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周周清 4.7-4.13
-by 可爱因子小橘子 可爱因子章鱼烧
1.(数一二三)设 g(x)在 x 0 的某领域内连续, f(x)具有一阶连续导数,且满足
g(x) 1
lim 3, f(x)ln(1x2)x g(xt)dt,则()
x0 x 0
(A). x 0是 f(x)的极大值点.
(B). x 0是 f(x)的极小值点.
(C). (0, f(0))是曲线 y f(x)的拐点.
(D).以上结论均不正确.
2
2.(数一二三)设[x]表示x的最大取整部分,则limx ____.
x0 x
3.(数一二三)设0, f(x)在[,]上有定义, f(0)1,且满足
ln(12x)2xf(x)
lim 0
x0 x2
证明: f(x)在x0处可导,并求出 f(0).
4.(数一三)设u 是正项级数,若 u u 收敛,且 u 单调减少,证明:u 收
n n n1 n n
n1 n1 n1
敛.
5.(数一二三)设 在点 处连续 且 其中 为常
, − − −
2 2
, 0,0 , , →0 ,0 ln 1+ + =1, , ,
数,则 ________.
d ( , )|(0,0) =
6. (数一二三)设 则
= 1 2 − ar 1 cta n , ≤1 , ' ( )= ________.
2(e − )+4, >1
7. (数一二三)已知 则秩 ______.
1 2 3 4 0 1 −1 2
2 3 4 5 0 −1 2 3
= , = , ( +2 )=
3 4 5 6 0 0 1 4
4 5 6 7 0 0 0 2周周清 4.7-4.13
-by 可爱因子小橘子 可爱因子章鱼烧
1.(数一二三)设 g(x) 在 x 0 的某邻域内连续, f(x) 具有一阶连续导数,且满足
g(x) 1
lim 3, f(x)ln(1x2)x g(xt)dt ,则()
x0 x 0
(A). x 0是 f(x)的极大值点.
(B). x 0是 f(x)的极小值点.
(C). (0, f(0))是曲线y f(x)的拐点.
(D).以上结论均不正确.
[知识点]:一元函数微分学的几何应用
[解析]:答案(C). (0, f(0))是曲线y f(x)的拐点.
g(x)
由lim 3,极限存在,分母趋近于0,故分子也一定趋于0,有
x0 x
limg(x)0,又g(x)在 x 0的某邻域内连续,故g(x)在x 0这点必连续,则
x0
g(x) g(x)g(0)
limg(x) g(0)0,进一步有lim lim g(0)3
x0 x0 x x0 x0
1 1
对于 f(x)ln(1x2)x g(xt)dt 中的 g(xt)dt,可令u xt,于是
0 0
1 x 1 1 x
g(xt)dt g(u) du g(u)du
0 0 x x 0
x 0
故 f(x)ln(1x2) g(u)du,易得 f(0)ln(10) g(u)du 0,下面探究二
0 0
阶导数,
2x
f(x) g(x)
1x2
易得 f(x)0g(0)0,然而,导数为零仍然不能做出任何判断,下面不可继续求
导,只能通过导数定义去计算 f(0),因为题目中没有告知g(x)是否可导,有
2x
g(x)
f(x) f(0) 1x2 2 g(x)
f(0)lim lim lim lim 2g(0)5
x0 x0 x0 x x01x2 x0 x
故由拐点判定的第二充分条件可知(0, f(0))是曲线y f(x)的拐点。
[易错点]:对极值点,拐点的判定和微分学的概念理解不清晰。2
2.(数一二三)设[x]表示x的最大取整部分,则limx ____.
x0 x
[知识点]:取整函数,极限计算
[解析]:答案:2
2 2 2
由取整函数的不等式性质x1x x,可知, 1 ,
x x x
2
因此,当x 0时,2x x 2;
x
2
x0时,2 x 2x
x
又lim(2x)2.
x0
2
故由夹逼准则知,limx 2
x0 x
[易错点]:取整函数天生自带的不等式要熟练掌握。3.(数一二三)设0, f(x)在[,]上有定义, f(0)1,且满足
ln(12x)2xf(x)
lim 0
x0 x2
证明: f(x)在x0处可导,并求出 f(0).
