高等数学基础作业3答案

  • 格式:doc
  • 大小:303.00 KB
  • 文档页数:4

第4章 导数的应用
(一)单项选择题

⒈若函数)(xf满足条件(D),则存在),(ba,使得abafbff)()()(.
A. 在),(ba内连续 B. 在),(ba内可导
C. 在),(ba内连续且可导 D. 在],[ba内连续,在),(ba内可导
⒉函数14)(2xxxf的单调增加区间是(D ).
A. )2,( B. )1,1(
C. ),2( D. ),2(
⒊函数542xxy在区间)6,6(内满足(A ).
A. 先单调下降再单调上升 B. 单调下降
C. 先单调上升再单调下降 D. 单调上升
⒋函数)(xf满足0)(xf的点,一定是)(xf的(C ).

A. 间断点 B. 极值点
C. 驻点 D. 拐点
⒌设)(xf在),(ba内有连续的二阶导数,),(0bax,若)(xf满足( C ),则)(xf在

0
x
取到极小值.
A. 0)(,0)(00xfxf B. 0)(,0)(00xfxf
C. 0)(,0)(00xfxf D. 0)(,0)(00xfxf
⒍设)(xf在),(ba内有连续的二阶导数,且0)(,0)(xfxf,则)(xf在此区间内
是( A ).
A. 单调减少且是凸的 B. 单调减少且是凹的
C. 单调增加且是凸的 D. 单调增加且是凹的

(二)填空题
⒈设)(xf在),(ba内可导,),(0bax,且当0xx时0)(xf,当0xx时
0)(xf,则0x是)(xf
的 极小值 点.
⒉若函数)(xf在点0x可导,且0x是)(xf的极值点,则)(0xf 0 .
⒊函数)1ln(2xy的单调减少区间是)0,(.
⒋函数2e)(xxf的单调增加区间是),0(
⒌若函数)(xf在],[ba内恒有0)(xf,则)(xf在],[ba上的最大值是)(af.
⒍函数3352)(xxxf的拐点是 x=0 .
(三)计算题
⒈求函数2)5)(1(xxy的单调区间和极值.
解: ])5)[(1()5(])1[(22xxxxy
)5)(1(2)5(2xxx
)1-)(5(3xx
令0y,得驻点5,1xx.
列表(见右列表): 在)1,(上0y,在)5,1(上0y,在),5(上0y.由此可知函数y在)1,(和),5(上单调增加,在)5,1(上单调减少.1x是极大值点,极大值为32)1(y,5x是极小值点,极小值为0)5(y. ⒉求函数322xxy在区间]3,0[内的极值点,并求最大值和最小值. 解:)1(222xxy 令0y,得驻点1x.在)1,(上0y,在),1(上0y.所以1x是极小值点.此时有6)3(,2)1(,3)0(fff,所以最大值为6,最小值为2. ⒊求曲线xy22上的点,使其到点)0,2(A的距离最短. 解: 设曲线上的点为),(yx,则该点到点)0,2(A的距离为 22)0()2(yxd d与2d有相同的最小值点 222)2(yxd 因为xy22,所以 422)2(222xxxxd 22)(2xd 令0)(2d,得1x,容易验证该点是最小值点。此时 2y 即曲线上的点)2,1(与点)2,1(到点)0,2(A的距离最短. ⒋圆柱体上底的中心到下底的边沿的距离为L,问当底半径与高分别为多少时,圆柱体的体积最大? 解:如图所示,圆柱体高h与底半径r满足 222Lrh 圆柱体的体积公式为 hrV2 将222hLr代入得 hhLV)(22 求导得 )3())(2(22222hLhLhV 令0V得Lh33,并由此解出Lr36。即当底半径Lr36,高Lh33时,圆柱体的体积最大. ⒌一体积为V的圆柱体,问底半径与高各为多少时表面积最小? 解:设圆柱体的底半径为r,高为h,则表面积为 rhrSπ2π22 因为Vhr2π,即2πrVh,所以 x )1,( 1 (1,5) 5
),5(
y

+ 0 - 0 +

y
单调上升 32(极大值) 单调下降 0(极小值) 单调上升

L
r
VrS2
π2
2


2
2π4rV
rS

令0S,得3π2Vr,容易验证该点是最小值点。此时
3
2
π

4πVrV
h

即圆柱体的底半径3π2Vr与高3π4Vh时表面积最小.
⒍欲做一个底为正方形,容积为62.5立方米的长方体开口容器,怎样做法用料最省?
解:设正方形的底边为x,高为y,则表面积为

xyxS42

因为5.622yx,即25.62xy,所以

x
xS2502

2
250
2xxS

令0S,得5x,容易验证该点是最小值点。此时
5.2255.62y
即正方形的底边为5x,高为5.2y时用料最省.
(四)证明题
⒈当0x时,证明不等式)1ln(xx.
证:设)1ln()(xxxF,有

xxxxF11
1
1)(

显然,当0x时,0)(xF,所以)(xF单调增加,由此可得
)0()(FxF
因为
0)01ln(0)0(F

所以
0)(xF


0)1ln(xx

由此得
)1ln(xx

⒉当0x时,证明不等式1exx.
证:设)1(e)(xxFx,有
1e)(xxF
显然,当0x时,0)(xF,所以)(xF单调增加,由此可得
)0()(FxF
因为
0)10(e)0(0F
所以
0)(xF

0)1(ex
x

由此得
1ex
x