tfx
0
dx;
x
③当x≥0时, xft
0
x
dt≥2 tft
0
x
dt; ④当x≥0时, xft
0
x
dt≤2 tft
0
dt.
A. ①④ B. ②③ C. ②④ D. ①③
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(7)设fx 在0,1 上可导,fx >0,f x <0,Fx
x
= ft
0
dt,则在x∈0,1 内,有( ).
A. xF1
1
>2 Fx
0
dx B. F1
1
>2 Fx
0
dx
C. Fx
1
<2 Fx
0
dx D. Fx
1
>2 Fx
0
dx
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(8)设函数fx 在0,a a>0 上有二阶连续导数,且f0 =0,f x >0,则下列选项正确的是( ).
a
A. 3 xfx
0
a
dx<2 afx
0
a
dx B. 3 xfx
0
a
dx>2 afx
0
dx
a
C. 2 xfx
0
a
dx>3 afx
0
a
dx D. 2 xfx
0
a
dx<3 afx
0
dx
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(9)设fx 二阶可导,则下列结论正确的是( ).
①当f x
π
<0时, fx
-π
sinxdx<0; ②当f x
π
<0时, fx
-π
sinxdx>0;
③当f x
π
>0时, fx
-π
cosxdx>0; ④当f x
π
>0时, fx
-π
cosxdx<0.
A. ②③ B. ①② C. ②④ D. ①④
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+∞ -cos1
(10)设反常积分 xke x -e-1
1
dx收敛,则正确的是( ).
A. k>-1 B. k<-1 C. k>1 D. k<1
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(11)设连续函数fx 满足fx =f2a-x a≠0
b
,b为常数,则I= fa-x
-b
dx=( ).
b
A. 2 f2a-x
0
b
dx B. 2 f2a-x
-b
b
dx C. 2 fa-x
0
dx D. 0
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(12)设螺线r=θ0≤θ≤2π 与极轴所围区域的面积为A,则A=( ).
n 4π3i2 n 4π3i2 n 8π3i2 n 2π3i2
A. lim B. lim C. lim D. lim
n→∞ n3 n→∞ n2 n→∞ n3 n→∞ n2
i=1 i=1 i=1 i=1
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(13)设fx 有连续导数,f0 =0,f 0 =6,αx
x3
= ft
0
dt,βx
x
= ft
0
dt
3
,则当x→0时,αx
与βx 是( ).
A. 同阶无穷小 B. 等价无穷小 C. 高阶无穷小 D. 低阶无穷小
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1 st x
(14)设I= ft+
s s
0
dx,s>0,t>0,则正确的是( ).
A. I仅依赖于s B. I仅依赖于t C. I依赖于s,t D. I依赖于s,t,x
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(15)下列积分存在且不为零的是( ).
1 1 A.
0 4x-1
dx B. +∞ x dx C. 1 xln 2+x dx D. π 2 ex2 sinxdx
3 -∞ 1+x2 -1 2-x -π 2
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+∞ln1+x
(16)设反常积分
0
dx收敛,则( ).
p
x
A. 01
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+∞ dx
(17)设积分I= p>0,q>0
p q
1 x ln x
收敛,则( ).
A. p>1且q<1 B. p>1且q>1 C. p<1且q<1 D. p<1且q>1
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+∞x 1-p arctanx
(18)设积分 dxp>0
p
0 2+x
收敛,则p的取值范围为( ).
A. 1
1,I=ln2 C. a=1,I=ln2 D. a<1,I=ln4
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二、填空题
(1)fx =max1,x2 在-∞,+∞ 内满足F0 =1的一个原函数为_____.
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(2)设fx 在a,b 上连续,若x 0 ∈a,b ,x∈a,b
1 x
,则极限lim ft+Δx Δx→0Δx x0 -ft dt=_____.
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(3)由曲线y=xx-1 2-x 与x轴围成的平面图形的面积A=_____.
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(4)双纽线x2+y2
2 =x2-y2围成的平面图形的面积为_____.
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1 1
(5)曲线θ= r+
2 r
在区间r∈1,3 上的弧长为_____.
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(6)闭曲线x2+y2
3 =x4+y4所围区域的面积S=_____.
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(7)已知f ex =xe-x,且f1 =0,则fx =_____.
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(8)已知f x = 1-cos2x,x∈ - π , π
2 2
,f0 =0,则fx =_____.
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(9)已知曲线y=yx
1
上任一点(x,y)处的切线的斜率为 ,且曲线通过点(-2,0),则该曲线
x x2-1
方程为y=_____.
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(10)设fx 连续,gx
x2
= xft
0
dt,且g1 =1,g 1 =5,则f1 =_____.
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(11)设f2
1
= ,f 2
2
2
=0,且 fx
0
1
dx=1,则I= x2f 2x
0
dx=_____.
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(12)设fx
x π
= ecost dt,则I= fx
0 0
cosx dx=_____.
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(13)设gx 在[0,+∞)上可导,ln1+x 是gx 的一个原函数,且fx =
1 limt2 g2x+
t→∞ t
-g2x
x sin ,则fx
t
在区间0,e 上的平均值为_____.
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+∞sinx π +∞sin2x
(14)设 dx= ,则I= dx=_____.
0
x 2
0
x2
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+∞ xlnx
(15)
0 1+x2
dx=_____.
2
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+∞ 1 x+1
(16) ln dx=_____.
1 x x
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(17)已知 +∞ e-t2 dt= π ,则曲线y=5x+9
2
0
-x e-t2 dt+7x-3
0
x e-t2 dt的斜渐近线方程为____
0
_.
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三、解答题
(1)求下列积分:
(I)设fx
x dt 1
= ,求I= x2fx
1 1+t4 0
dx;
(II)设fx
x2 1
= e-t2 dt,求I= xfx
1 0
dx.
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(2)设fsin2x
x x
= ,求I= fx
sinx 1-x
dx.
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xcos3x-sinx
(3)计算积分I=esinx⋅ dx.
cos2x
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e-sinx⋅sin2x
(4)计算I=
sin4 π - x
4 2
dx.
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(5)设flnx
ln1+x
=
,求I=fx
x
dx.
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(6)设f x =arctanx-1 2 ,f0
1
=0,求I= fx
0
dx.
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2
1 x 4-x2u2du-2x
2
(7)求极限lim 0 .
x→0 1+2x3-1
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(8)设fx
fx
连续,lim
x→0
x
fx
=2,求lim 0
x x→0
fx-t dt
x tfx-t
0
.
dt
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(9)设fx
x
在(-∞,0]上连续,且满足 tft2-x2
0
x2 1
dt= - ln1+x2
1+x2 2
,求函数fx 及其极值.
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2x
1- t sint dt
x
(10)计算lim 0 .
x→0 x2
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(11)设fx 在0,+∞ 内一阶可导,gx 为fx 的反函数,且gx
fx
连续,若
gt
1
dt=x2ex-4e2
x-1
- ft+1
1
dt,f2 =1,求fx 的表达式.
·第368页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(12)设fx 在1,2
x
上可导,且 tf2x-t
0
1
dt= arctanx2,f1
2
1
= ,证明:至少存在一点ξ∈(1,2),
2
使得f ξ =0.
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(13)设fx
x2 x
满足e-x- =1+ ft-x
2
0
dt,求fx 在-∞,+∞ 内的最值.
