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高等数学基础形考作业1答案
第1章 函数
C. y?x2 D. y????1,x?0
1,x?0?⒌下列极限存计算不正确的是(D).
第2章 极限与连续
(一)单项选择题
⒈下列各函数对中,(C)中的两个函数相等.
2 A. f(x)?(x),g(x)?x B. f(x)?x2?1 B. limln(1?x)?0 A. lim2x??x?2x?0 C. limsinx1?0 D. limxsin?0
x??x??xxx2,g(x)?x
x?1 x?12⒍当x?0时,变量(C)是无穷小量.
C. f(x)?lnx,g(x)?3lnx D. f(x)?x?1,g(x)?3⒉设函数f(x)的定义域为(??,??),则函数f(x)?f(?x)的图形关于(C)对称. A. 坐标原点 B. x轴
sinx1 B. xx1 C. xsin D. ln(x?2)
x A.
⒎若函数f(x)在点x0满足(A),则f(x)在点x0连续。
A. limf(x)?f(x0) B. f(x)在点x0的某个邻域内有定义
x?x0 C. y轴 D. y?x ⒊下列函数中为奇函数是(B).
C. lim?f(x)?f(x0) D. lim?f(x)?lim?f(x)
x?x0x?x0x?x0
A. y?ln(1?x) B. y?xcosx
2(二)填空题
ax?a?x C. y? D. y?ln(1?x)
2 ⒋下列函数中为基本初等函数是(C).
⒉已知函数f(x?1)?x?x,则f(x)? x2-x .
2⒈函数f(x)?x2?9?ln(1?x)的定义域是?3,???.
x?3 A. y?x?1 B. y??x
1x⒊lim(1?)?e2. x??2x-可编辑修改-
1精选
1?x?⒋若函数f(x)??(1?x),x?0,在x?0处连续,则k? e .
?x?0?x?k,解: D A R O h E
B
⒌函数y???x?1,x?0的间断点是x?0.
?sinx,x?0⒍若limf(x)?A,则当x?x0时,f(x)?A称为x?x?x0x0时的无穷小量。
(三)计算题
⒈设函数
C
?e,x?0 f(x)???x,x?0求:f(?2),f(0),f(1).
解:f??2???2,f?0??0,f?1??e?e
1x设梯形ABCD即为题中要求的梯形,设高为h,即OE=h,下底CD=2R 直角三角形AOE中,利用勾股定理得
AE?OA2?OE2?R2?h2
则上底=2AE?2R2?h2 ⒉求函数y?lg2x?1的定义域. x?2x?1??x?0??2x?11?解:y?lg有意义,要求?解得?x?或x?0
x2??x?0???x?0? 则定义域为?x|x?0或x?x2?1⒌求lim.
x??1sin(x?1)⒊在半径为R的半圆内内接一梯形,梯形的一个底边与半圆的直径重合,另一底边的两
个端点在半圆上,试将梯形的面积表示成其高的函数.
-可编辑修改-
??1?? 2?h2R?2R2?h2?hR?R2?h2 2sin3x⒋求lim.
x?0sin2xsin3xsin3x?3xsin3x3133解:lim?lim3x?lim3x?=??
x?0sin2xx?0sin2xx?0sin2x2122?2x2x2x故S?????精选
解:limx?1(x?1)(x?1)x?1?1?1?lim?lim???2
x??1sin(x?1)x??1sin(x?1)x??1sin(x?1)1x?1讨论f(x)的连续性。
2?(x?2)2,x?1?f(x)??x,?1?x?1
?x?1,x??1?tan3x.
x?0xtan3xsin3x1sin3x11解:lim?lim?lim??3?1??3?3
x?0x?0xxcos3xx?03xcos3x1⒍求lim解:分别对分段点x??1,x?1处讨论连续性 (1)
x??1?1?x2?1⒎求lim.
x?0sinxlimf?x??limx??1x??1?x??1?1?x?1(1?x?1)(1?x?1)xlim?lim?lim解:x?0x?0x?0sinx(1?x2?1)sinx(1?x2?1)sinx0 ?lim??0
x?0sinx?1?1??1(1?x2?1)xx?1x⒏求lim().
x??x?31111?(1?)x[(1?)?x]?1x?1xe?1xxx?x解:lim()?lim()?lim?lim?3?e?4 xx??x?3x??x??x??33e11?(1?)x[(1?)3]3xxx3x2?6x?8⒐求lim2.
x?4x?5x?42222
x??1?limf?x??lim?x?1???1?1?0x??1?x??1?
x所以limf?x??limf?x?,即f?x?在x??1处不连续 (2)
x?1?x?1?limf?x??lim?x?2???1?2??1x?1?x?1?22limf?x??limx?1f?1??1
所以limf?x??limf?x??f?1?即f?x?在x?1处连续
x?1?x?1?由(1)(2)得f?x?在除点x??1外均连续
x?4??x?2?x2?6x?8x?24?22?解:lim2?lim?lim??
x?4x?5x?4x?4?x?4??x?1?x?4x?14?13⒑设函数
高等数学基础作业2答案:
第3章 导数与微分
(一)单项选择题
-可编辑修改-
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⒈设f(0)?0且极限limx?0f(x)f(x)存在,则lim?(C).
x?0xx A. f(0) B. f?(0) C. f?(x) D. 0cvx ⒉设f(x)在x0可导,则lim1?2?xsin,x?0 ⒈设函数f(x)??,则f?(0)? 0 . x?x?0?0, ⒉设f(e)?ex2x?5ex,则
df(lnx)2lnx5??dxxx。
h?0f(x0?2h)?f(x0)?(D).
2h ⒊曲线f(x)?x?1在(1,2)处的切线斜率是k?
1。 2
A. ?2f?(x0) B. f?(x0) C. 2f?(x0) D. ?f?(x0)
⒋曲线f(x)?sinx在( ⒌设y?x2xπ,1)处的切线方程是y?1。 22xf(1??x)?f(1)?(A).
?x?0?x11 A. e B. 2e C. e D. e
24 ⒊设f(x)?e,则limx,则y??2x(1?lnx)
⒍设y?xlnx,则y???1。 x ⒋设f(x)?x(x?1)(x?2)?(x?99),则f?(0)?(D).
(三)计算题
A. 99 B. ?99 C. 99! D. ?99!
⒈求下列函数的导数y?:
⒌下列结论中正确的是(C).
x⑴y?(xx?3)e
A. 若f(x)在点x0有极限,则在点x0可导. B. 若f(x)在点x0连续,则在点x0可导.
C. 若f(x)在点x0可导,则在点x0有极限. D. 若f(x)在点x0有极限,则在点x0连续.
解:y???xx?3ex?xx?3?ex?2?????31x ?(x?3)e?x2e
2x32⑵y?cotx?xlnx 解:y???cotx?
?????x2?lnx?x2?lnx???csc2x?x?2xlnx
(二)填空题
-可编辑修改-
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x2⑶y?
lnx?sy??x??x?x2?3x??sx?x2??3x??3?x23x(cosx?2x)?(sinx?x2)3xln3?
32xi???x?lnx?x?lnx?2xlnx?x?解:y??
22⑻y?etanx?lnx 解:y??ln2xln2xcosx?2x⑷y? 3x解
:
?e?x?ex1? tanx?e?tanx???lnx??etanx?cos2xxx??x?cy??x?2x?x3??cox?2x??x3?os??⒉求下列函数的导数y?:
?x?32
s⑴y?e解:y??⑵yx
xx(?sinx?2xln2)?3(cosx?2x)?
x4lnx?x2⑸y?
sinx解
:
?e???e?x?1?11?x2?ex 22x?lncosx
解:y??1??sinx???sinx??tanx cosxcos?lnx?x?y??24?1sx(?2x)?(x?x2)c2sinx??lnx?x??sx?x?2s2xsx?x
i⑶y?iiloix xx⑹y?x?sinxlnx 解:y???x????sinx??lnx?sinx?lnx???4x43?sinx?cosxlnx x??1?7?788解:y????x???8x
??⑷y?sin2x
sinx?x2⑺y? x3解
:
解:y??2sin⑸y?x?sinx??2sinx?cosx?2sin2x
?sinx2
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解:
y??cosx2?2x?2xcosx ⑹
y?cosex2
y???sinex2解:?ex2????2xex2sinex2
⑺y?sinnxcosnx 解
y???sinnx??cosnx?sinnx?cosnx???nsn?1xcxcnx?nsnxsnx)
⑻
y?5sinx
解:y??5sinxln5?cosx?ln5cosx5sinx
⑼y?ecosx
解:y??ecosx??sinx???sinxecosx
⒊在下列方程中,y?y(x)是由方程确定的函数,求y?:⑴ycosx?e2y
解:y?cosx?ysinx?2e2yy? y??ysinxcosx?2e2y ⑵y?cosylnx
解:y??siny.y?lnx?cosy.1cosyx y??x(1?sinylnx)
⑶2xsiny?x2y
2解:2xcoy.ys??2siy?n2yx?x2y? y?(2xcosy?x2yxy2y2)?y2?2siny
y??2xy?2ysiny2xy2cosy?x2 :
⑷y?x?lny
i解:yo??yo??1 y?i?yi?1
nsyy⑸lnx?ey?y2 解:
1x?eyy??2yy? y??1x(2y?ey) ⑹y2?1?exsiny
2yy??excosy.y??siny.ex y??ex解:siny2y?excosy ⑺ey?ex?y3
解:eyy??ex?3y2y? y??ex2ey?3y
⑻y?5x?2y
-可编辑修改-
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5xln5解:y??5ln5?y?2ln2 y?? y1?2ln2xy1?11?1??31?322解:y??x y???????x??x2
22?2?4⑵y⒋求下列函数的微分dy:(注:dy?⑴y?cotx?cscx 解:y??y?dx)
?1cosx?)dx 22?3x
x解:y??3ln3 y???ln3?3x?ln3?ln23?3x
?csc2x?cscxcotx dy?(⑵y?lnxsinx
1xsinx?lnxcosx解:y??sin2x⑶y?sin2x 解:y??2sinxcosx ⑹y?tanex
解:y??sec2ex?ex
⒌求下列函数的二阶导数: ⑴y?x
cosxsinx1sinx?lnxcosx dy?xsin2xdx dy?2sinxcosxdx
dy?sec2ex3?exdx?ex3sec2exdx⑶y?lnx
解:y??1x y????1x2 ⑷y?xsinx
解:y??sinx?xcosx y???cosx?cosx?x??sinx??2cosx?xsinx (四)证明题
设f(x)是可导的奇函数,试证f?(x)是偶函数.
