高等数学第四章习题详细解答答案

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习 题 4-1

1.求下列不定积分: (1)解:C x x x x x

x x x x

+-=-=-⎰⎰

-

2

5232

122d )5(d )51(

(2)解:⎰+x x x

d )32(2

C x

x x ++⋅+=

3

ln 296ln 622ln 24 (3)略. (4) 解:⎰

⎰⎰

-+-=+-x x x x x x x d )1(csc d 1

1d )cot 1

1(

2222

=C x x x +--cot arcsin

(5) 解:⎰x x

x

d 2103 C x x x

x

x x +=

==⎰⎰80

ln 80d 80d 810 (6) 解:x x d 2sin

2

=C x x x x ++=-=⎰sin 2

1

21d )cos 1(21 (7)⎰

+x x x x d sin cos 2cos C x x x x x x x x x x +--=-=+-=⎰⎰cos sin d )sin (cos d sin cos sin cos 22 (8) 解:⎰x x x x d sin cos 2cos 22⎰⎰-=-=x x

x x x x x x d )cos 1

sin 1(d sin cos sin cos 222222 C x x +--=tan cot

(9) 解: ⎰⎰

⎰-=-x x x x x x x x x d tan sec d sec d )tan (sec sec 2

=C x x +-sec tan

(10) 解:},,1max{)(x x f =设⎪⎩

⎨⎧>≤≤--<-=1,11,11,)(x x x x x x f 则.

上连续在),()(+∞-∞x f ,

)(x F 则必存在原函数,⎪⎪⎩⎪

⎪⎨⎧>+≤≤-+-<+-=1,21

11,1,21)(32212

x C x x C x x C x x F 须处处连续,有又)(x F

)21(lim )(lim 12121C x C x x x +-=+-+-→-→ ,,2

1

112C C +-=+-即 )(lim )21(lim 21321C x C x x x +=+-+→→ ,,12

123C C +=+即

,1C C =联立并令.1,2

1

32C C C C +==+可得

.1,12111,211,21},1max{2

2

⎪⎪⎪⎩

⎪⎨⎧>++≤≤-++-<+-=⎰x C x x C x x C x dx x 故

2. 解:设所求曲线方程为)(x f y =,其上任一点),(y x 处切线的斜率为

3d d x x

y

=,从而 ⎰+=

=C x x x y 4

34

1d 由0)0(=y ,得0=C ,因此所求曲线方程为 44

1x y =. 3.解:因为 x x x cos sin sin 212

='⎪⎭⎫ ⎝⎛,x x x sin cos cos 212='

⎪⎭

⎫ ⎝⎛-

x x x x cos sin 2sin 212cos 41=='

⎪⎭

⎝⎛-

所以

x 2sin 21、 x 2cos 21-、 x 2cos 4

1

-都是x x cos sin 的原函数.

习 题 4-2

1.填空. (1)

2

1x

x d = d (x 1- + C) (2)x x d 1 = d (x ln + C) (3)x e x d = d (x

e + C) (4) x x d sec 2 = d (x tan + C)

(5)x x d sin = d (x cos -+ C) (6) x x d cos = d (x sin + C) (7)

x x d 112

- = d (x arcsin + C) (8)

x x x d 12

- = d (21x -+ C)

(9)x x x d sec tan = d (x sec + C) (10)

x x d 1

1

2

+ = d (x arctan + C) (11)x x

x d )1(1

+ = d (2x arctan + C) (12) x x d = d (22

x + C)

2.求下列不定积分: (1) 解:

+x x x d 4

2

)4d()4(21

)24d(4

1

221

222++=++=⎰⎰

-x x x x

=C x C x ++=++4)4(2212

(2) 解:x x x d ln 4⎰C x x x +==⎰5ln )d(ln ln 54

(3) 解:⎰x x

e x

d 21C

e x e x x +-=-=⎰1

1)1

d(

(4) 解:⎰++x e e e x

x x d )22(32C e e e e e e x x

x x x x +++=

++=⎰

22

131)d()22(4332 (5) 解:

-2

94d x x C x x

x x x +=-=

-=⎰

23arcsin 31)23(1)

23d(

31)2

3(

12d 2

2

(6) 解:

x x x x

d )ln (ln 12⎰+C x

x x x x x +-==⎰ln 1)ln d()ln (12

(7) 解:

x x x x d ln ln ln 1⎰C x x x x x x +===⎰⎰ln ln ln )ln d(ln ln ln 1

)d(ln ln ln ln 1

(8) 解:⎰-+x e e x x

d 1C

e e e x x x +=+=⎰arctan )d(1

1

2 (9) 解:⎰x x d cos 4

x x

x x x d 4

2cos 2cos 21d )22cos 1(

22⎰⎰++=+= x x

x d )42cos 22cos 41(2++

=⎰ ++=42sin x x 1cos4d 8

x x +ò 3sin 284

x x =++

sin 432x C +

(10) 解:

x x

x x

x d cos sin cos sin 3

-+C x x x x x

x +-=--=⎰3

2

3

)cos (sin 2)cos d(sin cos sin 1

(11) 解:⎰x x d cos 3

⎰=x x x d cos cos 2

)d(sin sin 12

⎰-=x x C x

x +-=3

sin sin 3 (12) 解:

x x

x d 1102

arccos ⎰

--=-=⎰)d(arccos 10

arccos x x

C x

+10

ln 10arccos