[知识点]:一元函数微分学的计算
[解析]:答案:1
ln(12x)2xf(x)
本题的关键在于处理lim ,要把他凑成导数定义的形式的关键在于
x0 x2
处理分子上的对数函数,但我们不能直接将ln(12x)等价成2x,因为等价后的2x与分
母之比的极限不存在,换句话说,这属于局部等价,可通过加一项减一项的方式凑出二阶无
穷小,
ln(12x)2xf(x) ln(12x)(2x)(2x)2xf(x)
lim lim
x0 x2 x0 x2
ln(12x)(2x) 2x2xf(x)
lim lim
x0 x2 x0 x2
1
(2x)2
2x2xf(x)
2
lim lim
x0 x2 x0 x2
f(x)1
22lim 0
x0 x
f(x)1 f(x)1 f(x) f(0)
故lim 1,又 f(0)1,则lim 1lim f(0),证
x0 x x0 x x0 x0
毕!
[易错点]:对于分子上非幂函数的正确处理,不可违背极限运算法则直接等价。
4.(数一三)设u 是正项级数,若 u u 收敛,且u 单调减少,证明:u 收
n n n1 n n
n1 n1 n1
敛.
[知识点]:正项级数的比较审敛法
[解析]:答案:证明如下:
由于u 是正项级数,那一定要考虑使用正项级数的判别法,题目告诉我们u 单调
n n
n1
减少,也就是说u u ,由于u 0,故可考虑在u u 两侧同时乘以u ,得到
n n1 n n n1 n
u 2 u u ,开根号可得u u u ,显然小的收敛没法判断大的是否收敛,得换一个
n n n1 n n n1
思路,既然要凑出u u ,那我们可以在u u 两侧同时乘以u ,得到u u u2 ,
n n1 n n1 n1 n n1 n1
开根号后有 u u u ,则根据大的收敛小的必收敛可得u 收敛,两者只相差了一
n n1 n1 n1
n1
个有限项,那也就说明u 收敛.
n
n1
[易错点]:对正项级数的收敛法的一些处理技巧不熟练。𝑓(𝑥,𝑦)−𝑎−𝑏𝑥−𝑐𝑦
5.(数一二三)设 𝑓(𝑥,𝑦) 在点(0,0) 处连续, 且 𝑙𝑖𝑚 =1, 其中 𝑎,𝑏,𝑐 为常
(𝑥,𝑦)→0,0 ln(1+𝑥2+𝑦2)
数, 则d𝑓(𝑥,𝑦)| =________.
(0,0)
[知识点]:极限与无穷小的关系以及可微性概念。
[答案]:𝑏d𝑥+𝑐d𝑦.
[解析]:当(𝑥,𝑦)→(0,0)时,ln(1+𝑥2+𝑦2)∼𝑥2+𝑦2,由求极限中等价无穷小因子得
𝑓(𝑥,𝑦)−𝑎−𝑏𝑥−𝑐𝑦
𝑙𝑖𝑚 =1
(𝑥,𝑦)→0,0 𝑥2+𝑦2
⇒ 𝑙𝑖𝑚 [𝑓(𝑥,𝑦)−𝑎−𝑏𝑥−𝑐𝑦]=0, 𝑙𝑖𝑚 𝑓(𝑥,𝑦)=𝑎
(𝑥,𝑦)→0,0 (𝑥,𝑦)→0,0
又由𝑓(𝑥,𝑦)在(0,0)处连续即得𝑓(0,0)=𝑎. 再由极限与无穷小的关系可知
𝑓(𝑥,𝑦)−𝑓(0,0)−𝑏𝑥−𝑐𝑦
=1+𝑜(1) (∀(𝑥,𝑦)→(0,0)),
𝑥2+𝑦2
(𝑜(1)为当(𝑥,𝑦)→(0,0)时的无穷小量) ⇒
𝑓(𝑥,𝑦)−𝑓(0,0)−𝑏𝑥−𝑐𝑦 =𝑥2+𝑦2+(𝑥2+𝑦2)⋅𝑜(1)=𝑜(𝜌), (𝜌=√𝑥2+𝑦2 →0)
即
𝑓(𝑥,𝑦)−𝑓(0,0)=𝑏𝑥+𝑐𝑦+𝑜(𝜌) (𝜌→0),
由可微性概念 ⇒›
𝑑𝑓(𝑥,𝑦)| =𝑏𝑑𝑥+𝑐𝑑𝑦.