证:因为f(x)是奇函数 所以f(?x)??f(x)
两边导数得:f?(?x)(?1)??f?(x)?f?(?x)?f(x) 所以f?(x)是偶函数。
高等数学基础形考作业3答案:
第4章 导数的应用
(一)单项选择题
⒈若函数f(x)满足条件(D),则存在??(a,b),使得f?(?)?f(b)?f(a)b?a.-可编辑修改-
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A. 在(a,b)内连续 B. 在(a,b)内可导
C. 在(a,b)内连续且可导 D. 在[a,b]内连续,在(a,b)内可导 ⒉函数f(x)?x?4x?1的单调增加区间是(D ). A. (??,2) B. (?1,1) C. (2,??) D. (?2,??) ⒊函数y?x?4x?5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f(x)满足f?(x)?0的点,一定是f(x)的(C ). A. 间断点 B. 极值点 C. 驻点 D. 拐点
22 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f(x)在(a,b)内可导,x0?(a,b),且当x?x0时f?(x)?0,当x?x0时
f?(x)?0,则x0是f(x)的 极小值 点.
⒉若函数f(x)在点x0可导,且x0是f(x)的极值点,则f?(x0)? 0 . ⒊函数y?ln(1?x)的单调减少区间是(??,0). ⒋函数f(x)?ex的单调增加区间是(0,??)
⒌若函数f(x)在[a,b]内恒有f?(x)?0,则f(x)在[a,b]上的最大值是f(a). ⒍函数f(x)?2?5x?3x的拐点是?0,2?
322x0?(a,b),⒌设f(x)在(a,b)内有连续的二阶导数,若f(x)满足( C ),则f(x)在x0取到极小值.
A. f?(x0)?0,f??(x0)?0 B. f?(x0)?0,f??(x0)?0 C. f?(x0)?0,f??(x0)?0 D. f?(x0)?0,f??(x0)?0
⒍设f(x)在(a,b)内有连续的二阶导数,且f?(x)?0,f??(x)?0,则f(x)在此区间内是( A ).
(三)计算题
⒈求函数y?(x?1)(x?5)的单调区间和极值. 解:令y??2?x?5?2?(x?1)?2?(x?5)?3(x?5)(x?1)
?驻点x?1,x?5
-可编辑修改-
精选 列表: X (??,1) + 上升 1 0 极大值(1,5) — 下降 5 0 极小值(5,??) + 上升 ?最小值2f(1)?2
y? y 3.求曲线y?2x上的点,使其到点A(2,0)的距离最短. 解:设p(x,y)是y?2x上的点,d为p到A点的距离,则:
2极大值:
f(1)?32 32 极小值:f(5)?0
⒉求函数y?x2?2x?3在区间[0,3]内的极值点,并求最大值和最小值. 解:令:y??2x?2?0?x?1(驻点),列表: x (0,1) 1 (1,3) y? + 0 — y 上升 极大值2 下降 y?x2?2x?3??x?1?2?2 f(0)?3f(3)?6f(1)?2
?极值点:f?1??2 ?最大值f(3)?6 0 d?(x?2)2?y2?(x?2)2?2x 令d??2(x?2)?22(x?2)2?2x?x?1(x?2)2?2x?0?x?1?y??2 ?y2?2x上点(1,2)或?1,-2?到点A(2,0)的距离最短。。
4.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:设园柱体半径为R,高为h,则体积V??R2h??(L2?h2)h
令:V???[h(?2h)?L2?h2]??[L2?3h2]?0?L?3hhR?23L?当h?3,R?233L时其体积最大。 5.一体积为V的圆柱体,问底半径与高各为多少时表面积最小? 解:设园柱体半径为R,高为h,则体积V??R2h
S表面积?2?Rh?2?R2?2VR?2?R2 -可编辑修改-
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令:S???2VR?2?4?R?0VV4V??R3?R?3 h?3
2?2??
f?(x)?ex?1?0(当x?0时)?当x?0时,f(x)单调上升且f(0)?答:当R?3V4V h?3时表面积最大。 2???f(x)?0,即ex?(x?1)
6.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? 高等数学基础形考作业4答案:
解:设底长为x,高为h。则:
62.5?x2h?h?62.5x2 侧面积为:S?x2?4xh?x2?250x 令S??2x?250x2?0?x3?125?x?5
答:当底连长为5米,高为2.5米时用料最省。
(四)证明题
⒈当x?0时,证明不等式x?ln(1?x). 证:在区间
?1,1?x?上对函数f?x??lnx应用拉格朗日定理,有
ln?1?x??ln1?1?x
其中1???1?x,故1??1,于是由上式可得x?ln(1?x)
⒉当x?0时,证明不等式ex?x?1. 证:设f(x)?ex?(x?1)
第5章 不定积分 第6章 定积分及其应用
(一)单项选择题
⒈若f(x)的一个原函数是1x,则f?(x)?(D). A. lnx B. ?1x2
C. 1x D. 2x3
⒉下列等式成立的是(D). A
?f?(x)dx?f(x) B. ?df(x)?f(x)C.
d?f(x)dx?f(x) D.
ddx?f(x)dx?f(x) ⒊若f(x)?cosx,则
?f?(x)dx?(B).
A. sinx?c B. cosx?c
-可编辑修改-
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C. ?sinx?c D. ?cosx?c ⒋
⒋(tanx)?dx?tanx?c。 ⒌若
?dx2f(x3)dx?(B). ?dx323?f(x)dx?cos3x?c,则f?(x)??9cos(3x)。
A. f(x) B. xf(x) C.
11f(x) D. f(x3) 3315(sinx?)dx?3 ??32??1⒎若无穷积分?dx收敛,则p?0。 p1x⒍
3⒌若
?f(x)dx?F(x)?c,则?1xf(x)dx?(B).
(三)计算题
cosA. F(x)?c B. 2F(x)?c C. F(2x)?c D.
⒈
?1xdx??cos1d(1)??sin1?c
?xxxx2x1xF(x)?c
⒉
?exdx?2?exdx?2ex?c
⒍下列无穷限积分收敛的是(D). ⒊
??11dx??xlnx?lnxd(lnx)?ln(lnx)?c
A.
???11dx B. x⒋
?0edx
x?xsin2xdx????1C.
???11dx D. x?1dx x211111??xdcos2x??xcos2x?cos2xdx??xcos2x?sin2??22224
(二)填空题
⒈函数f(x)的不定积分是
⒌
?e1?f(x)dx。
⒍
e3?lnx1dx??1(3?lnx)d(3?lnx)?(3?lnx)x2e1?7 2⒉若函数F(x)与G(x)是同一函数的原函数,则F(x)与G(x)之间有关系式
?10xe?2x1?2x111?2x113?21dx??ex??0edx??e?2?e?2x1??e? 00222444F(x)?G(x)?c(常数)。
x⒊dedx?e。
⒎
?e1?2x2ee?1211ex21ee21?122?xlnxdx??1lnxdx?lnx??1xdx??e??e? ?122222?21?4?4-可编辑修改-
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e⒏
?elnxx2dx??1xlnxe??e1112dx??11e?x??2e?1 1x1(四)证明题
⒈证明:若f(x)在[?a,a]上可积并为奇函数,则?a?af(x)dx?0.