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(14)求fx
x2
= 2-t
0
e-tdt的最大值和最小值.
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1 xn
(15)证明:lim dx=0.
n→∞ 0 1+x
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1 2 n
2n 2n 2n
(16)求极限lim + +⋯+
n→∞
n+1 n+1 n+1
2 n
.
·第373页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
1
(17)求极限lim nnn+1
n→∞n
n+2 ⋯2n-1 .
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(18)设fx =x2,f gx =-x2+2x+3,且gx ≥0.
(I)求gx 的定义域与值域;
n k k 1
(II)求lim en ⋅
n→∞ k=1 n n+gx
.
·第375页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(19)设fx 是连续的偶函数,函数gx 连续,且满足gx ⋅g-x =1.
a fx
(I)证明:
-a
1+gx
a
dx= fx
0
dx;
π
(II)计算 4 dx
-π
4
1+ex
.
cos2x
·第376页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
+∞
(20)设 fx
0
dx收敛,且fx
1 e-x +∞
= - fx
1+x2 1+ex
0
+∞
dx,求 fx
0
dx.
·第377页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
π
(21)设a =4 tannx dx,证明: 1 n
0 2n+1
1 0 n 的递推关系;
3x+4
(II)计算I=
x2+2x+2
dx.
2
·第381页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(25)证明:fx
x
= t-t2
0
sin2nt dtx>0 的最大值为f1 ,且f1
1
≤
2n+2 2n+3
.
(26)设fx 在a,b 上有二阶连续导数,且fb =f b b =0,证明: fx
a
1 b dx= f x
2
a
x-a 2 dx.
·第382页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(27)设fx 在a,b 上二阶可导,且f x
a+b
>0,证明:f
2
1 b
< fx
b-a
a
fa
dx<
+fb
.
2
·第383页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(28)(I)设fx 与gx 均在a,b
b
上连续,证明: fx
a
gx dx
2 b
≤ f2 x
a
b
dx g2 x
a
dx.
(II)设fx 在a,b 上有连续导数,且fa =fb
b
=0,证明: f2 x
a
b-a
dx≤
2
b
f'2 x
8
a
dx.
·第384页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(29)设fx 在a,b aga ,fb >gb
b
, fx
a
b
dx= gx
a
dx.证明:
至少存在一点ξ∈a,b ,使得f ξ >g ξ .
·第386页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(31)设fx 在-a,a a>0 内连续,且f 0 =A≠0.证明:
(I)对x∈0,a ,存在θ∈0,1
x
,使得 ft
0
-x
dt+ ft
0
dt=x fθx -f-θx ;
1
(II)limθ= .
x→0+ 2
·第387页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(32)设y=fx 在0,1 上是非负连续函数.
(I)证明:存在x 0 ∈0,1 ,使得在0,x 0 上以fx 0 为高的矩形面积,等于在x ,1 0 上以y=fx 为曲
边的曲边梯形面积;
(II)又设fx 在(0,1)内可导,且f x
2fx
>-
,证明:(I)中的x 是唯一的. x 0
·第388页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(33)设曲线y=fx 上任一点 x,fx 处的切线斜率为a2x2-4ax+3,且y=fx 在x=1处取得
极小值0.
(I)求fx 及fx 的其他极值;
1
(II)证明:0≤ fut
0
2
dt≤ ,u∈0,1
3u
.
·第389页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(34)设fx 在-∞,+∞ 内连续,且满足fx+T =fx ,T>0,f-x =fx .
nT
(I)证明: xfx
0
n2T T
dx= fx
2
0
dx(n为正整数);
nπ
(II)计算I= xcosxdx.
0
·第390页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(35)设fx 在-∞,+∞
1 a
内有连续导数,证明:lim ft+a
a→0+4a2
-a
-ft-a dt=f 0 .
·第391页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(36)设曲线y=a xa>0 与y=ln x在点x ,y 0 0 处有公切线.求:
(I)常数a及点x ,y
0 0
;
(II)两曲线与x轴所围图形绕x轴旋转一周所得旋转体的体积.
·第392页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(37)设fx 在a,b 上可导,fa >0,f x >0,S 1x 与S 2x 为如图所示阴影部分的面积.证明:存
在唯一的ξ,使得
S 1ξ
S 2ξ
=k(k为正的常数).
·第393页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
2
(38)求曲线4y= x 12-x2u2 dux≥0
0
的全长.
·第394页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(39)设平面图形D由x2+y2≤2x与y≥x确定,求图形D绕直线x=2旋转一周所得旋转体的体积.
·第395页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(40)求曲线y=e-x sinxx≥0 绕x轴旋转所得旋转体的体积.
·第396页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
x=at-sint
(41)设摆线
,
y=a1-cost
0≤t≤2π,a>0
与x轴所围平面图形为D.求:
(I)D绕x轴,y轴各旋转一周所得旋转体的体积;
(II)D绕直线y=2a旋转一周所得旋转体的体积.
·第397页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(42)求圆x-2 2 +y2=1绕y轴旋转一周所得旋转体的表面积.
·第398页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(43)求双纽线r2=a2cos2θa>0 绕极轴旋转所成旋转曲面的面积.
·第399页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(44)设平面区域D= x,y
1-x
≤y≤ 1-x2,0≤x≤1
1+x
,求D绕y轴旋转一周所得旋转体的体积
V.
·第400页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(45)设fx =xn 1-x2,x∈0,1 与y=0所围平面区域的面积为S n ,gx =sin n 2x,x∈ 0, π 2 与y=
0所围平面区域绕x轴旋转一周所得体积为V nn=1,2,⋯
πS
,求极限lim n .
n→∞ V n
·第401页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(46)设fx
x
lim , x≠0,
=x→∞1+x2-eix 曲线y=fx
0, x=0,
1
与y= x以及x=1所围图形为D.试求:
2
(I)D的面积.
(II)D绕x轴旋转一周所得旋转体的体积.
·第402页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(47)设曲线y=sinx在x∈0,nπ n=1,2,⋯ 上与x轴所围成的区域为D,D绕y轴旋转一周所得旋
转体的体积为a .求:
n
(I)a ;
n
n 2kπ2 kπ
(II)极限lim sin .
n→∞ k=1 a n 2n
·第403页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(48)将半径为R的球沉入水中,它与水面相切,设球的密度与水的密度相等,现将球从水中取出,问
至少需要做功多少?
·第404页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(49)设图所示的三角形薄板为同一等腰三角形薄板,已知其底为2b、高为h,将其垂直放入静水中,
图1是其底与水面相齐,图2是其顶点与水面相齐,设图1与图2薄板一侧所受压力分别为P 和P,
1 2
P
求 2 .
P
1
·第405页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
π
(50)已知曲线L的极坐标方程为r=1+cosθ0≤θ≤
2
.求:
π
(I)曲线L在θ= 对应点处的切线T的直角坐标方程;
4
(II)曲线L、切线T与x轴所围图形的面积.
·第406页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(51)求曲线y=3-x2-1与x轴围成封闭图形绕直线y=3旋转所得旋转体的体积.
·第407页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(52)设心形线r=41+cosθ
π
与θ=0,θ= 所围图形为D,求D绕极轴旋转一周所得旋转体的体
2
积.
·第408页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
1
(53)设D是位于曲线y=
xlnx
α>0,2≤x<+∞
α+1
下方、x轴上方的无界区域.求:
(I)D的面积Sα ;
(II)Sα 的最小值.
