .xe C .2x D .x -3答案:B3.应用题(以几何应用为主)(1)欲做一个底为正方形,容积为108m 3的长方体开口容器,怎样做法用料最省?解:设底边的边长为x m ,高为h m ,容器的表面积为y m 2。
第二章 导数与微分(A)1.设函数()x f y =,当自变量x 由0x 改变到x x ∆+0时,相应函数的改变量=∆y ( )A .()x x f ∆+0B .()x x f ∆+0C .()()00x f x x f -∆+D .()x x f ∆0 2.设()x f 在0x 处可,则()()=∆-∆-→∆xx f x x f x 000lim( )A .()0x f '-B .()0x f -'C .()0x f 'D .()02x f ' 3.函数()x f 在点0x 连续,是()x f 在点0x 可导的 ( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件 4.设函数()u f y =是可导的,且2x u =,则=dxdy( ) A .()2x f ' B .()2x f x ' C .()22x f x ' D .()22x f x 5.若函数()x f 在点a 连续,则()x f 在点a ( )A .左导数存在;B .右导数存在;C .左右导数都存在D .有定义 6.()2-=x x f 在点2=x 处的导数是( ) A .1 B .0 C .-1 D .不存在7.曲线545223-+-=x x x y 在点()1,2-处切线斜率等于( ) A .8 B .12 C .-6 D .68.设()x f e y =且()x f 二阶可导,则=''y ( )A .()x f e B .()()x f e x f '' C .()()()[]x f x f e x f ''' D .()()[](){}x f x f e x f ''+'29.若()⎩⎨⎧≥+<=0,2sin 0,x x b x e x f ax 在0=x 处可导,则a ,b 的值应为( )A .2=a ,1=bB . 1=a ,2=bC .2-=a ,1=bD .2=a ,1-=b10.若函数()x f 在点0x 处有导数,而函数()x g 在点0x 处没有导数,则()()()x g x f x F +=,()()()x g x f x G -=在0x 处( )A .一定都没有导数B .一定都有导数C .恰有一个有导数D .至少一个有导数11.函数()x f 与()x g 在0x 处都没有导数,则()()()x g x f x F +=,()()()x g x f x G -=在0x 处( )A .一定都没有导数B .一定都有导数C .至少一个有导数D .至多一个有导数 12.已知()()[]x g f x F =,在0x x =处可导,则( ) A .()x f ,()x g 都必须可导 B .()x f 必须可导C .()x g 必须可导D .()x f 和()x g 都不一定可导13.xarctg y 1=,则='y ( )A .211x +-B .211x + C .221x x +- D . 221x x +14.设()x f 在点a x =处为二阶可导,则()()=-+→hh a f h a f h 0lim ( )A .()2a f '' B .()a f '' C .()a f ''2 D .()a f ''- 15.设()x f 在()b a ,内连续,且()b a x ,0∈,则在点0x 处( )A .()x f 的极限存在,且可导B .()x f 的极限存在,但不一定可导C .()x f 的极限不存在D .()x f 的极限不一定存在 16.设()x f 在点a x =处可导,则()()=--→hh a f a f n 0lim。
微积分考试题目及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 函数f(x) = x^2在x=0处的导数是()。
A. 0B. 2C. 1D. -1答案:C2. 曲线y = x^3 - 3x + 2在x=1处的切线斜率是()。
A. 1B. -1C. 3D. -3答案:B3. 函数f(x) = sin(x)的不定积分是()。