(0,0)
[易错点]:可能忽略函数连续性条件对函数在某点取值的确定作用,在运用等价无穷小替换
时未注意适用条件,以及对可微性概念中高阶无穷小的处理和理解出现偏差。arctan 𝑥, 𝑥 ≤1
6. (数一二三)设𝑓(𝑥)={1 (e𝑥2−1−𝑥)+ 𝜋
, 𝑥 >1
, 则𝑓′(𝑥)=________.
2 4
[知识点]:分段函数求导。
1
, 𝑥 ≤1
[答案]:{1+𝑥2
.
1 (2𝑥e𝑥2−1−1),
𝑥 >1
2
[解析]:注意在 𝑥 =1 处 arctan𝑥 = 1 (𝑒𝑥2−1−𝑥)+ 𝜋 . 易得
2 4
1
𝑓′(𝑥)=(arctan𝑥)′= ,𝑥 ≤1,
1+𝑥2
1 1
其中 𝑥 =1 左侧, 𝑓′ (1)= | = .
− 1+𝑥2 𝑥=1 2
1 𝜋 ′ 1
𝑓′(𝑥) =[ (𝑒𝑥2−1−𝑥)+ ] = (2𝑥𝑒𝑥2−1−1), 𝑥 >1
2 4 2
其中 𝑥 =1 右侧, 𝑓′ (1)= 1 (2𝑥𝑒𝑥2−1−1)| = 1 .
+
2 𝑥=1 2
1 1
因为 𝑓′ (1)=𝑓′ (1)= ⇒𝑓′(1)= .
+ −
2 2
1
, 𝑥 ≤1
因此 𝑓′(𝑥)={1+𝑥2 .
1 (2𝑥𝑒𝑥2−1−1),
𝑥 >1
2
[易错点]:容易遗漏对分段点处导数的讨论,或在计算左右导数时出现求导公式运用错误、
计算失误等问题,以及对分段点两侧函数在该点取值相等这一条件忽视。1 2 3 4 0 1 −1 2
2 3 4 5 0 −1 2 3
7. (数一二三)已知𝐴=[ ],𝐵 =[ ],则秩 𝑟(𝐴𝐵+2𝐴)=______.
3 4 5 6 0 0 1 4
4 5 6 7 0 0 0 2
[知识点]:矩阵乘法分配律及可逆矩阵性质。
[答案]:2.
[解析]: 由 𝐴𝐵+2𝐴=𝐴(𝐵+2𝐸),而
2 1 −1 2
0 1 2 3
𝐵+2𝐸 =[ ]
0 0 3 4
0 0 0 4
是可逆矩阵,故 𝑟(𝐴𝐵+2𝐴)=𝑟(𝐴(𝐵+2𝐸))=𝑟(𝐴). 经初等变换矩阵的秩不变,易见
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
2 3 4 5 1 1 1 1 0 −1 −2 −3
A=[ ]→[ ]→[ ]
3 4 5 6 1 1 1 1 0 0 0 0
4 5 6 7 1 1 1 1 0 0 0 0
所以 𝑟(𝐴𝐵+2𝐴)=2.
[易错点]:可能无法想到对(𝐴𝐵+2𝐴)进行合理变形,在判断(𝐵+2𝐸)是否可逆时出错,或
者在对矩阵𝐴进行初等行变换求秩过程中出现计算错误。