·第409页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(54)设fx 在[0,+∞)上连续且单调减少,fx
n
≥0,a n = fk
k=1
n
- fx
1
dxn=1,2,⋯ ,证明:
lima 存在.
n
n→∞
·第410页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
1 π b
(55)设a = xn 1-x2dx,b =2 sinnxcosnxdx,求lim n .
n n
0 0
n→∞a
n
·第411页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(56)设fx 在a,b 上连续,在(a,b)内可导,f x >0.证明:存在唯一的ξ∈a,b ,使得y=fx 与
y=fξ ,x=a所围图形的面积S 1 ,和y=fx 与y=fξ ,x=b所围图形的面积S ,满足S =3S . 2 1 2
·第412页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(57)求心形线r=1+cosθ与r=3cosθ所围公共部分图形的面积.
·第413页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(58)设曲线族y=kx2 k>0
4 π
,对于每个k≥ ,曲线y=kx2与曲线y=sinx0a 上可导且不恒为常数,fa fb <0.证明:至少存在一点ξ∈a,b ,使得
2
b-a
b
fx
2
a
dx< f ξ .
·第420页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(5)设fx 在a,b 上有连续的二阶导数.
b
(I)证明: fx
a
1
dx= b-a
2
fa +fb
1 b
+ x-a
2
a
x-b f x dx;
(II)记M= max
x∈a,b
f x
b
,证明: fx
a
1
dx- b-a
2
fa +fb
b-a
≤
3
M.
12
·第421页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(6)设fx 在a,b 上有连续的二阶导数,且f a =f b .证明:存在一点ξ∈a,b
b
,使得 fx
a
dx
1
= b-a
2
fa +fb
b-a
+
3
f ξ
24
.
·第422页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(7)设fx 有连续的二阶导数,f0 =f1 =1,M= max
x∈0,1
f x .
(I)证明:当x∈0,1 时,有 f x
1
≤ M;
2
1
(II)在第(I)问的基础上,证明: fx
0
1
dx≤1+ M.
8
·第423页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(8)设fx 在[0,+∞)上有连续的二阶导数,且 f x ≤1.
1
(I)证明: fx
0
1
dx-f
2
1
≤ ;
24
(II)若对任意的x∈[0,+∞),有fx =fx+1 n ,n为正整数.证明: fx
0
1 dx≤n + f0
6
.
·第424页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(9)设fx 在0,1 上有连续的导数,f0 =0,f1
1
=1,证明:limn fx n→∞ 0
n 1 k
dx- f n n k=1
1
=- . 2
·第425页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(10)设fx 在0,1 上有连续的二阶导数,fx 不恒为零,且f0 =f1 =0, fx 在x=x 0 处取得
最大值,x 0 ∈0,1 .证明:
(I)至少存在点ξ ∈0,x
1 0
,ξ ∈x ,1
2 0
,使得f ξ
2
-f ξ
1
1
= f ξ
x 2
0
;
1
(II) f x
0
dx≥4 fx 0 .
·第426页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(11)设fx 在0,1 上有连续的二阶导数.证明:
1
(I)对任意点ξ∈0,
4
3
,η∈ ,1
4
,有 f x <2 fξ -fη
1
+ f x
0
dx,x∈0,1 .
(II)当f0 =f1 =0,fx ≠0,x∈0,1 1 f x 时,有
0
fx
dx≥4.
·第427页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(12)设fx 在a,b 上有连续的二阶导数,且M= max
x∈a,b
f x .证明:
b
(I) fx
a
dx-b-a
a+b
f
2
b-a
≤
3
M;
24
(II)存在一点ξ∈a,b
b
,使得 fx
a
dx=b-a
a+b
f
2
b-a
+
3
f ξ
24
.
·第428页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·3.一元函数积分学及其应用
(13)设fx 在-1,1 上有连续的二阶导数,证明:
(I)存在一点ξ∈-1,1
1
,使得 xfx
-1
1
dx= 2f ξ
3
+ξf ξ ;
(II)若fx 在(-1,1)内取得极值,则存在一点η∈-1,1 ,使得 2f η +ηf η ≥
1
f1
2
-f-1 .
·第429页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
第四章 多元函数微分学及其应用
基础题
一、选择题
(1)设fx,y =arcsin x2+y4,则下列选项正确的是( ).
A. f x ' 0,0 存在,f y ' 0,0 存在 B. f x ' 0,0 不存在,f y ' 0,0 存在
C. f x ' 0,0 不存在,f y ' 0,0 不存在 D. f x ' 0,0 存在,f y ' 0,0 不存在
·第430页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(2)设f x ' x 0 ,y 0 ,f y ' x 0 ,y 0 均存在,则下列选项正确的是( ).
A. limfx,y
x→x0
y→y0
存在 B. fx,y 在x ,y 0 0 处连续
C. limfx,y 0
x→x0
存在 D. fx,y
∘
在Ux ,y 0 0 内有定义
·第431页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(3)设fx,y
x2+y2
sinxy2
= x2+y4
, x2+y2≠0,
则正确的是( ).
0, x2+y2=0,
A. f x ' y ' 0,0 存在,f y '' x0,0 存在 B. f x ' y ' 0,0 不存在,f y '' x0,0 存在
C. f x ' y ' 0,0 存在,f y '' x0,0 不存在 D. f x ' y ' 0,0 不存在,f y '' x0,0 不存在
·第432页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(4)设fx,y = xy,则( ).
A. 当x>0时,f x ' x,y
1 y
=- 2 x B. 当x<0时,f x ' x,y
1 y
= 2 x
C. 当y≠0时,f x ' 0,y =0 D. 当y≠0时,f x ' 0,y 不存在
·第433页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(5)设方程xy-zlny+exz=1,存在点(0,1,1)的一个邻域,在此邻域内该方程( ).
A. 可确定隐函数y=yx,z 和z=zx,y B. 可确定隐函数x=xy,z 和z=zx,y
C. 可确定隐函数x=xy,z 和y=yx,z D. 只能确定隐函数z=zx,y
·第434页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(6)设可微函数fx,y 在点Px ,y 0 0 处取得极大值,则( ).
A. fx ,y
0
在y=y 处导数小于零 B. fx ,y
0 0
在y=y 处导数大于零
0
C. fx ,y
0
在y=y 处导数等于零 D. fx ,y
0 0
在y=y 处导数不存在
0
·第435页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(7)设fx,y =e2x x+y2+2y ,则fx,y
1
在点P ,-1
2
处( ).
e e
A. 取得极小值- B. 取得极大值- C. 取得极大值e D. 不取得极值
2 2
·第436页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(8)设fx,y
ex
= ,则( ).
x-y
A. f'+f'=0 B. f'-f'=0 C. f'-f'=f D. f'+f'=f
x y x y x y x y
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二、填空题
y
lnx+e
(1)lim
x→3
y→0
=_____.
x2+y2
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x+y
(2)lim =_____.
x→∞
x2-xy+y2
y→∞
·第439页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
1
(3)lim1-
2x
x→∞
y→0
x2
x+y =_____.
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(4)设z=1+xy y ,则dz
1,1
=_____.
·第441页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(5)设函数fx,y 可微,且f1,2 =2,f x ' 1,2 =3,f y ' 1,2 =4,Fx =f x,fx,2x ,则F 1 =___
__.
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(6)设z=zx,y 由方程x=ze y+z确定,则dz
e,0
=_____.
