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第一章、函数、极限、连续 ........................................................ 3
基础题 ..................................................................... 3
综合题 .................................................................... 14
拓展题 .................................................................... 29
第二章、一元函数微分学及其应用 ................................................. 30
基础题 .................................................................... 30
综合题 .................................................................... 55
拓展题 .................................................................... 70
第三章、一元函数积分学及其应用 ................................................. 72
基础题 .................................................................... 72
综合题 .................................................................... 90
拓展题 ................................................................... 113
第四章、多元函数微分学及其应用 ................................................ 116
基础题 ................................................................... 116
综合题 ................................................................... 126
拓展题 ................................................................... 134
第五章、微分方程及其应用 ...................................................... 136
基础题 ................................................................... 136
综合题 ................................................................... 142
拓展题 ................................................................... 150
第六章、微积分在经济学中的应用 ................................................ 151
基础题 ................................................................... 151
综合题 ................................................................... 155
第七章、二重积分.............................................................. 160
基础题 ................................................................... 160
综合题 ................................................................... 169
第 1 页,共200页目录
拓展题 ................................................................... 177
第八章、无穷级数.............................................................. 178
基础题 ................................................................... 178
综合题 ................................................................... 188
拓展题 ................................................................... 199
第 2 页,共200页高数 · 1.函数、极限、连续
第一章 函数、极限、连续
基础题
・一、选择题
1.函数
第 3 页,共200页
f ( x ) x s in x e co sx , x ( , ) = − + ,是( ).
A. 单调函数 B. 周期函数 C. 偶函数 D. 有界函数
2.设函数 f ( x ) = c o s ( s in x ) , g ( x ) = s in ( c o s x ) ,则当 x 0 ,
2
时,( ).
A. f ( x ) 单调增加, g ( x ) 单调减少 B. f ( x ) 单调减少, g ( x ) 单调增加
C. f (x) 与 g(x) 都单调增加 D. f (x) 与 g(x) 都单调减少
3.设函数 f ( x ) = 1 + x + x 2 − 1 − x + x 2 ,则( )
A. f ( x ) 为偶函数 B. f ( x ) 为奇函数
C. f (x) 为无界函数 D. lim f (x)=1
x→高数 · 1.函数、极限、连续
4.设当
第 4 页,共200页
x → + 时, f ( x ) , g ( x ) 都是无穷大,则当 x → + 时,下列结论正确的是 ( ).
A. f ( x ) − g ( x ) 是无穷小 B. f ( x ) + g ( x ) 是无穷大
C.
g
f
(( x
x
))
→ 1 D.
f (
f
x
(
)
x
+
) g
g
(
(
x
x
)
)
是无穷小
5.当 x→0 时,
1
x 2
s in
1
x
是 ( ).
A. 无穷大 B. 无穷小 C. 有界但非无穷小 D. 无界但非无穷大
6.已知 lim
x x
x 2
1
a x b 0
→
+
− −
= ,则 ( ).
A. a=1,b=1 B. a=−1,b=1 C. a=1,b=−1 D. a=−1,b=−1高数 · 1.函数、极限、连续
7.设当
第 5 页,共200页
x → 0 时, ( x − s in x ) ta n x 是比 ln ( 1+xn) 高阶的无穷小,而 ln ( 1 + x n ) 是比 x 2 高
阶的无穷小,则 n=( ) .
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
8.设 f ( x ) = ln 2 x , g ( x ) = x , h ( x ) = e
x2
( x 1 ) ,则当 x 充分大时,( )
A. f ( x ) g ( x ) h ( x ) B. g ( x ) h ( x ) f ( x )
C. h ( x ) g ( x ) f ( x ) D. g ( x ) f ( x ) h ( x )
9.设 lima 与
n
n→
lim
n
b
n
→
均不存在,则下列选项正确的是( ).