证:令x??t?aa?af(x)dx????aaf(?t)dt??a?af(?t)dt????af(t)dt
??aaa?af(x)dx????af(x)dx???af(x)dx?0 证毕
⒉证明:若f(x)在[?a,a]上可积并为偶函数,则?aa?af(x)dx?2?0f(x)dx.证:
?a0a?af(x)dx???af(x)dx??0f(x)dx
令x??t,则?0?0f(?t)dt??a?af(x)dx??a0f(t)dt?f(x)是偶函数
?a(x)dx??0f(x)dx??af(x)dx??aaa?af?a00f(x)dx??0f(x)dx?2?0f(x)dx
证毕-可编辑修改-
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高等数学(1)学习辅导(一) 第一章 函数
⒈理解函数的概念;掌握函数y?f(x)中符号f ( )的含义;了解函数的两要素;会求函数的定义域及函数值;会判断两个函数是否相等。 两个函数相等的充分必要条件是定义域相等且对应关系相同。 ⒉了解函数的主要性质,即单调性、奇偶性、有界性和周期性。
若对任意x,有f(?x)?f(x),则f(x)称为偶函数,偶函数的图形关于y轴对称。
④对数函数:
y?logax(a?0,a?1)
⑤三角函数:sinx,cosx,tanx,cotx ⑥反三角函数:arcsinx,arccosx,arctanx
⒋了解复合函数、初等函数的概念,会把一个复合函数分解成较简单的函数。 如函数
y?earctan(1?x)
u2y?e可以分解,u?v,v?arctanw,w?1?x。分解后的函数前三个都是基本
2初等函数,而第四个函数是常数函数和幂函数的和。 ⒌会列简单的应用问题的函数关系式。
若对任意x,有f(?x)??f(x),则f(x)称为奇函数,奇函数的图形关于原点对称。 例题选解 掌握奇偶函数的判别方法。
掌握单调函数、有界函数及周期函数的图形特点。
⒊熟练掌握基本初等函数的解析表达式、定义域、主要性质和图形。 基本初等函数是指以下几种类型:
①常数函数:y?c
?y?x②幂函数:
xy?a③指数函数:
一、填空题
1f()?x?1?x2(x?0)x⒈设,则f(x)? 。
t?解:设
11x?x,则t,得
(?为实数) (a?0,a?1)
111?1?t2f(t)??1?2?ttt
1?1?x2f(x)?x故。
-可编辑修改-
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1f(x)??5?xln(x?2)⒉函数的定义域是 。
解:对函数的第一项,要求x?2?0且ln(x?2)?0,即x?2且x?3;对函数的第二项,要求5?x?0,即x?5。取公共部分,得函数定义域为(2,3)?(3,5]。 ⒊函数f(x)的定义域为[0,1],则f(lnx)的定义域是 。
22f(x)?lnx,g(x)?2lnx; f(x)?x,g(x)?x A.; B.
x2?1f(x)?,g(x)?x?13f(x)?lnx,g(x)?3lnxx?1C.; D.
解:A中两函数的对应关系不同,
x2?x?x, B, D三个选项中的每对函数的定
义域都不同,所以A B, D都不是正确的选项;而选项C中的函数定义域相等,且对应解:要使f(lnx)有意义,必须使0?lnx?1,由此得f(lnx)定义域为[1,e]。
关系相同,故选项C正确。
y?x2?9 ⒉设函数f(x)的定义域为(??,??),则函数f(x)-f(?x)的图形关于(⒋函数
x?3的定义域为 。
对称。
y?x2?9?x?3解:要使
x?3有意义,必须满足x2?9?0?且x?3?0,即?x?3成立,
A.y=x; B.x轴; C.y轴; D.坐标原点 ??x?3或x??3解:设F(x)?f(x)?f(?x),则对任意x有
解不等式方程组,得出?x?3,故得出函数的定义域为(??,?3]?(3,??)。
F(?x)?f(?x)?f(?(?x))?f(?x)?f(x)??(f(x)?f(?x))??F(x)
(x)?ax?a?xf⒌设2,则函数的图形关于 对称。
即F(x)是奇函数,故图形关于原点对称。选项D正确。
解:f(x)的定义域为(??,??) ,且有
3.设函数f(x)的定义域是全体实数,则函数f(x)?f(?x)是( ). a?x?a?(?x)(?x)?a?x?axax?a?xf A.单调减函数; B.有界函数; 2?2?2?f(x)
C.偶函数; D.周期函数 即f(x)是偶函数,故图形关于y轴对称。 解:A, B, D三个选项都不一定满足。
二、单项选择题
设F(x)?f(x)?f(?x),则对任意x有
⒈下列各对函数中,( )是相同的。
F(?x)?f(?x)?f(?(?x))?f(?x)?f(x)?f(x)?f(?x)?F(x)
-可编辑修改-
)精选
即F(x)是偶函数,故选项C正确。
f(x)?xax?1⒋函数ax?1(a?0,a?1)( )
A.是奇函数; B. 是偶函数;
C.既奇函数又是偶函数; D.是非奇非偶函数。
解:利用奇偶函数的定义进行验证。
?x?xxxf(?x)?(?x)a?1a?x?1??xa(1?a)a?x(1?ax)?xa?1ax?1?f(x)
所以B正确。
f(x?1)?x21⒌若函数
x?x2,则f(x)?( ) A.x2; B. x2?2;
C.(x?1)2; D. x2?1。
x2?1解:因为
x2?x2?2?1x2?2?(x?1x)2?2
f(x?1)?(x?1)2?2所以xx
则
f(x)?x2?2,故选项B正确。 第二章 极限与连续
⒈知道数列极限的“??N”定义;了解函数极限的描述性定义。⒉理解无穷小量的概念;了解无穷小量的运算性质及其与无穷大量的关系;知道无穷小量的比较。
无穷小量的运算性质主要有:
①有限个无穷小量的代数和是无穷小量;
②有限个无穷小量的乘积是无穷小量;
③无穷小量和有界变量的乘积是无穷小量。
⒊熟练掌握极限的计算方法:包括极限的四则运算法则,消去极限式中的不定因子,利用无穷小量的运算性质,有理化根式,两个重要极限,函数的连续性等方法。 求极限有几种典型的类型
klima2?x?a(a2?xk?a)(a2?xk?a)xk?lim1(1)
x?0x?0xk(a2?xk?a)?2a
limx2?ax?b(x?x0)(x?x1)(2)x?xx?x?lim0?x?x?x0?x10x0x0 ?n?mlimaxn?a?1?001xn???an?1x?an?a0x?x??n?m0b0xm?b1xm?1???bm?1x?bm?b0(3)
???n?m
⒋熟练掌握两个重要极限:
limsinx x?0x?1
-可编辑修改-
精选
11xlim(1?)?elim(1?x)x?ex??x (或x?0)
x?x0x?x0若f(x)在点的左、右极限有一个不存在,则称为f(x)的第二类间断点。
⒍理解连续函数的和、差、积、商(分母不为0)及复合仍是连续函数,初等函数在
重要极限的一般形式:
其定义域内连续的结论,知道闭区间上连续函数的几个结论。
sin?(x)?1?(x)?0?(x)
lim11f(x)lim(1?)?elim(1?g(x))g(x)?ef(x)??f(x) (或g(x)?0)
典型例题解析
利用两个重要极限求极限,往往需要作适当的变换,将所求极限的函数变形为重要极
限或重要极限的扩展形式,再利用重要极限的结论和极限的四则运算法则,如
一、填空题
sinxsinxlimsinx11x?0x1lim?lim?x???x?0sin3xx?03sin3xsin3x33limx?03x3x
2x222?2?1?(1?)lim[(1?)]??x?2xe2x??xxxlim()?lim??lim???1?e3?x??x?1x??x??11?x?1e?1?1?(1?)xlim[(1?)]x????xx?x??
⒌理解函数连续性的定义;会判断函数在一点的连续性;会求函数的连续区间;了解函数间断点的概念;会对函数的间断点进行分类。 间断点的分类: 已知点
xxx2sin ⒈极限x?0limsinx1x? 。
1x?lim(xsin1x)?limxsin1?limx?0?1?0limx?0x?0xsinxxx?0sinx解:x?0sinx
x2sinlimxsin1?0x(无穷小量乘以有界变量等于无穷小量)
注意:x?0limx?x0x111?lim???1x?0sinxx?0sinxsinx1sinxlimlimx?0xx,其中x?0x=1是第一个重要极限。
是的间断点,
x?x0x?x0若f(x)在点的左、右极限都存在,则称为f(x)的第一类间断点;
-可编辑修改-
精选
1??xsinf(x)??x??x?1⒉函数
x?0x?0的间断点是x? 。
limxsinx?01?0x(无穷小量?有界变量=无穷小量)
解:由f(x)是分段函数,x?0是f(x)的分段点,考虑函数在x?0处的连续性。
故选项B正确。
limxsin1x?0xlim因为
x?0??0?(x?1)?1f(0)?1
所以函数f(x)在x?0处是间断的,
又f(x)在(??,0)和(0,??)都是连续的,故函数f(x)的间断点是x?0。⒊⒋⒌⒍设
f(x)?x2?3x?2,则f[f?(x)]? 。
解:f?(x)?2x?3,故
f[f?(x)]?(2x?3)2?3(2x?3)?2?4x2?18x?20
⒎函数
y?ln(1?x2)的单调增加区间是 。
二、单项选择题
f(x)?xsin1 ⒈函数
x在点x?0处( ). A.有定义且有极限; B.无定义但有极限; C.有定义但无极限; D.无定义且无极限 解:f(x)在点x?0处没有定义,但
⒉下列函数在指定的变化过程中,( )是无穷小量。
1sinx A.ex,(x??),(x??); B.x;x?1?1,(C. ln(1?x),(x?1); D.xx?0)
解:无穷小量乘以有界变量仍为无穷小量,所以
limsinxx??x?0
而A, C, D三个选项中的极限都不为0,故选项B正确。
三、计算应用题 ⒈计算下列极限:
limx2?3x?2x?3?x ⑴x?2x2?4x?12lim() ⑵ x??x?1
(3)lim(x?1)10(2x?3)51?x?1 x??12(x?2)15lim (4)
x?0sin3x ?x2?3x?2(x?1)(x?解:⑴
x2?4x?12?2)(x?2)(x?6)?x?1x?6 -可编辑修改-
精选
x2?3x?2x?11lim2lim?x?2x?2x?4x?12=x?68 ?lim(n??x?3?x)x?1⑵
11(1?)xlim[(1?)?x]?1x?1xe?11n??xx?lim()?lim???x34n??x?3n??3xee3(1?)lim[(1?)3]3xn??x
1?xsin?bx?0?x?f(x)??ax?0?sinxx?0?x?
