数学分析课本(华师大三版)-习题及答案05

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数学分析课本(华师大三版)-习题及答案05第五章 导数和微分习题§5.1导数的概念1、已知直线运动方程为2510t t s +=,分别令01.0,1.0,1=∆t ,求从t=4至t t ∆+=4这一段时间内运动的平均速度及时的瞬时速度。

2、等速旋转的角速度等于旋转角与对应时间的比,试由此给出变速旋转的角速度的定义。

3、设4)(,0)(0='=x f x f ,试求极限xx x f x ∆+∆→∆)(lim 00。

4、设⎩⎨⎧<+≥=,3,,3,)(2x b ax x x x f 试确定的a,b 值,使f在x=3处可导。

5、试确定曲线y x ln =上哪些点的切线平行于下列直线:(1);1-=x y (2)32-=x y6、求下列曲线在指定点P 的切线方程与法线方程:(1)).1,0(,cos )2();1,2(,42p x y p x y ==7、求下列函数的导函数: ⎩⎨⎧<≥+==,0,1,0,1)()2(;)()1(3x x x x f xx f8、设函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=,0,0,0,1sin )(x x xx x f m(m 为正整数),试问:(1)m 等于何值时,f 在x=0连续;(2)m 等于何值时,f 在x=0可导; (3)m 等于何值时,f '在x=0连续。

9、求下列函数的稳定点:(1)f(x)=sinx-cosx ;(2)x x x f ln )(-=。

10、设函数f 在点0x 存在左右导数,试证明f 在点0x 连续。

11、设0)0()0(='=g g ,⎪⎩⎪⎨⎧=≠=,0,0,0,1sin )()(x x xx g x f求)0(f '。

12、设f 是定义在R 上的函数,而且对任何Rxx ∈21,,都有)()()(2121x f x f x x f =+。

若1)0(='f ,证明对任何R x ∈,都有)()(x f x f ='。

13、证明:若)(0x f '存在,则)(2)()(lim 000x f xx x f x x f x '=∆∆--∆+→∆ 14、证明:若函数f 在[a,b]上连续,而且f(a)=f(b)=K ,0)()(>''-+b f a f ,则在(a,b)内至少有一点ξ,使K f =)(ξ。

15、设有一吊桥,其铁链成抛物线型,而且端系于相距100米高度相同的支柱上,铁链之最低在悬点下10米处,求铁链与支柱所成的角。

16、在曲线3x y =上取一点P ,过点P 的切线与该曲线交于Q ,证明:曲线在Q 处的切线斜率正好是在P 处切线斜率的四倍。

§5.2 求导法则1、求下列函数在指定点的导数: (1)设523)(34++=x xx f ,求),1(),0(f f ''(2)设xxx f cos )(=,求),(),0(πf f '' (3)设xx f +=1)(,求),4(),1(),0(f f f '''2、求下列函数的导数:xx x y x x y xxy x x y xxy x x x y x e y x x y xx xmm x y nx x y x x x y x y x n c os sin 1)12(;arc tan )1()11(;ln 1ln 1)10(;c os 1)9(;tan )8();1)(13)(1()7(;c os )6(;log )5(;22)4(;)3(;11)2(;23)1(23233222++=+=-+=-==--+===+++=+=++-=+=3、求下列函数的导函数:;sin sin arc sin1)26(;)()()()25(;)sin sin(sin )24());n sin(sin(si )23(;)22(;2sin )21(;)20(;)19(;2)18(;)17();arc sin(sin )16(;11c ot )15(;)(arc tan )14(;1arc sin)13(;)(sin )12(;1sin)11(;4c os )10(;)c os (sin )9(;1111ln)8();1ln()7();1lg()6();ln(sin )5();ln(ln )4(;)11()3(;)1()2(;1)1(2221sin sin 122332233223232221xb a bx a b a y a x a x a x y xxxy x y x x x y x e y x y x y y e y x y xxarc y x y xy x y x y x y x x y xx x x y x x y x x y x y x y xx y x y x xy n xa n a a x x x x x ++-=---===++=======-+====+==+=-++--+=++=++===-+=-=-=-+Λ4、对下列各函数计算),1(),1(),(-'+''x f x f x f3;33)1()3(;)1()2(;)()1(xx f x x f x x f =-=+=5、已知g 为可导函数,a 为实数,试求下列函数f 的导数:))(()()4());(()()3());(()()2());(()()1(x xg g x f a xg g x f a g x g x f a g x g x f ==+=+=6、设f 为可导函数,证明:若x=1时有 )()(22x f dxd x f dx d =。