A. -cos(x) + CB. cos(x) + CC. sin(x) + CD. -sin(x) + C答案:B4. 极限lim(x→0) (x^2 - sin(x^2)) / x^2的值是()。
A. 0B. 1C. -1D. 2答案:A5. 函数f(x) = e^x的反函数是()。
A. ln(x)B. e^xC. x^eD. x答案:A6. 曲线y = ln(x)在x=e处的切线方程是()。
A. y = x - 1B. y = x + 1C. y = 1 - xD. y = 1 + x答案:A7. 函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x的极值点是()。
A. x = 1B. x = 2C. x = 0D. x = -1答案:A8. 曲线y = x^2 + 2x + 1的拐点是()。
A. (-1, 0)B. (1, 2)C. (-1, 2)D. (1, 0)答案:C9. 函数f(x) = x^2 - 4x + 4的最小值是()。
A. 0B. 4C. -4D. 1答案:A10. 曲线y = x^3 - 3x^2 + 2x的拐点是()。
A. (1, -2)B. (2, -4)C. (0, 0)D. (1, 0)答案:D二、填空题(每题4分,共20分)11. 函数f(x) = x^2 + 3x + 2的导数是_________。
答案:2x + 312. 曲线y = x^2 - 4x + 4的顶点坐标是_________。
答案:(2, 0)13. 函数f(x) = e^x的二阶导数是_________。
微积分习题集带参考答案综合练习题1(函数、极限与连续部分)1.填空题 (1)函数)2ln(1)(-=x x f 的定义域是 . 答案:2>x 且3≠x .(2)函数24)2ln(1)(x x x f -++=的定义域是 .答案:]2,1()1,2(-⋃--(3)函数74)2(2++=+x x x f ,则=)(x f . 答案:3)(2+=x x f(4)若函数⎪⎩⎪⎨⎧≥<+=0,0,13sin )(x k x xx x f 在0=x 处连续,则=k .答案:1=k (5)函数x x x f 2)1(2-=-,则=)(x f .答案:1)(2-=x x f(6)函数1322+--=x x x y 的间断点是 .答案:1-=x(7)=∞→xx x 1sin lim .答案:1(8)若2sin 4sin lim 0=→kxxx ,则=k .答案:2=k2.单项选择题(1)设函数2e e xx y +=-,则该函数是( ).A .奇函数B .偶函数C .非奇非偶函数D .既奇又偶函数 答案:B(2)下列函数中为奇函数是().A .x x sinB .2e e x x +- C .)1ln(2x x ++ D .2x x +答案:C(3)函数)5ln(4+++=x x xy 的定义域为( ). A .5->x B .4-≠x C .5->x 且0≠x D .5->x 且4-≠x答案:D(4)设1)1(2-=+x x f ,则=)(x f ( ) A .)1(+x x B .2xC .)2(-x xD .)1)(2(-+x x 答案:C(5)当=k ( )时,函数⎩⎨⎧=≠+=0,,2)(x k x e x f x 在0=x 处连续.A .0B .1C .2D .3 答案:D(6)当=k ( )时,函数⎩⎨⎧=≠+=0,,1)(2x k x x x f ,在0=x 处连续.A .0B .1C .2D .1- 答案:B (7)函数233)(2+--=x x x x f 的间断点是( ) A .2,1==x xB .3=xC .3,2,1===x x xD .无间断点 答案:A 3.计算题(1)423lim 222-+-→x x x x . 解:4121lim )2)(2()1)(2(lim 423lim 22222=+-=+---=-+-→→→x x x x x x x x x x x x (2)329lim 223---→x x x x解:234613lim )1)(3()3)(3(lim 329lim 33223==++=+-+-=---→→→x x x x x x x x x x x x (3)4586lim 224+-+-→x x x x x解:3212lim )1)(4()2)(4(lim 4586lim 44224=--=----=+-+-→→→x x x x x x x x x x x x x综合练习题2(导数与微分部分)1.