问(1)a,b为何值时,f(x)在x?0处有极限存在?
(2)a,b为何值时,f(x)在x?0处连续?
⑶ 题目所给极限式分子的最高次项为
x10?(2x)5?32x15
分母的最高次项为12x,由此得
15lim?f(x)?lim?f(x)f(x)x?0xx?0解:(1)要在处有极限存在,即要?0成立。
lim(x?1)(2x?3)328??x??123 12(x?2)15105x?0lim?f(x)?lim?x?0sinx?1x1?b)?bx
(4)当x?0时,分子、分母的极限均为0,所以不能用极限的除法法则。求解时先有理化根式在利用除法法则和第一个重要极限计算。
因为x?0lim?f(x)?lim?(xsinx?0lim?f(x)?lim?f(x)b?1xx?0所以,当时,有?0成立,即b?1时,函数在x?0处有极限
存在,又因为函数在某点处有极限与在该点处是否有定义无关,所以此时a可以取任意值。
(2)依函数连续的定义知,函数在某点处连续的充要条件是
x?x0?1?x?1(1?x?1)(1?x?1)1?x?1lim?lim?limx?0x?0x?0sin3xsin3x(1?x?1)sin3x(1?x?1)
13x1111??lim?lim???x?03x?0sin3xx?01?x?1326sin3x(1?x?1)= lim2.设函数
?x
limf(x)?lim?f(x)?f(x0)x?x0
于是有b?1?f(0)?a,即a?b?1时函数在x?0处连续。 第三章 导数与微分
导数与微分这一章是我们课程的学习重点之一。在学习的时候要侧重以下几点:
-可编辑修改-
精选
⒈理解导数的概念;了解导数的几何意义;会求曲线的切线和法线;会用定义计算简单函数的导数;知道可导与连续的关系。
(3)隐函数求导方法 (4)对数求导方法
(5)参数表示的函数的求导法
正确的采用求导方法有助于我们的导数计算,如
一般当函数表达式中有乘除关系或根式时,求导时采用取对数求导法,
f(x)在点x?x0处可导是指极限 limf(x0??x)?f(x0)?x
?x?0存在,且该点处的导数就是这个极限的值。导数的定义式还可写成极限
x?x0limf(x)?f(x0)x?x0y?例如函数
(x?1)2x,求y。
?x?x0f?(x0) 函数f(x)在点处的导数的几何意义是曲线y?f(x)上点(x0,f(x0))处切线的斜率。
在求导时直接用导数的除法法则是可以的,但是计算时会麻烦一些,而且容易出错。如果我们把函数先进行变形,即
(x,f(x0))曲线y?f(x)在点0处的切线方程为 y?f?(x0)(x?x0)?f(x0)
y?
(x?1)2x?x2?2x?1x?x?2x?x3212?12
再用导数的加法法则计算其导数,于是有
?31?y??x2?x2?x222
113xxx函数y?f(x)在0点可导,则在0点连续。反之则不然,函数y?f(x)在0点连
续,在
x0点不一定可导。
这样计算不但简单而且不易出错。
⒉了解微分的概念;知道一阶微分形式不变性。 ⒊熟记导数基本公式,熟练掌握下列求导方法 (1)导数的四则运算法则 (2)复合函数求导法则
y?又例如函数
x?13x?2,求y?。
显然直接求导比较麻烦,可采用取对数求导法,将上式两端取对数得
lny?-可编辑修改-
11ln(x?1)?ln(x?2)23
精选
两端求导得 一阶微分形式的不变性
y?11??y2(x?1)3(x?2)
整理后便可得
???dy?y?xdx?yu?uxdx?yudu
微分的计算可以归结为导数的计算,但要注意它们之间的不同之处,即函数的微分等于函数的导数与自变量微分的乘积。
y??3x?82x?26(x?x?2)
?x?1⒍了解高阶导数的概念;会求显函数的二阶导数。
函数的高阶高数即为函数的导数的导数。由此要求函数的二阶导数就要先求函数的一阶导数。要求函数的n阶导数就要先求函数的n?1阶导数。
第三章 导数与微分典型例题选解
若函数由参数方程
?x??(t)??y??(t)
的形式给出,则有导数公式
dy??(t)?dx??(t)
能够熟练地利用导数基本公式和导数的四则运算法则、复合函数的求导法则计算函数的导数,能够利用隐函数求导法,取对数求导法,参数表示的函数的求函数的导数。 ⒋熟练掌握微分运算法则
微分四则运算法则与导数四则运算法则类似
一、填空题
?⒈设函数f(x)在x?0邻近有定义,且f(0)?0,f(0)?1,则
f(x)lim?x?0x 。
limf(x)f(x)?f(0)?lim?f?(0)?1x?0xx?0
d(u?v)?du?dv d(u?v)?vdu?udv
解:x?0故应填1。
uvdu?udvd()?vv2
(v?0)
-可编辑修改-
精选
y?⒉曲线
1x在点(1,1)处切线的斜率是 。
1111??22A.x; B. x; C. x; D. x ?解:先要求出f(x),再求f(x)。
x?x0f?(x0)解:由导数的几何意义知,曲线f(x)在处切线的斜率是,即为函数在
33y???1x?2,y?(1)??1x?2该点处的导数,于是
22??1x?12
?1故应填2。
⒊设
f(x)?x2?4x?5,则f[f?(x)]? 。 解:f?(x)?2x?4,故
f[f?(x)]?(2x?4)2?4(2x?4)?5?4x2?24x?37
故应填4x2?24x?37 二、单项选择题
x)?x2limf(x)?f(2) ⒈设函数f(,则x?2x?2?( )。
A.2x; B.2; C.4; D不存在
limf(x)?f(2)解:因为x?2x?2?f?(2),且f(x)?x2,
所以
f?(2)?2xx?2?4,即C正确。
f(1) ⒉设x?x,则f?(x)?( )。
f(1x)?x?11f(x)?1f?(x)?(1)??1因为
x?,由此得x,所以xx2 即选项D正确。
3.设函数f(x)?(x?1)x(x?1)(x?2),则f?(0)?( ).
A.0; B.1; C.2; D.?2 解
:
因
为
f?(x)?x(x?1)(x?2)?(x?1)(x?1)(x?2)?(x?1)x(x?2)?(x?1)x(x?1),其
中的三项当x?0时为0,所以
f?(0)?(0?1)(0?1)(0?2)?2
故选项C正确。
4.曲线y?x?ex在点( )处的切线斜率等于0。
A.(0,1); B.(1,0); C.(0,?1); D.(?1,0)
解:y??1?ex,令y??0得x?0。而y(0)??1,故选项C正确。
-可编辑修改-
精选
2y?sinx5. ,则y??( )。
求导公式,一层一层求导,关键是不要遗漏,最后化简。
22A.cosx; B.?cosx; C.2xcosx; D.?2xcosx
222??y?cosx?(x)?2xcosx解:
223.设函数y?y(x)由方程
xy?ey?lnxdyy确定,求dx。
解:方法一:等式两端对x求导得
故选项C正确。 三、计算应用题
sinxy?tan2x?2⒈设,求
y?xy??y?ey?yy?xy??xy2
dyx??2
整理得
解:⑴由导数四则运算法则和复合函数求导法则
y??2sinx?cosx?2ln22cos2x
y?xy2y??2xy?xyey?x
方法二:由一阶微分形式不变性和微分法则,原式两端求微分得
yyy?d(xy?e)?d(xy)?d(e)?ydx?xdy?edy 左端
由此得
dyx??22?sin2?(?cos?2ln2)dx?2dx2cos2?
?xf(x)?y?f(e)e⒉设,其中f(x)为可微函数,求y。
xyxyydx?xdy?d(ln)?d()??2yxyxy右端
由此得
??解 y?[f(e)]exxxf(x)?f(e)[ef(x)xxf(x)]? [f(x)]?
?? =f(e)[e]e?f(e)ef(x)ydx?xdy?eydy?yydx?xdy?xy2
?(ex)exef(x)?f(ex)ef(x)f?(x)f =
f(x)?(ex)ex?f(ex)f?(x)]e[f=
整理得
求复合函数的导数时,要先搞清函数的复合构成,即复合函数是由哪些基本初等函数复合而成的,特别要分清复合函数的复合层次,然后由外层开始,逐层使用复合函数
dyy?xy2?dxx2y?xyey?x
4.设函数y?y(x)由参数方程
-可编辑修改-
精选
?t2??x??2?y?1?t
dy确定,求dx。
解:由参数求导法
dyyt??dx?x?1??1t?2tt2
25.设y?(1?x)arctanx,求y??。
y??2xarctanx?(1?x2)11?x2?2xarctanx?1解
y???(2xarctanx?1)??2arctanx?2x1?x2
第四章 导数的应用典型例题
一、填空题
1.函数y?ln(1?x2)的单调增加区间是 .
y???2x解:
1?x2,当x?0时y??0.故函数的单调增加区间是(??,0).
limlnx2.极限x?11?x? .