A. 若 lim(a +b ) 不存在,则 lim(a −b ) 必不存在
n n n n
n→ n→
B. 若 lim(a +b ) 不存在,则 lim(a −b ) 必存在
n n n n
n→ n→
C. 若 lim(a +b ) 存在,则 lim(a −b ) 必不存在
n n n n
n→ n→
D. 若 lim(a +b ) 存在,则 lim(a −b ) 必存在
n n n n
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10.[25新增]设正项数列
第 6 页,共200页
x
n
, y
n
满足 e xn = x
n
+ e y n ( n = 1 , 2 , ) ,且 lim
n
x
n
0
→
= ,则当
n→ 时,正确的是 ( ).
A. y
n
是比 x
n
高阶的无穷小 B. x
n
是比 y
n
高阶的无穷小
C. y
n
与 x
n
是等价无穷小 D. x
n
与 y 是同阶但不等阶无穷小
n
11.函数 f ( x ) =
2
1
+
+
e
e
1x
2x
+
s in
x
x
在 x = 0 处为 ( ).
A. 可去间断点 B. 跳跃间断点
C. 无穷间断点 D. 振荡间断点
二、填空题
1.设 f ( x ) =
1
0
,
,
x
x
1
1
,
,
则 f f f (x) =2.当
x → 0 时, ( 1 + a x 2 )
1
3 − 1 与 cosx−1 是等
价无穷小,则 a= ________ .高数 · 1.函数、极限、连续
3.设函数
第 7 页,共200页
f ( x ) =
s
a
in
,
2 x +
x
e 2 a x − 1
, x
x
=
0
0
,
在 x = 0 处连续,则 a = ________ .
4.设 a 0 ,知 lim
x
x P a
1x
a
1x
1
→ +
− +
存在,则 P 的取值范围为 ________ .
5. lim
x
x 3
e x
x 2
x 3
1
( s in x c o s x )
→ +
+
+
+
+ = _________. 6. lim
x → 0
e x 2 −
e x
e
4
2 −
−
2
1
co sx
= ________ .高数 · 1.函数、极限、连续
7.设
第 8 页,共200页
f ( x ) = a + b x + c x 2 + d x 3 − ta n x ,当 x → 0 时, f (x) 是比 x 3 高阶的无穷小,则
a + b + c + d = ________ .
三、解答题
1.设 f ( x ) 是定义在 ( − a , a ) 内的函数,证明: f (x) 可以表示为一个偶函数与一个奇函数之
和.
2.设函数 f ( x ) 满足 a f ( x ) + b f
1
x
=
c
x
,其中 a , b , c 均为常数,且 a b ,求 f ( x ) 的
表达式,并 证明 f ( x ) 是奇函数.高数 · 1.函数、极限、连续
3.设函数
第 9 页,共200页
f ( x ) 在区间 ( − a , a ) 内有定义,其中 a0 ,且对任意 x
1
, x
2
( − a , a ) ,有
f ( x
1
) − f ( x
2
) x
1
− x
2
, 证明: F(x)= f (x)+x 在 (−a,a) 内单调增加.
4.设数列 x
n
满足 limx = limx =a ,证明:
2k 2k+1
k→ k→
lim
n
x
n
a
→
= .
5.求下列极限:
x2 −xsinx
(I) lim (II)
1 x→ x2 +xsin
x
lim
x
a
1x
b
3
1x
c
1x
x
( a , b , c )
→ +
+ +
为 正 数 ;高数 · 1.函数、极限、连续
(III)
第 10 页,共200页
lim
x → 0
ln
ln
( s in
( 2 e
2
x
x
−
+
x
e
2
x
)
)
−
−
2
x
x
; (IV) lim
x → 0
( 1 + x )
x
3 x − e 3
;
(V) lim
x → 0
e tan x
x
−
3
e x
(VI) lim
x → 0
c o tx
s
1
in x
−
1
x
;
(VII) lim
x → 0
( 1 − x 2 ) 1 −
1
1 − x 2 ; (VIII) lim
x → 0 +
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6.求下列极限:
(I)
第 11 页,共200页
lim
n n 2
1
n 1 n 2
2
n 2 n 2
n
n n →
+ +
+
+ +
+ +
+ +
;
(II) lim
n
1 2 n 1 2 ( n 1 )
→
+ + + − + + + − ;
n 1
(III) lim ;
n→ 4k2 −1
k=1高数 · 1.函数、极限、连续
(IV)
第 12 页,共200页
lim
n
n 1
1
2
1
3
1
n →
+ + + + ; (V) lim
n
1
2
n 3
n
→
+
7.求 f ( x ) ( 1 x )
tan
x
x
4
= +
−
在 ( 0 , 2 ) 内的间断点,并指出其类型.