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y=fx,t
(7)设
,
Fx,y,t
dy
f,F 有一阶连续偏导数,则 =_____.
=0, dx
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(8)设y=fx,t ,t=tx,y 由方程Gx,y,t
dy
=0确定,f,G可微,则 =_____.
dx
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y
(9)设z=f
x
+gex,siny
∂2z
,f有二阶连续导数,g有二阶连续偏导数,则 =_____.
∂x∂y
·第446页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(10)设fu,v 有二阶连续偏导数,y=fex,cosx
d2y
,则 =_____.
dx2
x=0
·第447页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(11)设z=zx,y 由方程e 2yz +x+y2+z= 7 确定,则dz
4 1,1
2 2
=_____.
·第448页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(12)设fx,y = xy sint dt,则 ∂2f
0
1+t2 ∂x2
0,2
=_____.
·第449页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(13)设zx,y 的全微分dz=x2+2xy-y2 dx+x2-2xy-y2 dy,则zx,y =_____.
·第450页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(14)设z=zx,y 由方程z+lnz-
x
e-t2 dt=0确定,则
∂2z
=_____.
y ∂x∂y
·第451页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
x
(15)设z=fxy,
y
y
+g
x
∂2z
,f具有二阶连续偏导数,g具有二阶连续导数,则 =_____.
∂x∂y
·第452页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
x+ky
(16)设
dx+ydy
x+y
为某二元函数ux,y
2
的全微分,则k=_____.
·第453页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
三、解答题
(1)设u=fx,y,z 有连续偏导数,y=yx ,z=zx 分别由方程e xy -y=0和ez-xz=0确定,求 du .
dx
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(2)设y=yx ,z=zx
x2+y2+z2=3x, dy dz
由方程组 确定,求 , .
2x-3y+5z=4 dx dx
·第455页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(3)设当x≥0,y≥0时,有x2-y2 e -x2-y2 ≤k成立,求k的最小值.
·第456页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(4)求fx,y y =1+e cosx-ye y的极值.
·第457页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(5)设曲面S:x-y 2 -z2=1,求坐标原点到S的最短距离.
·第458页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(6)求双曲线xy=4与直线2x+y=1之间的最短距离.
·第459页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(7)求函数z=x3-3x2-3y2在闭区域D:x2+y2≤16上的最大值.
·第460页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(8)求u=x2+y2+z2在条件x+y+z=4和z=x2+y2下的最大值和最小值.
·第461页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(9)在第一象限内,过曲线3x2+2xy+3y2=a上任一点作其切线,切线与两坐标轴所围成的三角形
1
面积的最小值为 ,求a的值.
4
·第462页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(10)设ux,y
∂2u ∂2u ∂2u
有二阶连续偏导数,利用变换ξ=x+ay,η=x+by,将方程 +4 +3 =0
∂x2 ∂x∂y ∂y2
∂2u
化为 =0,求a,b的值.
∂ξ∂η
·第463页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
u
(11)设z= +e-ux+fu
y
,ux,y 满足xe-ux-f u
1
= ,其中ux,y
y
和fu
∂z
均可微,且 =
∂x
∂z
,求ux,y
∂y
.
·第464页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(12)设fu 有二阶连续导数,且z=fexsiny
∂2z ∂2z
满足 + =ze2x,求fu
∂x2 ∂y2
.
·第465页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
综合题
一、选择题
(1)设fx,y
fx,y
在点(0,0)处连续,且lim
x→0
y→0
=1,则( ).
x2+y2
e -1
A. fx,y 在点(0,0)处取得极小值 B. fx,y 在点(0,0)处取得极大值
C. fx,y 在点(0,0)处不取得极值 D. 不能确定fx,y 在点(0,0)处是否取得极值
·第466页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(2)设fx,y
fx,y
在点(0,0)的某邻域内连续,且lim
x→0
y→0
-f0,0
=-1,则fx,y
x+y4
在点(0,0)处( ).
A. 取得极小值 B. 取得极大值
C. 不取得极值 D. 无法确定是否取得极值
·第467页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(3)设fx,y
1
yarctan , x,y
= x2+y2
≠0,0 ,
0, x,y =0,0
则fx,y
,
在点(0,0)处( ).
A. 连续但不可微 B. 偏导数存在但不连续
C. 可微 D. 连续但偏导数不存在
·第468页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(4)设函数fx,y =x+y-1
x
arcsin ,则在点(0,1)处( ).
y
A. f x ' 0,1 =f y ' 0,1 =1 B. df
0,1
=dy
C. df
0,1
=dx D. df
0,1
不存在
·第469页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(5)设fx,y
∂fx,y
可微,对任意的x,y,有
∂fx,y
>0, ∂x
<0,则使得fx ,y ∂y 1 1 y B. x >x ,y >y C. x x ,y
0,F x ' x ' x 0 ,y 0 <0,则由方程Fx,y =0确定的隐函数y=yx 在x=x 处( ). 0
A. 取得极小值 B. 取得极大值
C. 不取得极值 D. 不能确定是否取得极值
·第471页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(7)设fx,y 有一阶连续偏导数,且fx,y =1-x-y+o x-1 2 +y2 ,gx,y =fx+y,xy ,则
全微分dg
1,0
=( ).
A. -2dy B. -dx C. -dx-2dy D. dx-2dy
·第472页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
二、填空题
(1)设z=zx,y
∂2z
满足 =2,且zx,0
∂y2
=1,z' yx,0 =x,则zx,y =_____.
·第473页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(2)设z=zx,y
∂2z
有二阶连续偏导数,满足 =x+y,且zx,0
∂y∂x
=x,z0,y =y2,则zx,y =___
__.
·第474页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(3)设z= 2x ,则 ∂nz
x2-y2 ∂yn
2,1
=_____.
·第475页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(4)设fx,y 对任意的x,y ∈R2满足fx,y x+y-2 =e +oρ ,其中ρ= x-1 2 +y-1 2 ,则
f1+2h,1
lim
h→0
-f1,1-2h
=_____.
h
·第476页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
三、解答题
d2z
(1)已知x+y-z=ez,xex=tant,y=cost,求 .
dt2
t=0
·第477页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
x
(2)设f有一阶连续导数,证明:z=f
y
∂z ∂z
的充要条件是x +y =0.
∂x ∂y
·第478页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(3)设z=zx,y
1 1 1
是由方程F - -
x y z
1 ∂z ∂z
= 确定的隐函数,其中F可微,求x2 +y2 .
z ∂x ∂y
·第479页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(4)设y=gx,z 与z=zx,y 是由方程fx-z,xy
dy
=0确定的函数,求 .
dx
·第480页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·4.多元函数微分学及其应用
(5)求函数fx,y =1+y 2 +1+x 2在条件x2+y2+xy=3下的最大值.
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(6)设fx,y =x3+y3-ax2-by2 a>0,b>0
x2 y2
有极小值-8,求a,b的值,使得椭圆 + =1所
a2 b2
围面积最大.
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(7)设fx,y =e-x ax+b-y2 在点-1,y 0 处取得极大值,求a,b满足的条件.
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(8)设函数fx,y =x2+2kxy+y2 k>0 满足x2+y2=1的最大值与最小值分别为λ 与λ ,求λ + 1 2 1
λ .