解:由洛必达法则
1limlnxx?11?x?lim(lnx)?x?1(1?x)??limxx?1?1??1
f(x)?12(ex?e?x)3.函数
的极小值点为 。
f?(x)?12(ex?e?x)解:
,令f?(x)?0,解得驻点x?0,又x?0时,f?(x)?0;
x?0f(x)?1(ex?e?x时,f?(x)?0,所以x?0是函数
2)的极小值点。
二、单选题
1.函数
y?x2?1 在区间[?2,2]上是( ) A) 单调增加 B)单调减少
C)先单调增加再单调减少 D)先单调减少再单调增加
解:选择D
y??2x,当x?0时,f?(x)?0;当x?0时,f?(x)?0;所以在区间[?2,2]上函
-可编辑修改-
精选
2y?x?1先单调减少再单调增加。 数
A)取得极大值 B)取得极小值 C)一定有拐点解:选择D
2. 若函数y?f(x)满足条件( ),则在(a,b)内至少存在一点?(a???b),使得
(x0,f(x0)) D)可能有极值,也可能有拐点
f?(?)?成立。
f(b)?f(a)b?a
函数的一阶导数为零,说明
x0可能是函数的极值点;函数的二阶导数为零,说明
x0可
能是函数的拐点,所以选择D。 三、解答题 1.计算题
求函数y?x?ln(1?x)的单调区间。
解:函数y?x?ln(1?x)的定义区间为(?1,??),由于
A)在(a,b)内连续; B)在(a,b)内可导;
C)在(a,b)内连续,在(a,b)内可导; D)在[a,b]内连续,在(a,b)内可导。 解:选择D。
由拉格朗日定理条件,函数f(x)在[a,b]内连续,在(a,b)内可导,所以选择D正确。
y??1?
1x?1?x1?x
?3. 满足方程f(x)?0的点是函数y?f(x)的( )。
A)极值点 B)拐点 C)驻点 D)间断点 解:选择C。
依驻点定义,函数的驻点是使函数一阶导数为零的点。
?令y?0,解得x?0,这样可以将定义区间分成(?1,0)和(0,??)两个区间来讨论。??当?1?x?0时,y?0;当0?x???是,y?0。
由此得出,函数y?x?ln(1?x)在(?1,0)内单调递减,在(0,??)内单调增加。 2.应用题
欲做一个底为正方形,容积为108立方米的长方体开口容器,怎样做法所用材料最省?
解:设底边边长为x,高为h,所用材料为y
-可编辑修改-
x?(a,b)f?(x0)?f??(x0)?0x?x04.设函数f(x)在(a,b)内连续,0,且,则函数在
处( )。
精选
108xh?108,h?2x 且
22y?x?4xh
两边同时取以e为底的指数,有elnx?ex?1
exx?e 即
所以当x?1时,有不等式
e?xe 成立.
第5章学习辅导(2)
x?x2?4x
1084322?x?x2x2
?4322x3?432y??2x??2xx2
?令y?0得2(x?216)?0?x?6,
??且因为x?6,y?0;x?6,y?0,所以x?6,y?108为最小值.此时h?3。
于是以6米为底边长,3米为高做长方体容器用料最省。
3典型例题解析
3.证明题:当x?1时,证明不等式
一、填空题
e?xe
证 设函数f(x)?lnx,因为f(x)在(0,??)上连续可导,所以f(x)在[1,x]上满足拉格朗日中值定理条件,有公式可得
线方程为
x⒈曲线在任意一点处的切线斜率为2x,且曲线过点(2,5),则曲线方程为 。
2xdx?x解:?2?c2y?x?c。将点(2,5)代入得c?1,所求曲,即曲线方程为
? f(x)?f(1)?f(c)(x?1)
其中1?c?x,即
y?x2?1
2?arctanxf(x)⒉已知函数的一个原函数是,则f(x)? 。
1lnx?ln1?(x?1)c
1?1c?1c又由于,有
故有 lnx?x?1
f(x)?(arctanx2)??解:
2x1?x4
-可编辑修改-
精选
f?(x)?(2x2(1?x4)?8x42?6x4
1?x4)??(1?x4)2?(1?x4)2 ⒊已知F(x)是f(x)的一个原函数,那么?f(ax?b)dx? 。
解:用凑微分法
?f(ax?b)dx?1a?f(ax?b)d(ax)?1a?f(ax?b)d(ax?b)?1
?dF(ax?b)?1F(ax?b)?c aa
二、单项选择题
⒈设?f(x)dx?xlnx?c,则f(x)?(
)。
A. lnx?1; B. lnx; C. x; D. xlnx 解:因
f(x)?(xlnx)??lnx?xx?lnx?1
故选项A正确.
⒉设F(x)是f(x)的一个原函数,则等式( )成立。
d( A.dx?f(x)dx)?F(x); B.?F?(x)dx?f(x)?c;C.?F?(x)dx?F(x)d(; D.dx?f(x)dx)?f(x)
解:正确的等式关系是
ddx(?f(x)dx)?f(x)
?F?(x)dx?F(x)?c
故选项D正确.
⒊设F(x)是f(x)的一个原函数,则?xf(1?x2)dx?( )。 A. F(1?x2)?c; B.
?F(1?x2)?c;?12F(1?x2)?cC.
; D. F(x)?c
解:由复合函数求导法则得
[?12F(1?x2)]???12f(1?x2)(1?x2)?
??1f(1?x2)(1?x2)??xf(1?x2 2)
故选项C正确.
三、计算题 ⒈计算下列积分:
-可编辑修改-
精选
⑴
?x1?x2dx ⑵
?1?x2dxx2
?xarcsinx?1?x?c ⑵利用分部积分法
2解:⑴利用第一换元法
?x1?x2dx??121?x2d(x2)???121?x2d(1?x2) lnx1lnx1dx?lnxd(?)???d(lnx)?x2??xxx
lnx1lnx1????2dx????cxxxx
???d(1?x2)?1?x2?c
⑵利用第二换元法,设x?sint,dx?costdt
2?1?xx2dx??cost?cost1?sin2t?1sin2tdt??sin2tdt?(sin2t?1)dt ?cott?t?c??1?x2? x?arcsinx?c
⒉计算下列积分:
lnx ⑴?arcsinxdx ⑵?x2dx
解:⑴利用分部积分法
?arcsinxdx?xarcsinx??xd(arcsinx)?xarcsinx??x1?x2dx?xarcsinx??121?x2d(1?x2)
高等数学(1)第六章学习辅导
综合练习题 (一)单项选择题
(1).下列式子中,正确的是( A.
?22f(x)dx?0 B. 121C. ?0xdx??0xdx D.
(2). 下列式子中,正确的是(?? ??0tdt??xcos??cos A. ?x???x??0costdt??0C. ?? -可编辑修改-
?a b f ( x ) dx ? ?b a f ( x ) dx ?1103x2dx??03t2dt )
??/ B. ??2costdt???cosx? ? 0 ????x?? D. ??0costdt???cosx
)。
精选
(3) 下列广义积分收敛的是( )。
根据定积分定义可知,定积分值与函数及定积分的上、下限有关,而与积分变量的选取无关。 故D不正确。
A 0C. ????0??edxx? .B.
??11dxx
(2) 由变上限的定积分的概念知
cosxdx? D.
??1x12adx
(4) A. ?C.
0?a若f(x)是[?a,a]上的连续偶函数,则
??x?????costdt??cosx?0?,?af(x)dx?()?0????xcostdt???cosx?? ∴A、C不正确。
。
由定积分定义知 B不正确。 D正确。
f(x)dx0?a B. 0 D.?a02?f(x)dxf(x)dx
(3) ?
(5)
若f(x)与g(x)是[a,b]上的两条光滑曲线,则由这两条曲线及直线
???0exdx?limb???xb0edx?(e?e)???lim?0b???b ∴A不正确。
x?a,x?b所围图形的面积( ).
A.?baf(x)?g(x)dx B. ?ba(f(x)?g(x))dx C.
?ba(g(x)?f(x))dx D.
?ba(f(x)?g(x))dx??
??1b11dx?lim?dx?limlnx1xxb???b???b1?lim(lnb?ln1)???b???∴B。不正确。
答案:(1) A;(2)D; (3)D; (4)C; (5)A。 解:(1)根据定积分定义及性质可知 A正确。 而
??