8.讨论函数 f ( x ) lim
n
x n
x n
2
x
x
n
n
=
→
+
+
−
−
−
的连续性.高数 · 1.函数、极限、连续
9.设
第 13 页,共200页
f ( x ) 在 a , b 上连续,且 a c d b ,证明: 在 ( a , b ) 内必存在一点 ,使得
m f ( c ) n f ( d ) ( m n ) f ( ) + = + ,其中 m,n 为任意给定的自然数.
10.设 x
1
= a ( a 0 ) , x
n + 1
= a + x
n
,证明: lim
n
x
n
→
存在,并求其值.
11.设 x
1
= a 0 , y
1
= b 0 , a b , x
n + 1
= x
n
y
n
, y
n + 1
=
x
n
+
2
y
n ( n = 1 , 2 , ) ,证明: lim
n
x
n
lim
n
y
n →
=
→
.高数 · 1.函数、极限、连续
综合题
一、选择题
1.
第 14 页,共200页
lim
x
1
e
1
x
sin
k
1x
1
1
1
x
a 0
→
+
−
−
+
= 成立的充要条件是( ).
A. k 1 B. k 1 C. k 0 D. 与 k 无关
2.已知 lim
x → 0
2 a r c ta n x
x
−
p
ln
1
1
+
−
x
x
= c 0 ,则( ).
A. p = 3 , c = −
4
3
B. p = − 3 , c =
4
3
C. p =
4
3
, c = 3 D. p = −
4
3
, c = − 3
3.设当 x→0 时, ( x ) ta n x s in x , ( x ) 1 x 2 1 x 2 , ( x )
1
0
co sxs
in td t = − = + − − =
−
都是无穷小,
将它们关于 x 的阶数从低到高排列,正确的顺序为 ( ).
A. ( x ) , ( x ) , ( x ) B. ( x ) , ( x ) , ( x )
C. (x),(x),(x) D. (x),(x),(x)高数 · 1.函数、极限、连续
4.设
第 15 页,共200页
y = y ( x ) 是方程 y + 2 y + y = e 3 x 的解,且满足 y ( 0 ) = y ( 0 ) = 0 ,则当 x → 0 时,与
y ( x ) 为 等价无穷小的是 ( ).
A. s in x 2 B. s in x C. ln ( 1 + x 2 ) D. ln 1+x2
5.设 F ( x ) =
f
f
(
x(
x
0
)
)
,
,
x
x
=
0
0
,
,
其中 f ( x ) 在x=0处可导,且 f ( 0 ) 0 , f ( 0 ) = 0 ,则 ( ) .
A. x = 0 是 F(x) 的连续点 B. x = 0 是 F ( x ) 的第一类间断点
C. x = 0 是 F(x) 的第二类间断点 D. 以上说法均错误
6.设 f ( x ) =
(
0
x
,
+ 1 ) a r c ta n
x 2
1
− 1
, x
x
=
1
1
,
,
则 f (x) ( ).
A. 在 x=1,x=−1 处都连续 B. 在 x=1,x=−1 处都间断
C. 在 x=−1 处间断, x = 1 处连续 D. 在 x=−1 处连续, x = 1 处间断高数 · 1.函数、极限、连续
7.下列结论中错误的是 ( ).