填空题 (1)曲线1)(+=x x f 在)2,1(点的切斜率是 .答案:21 (2)曲线xx f e )(=在)1,0(点的切线方程是 . 答案:1+=x y(3)已知xx x f 3)(3+=,则)3(f '= . 答案:3ln 33)(2x x x f +=')3(f '=27()3ln 1+(4)已知x x f ln )(=,则)(x f ''= . 答案:x x f 1)(=',)(x f ''=21x- (5)若xx x f -=e )(,则='')0(f.答案:xx x x f --+-=''e e 2)(='')0(f 2-2.单项选择题 (1)若x x f xcos e)(-=,则)0(f '=( ).A. 2B. 1C. -1D. -2 因)(cos e cos )e ()cos e()('+'='='---x x x x f x x x)sin (cos e sin e cos e x x x x x x x +-=--=---所以)0(f '1)0sin 0(cos e 0-=+-=- 答案:C (2)设,则( ). A . B .C .D .答案:B(3)设)(x f y =是可微函数,则=)2(cos d x f ( ). A .x x f d )2(cos 2' B .x x x f d22sin )2(cos 'C .x x x f d 2sin )2(cos 2'D .x x x f d22sin )2(cos '- 答案:D(4)若3sin )(a x x f +=,其中a 是常数,则='')(x f ( ).A .23cos a x + B .a x 6sin + C .x sin - D .x cos 答案:C3.计算题(1)设xx y 12e =,求y '.解: )1(e e 22121xx x y xx -+=')12(e 1-=x x(2)设x x y 3cos 4sin +=,求y '.解:)sin (cos 34cos 42x x x y -+='x x x 2cos sin 34cos 4-=(3)设xy x 2e 1+=+,求y '. 解:2121(21exx y x -+='+ (4)设x x x y cos ln +=,求y '.解:)sin (cos 12321x x x y -+=' x x tan 2321-= 综合练习题3(导数应用部分)1.填空题 (1)函数的单调增加区间是 .答案:),1(+∞(2)函数1)(2+=ax x f 在区间),0(∞+内单调增加,则a 应满足 . 答案:0>a2.单项选择题(1)函数2)1(+=x y 在区间)2,2(-是( )A .单调增加B .单调减少C .先增后减D .先减后增 答案:D(2)满足方程0)(='x f 的点一定是函数)(x f y =的( ). A .极值点 B .最值点 C .驻点 D . 间断点 答案:C(3)下列结论中( )不正确. A .)(x f 在0x x =处连续,则一定在0x 处可微. B .)(x f 在0x x =处不连续,则一定在0x 处不可导. C .可导函数的极值点一定发生在其驻点上.D .函数的极值点一定发生在不可导点上. 答案: B(4)下列函数在指定区间上单调增加的是( ).A .x sinB .xe C .2x D .x -3答案:B3.应用题(以几何应用为主)(1)欲做一个底为正方形,容积为108m 3的长方体开口容器,怎样做法用料最省?解:设底边的边长为x m ,高为h m ,容器的表面积为y m 2。
实用文档之"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~。
微积分总复习题详细答案一、极限与连续性1. 极限的定义- 极限是描述函数在某点或无穷远处的行为。
对于函数f(x),当x趋近于a时,如果存在一个实数L,使得对于任意给定的正数ε,总存在一个正数δ,使得当0 < |x - a| < δ时,都有|f(x) - L| < ε,则称L为函数f(x)在x趋近于a时的极限。