?1??0cosxdx?limb????cosxdx?lim(sinb?sin0)0b???b1b不存在。∴C。不正确。
? ? D
?abf(x)dx???f(x)dxabb1dx?lim?12dx?lim(?1xxxb???b???121_)?lim(??1)?1bb??? B不正确。
1100在(0,1)区间内
x2?x??x2dx??xdx? C 不正确。
-可编辑修改-
精选
D正确
(4)由课本344页 (6—4—2)和345页(6—4—3)知C。正确。
(4)
(5)所围图形的面积始终是在上面的函数减去在下面的函数 ∴ A正确。
(5)
(二) 填空题
(3)
S=
2?sinxdx??2cosx0??0??2?cos??cos0??4
由定积分的几何意义知: 定积分的值等于
y= 所围图形的面积∴p≤1时 无穷积分发散。
4?x2?2014?x2dx??22??4
?lim(1)
x?0x(三) 计算下列定积分
0costdtx?_________
(1)
?4012?xdx
(2)
设F(x)?te?2dt,x1则F?(x)?____________.(2)?0x(1?x)dx e (3) 在区间?0,2??上,曲线y?sinx和x轴所围图形的面积为______________。 (4) ?201?lnxdx?1x(3)
4?xdx?______________??22(4) x 2 1 ? xdx
??10 (5) 答案:
p?_________,无穷积分?a1dx发散px (a>0 p>0 )
(5)?答案:
20xsin2xdx
解:(1)x?0lim?x0costdtxx2tcosx?lim?cos0?11x?0
?F?(x)?(??edt,)???e(x)???2xe1x2tx22x2?(1)
积
(2)
402?xdx??(2?x)dx??(x?2)dx?(2x?022412x)2201?(x2?2x)242?4
(2)
F(x)???edt,1?1021x(1?x)dx?(x2?x2)32e310?76
2e1(2) 所围图形的面
e1?lnx1dx?(1?lnx)d(1?lnx)?(1?lnx)??11x2(3)
?32
-可编辑修改-
精选
(4) x 2 1 2 dx ? x?10A、n??limsn?0; B、
an单调上升;
不存在
2???111?cos4t1222原式??2sintcostdt??2sin2tdt??2dt?(x0404028?20解: 设x?sint (0?t??)dx?costdtC、n???20liman?0 D、n??liman??1?2?sin4t0)?(an?bn)?42、当条件(16 )成立时,级数n?1一定发散。
12xsin2xdx??xcos2x?02(5)
(四)定积分应用
??201?1??2cos2xdx??sin2x2044???4
A、
?an?1??n发散且
?bn?1?n收敛; B、
?an?1??n发散;
C、n?1?bn发散; D、n?1?a?n和n?1?bn都发散。
求由曲线yx?1,及直线y?x,y?2所围平面图形的面积
3、若正项级数
解:画草图 求交点 由 y=x, xy=1得x=1 .y=1
y 2 y=2 ?an?1?n收敛,则( )收敛。
所求平面图形面积 y=x 0 xy=1
第七章综合练习题 (一)单项选择题
A、
x A、n?121??an? B、n?12?a?2n
?11A??(y?)dy?(y2?lny)1y22?3(an?c)(an?c)???ln2C 、n?1 D、n?1 24、若两个正项级数确的。
?an?1?n、
?bn?1?n满足,
an?bn(n?1,2,?)则结论( ),是正
?an?1??n发散则
?bn?1??n发散; B、
?an?1??n收敛则
?bn?1??n收敛;
1、若( )成立,则级数n?1?a?nC、n?1发散,其中Sn 表示此级数的部分和。
-可编辑修改-
?an发散则n?1?bn收敛; D、n?1?an收敛则n?1?bn发散。
精选
5、 若f(x)=
?an?0?nxn, 则
an
= ( )。
1(f(0))(n)f(n)(x)f(n)(0)n! B n!、 C n! D、n!
A、
xn?n! 5、C ( 0 ,6 )
答案:1、<1 2、发散 3、收敛 4、n?0?(三)计算题
1、 判断下列级数的收敛性
答案:1、D 2、A 3、B 4、A 5、C
(二)填空题
解:⑴此正项级数的通项满足
?3n!1??nnn(n?1)n?1n?1⑴ ⑵ ⑶
?n?n?1?(?1)nn
11?2n(n?1)n n=2,3,….
1、 当
q_________时,几何级数n?0??aqn?n收敛。
?11??2nn?1 由于收敛,则由比较判别法可知n?1n(n?1)收敛。
?11(?)?nn是___________级数。 52、 级数n?13n?1(n?1)!n?1an?1nn33??n?1lim?lim?lim3()?lim?nn??an??n??3(n)!n??n?11nen(1?)nn?n?⑵>1
3、 若级数
?n?0?an收敛,则级数
x?an?0?n_____________。
4、 指数函数f(x)= e展成 x的幂级数为__________________。
3nn!?nnn?1 则由比值判别法可知发散。
?n5、 若幂级数n?0间为 ___________。
?a?nyn的收敛区间为(—9 ,9 ),则幂级数n?0?a?(x?3)2n的收敛区⑶ 由于n?1??(?1)n11??an?1,n?1,2,...n是交错级数,且an=nn?1
?n(?1)1liman?lim?0?n??nn收敛。 及n??,由莱布尼兹判别法知级数n?12、 求下列幂级数的收敛半径
-可编辑修改-
精选
?xn⑴ ?n?1n ⑵
??(x?1)2nn?14nn ??liman?1n解:⑴
n??a?limnn??n?1?1 因此收敛半径R=1,
?yn ⑵ 令(x?1)2?y, 得幂级数?n?14nn
1??liman?1?lim4n?1(n?1) n??ann??1?limn1n??4(n?1)?44nn
??yn可知
n?14nn的收敛半径为4 ,所以原幂级数的收敛半径
第八章综合练习题及参考答案 (一)单项选择题
1、 下列阶数最高的微分方程是 ( )。
A、;y?y???(y???)3?sin(x?y) B、xy???5y??y5?6y?x3;C、y???6y?4x?2 D、(y?)2?2yy??x?0
2、下列一阶微分方程中为可分离变量的微分方程是( )。
A、;xy??6y?x3 B、5y??xyexy
C、y??xy?y D、y??2y?sin(x?y) 3、微分方程y???y?0的通解为( )。
A、y?c1ex?c2e2x B、y?c1e?x?c2e?2x
C 、y?c1sinx?c2cosx D、y?c1sin2x?c2cos2x
y??yx?04、微分方程
的通解为( )。
1y?1x?cA、; B、y?x?c
C、y?x; D、lny?lnx
5、微分方程y???2y??y?e?xcosx的特解应设为
y??( )。 xcosxA、 y?xe?x(c1cosx?c2?x2sin) B 、y?xe(c1cosx?c2sin)C y?ce?xcosx D、
y?e?x(c1cosx?c2sin)
答案:1、A 2、C 3、C 4、B 5、D
-可编辑修改-
精选
(二)填空题
2x?y?y?e3、 ⑴求一阶微分方程的满足y(0)?0的特解
? ⑵求一阶微分方程的xy?y?sinx满足y(?)?0的特解 ⑶
y2xedy?edx,两边积分得方程的通解为 解:⑴微分方程变为
?6、 一阶线性微分方程的y?p(x)y?q(x)通解公式为_________。 ???7、 二阶线性微分方程y?6y?13y?0的特征根为_________。
8、 二阶线性微分方程的通解中含有____________独立的任意常数。
ey?
12xe?c2
c?111ey?e2x?2, 故微分方程的的特解22
??9、 二阶微分方程y?x的通解为_____________。
10、
若y是二阶线性非齐次微分方程的一个特解,y?c1y1?c2y2为其相应的齐
? 由条件y(0)?0得⑵方法一
由一阶线性微分方程的通解公式得
次微分方程的通解,则非齐次微分方程的通解为_________________。
答案:1、
方法二
?p(x)dxp(x)dxy?e?(?q(x)e?dx?c)?y?e
2、??3?2i 3、两个
?xdx1(?sinxe?xdx1dx?c)?1(?cosx?c)x
由条件y(?)?0得c??1,故微分方程的的特解
y?1(?cosx?1)x
y? 4、
(三)计算题
13x?c1x?c2?y?y?c1y1?c2y2 6 5、
? 由微分方程可得(xy)?sinx,两边积分得方程的通解为
由条件y(?)?0得c??1,故微分方程的的特解
y?1(?cosx?c)x
y?1(?cosx?1)x
???5y??6y?3e2xy2、⑴求微分方程的通解
解:原方程对应的齐次方程的特征方程为??5??6?0
2-可编辑修改-
精选
特征根为?1??3,?2??2,
?3x?2xy?ce?ce12 故齐次微分方程的通解(其中c1,c2为任意常数)
一.填空题
y?A?320
1.函数
x?4ln(x?1)的定义域为 x?1且x?2 。
2x2x 设原方程的一个特解应为y?Ae,代入方程得20Ae?3e得
?2xy? 故微分方程的通解
32xe?c1e?3x?c2e?2x20(其中c1,c2为任意常数)
?x?4?0?x??4??x?1?0解:???x?1?x?1且x?2?ln?x?1??0?x?1?1??y?2.函数
ln(x?1)4?x2的定义域是 ?1?x?2 。
2x???y?4y?4y?esin5x的通解 ⑵求微分方程
解:原方程对应的齐次方程的特征方程为??4??4?0 得特征根为?1??2?2,
?2xy?(c?cx)e12 故齐次微分方程的通解(其中c1,c2为任意常数)
2?x?1?0?x??1解:???1?x?2??2?2?x?2?4?x?0?
y?3.函数
x?2x?3的定义域是 x??2且x?3 。
设原方程的一个特解应为y?e(Acos5x?Bsin5x),代入方程得
?2xA?0,B??