2
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(9)求fx,y
x2+y2
-
=xe 2 的极值.
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(10)求fx,y = 1 e - 2 1 y2 x-a
y2
2+y-1 2 (y≠0,a为常数)的极值.
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(11)求u=xy+2xz+2yz在条件xyz=1下的最小值.
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(12)设函数z=zx,y 由方程x2-6xy+10y2-2yz-z2+18=0确定,求z=zx,y 的极值.
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(13)设fx 有二阶连续导数,且fx >0,f 0 =0,证明:z=fx lnfy 在点(0,0)处取得极小值的
充分条件是f 0 >0且f0 >1.
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(14)已知z=fx,y 的全微分dz=y-x2 dx+x-1 dy,且f1,1
1
=- ,求fx,y
3
在D:0≤y≤7
-x,0≤x≤7上的最大值.
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(15)设函数fx,y 的全微分为dfx,y =2ax+by dx+2by+ax dya,b为常数 ,且f0,0 =-3,
f x ' 1,1 =3.试求:
(I)fx,y ;
(II)点(-1,-1)到曲线fx,y =0上的点的距离的最大值.
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(16)设fx,y = x2+y2φx,y ,φx,y 在点(0,0)处连续,且φ0,0 =0.
(I)求f x ' 0,0 ,f y ' 0,0 ;
(II)证明:fx,y 在点(0,0)处可微,并求全微分df
0,0
.
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(17)设fx,y
1
xysin , x,y
= x2+y2
≠0,0 ,
0, x,y =0,0
讨论fx,y
,
∂f
在点(0,0)处是否可微,偏导数 ,
∂x
∂f
在点(0,0)处是否连续.
∂y
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(18)设中心在原点的椭圆为x2-4xy+5y2=1,求该椭圆的长半轴与短半轴.
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(19)设x=xy ,z=zy
Fy-x,y-z
由方程组
=0,
z
Gxy,
y
dx dz
确定,求 , .
=0 dy dy
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1 1 (20)设α,β为正数,且 + =1,求fx,y
α β
= 1 xα+ 1 y β在条件xy=1x>0,y>0
α β
下的最小值.
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(21)设可微函数fu,v
∂f ∂f
满足 + =u+v
∂u ∂v
eu-v,且f0,v =0,若u=x,v=x+y,求:
∂fx,x+y
(I)
;
∂x
(II)fu,v 的极值.
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(22)设w=xy-z,z=zx,y
∂2z ∂2z ∂2z
有二阶连续的偏导数,且满足 +2 + =0,作变换u=x+
∂x2 ∂x∂y ∂y2
y,v=x-y.
∂2w
(I)求 ;
∂u2
∂w0,v
(II)若
=ve-v,w0,v
∂u
v2
= ,求zx,y
4
的表达式.
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(23)设z=fu,v
1 1 ∂2z ∂2z
有二阶连续偏导数,u=x- y,v=x+ y,且满足 -4 =12aa≠0
2 2 ∂x2 ∂y2
.
∂2f
(I)求 ;
∂u∂v
∂fu,0
(II)若
=-3u2,f0,v
∂u
=-v3,求fu,v 的极值.
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拓展题
一、选择题
下列( )选项条件成立时,能够推出函数fx,y 在点x ,y 0 0 处可微,且全微分dfx,y x 0 ,y 0 =0.
A. f x ' x 0 ,y 0 =f y ' x 0 ,y 0 =0
B. fx,y 在点x ,y 0 0
ΔxΔy
处的全增量Δf=
Δx
2
+Δy
2
C. fx,y 在点x ,y 0 0
sin Δx
处的全增量Δf=
2
+Δy
2
Δx
2
+Δy
2
D. fx,y 在点x ,y 0 0 处的全增量Δf= Δx 2 +Δy 2 1 sin
Δx
2
+Δy
2
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二、解答题
设fx,y 在点(0,0)的某邻域内有定义,f0,0
fx,y
=0,且lim
x→0
y→0
=1+kk为常数
x2+y2
.证明:
I fx,y 在点(0,0)处连续;
(II)当k≠-1时,fx,y 在点(0,0)处不可微;
(III)当k=-1时,fx,y 在点(0,0)处可微.
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第五章 重积分及其应用
基础题
一、选择题
1 (1)设D为由直线x+y= 2 ,x+y=1与两坐标轴所围的区域,I 1 = lnx+y
D
9 dxdy,I = 2
x+y
D
9 dxdy,I 3 = sinx+y
D
9 dxdy,则( ).
A. I ≤I ≤I B. I ≤I ≤I C. I ≤I ≤I D. I ≤I ≤I
1 2 3 1 3 2 3 2 1 3 1 2
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(2)设D为由y=x2-4和y=0所围区域,I= kx+y
D
dxdy,则( ).
A. I=0 B. I>0 C. I<0 D. I的正负与k有关
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(3)设D是xOy平面上以A1,1 ,B-1,1 ,C-1,-1 为顶点的三角形区域,D 是D在第一象限的部 1
分,则I= xy+cosxsiny
D
dxdy=( ).
A. 0 B. 2 xydxdy
D1
C. 2 cosxsinydxdy D. 4 xy+cosxsiny
D1 D1
dxdy
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2 x2
(4)积分I= dx2 fx,y
0 0
2 2 8-x2
dy+ dx fx,y
2 0
dy=( ).
2 8-y2
A. dy fx,y
0 y
2 8-y2
dx B. dy fx,y
0 2y
dx
2 8-y2
C. dy fx,y
0 2y
2 8-y2
dx D. dy fx,y
0 y
dx
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(5)设D:x2+y2≤x,则 fx,y
D
dxdy=( ).
π cosθ
A. dθ frcosθ,rsinθ
0 0
π sinθ
rdr B. dθ frcosθ,rsinθ
0 0
rdr
π cosθ
C. 2 dθ frcosθ,rsinθ
-π
2 0
π sinθ
rdr D. 2 dθ frcosθ,rsinθ
-π
2 0
rdr
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π 2sinθ
(6)将二重积分I=2 dθ frcosθ,rsinθ
π
4 0
rdr化为直角坐标系下的二次积分,则I=( ).
1 x
A. dx fx,y
0 1- 1-x2
1 1-x2
dy B. dx fx,y
0 x
dy
1 y
C. dy fx,y
0 0
2 2y-y2
dx+ dy fx,y
1 0
1 2y-y2
dx D. dy fx,y
0 y
dx
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二、填空题
(1)二重积分I= 1 x2 dx 1 e -y2 dy=_____.
0 x
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2 x πx 4 2 πx
(2)二重积分I= dx sin dy+ dx sin dy=_____.
2y 2y
1 x 2 x
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(3)I= 1 1 x -2 3dx π 4 csc2ydy=_____.
3
0 arctanx
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(4)设ft t t = dx e -x-y
0 x
2 dyt≥0 ,则f 1 =_____.
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(5)设D:x2+y2≤4,x≥0,y≥0,如果fx 在[0,+∞)上连续且取正值,则二重积分I=
a fx
D
+b fy
fx + fy
dxdy=_____.
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(6)设fx 在0,1
1
上连续,且 fx
0
1 1
dx=A,则I= dx fx
0 x
fy dy=_____.
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1+x-y
(7)设D:x2+y2≤1,x≥0,y≥0,则I= dxdy=_____.