A. 设 lima =a1 ,则存在
n
n→
第 16 页,共200页
M 1 ,当 n 充分大时,有 a M
n
B. 设 a lim
n
a
n
lim
n
b
n
b
=
→
→
= ,则当 n 充分大时,有 a
n
b
n
C. 设 M a
n
N ( n = 1 , 2 , ) ,若 lim
n
a
n
a
→
= ,则 M a N
D. 若 lim
n
a
n
a 0
→
= ,则当 n 充分大时, a
n
a −
1
n
8.设 x
n
与 y
n
为两个数列,则下列说法正确的是( ).
A. 若 x
n
与 y
n
无界,则 x
n
+ y
n
无界
B. 若 x
n
与 y
n
无界,则 x
n
y
n
无界
C. 若 x 与
n
y
n
中,一个有界,一个无界,则 x
n
y
n
无界
D. 若 x
n
与 y
n
均为无穷大,则 x
n
y
n
一定为无穷大
9.[25新增]设 x 为数列,则下列结论正确的是 ( )
n
① 若 a r c ta n x
n
收敛,则 x 收敛;
n
② 若 arctanx 单调,则 x 收敛;
n n
③ 若 x −1,1 ,且
n
x
n
收敛,则 arcsinx 收敛;
n
④ 若 x
n
− 1 ,1 ,且 x 单调,则
n
a r c s in x
n
收敛.
A.①② B.③④ C.①③ D. ②④高数 · 1.函数、极限、连续
10.下列极限存在的是 ( ).
1
A. lim B.
1 x→1
1+21−x
第 17 页,共200页
lim
x
1
s in
x
x
x
→ +
+
C. lim
n
n ( 1 ) n ( n 1 )
→
+ − + D. lim
n
1
2 1
1
2 2
1
n 2
1n
→
+ + +
11.设 f ( x ) 在 ( , ) − + 内为连续的奇函数, a 为常数,则必为偶函数的是 ( ).
A.
xd0
u
u
tf
a
( t ) d t
x u
B. du f (t)dt
a 0
x u x u
C. du f (t)dt D. du tf (t)dt
0 a a 0
x+2tx
12.设 f (x)= lim ,则
t→+1+2tx
F ( x ) =
x
− 1
f ( t ) d t 在 x=0 处( ).
A. 可导 B. 间断点 C. 不可导但连续 D. 无法判定高数 · 1.函数、极限、连续
13.设
第 18 页,共200页
f ( x )
(
0
x
x
,
3
( 1
1 ) s
x
in x
) 2
, x
x
0
0
,
,
x ( , ) =
−
+
=
− + ,则 ( )
A. f ( x ) 在 ( , ) − + 内有界
B. 存在 X 0 ,当 x X 时, f ( x ) 有界,当 x X 时, f ( x ) 无界
C. 存在 X 0 ,当 x X 时, f ( x ) 无界,当 x X 时, f ( x ) 有界
D. 对任意 X 0 ,当 x X 时, f ( x ) 有界,但在 ( , ) − + 内无界
二、填空题
1.当 x → 0 时, f (x)=3x−4sinx+sinxcosx 是关于 x 的______阶无穷小.
2.极限 lim
x → 0
( c o
2 x
2
s x
+
−
1
e
−
x ) 2
1
s
+
in
x
x
2
2
= ________ .高数 · 1.函数、极限、连续
3.设
第 19 页,共200页
f ( x ) 是连续函数, lim
x → 0 1
f
−
(
c
x
o
)
s x
= − 1
sin2x
,当 x→0 时, f (t)dt 是关于
0
x 的 n 阶
无穷小,则 n=________ .
4.设 a
n
=
3
2
n
0
n+
1 x n − 1 1 + x n d x ,则 lim
n
n a
n →
= _________.