125 y???x?2?0?x??2解:???x?3?0??x?3
2f(x?2)?x?2,则f(x)? x2?4x?6 。 4.设
故微分方程的通解
高等数学基础综合练习题解答
12xesin5x?(c1?c2x)e2x225(其中c1,c2为任意常数) 解:设x?2?t,则x?t?2且原式f(x?2)?x?2
即
f(t)??t?2??22=t?4t?2
22亦即f(x)?x?4x?2
4?x?f(x)??(1?x),??k,4.若函数
x?0x?0在x?0处连续,则k= e?4 。
-可编辑修改-
精选
函数f?x?在x=0连续,则limf?x??f?0?x?0f'(ln2x)?e?4=
limf?x??lim?1?x??lim?1?x?x?0x?0x?04x1????4?x11f'(ln2x)dx?2x?'dx2x=x
f(0)?k?k?e?4
?xy?e5.曲线在x?0处的切线方程为 y?1??x 。
1y?x3?2x2?3x?2,3?内是 单调递减且凹 。39.(判断单调性、凹凸性)曲线在区间
解:
y??x2?4x?3??x?3??x?1?,当2?x?3时,y??0?曲线下降y???0?曲线是凹的
曲线解:
y?f?x?y?y0?y?x?x?x0?x0,y0??在点处的切线方程为
0y???2x-4?y?x?0???e?x?x?0??1,
x0?0时,y0?e0?1
2f(x)?x?1,则f(f?(x))? 4x2?1 。 10.设
y?1??(x?0)?y?1??x,
解:
f'(x)??x2?1?'?2x1?1,
f(f?(x))?f?2x???2x??1?4x2?12,
ln(x?3)y?x?1的连续区间为 ??3,?1?,??1,??? 。 6. 函数
初等函数在其定义区间连续。
?11.
x3(1?cosx)dx? 0 。
解:x是奇函数;1和cosx是偶函数,由于偶+偶=偶,则1?cosx是偶函数,
3?x?3?0ln(x?3)?y?x?1??x?1?0?x??3且x??1???3,?1?,??1,???
7.曲线y?lnx在点(1,0)处的切线方程为 y?x?1 。
因为奇?偶=奇,所以x3?1?cosx?是奇函数,??1,1?是对称区间
奇函数在对称区间上的积分为零
解:y??x?1??lnx?x?1??y?0?1?x?1?1x?1?1,x?y?x?1
2x(x?1?x)dx???112. 3 。
121f'(lnx2d)xy?f(ln2x)dy?x8. 设函数可导,则 。
1f'(ln2x)?2x?'dxf(ln2x)?'dxf'(ln2x)?ln2x?'dx?dy?y'dx2x解:===
?解:
1?1x(x?1?x)dx?2?1?1(x?x1?x)dx?122?1?1xdx??x1?x2dx?121
x1?x2是奇函数(奇?偶=奇),故??1x1?x2dx?0;
-可编辑修改-
精选
??1而x是偶函数,故
21x2dx?2?x2dx?012312x?303 d18.dx
????0xt2e?tdt??2?x?xe__________。 _______
f(ln3x)dx??F?ln3x??C?F(x)?f(x)x13.设,则 。
11??ln3x???dx??ln3x??dx?dln3xxx
d解:dx0xt2e?tdt???ddx??x0t2e?tdt???x2e?x
解:
1f(ln3x)dx??f?ln3x?dln3x?F?ln3x??C?x
122Fx?1??C?xf(x?1)dx??F(x)?f(x)14.已知,则? 2 。
解
:
219.设
F(x)??e?sintdt0xF?()?2 e?1 。 ,则
?F??x??解:
??ex0?sintdt?e???sinx???sin2??F????e?e?1?2?
??x(?12?????????C? 。
f
15.设F(x)为f(x)的原函数,那么分析:F(x)为f(x)的原函数?解:
?f(sinx)cosxdx? F?sinx??d02costdt2?xdx20.= ?cosx 。
121??d0dx222costdtcostdt2??x0dxdx解:=-=?cosx
二.选择题
1. 下列函数中( B )的图像关于坐标原点对称。
xA.lnx B. xcosx C.xsinx D. a
x)?f?u?du?F?u??C,cosxdx?dsinx
?f(sinx)cosxdx??f?sinx?dsinx?F?sinx??C
?16.设f(x)的一个原函数是sinx, 则f(x)? ?sinx 。
?sinx?''=?cosx?'=?解:f(x)的一个原函数为F(x)?f(x)=F'(x)?f(x)??sinx
17.
规律:(1)1.奇偶函数定义:
F(x)??tcos2tdtx0f??x???f?x?,f?x?是奇函数;f??x??f?x?,f?x?是偶函数?,那么F(x)? ?xcos2x 。
;
解:
??xaf?t?dt?f?x??F?(x)???tcos2tdt??xcos2x0???x??(2).常见的偶函数:
-可编辑修改-
x,x,...,x,cosx,x,常数2423
精选
1?x1?xx,x,x,...,x,sinx,lnx?x?1,ln,ln1?x1?x 常见的奇函数:
352xx?x?xa,e,a,e,lnx; 常见的非奇非偶函数:
13??ex?1x3?11lim?0lim3?x??3x?1xx?03 A. B.
sinx1?1lim(1?)x?exC. x??x D. x?0
limex?1xlim?lim?1xxe?1xx?0x?0xx?0解:A错。∵,~∴;
B正确。分子分母最高次幂前的系数之比;
(3).奇偶函数运算性质:
奇±奇=奇;奇±偶=非;偶±偶=偶;奇×奇=偶;奇×偶=奇;偶×偶=偶; (4).奇函数图像关于原点对称;偶函数图像关于y轴对称。
解:A.非奇非偶; B.奇×偶=奇(原点); C.奇×奇=偶(y轴); D.非奇非偶
2.下列函数中( B )不是奇函数。
11sinx?0lim?0sinx?1x??xC错。∵x??,x即x是无穷小,即sinx是有界变量,∴;
11xlim(1?)?elim(1?x)x?e?xD错。第二个重要极限应为x??或x?0,其类型为1。
A.e?e; B.sin(x?1); C.sinxcosx; D.
x?xlnx?x2?1??
5.当x??1时,( D )为无穷小量。
解:A.奇函数(定义); B.非奇非偶(定义);C.奇函数(奇×偶);D.奇函数(定义)
3.下列函数中,其图像关于y轴对称的是( A )。
x?11sin2
x?1 C.cos(x?1) D. ln(x?2) A.x?1 B.
0x?1011lim2lim??0解:A. x??1x?1x??12x=2;
11??limsinx?1不存在; B.x??1,x?1?0,x?1, x??1C.x??1,cos(x?1)?cos0?1; D.x??1,ln(x?2)?ln1?0。 6. 下列等式中,成立的是( B )。
-可编辑修改-
2sin(x?1) B.excosx C. A.
ln1?x1?x D.cos(x?1)
解:A.偶函数(y轴); B.非奇非偶(定义);C.奇函数(常见);D.非奇非偶(定义)
4.下列极限正确的是( B )。
精选
1?3xedx??de?2x?2xedx??2de3A. B.
?3x21dx?dxdx?dln3xx3xC. D.
解:A.错,正确的应为?2e?2x010f(x)?f(3)lnx?ln31lim?limlimx?x?3x?31x?3x?33 解二: x?39.设f(x)?sinx,则x?0limdx?de?2x B。 正确,?3e?3xdx?de?3x即
f(x)?x( B )。
1e?3xdx??de?3x3
1C.错,正确的应为2xA. 0 ; B. 1 ; C.2 ; D. 不存在
dx?dx1d3x?dln3x3x D.错,正确的应为
解一:limx?0f?x?sinx?lim?1x?0xx
x?0f?(x0)?0x?x07.设f(x)在点可微,且,则下列结论成立的是( C )。
A. C.
f?x?sinx?0解二:lim?lim??sinx??x?0x?0xx?0??cosx?x?0?1
x?x0x?x0f(x)是f(x)的极小值点 B. 是的极大值点 ; 32y?x?3x?9x?1在区间(1,3)内是( A )。 10.曲线
x?x0x?x0f(x)是f(x)的驻点; D. 是的最大值点;
A.下降且凹 B.上升且凹 C.下降且凸 D. 上升且凸 解:
f?(x0)?0x?x0x?x0f(x)解:驻点定义:设f(x)在点可微,且,则是的驻点。
驻点为可能的极值点。
y??3x2?6x?9?3?x2?2x?3??3?x?3??x?1?,在1?x?3任取一点x,带入可知y??0,曲线下降y???6x-6,在1?x?3中任取一点x,带入可知y???0,曲线是凹的
xy?e?x在(0,??)内是( B )。 11.曲线
f(x)?f(3)lim?x?3f(x)?lnxx?38..函数,则 ( D )。 11A. 3 ; B.ln3 ; C. x ; D.3 f(x)?f(3)f'?3??f'?x???lnx?'?1lim?x?3x?3xx?3x?3解一:
?x?313A. 下降且凹; B.上升且凹; C.下降且凸; D.上升且凸
解:
-可编辑修改-
精选
y'??ex?x?'?ex?1当x?0时,y'?0,曲线上升y''?ex当x?0时,y''?0,曲线是凹的
12.曲线y?2x在点M(1,2)处的法线方程为( B )。
解:
df(x)?dcosx?cosx'dx??sinx????x'dx??sinxdx2x
15.当函数f(x)不恒为0,a,b为常数时,下列等式不成立的是( B )。
dbf(x)dx?f(x)?(?f(x)dx)??f(x)aA. B. dx
C.
1y?1?(x?2)2A.y?2?(x?1);B.y?2??(x?1);C.y?2??2(x?1)D.