2. 极限的运算法则- 极限的加法法则:lim(x→a) (f(x) + g(x)) = lim(x→a) f(x) + lim(x→a) g(x)- 极限的乘法法则:lim(x→a) (f(x) * g(x)) = (lim(x→a)f(x)) * (lim(x→a) g(x))- 极限的除法法则:lim(x→a) (f(x) / g(x)) = (lim(x→a)f(x)) / (lim(x→a) g(x)),前提是lim(x→a) g(x) ≠ 0。
3. 连续性的定义- 函数f(x)在点a处连续,如果lim(x→a) f(x) = f(a)。
4. 间断点的类型- 可去间断点:函数在a点的左极限或右极限存在,但不等于f(a)。
- 跳跃间断点:函数在a点的左极限和右极限都存在,但两者不相等。
- 无穷间断点:函数在a点的左极限或右极限为无穷大。
二、导数与微分1. 导数的定义- 函数f(x)在点a处的导数定义为:f'(a) = lim(h→0) [(f(a+h)- f(a)) / h]。
2. 导数的几何意义- 导数表示函数在某点处的切线斜率。
3. 基本导数公式- (c)' = 0,其中c是常数。
- (x^n)' = nx^(n-1),其中n是实数。
- (sin(x))' = cos(x)。
- (cos(x))' = -sin(x)。
- (e^x)' = e^x。
4. 高阶导数- 高阶导数是一阶导数的导数,记作f''(x)。
导数典型例题导数作为考试内容的考察力度逐年增大.考点涉及到了导数的所有内容,如导数的定义,导数的几何意义、物理意义,用导数研究函数的单调性,求函数的最〔极〕值等等,考察的题型有客观题〔选择题、填空题〕、主观题〔解答题〕、考察的形式具有综合性和多样性的特点.并且,导数与传统内容如二次函数、二次方程、三角函数、不等式等的综合考察成为新的热点.一、与导数概念有关的问题【例1】函数f (x )=x (x -1) (x -2)…(x -100)在x=0处的导数值为 A.0 B.1002 C.200 D.100! 解法一 f '(0)=xf x f x ∆-∆+→∆)0()0(lim=xx x x x ∆--∆-∆-∆∆→∆0)100()2)(1(lim 0=lim 0→∆x (Δx -1)(Δx -2)…(Δx -100)=〔-1〕〔-2〕…〔-100〕=100! ∴选D.解法二 设f (x )=a 101x 101+ a 100x 100+…+ a 1x +a 0,那么f '(0)= a 1,而a 1=〔-1〕〔-2〕…〔-100〕=100!. ∴选D.点评 解法一是应用导数的定义直接求解,函数在某点的导数就是函数在这点平均变化率的极限.解法二是根据导数的四那么运算求导法那么使问题获解.【例2】 函数f (x )=nn n k k nn n nx c nx c k x c x c c 11212210++++++ ,n ∈N *,那么 xx f x f x ∆∆--∆+→∆)2()22(lim 0= .解 ∵xx f x f x ∆∆--∆+→∆)2()22(lim 0=2xf x f x ∆-∆+→∆2)2()22(lim+[]xf x f x ∆--∆-+→∆-)2()(2lim 0=2f '(2)+ f '(2)=3 f '(2),又∵f '(x )=1121--+++++n n n k kn n n x c x c x c c ,∴f '(2)=21〔2nn n k n k n n c c c c 222221+++++ 〕=21[(1+2)n -1]= 21(3n -1). 点评 导数定义中的“增量Δx 〞有多种形式,可以为正也可以为负,如xm x f x m x f x ∆--∆-→∆-)()(000lim,且其定义形式可以是xm x f x m x f x ∆--∆-→∆)()(000lim ,也可以是00)()(lim x x x f x f x --→∆〔令Δx =x -x 0得到〕,此题是导数的定义与多项式函数求导及二项式定理有关知识的综合题,连接交汇、自然,背景新颖.【例3】 如圆的半径以2 cm/s 的等速度增加,那么圆半径R =10 cm 时,圆面积增加的速度是 .解 ∵S =πR 2,而R =R (t ),t R '=2 cm/s ,∴t S '=t R )π(2'=2πR ·t R '=4πR ,∴t S '/R =10=4πR/R =10=40π cm 2/s.