5.设 k
1
2
n
n−2nk+1
,则 limln =________ .
n→ n(1−2k) 高数 · 1.函数、极限、连续
6.设
第 20 页,共200页
0 a
1
a
2
,则 lim
n
( a
1
n a
2
n )
1
n
→
− + − = ________ .
7.设 lim
x
(
3 1 x 6 a x 2 b
)
0
→
− − − = ,则 a=________ ,b= ________ .
2
ln1+ex
8.设 limax+ =b,其中
x→0 1
ln1+ex
x 表示不超过 x 的最大整数,则 a = ____ ,b=______.公众号【研池大叔】,免费提供考研网课+PDF电子书
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9.已知连续函数
第 21 页,共200页
y = f ( x ) 关于点 ( a , 0 ) ( a 0 ) 对称,则对常数 c , I =
c
− c
f ( a − x ) d x = ________ .
三、解答题
1.设数列 a 满足
n
lim
n
a
na
n
1 q
→
+ = ,且 q 1 ,证明: lima =0 .
n
n→
1
2.设 a =22k,u =aa a (n=1,2, ) ,求
k n 1 2 n
lim
n
u
n
→
.高数 · 1.函数、极限、连续
3.设数列
第 22 页,共200页
x
n
= ( 1 + a ) n + ( 1 − a ) n ,证明: lim
n
x
nx
n
1
1
1 ,
a , a
a
0
0
,
. →
+ =
+
=
4.证明: lim
n
n a n1 a n2 a nk m a x a
1
, a
2
, , a
k
( a
i
0 , i 1 , 2 , , k )
→
+ + + = = .高数 · 1.函数、极限、连续
5.(I) 设
第 23 页,共200页
x
1
= 1 , x
2
= 2 , x
n + 2
=
1
2
( 3 x
n + 1
− x
n
) ( n = 1 , 2 , ) ,求 lim
n
x
n →
.
(II) 设 x
1
= 1 , x
2
= 2 , x
n + 2
=
1
2
( x
n
+ x
n + 1
) ,求 lim
n
x
n →
.
6.设 f (x)=1−(1−cosx)n(n=1,2, ) .
n
(I) 证明:方程 f
n
( x ) =
1
2
在 0 ,
2
内有且仅有一个实根 x
n
;
(II) 设 x
n
0 ,
2
,满足 f
n
( x
n
) =
1
2
,证明: a r c c o s
1
n
x
n 2
,且 lim
n
x
n 2
→
= .高数 · 1.函数、极限、连续
7.(I) 证明:方程
第 24 页,共200页
x = 1 + 2 ln x 在 ( e , ) + 内有唯一实根 ;
(II) 取 x
0
( e , ) ,令 x
n
= 1 + 2 ln x
n − 1
( n = 1 , 2 , ) ,证明: limx = .
n
n→
8.设 f ( x ) 在 0 ,1 上连续,且 f ( 0 ) = f ( 1 ) ,证明:
(I) 至少存在一点 ( 0 ,1 ) ,使得 f ( ) f
1
2
=
+
;
1
(II) 至少存在一点 (0,1) ,使得 f ()= f
+
(
n
n 2 为自然数).高数 · 1.函数、极限、连续
9.[25新增]设
第 25 页,共200页
f
n
( x ) = x n − c o s x ( n = 1 , 2 , ) .
(I) 证明方程 f
n
( x ) = 0 在 x ( 0 ,1 ) 内有唯一的实根 x
n
;
1
(II) 求 lim(1−x ) n lncosx n .
n
n→
10.计算极限 lim
x → 0
x
0
( 3 + 2
e
ta n
3 3 x
t
−
t )
1
− 3 t d t
.高数 · 1.函数、极限、连续
11.设
第 26 页,共200页
0 x
1
, x
n 1
s in x
n
+
= .
(I) 证明: lim
n
x
n
→
存在,并求值;
(II) 求 lim
n
x
nx
n
1
12
xn
→
+
.