则必有0)1(='f 或f (1)=1。

7、定义双曲函数如下: 双曲正弦函数shx=2xx e e --;双曲余弦函数chx=2xx e e -+;双曲正切函数thx=chx shx;双曲余切函数cothx=shxchx 。

证明:(1))('shx =chx ; (2)shx chx =')(; (3)x ch thx 21)(='; (4)x sh x 21)(coth -='。

8、求下列函数的导数:(1)y=x sh 3; (2)y=ch (shx );(3)y=ln (chx ); (4)y=arctan (thx )。

9、以x sh 1-,x ch 1-,x th 1-,x 1coth -分别表示各双曲函数的反函数。

试求下列函数的导数:(1)y=x sh 1-; (2)y=x ch 1-;(3)y=x th 1-; (4)y=x 1coth -;(5)y=x th 1--x 1coth -; (6)y=)(tan 1x sh-。

§5.3 参变量函数的导数1、求下列由参变量方程所确定的导数dx dy : (1)⎩⎨⎧==t y t x 44sin ,cos 在t=0,2π处; (2)⎪⎩⎪⎨⎧+-=+=t t y t t x 11,1在t>0处。

2、设⎩⎨⎧-=-=).cos 1(),sin (t a y t t a x 求2|π=t dx dy ,π=t dxdy|。

3、设双曲方程x = 1 - 2t ,y = t - 2t ,求它在下列点处的切线方程与法线方程:(1)t=1; (2)t=22。

4、证明曲线⎩⎨⎧-=+=)cos (sin ),sin (cos t t t a y t t t a x 上任一点的法线到原点距离等于a 。

5、证明:圆r=)0(sin 2>a a θ上任一点的切线与向径的夹角等于向径的极角。

6、求心形线r=)cos 1(θ+a 的切线与切点向径之间的夹角。

§5.4 高阶导数1、求下列函数在指定点的高阶导数: (1)f (x )=954323--+x x x ,求)1(),1(),1()4(ff f ''''';(2)f (x )=21xx+,求).1(),1(),0(-''''''f f f 。

2、设函数f 在点x=1处二阶可导,证明:若0)1(,0)1(=''='f f ,则在x=1处有)()(2222x f dxd x f dx d =。

3、求下列函数的高阶导数:(1)f (x )=xlnx ,求)(x f ''; (2)f (x )=2x e -,求)(x f ''';(3)f (x )=ln (1+x ),求)()5(x f; (4)f (x )=xe x 3,求)()10(x f。

4、设f 为二阶可导函数,求下列各函数的二阶导数;(1)y=f (lnx ); (2)y=+∈N n xf n),(; (3)y=f (f (x ))。

5、求下列函数的n 阶导数:(1)y=lnx ; (2)y=)1,0(≠>a a ax;(3)y=)1(1x x -; (4)y=x x ln ;(5)f (x )=xx n -1; (6)y=ba bx eax,(sin 均为实数)。

6、求由下列参量方程所确定的函数的二阶导数22dx yd :(1)⎩⎨⎧==;sin ,cos 33t a y t a x (2)⎩⎨⎧==.sin ,cos t e y t e x tt7、研究函数f (x )=||3x 在x=0处的各阶导数。

8、设函数y=f (x )在点x 二阶可导,且)(≠'x f 。

若f (x )存在反函数x=)(1y f-,试用)(),(x f x f '''以及)(x f '''表示)()(1y f'''-。

9、设y=arctanx 。

(1)证明它满足方程02)1(2='+''+y x y x ;(2)求0)(|=x n y。

10、设y=arcsinx(1)证明它满足方程)0(0)12()1()(2)1()2(2≥=-+--++n y n y n y x n n n ;(2)求0)(|=x n y。

11、证明:函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=-0,0,0,)(21x x e x f x在x=0处n 阶可导且0)0()(=n f ,其中n 为任意正整数。

§5.5 微分1、若x=1,而Δx=0.1,0.01。

问对于y=2x ,Δy 与dy 之差分别是多少?2、求下列函数微分: (1)y =432312x x xx +-+; (2)y =xlnx – x ;(3)y =xx2cos 2; (4)y =21x x -;(5)y =bxeaxsin ; (6)y =21arcsinx -。