D1+x2+y2
·第514页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
dx dy
(8)设D:-1≤x≤0,1- 1-x2≤y≤-x,则I= =_____.
D x2+y2 4-x2-y2
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dx dy
(9)设D:2x≤x2+y2,0≤y≤x≤2,则I= =_____.
D x2+y2
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(10)设D= x,y ∣0≤y≤1-x,0≤x≤1
x
,则 ex+ydxdy=_____.
D
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x2 y2
(11)设D:x2+y2≤1,则I= +
4 9
D
dxdy=_____.
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(12)设区域D由x=- 2y-y2,x=-2,y=0,y=2所围,则I= ydxdy=_____.
D
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(13)设D:x2+y2≤2x,则I= 2x+3y
D
dxdy=_____.
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(14)设D= x,y ∣0≤x≤t,0≤y≤t 1 x+y ,则lim
t→0+t2
2 cosx+y
D
2 dxdy=_____.
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三、解答题
(1)计算下列二重积分:
(I)设D由x-y=0,x+y=0及x=1所围,求I= xyx-y
D
dxdy;
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siny
(II)设D由y= x,y=x所围,求I= dxdy;
y
D
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(III)设D由y=x2 x≥0
xy
,y=1,x=0所围,求I= dxdy;
D 1+y3
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(IV)设D:-1≤x≤siny,y≤
π
,求I= xe
x2+cosy
siny-1
2
D
dxdy.
·第525页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(2)设D= x,y ∣x2+y2≤1,x2+y2≤2x,y≥0 ,计算I= xydxdy.
D
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(3)设D= x,y ∣1≤x+y≤2,x≥0,y≥0
xex+y
,计算I=
D
2
dxdy.
x+y
·第527页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(4)设D:x2+y2≤ 2x,0≤y≤x,计算I= x2+y2-1dxdy.
D
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(5)设D:x2+y2≤9,计算I= x2+y2-4dxdy.
D
·第529页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(6)设D= x,y ∣0≤x≤2,0≤y≤ 2x-x2 ,计算I= x+y-2dxdy.
D
·第530页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
y
(7)设D:1≤x2+y2≤2x,y≥0,计算I=
D 1+x2+y2
dxdy.
x2+y2
·第531页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(8)设D:0≤x≤2,0≤y≤2,计算I= 1+x+y
D
dxdy,其中1+x+y 表示不超过1+x+y的最大
整数.
·第532页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(9)设D= x,y ∣0≤x≤1,0≤y≤1 ,计算I= max 2x-x2,1-y
D
2 dxdy.
·第533页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(10)计算I= sgnx2-y2+2
D
dxdy,其中D:x2+y2≤4.
·第534页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(11)设fx,y
1
= x2+y2
, 1≤x≤3, 3 x≤y≤x,
2 3 D由x=3,x=1,y=0,y=3所围,计算I=
0, 其他,
fx,y
D
dxdy.
·第535页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(12)计算I= xydxdy,其中D由下列双纽线所围.
D
(I)x2+y2 2 =2x2-y2 ;
(II)x2+y2 2 =2xy.
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综合题
一、选择题
(1)I 1 = cos x2+y2dxdy,I 2 = cosx2+y2
D D
dxdy,I 3 = cosx2+y2
D
2 dxdy,其中D:x2+y2≤1,则(
).
A. I >I >I B. I I >I D. I >I >I
1 2 3 1 2 3 2 1 3 3 1 2
·第537页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(2)设D= x,y x+y∣≤1 ,I 1 = x2+y2tanx
D
dxdy,I 2 = x2y+tany2
D
dxdy,I = 3
xy2+siny2
D
dxdy,则( ).
A. I 0 为_____.
·第546页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
x2 y2
(6)设D: + ≤1,则I= y2dxdy=_____.
a2 b2
D
·第547页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(7)曲线r2=2a2cos2θa>0 所围图形的面积为_____.
·第548页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(8)球体x2+y2+z2=R2 R>0 被圆柱面x2+y2=Rx所截得含在圆柱面内的立体的体积为____
_.
·第549页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(9)曲线ay=x2与x+y=2aa>0 所围平面区域D的形心坐标为_____.
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(10)r≤1与r≤1+cosθ所围平面区域的形心坐标为_____.
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三、解答题
(1)设D:x≤1,0≤y≤2,计算I= y-x2 dxdy.
D
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(2)设D是由曲线xy+x+y=1与x轴所围成的有界区域,计算I= 2ln1+y
D
-y+x dxdy.
·第553页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(3)设D= x,y ∣x-1 2 +y-1 2 ≤1,x2+y2≤1 ,计算I= 2x-y2
D
dxdy.
·第554页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(4)设平面曲线x+y 3 =xy在第一象限所围区域为D,计算I= x-y
D
3 +1 dxdy.
·第555页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
1 2-x (5)计算积分I= dx ex+y
0 1-x
2 sin2x+cos2y 2 2-x dy+ dx ex+y
1 0
2 sin2x+cos2y dy.
·第556页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
1 t t (6)求极限lim dxsinxy
t→0+t6
0 x
2 dy.
·第557页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(7)设D= θ,r π 0≤θ≤ ,0≤r≤1
2
,计算I= r3er2cos2θsin2θdθdr.
D
·第558页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(8)设D= x,y ∣x2+y2≤1,0≤y≤x
xy
,计算I= dxdy. D1+x2-y2
·第559页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(9)设D= x,y ∣0≤x≤1,0≤y≤x ,计算I= arcsin2 x-x2
D
dxdy.
·第560页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(10)设可导函数fx fx 满足lim
x→0
t t2-x2
dx f x2+y2
=1,求极限lim 0 - t2-x2
x x→0+
+2y dy
.
t3
·第561页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(11)设Ft
F x2+y2
x 1- x2+y2≤x2
=
x>0,y≥0
x2+y2
dx dy, t>0,
在[0,+∞)上连续,求函数Ft
0, t=0
的表达
式.
·第562页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(12)设ft 在-∞,+∞ 内有连续导数,且ft =2 x2+y2
D
f x2+y2 dxdy+t4,D:x2+y2≤t2,
求ft .
·第563页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·5.重积分及其应用
(13)设fx,y 在区域:0≤x≤1,0≤y≤1上连续,f0,0 =0,且fx,y 在点(0,0)处可微,f y ' 0,0 =
x2 t
dt ft,u
1,求lim 0 x
x→0+
du
.
-x4
1-e 4
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(14)设D:x2+y2≤4,x≥0,y≥0,fx,y 在D上连续,且fx,y =x2+y2-x+y-1 +
fu,v
D
dudv,求fx,y .
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(15)设D是由y= 1-x2,y= 4-x2与x+y=0及x轴所围,且位于x+y≥0部分的区域,计算I
x2+y2
= dxdy.
D
x2+2y2
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(16)设D= x,y ∣4≤x2+y2≤9,x≥0,y≥0 ,fx,y 在D上连续,且fx,y =sinπ x2+y2 +
1 xfx,y
π
D
dxdy.求I= fx,y
x+y
D
dxdy.
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(17)设fx
1
xf2 x
是连续正值函数,且单调减少,证明: 0
dx
1
xfx
0
1
f2 x
≤ 0
dx
dx
1
fx
0
.
dx
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x=t-sint,
(18)设D为由摆线 0≤t≤2π
y=1-cost
及x轴所围的平面区域,求D的质心坐标.