1 1 1
12.设 ln 1+ ,证明: 极限
n+1 n n
lim
n
1
1
2
1
n
ln n
→
+ + + −
存在.高数 · 1.函数、极限、连续
13.设
第 27 页,共200页
x
1
0 ,数列 x
n
满足 x
n + 1
= ln ( e xn − 1 ) − ln x
n
,证明: lim
n
x
n
→
存在,并求值.
14.求下列极限:
(I) 当 x 1 时,求 lim
n
( 1 x ) ( 1 x 2 ) ( 1 x 4 ) ( 1 x 2 n )
→
+ + + + ;
(II) 当 x 0 时,求 lim
n
c o s
x
2
c o s
x
4
c o s
x
n 2 →
;
(III) lim
x
2
(
1 s in x
) (
1
( 1
3
s
s in
in x
x
)
)
n 1
(
1 n s in x
)
→
− −
− −
−
.高数 · 1.函数、极限、连续
15.求下列极限:
f (x)
ln1+
sinx 1 f (x)
(I) 设 lim = (a0,a1) ,求 lim ;
x→0 ax −1 2 x→0 x2
(II) 设
第 28 页,共200页
f ( x ) 是三次多项式,且有 lim
x → 2 a x
f (
−
x
2
)
a
= lim
x → 4 a x
f (
−
x
4
)
a
= 1 ( a 0 ) ,求 lim
x → 3 a x
f (
−
x
3
)
a
.
16.设 f ( x ) 在 ( a , b ) 内连续,且 lim
x a
f ( x ) , lim
x b
f ( x )
→ +
= −
→ −
= − ,证明: f (x) 在 ( a , b )
内有最大值.高数 · 1.函数、极限、连续
拓展题
1.设
第 29 页,共200页
f ( x ) 在 a , b 上可导,且 f ( x ) 1 ,当 x a , b
1
时,有a f (x)b,F(x)= x+ f (x),证
2
明:
(I) 存在 x * ( a , b ) ,使得 F ( x * ) = x * ;
(II) 对 x
0
a , b ,数列 x
n
满足 x
n + 1
= F ( x
n
) ( n = 0 ,1 , 2 , ) ,有 lim
n
x
n
x *
→
= .
2.(I) 设 f ( x ) 是 0 , ) + 上单调减少且非负的连续函数.证明:
f ( k + 1 )
k
k
+ 1
f ( x ) d x f ( k ) ( k = 1 , 2 , ) ;
(II) 证明: ln ( 1 + n ) 1 + 1
2
+ + 1
n
1 + ln n ,并求极限 lim
n
1
1
2
ln n
1
n
→
+ + +
.高数 · 2.一元函数微分学及其应用
第二章 一元函数微分学及其应用
基础题
一、选择题
1−cosx
, x0,
1.设 f (x)= x 其中
x2(x), x0,
第 30 页,共200页
( x ) 是有界函数,则 f ( x ) 在 x = 0 处( ).
A. 可导 B. 连续, 但不可导
C. 极限存在, 但不连续 D. 极限不存在
2.设 f ( x ) 存在, a , b 为任意实数,则 lim
x → 0
f ( x + a x ) −
x
f ( x − b x )
= ( ) .
A. ( a + b ) f ( x ) B. ( a − b ) f ( x )
C. a f ( x ) D. bf(x)
x
3.设 f (x)= ,则
1+x+1
f ( x ) 在 x=0 处( ).
A. 连续且可导 B. 右连续但右导数不存在
C. 右连续且右导数存在 D. 右极限存在且右导数存在公众号【研池大叔】,免费提供考研网课+PDF电子书
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4.
第 31 页,共200页
f ( x ) = ( x 2 + 3 x + 2 ) x 3 − x 不可导点的个数为( ).
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
5.下列函数中,在 x = 0 处不可导的是 ( ).