点评 R 是t 的函数,而圆面积增加的速度是相当于时间t 而言的〔R 是中间变量〕,此题易出现“∵S =πR 2,S '=2πR ,S '/R =10=20π cm 2/s 〞的错误.此题考察导数的物理意义及复合函数求导法那么,须注意导数的物理意义是距离对时间的变化率,它是表示瞬时速度,因速度是向量,故变化率可以为负值.2004年高考湖北卷理科第16题是一道与实际问题结合考察导数物理意义的填空题,据资料反映:许多考生在求出距离对时间的变化率是负值后,却在写出答案时居然将其中的负号舍去,以致痛失4分.二、与曲线的切线有关的问题【例4】 以正弦曲线y =sin x 上一点P 为切点的切线为直线l ,那么直线l 的倾斜角的范围是A.⎥⎦⎤⎢⎣⎡4π,0∪⎥⎦⎤⎢⎣⎡π,4π3 B. []π,0 C.⎥⎦⎤⎢⎣⎡4π3,4π D. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡4π,0∪⎥⎦⎤⎢⎣⎡4π3,2π 解 设过曲线y =sin x 上点P 的切线斜率角为α,由题意知,tan α=y '=cos x . ∵cos x ∈[-1,1], ∴tan α∈[-1,1],又α∈[)π,0,∴α∈⎥⎦⎤⎢⎣⎡4π,0∪⎥⎦⎤⎢⎣⎡π,4π3.应选A.点评 函数y =f (x )在点x 0处的导数f '(x 0)表示曲线,y =f (x )在点〔x 0,f (x 0)〕处的切线斜率,即k =tan α(α为切线的倾斜角),这就是导数的几何意义.此题假设不同时考虑正切函数的图像及直线倾斜角的范围,极易出错.【例5】 曲线y =x 3-ax 2的切线通过点〔0,1〕,且过点〔0,1〕的切线有两条,求实数a 的值.解 ∵点〔0,1〕不在曲线上,∴可设切点为〔m ,m 3-am 2〕.而y '=3x 2-2ax , ∴k 切=3m 3-2am ,那么切线方程为y =(3m 3-2am )x -2m 3-am 2. ∵切线过〔0,1〕,∴2m 3-am 2+1=0.(*)设〔*〕式左边为f (m ),∴f (m )=0,由过〔0,1〕点的切线有2条,可知f (m )=0有两个实数解,其等价于“f (m )有极值,且极大值乘以极小值等于0,且a ≠0〞.由f (m )=2m 3-am 2+1,得f '(m )= 6m 3-am 2=2m (3m -a ),令f '(m )=0,得m =0,m =3a, ∴a ≠0,f (0)·f (3a )=0,即a ≠0,-271a 3+1=0,∴a =3.点评 此题解答关键是把“切线有2条〞的“形〞转化为“方程有2个不同实根〞的“数〞,即数形结合,然后把三次方程〔*〕有两个不同实根予以转化.三次方程有三个不同实根等价于“极大值大于0,且极小值小于0〞.另外,对于求过某点的曲线的切线,应注意此点是否在曲线上.三、与函数的单调性、最〔极〕值有关的问题【例6】以下四图,都是同一坐标系中三次函数及其导函数的图像,其中一定不正确的序号是A.①、②B.①、③C.③、④D.①、④解由题意知导函数的图像是抛物线.导函数的值大于0,原函数在该区间为增函数;导函数的值小于0,原函数在该区间为减函数,而此抛物线与x轴的交点即是函数的极值点,把极值点左、右导数值的正负与三次函数在极值点左右的递增递减结合起来考虑,可知一定不正确的图形是③、④,应选C.点评f'(x)>0〔或<0〕只是函数f'(x)在该区间单递增〔或递减〕的充分条件,可导函数f'(x)在(a,b)上单调递增〔或递减〕的充要条件是:对任意x∈(a,b),都有f'(x)≥0(或≤0)且f'(x)在(a,b)的任意子区间上都不恒为零.利用此充要条件可以方便地解决“函数的单调性,反过来确定函数解析式中的参数的值域范围〞问题.此题考察函数的单调性可谓新颖别致.【例7】函数y=f(x)定义在区间〔-3,7〕上,其导函数如下图,那么函数y=f(x)在区间〔-3,7〕上极小值的个数是个.解如图,A、O、B、C、E这5个点是函数的极值点,观察这5个极值点左、右导数的正、负,可知O点、C点是极小值点,故在区间〔-3,7〕上函数y=f(x)的极小值个数是2个.点评导数f'(x)=0的点不一定是函数y=f(x)的极值点,如使f'(x)=0的点的左、右的导数值异号,那么是极值点,其中左正右负点是极大值点,左负右正点是极小值点.此题考察函数的极值可以称得上是匠心独运.【例8】设函数f(x)与数列{a n}满足关系:①a1>α,其中α是方程f(x)=x的实数根;②a n+1=f(a n),n∈N*;③f(x)的导数f'(x)∈〔0,1〕.