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(19)设fx 在0,1 上是连续正值函数,且fx 单调减少,D:0≤x≤1,0≤y≤1,证明:
xfx
D
fy fx -fy dxdy≤0.
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(20)设fu 在-1,1 上连续,D:x+y≤1,证明: fx+y
D
1
dx dy= fu
-1
du.
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(21)设D:x2+y2≤2tx,y≥0t>0 ,fu 在u=0处可导,且f0
1
=0,求lim f x2+y2
t→0+t4
D
ydxdy.
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(22)设fx 在a,b
上连续非负,且单调增加,x,y 为D= x,y ∣a≤x≤b,0≤y≤fx 的形心,证
1
明:x≥ a+b
2
.
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拓展题
(1)设D由x轴,曲线y=fx fx ≥0 ,x=0,x=aa>0 围成,平面图形D的质心(形心)的横坐
2
标为x= a.
3
(I)记Fx
x
= ft
0
dt,证明:F x
2Fx
=
;
x
(II)求fx .
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x=1-cost,
(2)设D是由曲线 0≤t≤2π
y=t-sint
与y轴所围平面区域,计算I= 2x+y
D
dxdy.
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(3)设D= x,y ∣x2+y2≤4 ,计算I= 2x-x2-y2 dx dy.
D
(4)设平面曲线L:lnx+lny=1所围区域为D,计算I= x-y+1
D
dxdy.
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1
(5)设在第一象限内,x2+y2= 与x2+y2=x4+y4及x=0,y=0所围区域为D.计算I=
4
xy
dxdy.
Dx2+y2
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第六章 微分方程及其应用
基础题
一、选择题
dy x
(1)下列选项中(C为任意常数),是微分方程 + =0的通解的是( ).
dx y
A. x2+y2=C2 B. x2-y2=C2 C. x2+y2=C D. x2-y2=C
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(2)设y+Px y=0的一个特解为y=cos2x,则该方程满足y0 =2的特解为( ).
A. 2cosx B. 2cos2x C. cos2x D. cos2x+1
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(3)微分方程y+2y-3y=e-x+x的一个特解形式为( ).
A. ae-x+bx+c B. axe-x+xbx+c C. axe-x+bx+c D. aex+xbx+c
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(4)设y 1x ,y 2x 是y+Px y=0的两个不同特解,其中Px 在-∞,+∞ 内连续,且Px 不恒
为0,则下列结论中错误的是( ).
A. y 1x -y 2x =常数 B. C y 1x -y 2x 是方程的通解
C. y 1x -y 2x 在任一点不为0 D.
y 2x
y 1x
≡常数 y 1x ≠0
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(5)设y 1x ,y 2x ,y 3x 是微分方程y+px y+qx y=fx 的三个线性无关的解,fx ≠0,则该
方程的通解为( ).
A. C 1 y 1x +C 2 y 2x +y 3x B. C 1 y 1x +1-2C 1 y 2x +C 1 y 3x
C. C -C 1 2 y 1x +C 2 y 2x +y 3x D. C 1 y 1x +C 2 y 2x +C 3 y 3x C +C +C =1 1 2 3
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(6)设fx 在[0,+∞)上可导,lim fx
x→+∞
=bb≠0 ,yx 为方程y+ay=fx a>0 的任一解,则y
=yx 有水平渐近线( ).
b a
A. y=ab B. y=-ab C. y= D. y=
a b
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二、填空题
(1)微分方程y-xsinx dx+xdy=0的通解为_____.
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(2)微分方程1+y2 dx+2x-1 ydy=0的通解为_____.
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y y
(3)y= +tan 满足y1
x x
π
= 的特解为_____.
6
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(4)微分方程xy= x2+y2+y的通解为_____.
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(5)方程y+2y+y=xex满足y0 =0,y 0 =0的特解为_____.
·第588页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(6)方程y-3y+2y=10e-xsinx满足当x→+∞时,yx →0的特解为_____.
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(7)方程1-x2 y-xy=0满足y0 =0,y 0 =1的特解为_____.
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(8)设二阶线性非齐次微分方程y+px y+qx y=fx 有三个特解为x,ex,e-x,则该方程的通解
为_____.
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(9)设二阶常系数线性微分方程y+ay+by=cex有特解y*=e-x 1+xe2x ,则该方程的通解为__
___.
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三、解答题
(1)求x2y-y'2=0过点P1,0 ,且在点P与y=x-1相切的积分曲线.
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(2)设fx 是连续函数,且fx
x
=cosx- x-t
0
ft dt,求fx .
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(3)设fx 可导,对任何实数x,y满足fx+y =exfy y +e fx ,且f 0 =e,求fx .
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(4)求微分方程y-y=0的一条积分曲线,使此积分曲线在原点处有拐点,且以直线y=2x为切线.
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(5)设fu 有二阶连续导数,z=f x2+y2
∂2z ∂2z
满足 + =x2+y2,求z的表达式.
∂x2 ∂y2
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(6)利用变换u=ex,求微分方程y-2ex+1
y+e2xy=e3x的通解.
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(7)设L是一条平面曲线,其上任意一点Px,y x>0 到原点的距离恒等于该点处的切线在y轴上
1
的截距,且L过点 ,0
2
.求:
(I)曲线L的方程;
(II)L位于第一象限部分的一条切线,使该切线与L以及两坐标轴所围的面积最小.
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(8)设OA是连接O0,0 和A1,1 的一段向上凸的曲线弧,Px,y
为OA上任一点,曲线弧OP与有
向线段OP所围图形的面积为x2,求曲线弧OA的方程.
·第600页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(9)设y=yx 满足xy-2x2-1 y=x3 x≥1 ,y1 =a.
(I)求yx ;
yx
(II)若 lim
x→+∞
存在,求曲线y=yx
x
的斜渐近线方程.
·第601页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(10)设fx 满足xf x -fx =a1-lnx +x2 x>0,a≠0 ,f1 =1-a.
(I)求fx 的表达式;
(II)若方程fx =0在x∈0,+∞ 内有唯一实根,求a的取值范围.
·第602页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(11)设fx 满足xf x -3fx =2x,f1
1
= k-1,k>0.
3
(I)求fx 的表达式;
(II)求fx 在x∈ 0, 1
k
上的最小值与最大值.
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综合题
一、选择题
(1)下列方程中,以y=C ex+C cosx+C sinxC ,C ,C 为任意常数)为通解的是( ).
1 2 3 1 2 3
A. y-y+y-y=0 B. y+y+y-y=0
C. y+y-y-y=0 D. y-y-y-y=0
·第604页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(2)若二阶常系数线性齐次微分方程y+py+qy=0的通解为y=C ex+C xex,则非齐次微分方
1 2
程y+py+qy=x满足y0 =2,y 0 =0的特解为y=( ).
A. xex-x-2 B. xex-x+2 C. -xex+x+2 D. -xex-x+2
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(3)设C为任意常数,则以y=eCx+x2为通解的一阶微分方程为(
).
A. xy-ylny=x2y B. xy+ylny=xy2 C. xy-ylny2=xy D. xy+ylny=xy
·第606页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(4)设y 1 ,y 2 是一阶线性非齐次微分方程y+Px y=Qx 的两个解,若常数λ,μ,使得λy +μy 是该 1 2
方程的解,λy -μy 是对应的齐次微分方程的解,则( ).