A. f ( x ) = x s in x B. f ( x ) = x s in x
C. f ( x ) = c o s x D. f ( x ) = c o s x
1
6.设 f (x)可导且 f(x )= ,则当
0
2
x → 0 时, f (x)在x 处的微分dy是x的( )无穷小.
0
A. 等价 B. 同阶 C. 低阶 D. 高阶高数 · 2.一元函数微分学及其应用
7.设
第 32 页,共200页
f ( − x ) = − f ( x ) ,且在 ( 0 , ) + 内, f ( x ) 0 , f ( x ) 0 ,则 f ( x ) 在 ( , 0 ) − 内必有( ) .
A. f ( x ) 0 , f ( x ) 0 B. f ( x ) 0 , f ( x ) 0
C. f ( x ) 0 , f ( x ) 0 D. f ( x ) 0 , f ( x ) 0
8.[25新增]设 f ( x ) 在 −1,1 上二阶可导,且 f ( x ) 0 ,
1
− 1
f ( x ) = 2 ,则 ( ) .
A. f ( 0 ) 0 B. f ( 0 ) 0 C. f (0)1 D. f ( 0 ) 1
9.设 f ( x )
f (x)
在x=0的某邻域内连续, f (0)=0,lim =2,则
x→01−cosx
f ( x ) 在 x=0 处( ).
A. 不可导 B. 可导且 f ( 0 ) 0 C. 有极小值 D. 有极大值高数 · 2.一元函数微分学及其应用
10.
第 33 页,共200页
y = ( x − 1 ) 2 ( x − 3 ) 2 的拐点个数为 ( ).
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
11.设 f ( x
0
) = f ( x
0
) = 0 , f ( x
0
) 0 ,则下列选项正确的是( ).
A. x
0
是 f ( x ) 的极值点 B. f ( x
0
) 是 f ( x ) 的极大值
C. f ( x
0
) 是 f ( x ) 的极小值 D. ( x
0
, f ( x
0
) ) 是 y = f ( x ) 的拐点
12.设 f ( x ) 有一阶连续导数, F ( x ) = f ( x ) ( 1 + s in x ) ,则 f ( 0 ) = 0 是 F ( x ) 在 x=0 处
可导的 ( ).
A. 必要非充分条件 B. 充分非必要条件
C. 充分必要条件 D. 既非充分又非必要条件高数 · 2.一元函数微分学及其应用
13.设
第 34 页,共200页
f ( x ) 有任意阶导数,且 f ( x ) = f 2 ( x ) ,则 f (n ) ( x ) = ( ) ( n 3 ) .
A. n ! f n + 1 ( x ) B. n f n + 1 ( x ) C. f 2 n ( x ) D. n ! f 2 n ( x )
14.设 y = ln ( 1 − 2 x ) ,则 y (1 0 ) = ( ) .
A.
( 1 −
− 9
2
!
x 1) 0
B.
( 1 −
9
2
!
x 1) 0
C.
(
−
1
9
−
!
2
2
x
1 0
1) 0
D.
(
1
1
0
−
!
2
2
x
9
1) 0
15.设 0 , f ( x ) 在 ( , ) − 内有定义,当 x ( , ) − 时,有 f (x) x2 ,则 x = 0 是
f ( x ) 的 ( ) .
A. 间断点 B. 连续但不可导点
C. 可导点且 f(0)=0 D. 可导点且 f(0)0高数 · 2.一元函数微分学及其应用
16.设
第 35 页,共200页
f ( x ) 连续,且 f ( x
0
) 0 ,则存在 0 ,使得 ( )
A. 对任意 x ( x
0
, x
0
) − ,有 f ( x ) f ( x
0
)
B. 对任意 x ( x
0
, x
0
) + ,有 f ( x ) f ( x
0
)
C. f ( x ) 在 ( x
0
, x
0
) − 内单调减少
D. f (x) 在 (x ,x +) 内单调增加
0 0
17.已知 y = x 3 + a x 2 + b x + c 在 x = − 2 处取得极值,且与直线 y=−3x+3 相切于点 ( 1 , 0 ) ,
则 ( ).