〔1〕证明:a n>α,n∈N*;〔2〕判断a n与a n+1的大小,并证明你的结论.〔1〕证明:〔数学归纳法〕当n=1时,由题意知a1>α,∴原式成立.假设当n=k时,a k>α,成立.∵f'(x)>0,∴f(x)是单调递增函数.∴a k+1= f(a k)> f(α)=α,〔∵α是方程f(x)= x的实数根〕即当n=k+1时,原式成立.故对于任意自然数N *,原式均成立.〔2〕解:g (x )=x -f (x ),x ≥α,∴g '(x )=1-f '(x ),又∵0< f '(x )<1,∴g '(x )>0. ∴g '(x )在[)+∞,α上是单调递增函数.而g '(α)=α-f (α)=0,∴g '(x )>g (α) (x >α),即x >f (x ). 又由〔1〕知,a n >α,∴a n >f (a n )=a n+1.点评 此题是函数、方程、数列、导数等知识的自然链接,其中将导数知识融入数学归纳法,令人耳目一新.四、与不等式有关的问题【例9】 设x ≥0,比拟A =xe -x ,B =lg(1+x ),C =xx +1的大小.解 令f (x )=C -B=xx +1-lg(1+x ),那么f '(x )=xx x ++-+1)1(2)11(2>0,∴f (x )为[)+∞,0上的增函数,∴f (x )≥f (0)=0,∴C ≥B .令g (x )=B -A =lg(1+x )-xe -x,那么当x ≥0时,g '(x )=xx e x +---1)1(12≥0,∴g (x )为[)+∞,0上的增函数,∴g (x )≥g (0)=0,∴B ≥A .因此,C ≥B ≥A 〔x =0时等号成立〕.点评 运用导数比拟两式大小或证明不等式,常用设辅助函数法,如f (a )=φ(a ),要证明当x >a 时,有f (a )=φ(a ),那么只要设辅助函数F (x )= f (a )-φ(a ),然后证明F (x )在x >a 单调递减即可,并且这种设辅助函数法有时可使用屡次,2004年全国卷Ⅱ的压轴题就考察了此知识点.五、与实际应用问题有关的问题【例10】 某汽车厂有一条价值为a 万元的汽车生产线,现要通过技术改造来提高该生产线的生产能力,提高产品的增加值,经过市场调查,产品的增加值y 万元与技术改造投入x 万元之间满足:①y 与(a -x )和x 2的乘积成正比;②当2ax =时,y =a 3.并且技术改造投入比率:)(2x a x-∈(]t ,0,其中t 为常数,且t ∈(]2,0.〔1〕求y =f (x )的解析式及定义域;〔2〕求出产品的增加值y 的最大值及相应的x 值. 解:〔1〕由,设y =f (x )=k (a -x )x 2,∵当2a x =时,y = a 3,即a 3=k ·2a·42a ,∴k =8,那么f (x )=8-(a -x )x 2.∵0<)(2x a x -≤t ,解得0<x ≤122+t at .∴函数f (x )的定义域为0<x ≤122+t at.〔2〕∵f '(x )= -24x 2+16ax =x (-24x +16a ),令f '(x )=0,那么x =0〔舍去〕,32ax=,当0<x <32a 时,f '(x )>0,此时f (x )在〔0,32a 〕上单调递增; 当x >32a 时,f '(x )<0,此时f (x )是单调递减.∴当122+t at ≥32a 时,即1≤t ≤2时,y max =f (32a )=32732a ;当122+t at <32a 时,即0<t <1时,y max =f (122+t at )=323)12(32+t t a . 综上,当1≤t ≤2时,投入32a 万元,最大增加值是32732a ,当0<t <1时,投入122+t at万元,最大增加值是323)12(32+t t a . 点评 f '(x 0)=0,只是函数f (x )在x 0处有极值的必要条件,求实际问题的最值应先建立一个目标函数,并根据实际意义确定其定义域,然后根据问题的性质可以断定所建立的目标函数f (x )确有最大或最小值,并且一定在定义区间内取得,这时f (x )在定义区间内部又只有一个使f '(x 0)=0的点x 0,那么就不必判断x 0是否为极值点,取什么极值,可断定f (x 0)就是所求的最大或最小值.。