1 2
1 1 1 1 1 2 2 2
A. λ=- ,μ=- B. λ= ,μ= C. λ= ,μ= D. λ= ,μ=
2 2 2 2 3 3 3 3
·第607页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
二、填空题
y
(1)微分方程y=
x+y+1
(y不为常函数)的通解为_____.
2
·第608页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(2)微分方程y-y=sinx满足y0 =0,y 0
3
= 的特解为_____.
2
·第609页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
y2-x
(3)微分方程y=
2yx+1
的通解为_____.
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dy y-x
(4)微分方程 = 满足y1
dx y+x
=0的特解为_____.
·第611页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
x
(5)微分方程ysec2y+ tany=x满足y0
1+x2
=0的特解为_____.
·第612页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(6)微分方程y+y=x+cosx的通解为_____.
·第613页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(7)微分方程y-y=sin2x的通解为_____.
·第614页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(8)设fx 有连续导数,对任意a满足fx+a
x+att2+1
=
x
ft
dt+fx ,且f1 = 2,则fx =__
___.
·第615页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(9)设函数yx 满足y+2ay+b2y=0a>b>0 ,且y0 =1,y 0
+∞
=1,则 yx
0
dx=_____.
·第616页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
三、解答题
(1)设fx 满足fx+y
fx
=
+fy
1-fx fy
,且f 0 存在,求f x 及fx .
·第617页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(2)利用变量替换x=sint,y=yt
π
00
fx
,且lim
x→0+
=0.
x
(I)求fx 的表达式;
(II)若y=fx 在0,nπ 上与x轴所围图形的面积为A nn=1,2,⋯
A
,求lim n
n→∞ n+1
.
2
·第628页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(13)设ft 有二阶连续导数,f1 =f 1 =1,在x>0的平面区域内,存在函数ux,y ,使得
dux,y y2 y = +xf x x y dx+ y-xf x dy.求ft 及ft 的极值.
·第629页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(14)设ft 在0,+∞ 内有二阶连续导数,记gx,y
y
=f
x
.若gx,y
∂2g ∂2g
满足x3 +x2y +
∂x2 ∂x∂y
∂2g
xy2 =y,且gy,y
∂y2
∂g
=1,
∂y y,y
2
= ,求ft
y
.
·第630页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(15)设fx 在-∞,+∞ 内有连续导数,fx >0,且满足1+x2 f x +2nxfx =0(n为大于1的
正整数),f0 =1,
(I)求fx ;
(II)记S n 为曲线y=fx
S
与x轴之间的无界区域的面积,求lim n
n→∞ S
n-1
n
.
·第631页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(16)设fx 在0,1 上有连续导数,f0 =1,f + ' 0 =1,且 f x+y
D
dxdy=
fx+y
D
+x-y 3 dxdy.其中D= x,y ∣0≤y≤t-x,0≤x≤t 02.
1 2
·第633页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(18)设上凸曲线y=yx y>0 上任一点Mx,y 处的切线与x轴交于点N,且满足OM=ON,
y0 =1,y x >0,求y=yx .
·第634页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(19)设y=yx
1
是向上凸的连续曲线,其上任一点(x,y)处的曲率为 ,且此曲线上点(0,1)
1+y'2
处的切线方程为y=x+1,求该曲线的方程.
·第635页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(20)设曲线y=yx y>0 在点(0,2)处有水平切线,曲线上任一点(x,y)处的曲率K=
1 1
2 2 y1+y'2
,y x >0.记y=yx ,x=0,x=2及x轴所围图形为D,求y=yx x≥0 ,并求D
绕x=2旋转一周所得旋转体的体积.
·第636页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(21)(I)设at
+∞
在[0,+∞)上是非负连续函数,证明:当且仅当 at
0
dx
dt发散时,微分方程 +
dt
at x=0的每一个解xt 满足 limxt
t→+∞
=0;
(II)设a>0,ft
dx
在[0,+∞)上连续有界,证明:方程 +ax=ft
dt
t≥0 的所有解在[0,+∞)上有
界.
·第637页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(22)设曲线y=yx 有二阶连续导数,y x >0,其上任意一点(x,y)处的曲率K=
1
cosα>0
2y2cosα
,其中α为该曲线在相应点处的切线的倾角,且该曲线在点(1,1)处取得极小值,
求曲线y=yx .
·第638页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(23)设函数yx x≥0 二阶可导,且y x >0,y0 =1,过曲线y=yx 上任一点Px,y 作曲线的
切线及x轴的垂线,上述两条直线与x轴所围三角形的面积记为S 1 ,区间0,x 上以y=yx 为曲边
的曲边梯形的面积记为S 2 ,且2S 1 -S 2 =1,求曲线y=yx .
·第639页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(24)设在第一象限内的曲线y=yx 满足y0 =0,且y x >0,曲线上任一点Mx,y 处的切线段
为MT,点M到x轴的垂线为PM,如图6-1所示,△PMT的面积与曲边三角形OPM的面积之比恒为
1
常数kk>
2
.求y=yx .
·第640页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(25)设yx 在[0,+∞)上有二阶连续的导数,点Px,y x>0 为凹曲线y=yx 上任意一点,沿曲
线从点(0,1)到点Px,y 的弧长在数值上等于该曲线在点Px,y 处的切线的斜率,且曲线在点(0,1)
处有水平切线.
(I)求y=yx 的表达式;
(II)求曲线y=yx
5
从点ln2,
4
5
到点ln3,
3
的一段弧长.
·第641页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(26)一架质量为4.5t的歼击机以600 km/h的航速开始着陆,在减速伞的作用下滑跑500 m后速度
减为100 km/h,设减速伞的阻力与飞机的速度成正比,忽略飞机所受的其他外力,求减速伞的阻力
系数.若保障飞机安全着陆,跑道长度至少应为多少?
·第642页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(27)设一单位质量的质点沿x轴正向运动,所受力为Fx =-2sin2x,质点的初始位置为原点,初速
度为2.求位移函数x=xt (t表示时间),并求质点运动的最远距离.
·第643页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
拓展题
(1)设环境保持恒定温度20°C,有一物体的温度在10 s内从100°C降到60°C,若物体温度下降的速
度与该物体温度与环境温度之差成正比,问此物体从温度100°C降到25°C需要多少时间?
·第644页,共648页·公众号:做题本集结地 880·数二高数部分·6.微分方程及其应用
(2)设ft 在[0,+∞)上连续,且满足ft =e4πt2 + x2-y2+f 1 x2+y2
x2+y2≤4t2 2
dxdy.
(I)求ft ;
(II)求lim ft
t→0+
1
tt2
.
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(3)设ft t≥0 有连续导数,且满足ft
1
= ft- x2+y2
2π x2+y2≤t2
dxdy+t,求ft .
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(4)设y 1 =x,y 2 =xux 是微分方程x2lnx y-xy+y=0x>0 的两个解,若u1 =1,ue-1 =0,
求ux ,并求该方程的通解.
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(5)发现一架飞机在原点O0,0 处沿y轴正向以常速度v飞行,随即从点P 016,0 处发射导弹追击,
且导弹方向始终指向飞机,导弹速度为2v,如图所示.
(I)求导弹飞行轨迹y=yx 的表达式;
(II)求飞机被击中的位置及所需时间T.
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