?f?(x)dx?bdf(x)?c D. a?f(x)?f(b)?f(a)
规律:曲线
y?f?x?在x=
x0y?f?x0???处的法线方程为
1?x?x0?f??x0?解:
A. 成立,
(?f(x)dx)??f(x)ba为不定积分的性质;
11f'?1??f'?x??2x'?y?f?x??2xxx,解:,???1x?1B. 不成立,?
f(x)dx?常数,而常数的导数为零;
故法线方程为B.y?2??(x?1); 13.下列结论中正确的是( C )。
A.函数的驻点一定是极值点 B.函数的极值点一定是驻点 C.函数一阶导数为0的点一定是驻点 D.函数的极值点处导数必为0
f?(x)dx?f(x)?c?C. 成立,为不定积分的性质;
D. 成立,
?badf(x)?f(b)?f(a)为牛顿-莱布尼兹公式。
11f()dx?2?f(x)F(x)x16.设函数的原函数为,则x( A )。
111?F()?CF()?Cf()?CxxxA. ; B.F(x)?C; C.; D. 11dx?d2f?u?du?F?u??Cx 解:函数f(x)的原函数为F(x)??,x?1?1?11??f()??2dx????f()dx??x2xx?x??1?1?1?f??d??F???C?x?x?x?
f?(x0)?0x?x0x?x0f(x)解:驻点定义:设f(x)在点可微,且,则是的驻点。
驻点为可能的极值点。 14.设函数
f(x)?cosx,则df(x)?( A )。
?sinxsinxsinxsinxdx?dxdxdxxxA.2x; B.2x; C.; D. 17.下列无穷积分为收敛的是( B )。
-可编辑修改-
精选
A.
???0??1?x1dxedxsinxdxedx????21?x B. ?? C. D.
02x0ex?1?xlimx?0xln(x?1)ln?1?x?xex?1x3、求极限解:∵x?0,~,~
规律:⑴
???a??1,发散1dx(??0)x???1,收敛 ⑵
?0??e?pxdx,p?0,收敛p?0,发散
?⑶
??asinxdx??0?、
??acosxdx发散 ⑷
???0xne?pxdx,n?Np?0,发散p?0,收敛ex?1?xlim∴原题=x?0x?x
4、求极限
?elimx?0x?1?x???x??2ex?1lim=x?02xex1limx?02=2
limx?0解:A.发散
?sinxdx;B.p??2?0,收敛; C.p?1?0,发散; D.
??1?12,
sin3x1?4x?1解:∵x?0,sin3x~3x,1?4x?1~?2x
3x3?∴原题=x?0?2x=2
limln(1?3x2)lim2x?0xsin2xln(1?3x)~?3x2,sin2x~2x x?05、求极限解:∵,
18.下列无穷积分为收敛的是( C )。
?A.
??1xdx2 B.
???11dxx C.
???1xdx?2
?D.
??1edxx2
?3x23lim?∴原题=x?0x?2x=2
解:A. 发散;B. 发散;C. 收敛;D. 发散; 三.计算题
esin2x?1lim6、求极限x?0tan4x
2x?4x?1?lim??x??4x?1??1、求极限
1?2x?4x?lim??x??4x?3?? 2、求极限
解:∵x?0,esin2x?1~sin2x~2x,tan4x~4x
4x?14x?1?2?24x4x?3?3?3??1???1?4x?14x?1 解:∵4x?34x?34x?3 解:∵4x?1?2?1?2x??3?2x3lim=1lim=-x??4x?12 x??4x?3∴原题=e ∴原题=e
?322x1∴原题=x?04x=2
lim3y?xln(2?x),求dy 7、设函数
123?3xln(2?x)?x??2?x?'y'??x?'ln(2?x)?x?ln?2?x??'??2?x解:
33x3?3xln(2?x)?2?x
2-可编辑修改-
精选
dy????3x2ln(2?x)?x3?2?x??dx
8、设函数
y?x?ecosx?2x?,求dy。
3cosx解:y?xe?2x2
y'??xecosx?'??3?2x2???'1??ecosx?x?ecosx?1'?3x2?ecosx?xecosx?cosx?'?3x21?ecosx?xsinxecosx?3x2
1dy???ecosx?xsinxecosx?3x2???dx?
9、设函数y?cos(ln2x)?ex2?1?e2,求dy。
2?1解:
y???cosln2x?ex?e2??
??cosln2x????ex2?1????e2??
??sinln2x?ln2x???ex2?1?x2?1???0
???sinln2x?1?2x???ex2?12x?2x??sinlnx
?2xex2?1x
dy?????sinln2xx?2xex2?1???dx
?e3xy10、设函数
2?x,求dy。 解:y????e3x???e3x???2?x??e3x?2?x??e3x?3x???2?x??e3x??1?2?x?????2?x?2??2?x?2
?3e3x?2?x??e3x?2?x?2
dy?3e3x?2?x??e3x?2?x?2dx
y?sin3x11、设函数
cosx?1,求dy。
y????sin3x???sin3x???1?cosx??sin3x?1?cosx??解:
?1?cosx????1?cosx?2
?cos3x?3x???1?cosx??sin3x??sinx??1?cosx?2
?3cos3x?1?cosx??sin3xsinx?1?cosx?2
dy?3cos3x?1?cosx??sin3xsinx?1?cosx?2dx
x2sinxdx12、计算不定积分
?2 解:x2 2x 2 0
+ — +
-可编辑修改-
精选
sin
xxxx?2cossincos2 2 ?42 82
xxxx22xsindx?2xcos?8xsin?16cos?C?2222 =
13、计算不定积分 + —
S'=
2?r?483r?? r2,令S'=0,得唯一驻点
34?xe?3xdx所以当底半径为?米,此时高为?米时表面积最小即材料最省。
解:x 1 0
341?3x1?3x?eee?3x 39
1?3x1?3x?3x?xe?e?Cxedx?9=3
四、应用题
1、 要做一个有底无盖的圆柱体容器,已知容器的容积为4立方米,试问如何选取底
半径和高的尺寸,才能使所用材料最省。
解:设圆柱体底半径为r,高为h,
2、 要做一个有底无盖的圆柱体容器,已知容器的容积为16立方米,底面单位面积的造价为10元/平方米,侧面单位面积的造价为20元/平方米,试问如何选取底半径和高的尺寸,才能使建造费用最省。
解:设圆柱体底半径为r,高为h, r 2V??rh?16则体积
?h?16?r2 h 640r
f?10?r2?20?2?rh?10?r2?且造价函数
f??20?r?令
46403r?2?0? r2,得唯一驻点23434则体积V??rh?42?h?4?r2
所以当底半径为
?米,此时高为?米时造价最低。
材料最省即表面积最小
3、要用同一种材料建造一个有底无盖的容积为108立方米的圆柱体容器,试问如何
表面积S=?r?2?rh=
2?r2?2?r?482?r??r2=r
选取底半径和高的尺寸,才能使建造费用最省。
-可编辑修改-
精选
解:要使建造费用最省,就是在体积不变的情况下,使圆柱体的表面积最小。 设圆柱体底半径为r,高为h,
5、在半径为8的圆内内接一个长方形,为使长方形的面积最大, 该长方形的底长和高各为多少。
解:设长方形的底边长为2x,高为2y,
22228?x?y?y?64?x则 则体积V??rh?1082?h?108?r2
2则圆柱体仓库的表面积为S=?r?2?rh=
?r2?2?r?1082162?r??r2=r 2S?4xy?4x64?x面积 1084216r?3?3?32?r?2??, S'=r,令S'=0,得唯一驻点
3?3所以当底半径为
4、在半径为8的半圆和直径围成的半圆内内接一个长方形(如图), ??x22?S?4?64?x???0264?x??令,得唯一驻点x?42 所以当底边长为82米,此时高为82米时面积最大。 2y?x?x与直线y?x所围的面积。 6、求由抛物线
4?米,此时高为3?34?米时表面积最小即建造费用最省。 yy?xy?x2?xx解:
为使长方形的面积最大,该长方形的底长和高各为多少。 解:设长方形的底边长为2x,高为y, 则8?x?y?y?2222y?x?x与直线y?x的交点为?0,0?,?2,2? 抛物线64?x 8 y 2?x??x面积A=?202?xdx???2x?x?dx =?2022S?2xy?2x64?x面积 x x ?213?4?x?3x??0=3 =?2y?2?x7、求由抛物线与直线y??x所围的面积。
2??x22?S?2?64?x???0264?x??令,得唯一驻点x?42 所以当底边长为82米,此时高为42米时面积最大。
y解:
抛物线y?2?x与直线y??x的交点为
-可编辑修改-
2y?2?x2??1,1?,?2,?2?, y??xx精选
1312??922x?x?x?2?2?x?xdx??=?32??1=2
面积A=??1
2y?x8、求由抛物线与直线y?2?x所围的面积。
21312??9-22x?x?x2?x?x?2?dx??32????1=2 面积A=?1=
y2-
解:
2?1,1?,??2,4?, y?x抛物线与直线y?2?x的交点为
y?2?x1213??92x?x?x???2?x?x?dx=?23??2=2
面积A=??2121y?x2x
2y?6?x9、求由抛物线与直线y?x所围的面积。
yy?6?x解:
2??3,?3?,?2,2? y?6?x抛物线与直线y?x的交点为
2x1252?6?x?x?dx=6
面积A=??32y?x
2y?x?2与直线y?x所围的面积。 10、求由抛物线
yy?xxy?x2?2-可编辑修改-
解:
2y?x?2与直线y?x的交点为??1,?1?,?2,2?, 抛物线