A. a = 1 , b = − 8 , c = 6 B. a = − 1 , b = − 8 , c = − 6
C. a = 1 , b = 8 , c = − 6 D. a = − 1 , b = 8 , c = − 6
18.设 f ( x ) =
( x 2 − 1
1
)
+
( x
x 2
+ 3 )
,则 f ( x ) ( ) .
A. 在 x = 1 , x = − 3 处取得极大值,在 x=−1 处取得极小值
B. 在 x = − 1 处取得极大值,在 x = 1 , x = − 3 处取得极小值
C. 在 x = − 1 , x = 1 , x = − 3 处都取得极小值
D. 在 x=−1,x=−3,x=1 处都取得极大值高数 · 2.一元函数微分学及其应用
19.曲线
第 36 页,共200页
y =
1
1
+
−
e
e
−
−
x
x
2
2
渐近线的条数为 ( ).
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
20.曲线 y =
1
1
+
−
e
e
−
−
x
x
2
2
的渐近线条数为 ( ).
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
21.曲线 y = x 2 − a 2 的渐近线的条数为 ( ).
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3高数 · 2.一元函数微分学及其应用
二、填空题
1.
第 37 页,共200页
f ( x ) =
a
a
r c
x
ta
+
n
b
1
x
,
, x
x
0
0
,
在 x = 0 处可导,则 a = ________ .
2.设 f ( x ) 在 x = 0 处可导,且 f ( 0 ) = 2 , f ( 0 ) = 0 ,则 lim
x → 0
( f
ln
1( −
1 +
c o
x
s
2
x) )
= ________ .
3.设 y = f ( x )
y−x t 1
由方程 x= sin2 dt 确定,则 limn f −1 =________ .
1 4 n→ n 高数 · 2.一元函数微分学及其应用
4.设函数
第 38 页,共200页
f ( x ) 有连续导数,且 lim
x → 0
s in
2 x
x
+
f (
x
x )
= 2 ,则 f (x) 的一阶麦克劳林展开式为
________ .
5.设函数 f (x) 在 ( , ) − + 内连续, f(x) 的图形如图所示,则曲线 y= f (x) 的拐点个
数为________ .
6.设 f ( 0 ) 存在, f (0)=0 ,且 lim
x → 0
1 +
1 − c o s
s in
f
x
( x )
1x
= e ,则 f(0)=________ .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
7.当
第 39 页,共200页
x → 0 时, x − s in x c o s x 与 axb 为等价无穷小,则 a = _ _ _ _ _ _ _ , b = _ _ _ _ _ _ _ .
8.当 x → 0 时, e x + ln ( 1 − x ) − 1 与 x n 是同阶无穷小,则 n = ________ .
9.曲线 y = e − x 2 的上凸区间是_________高数 · 2.一元函数微分学及其应用
10.曲线
第 40 页,共200页
y = ( 2 x − 1 ) e
1x
的斜渐近线方程为________ .
x
11.设 f (x)=n2en −(1+n)x 在 x = x
n
处有水平切线,则 limex n =________ .
n→
12.设连续函数 y = f ( x ) 在点 ( 1 , 0 ) 处满足 y = x + o ( x )
ex
f (t)dt
,则极限lim 1 =
x→0x2 +ln ( 1+x3)
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13.设
第 41 页,共200页
f ( x ) = x ( 2 x − 1 ) ( 3 x − 2 ) ( 1 0 0 x − 9 9 ) ,则 f ( 0 ) = ________ .
14.设 d
d x
f ( x 3 ) = 1
x
,则 f ( x ) = ________ .
15.设 f ( x ) =
1
1 x
−
0
x
,则 f (10)(x)=________ .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
16.设
第 42 页,共200页
f ( x ) 可导,且 lim
x → 0
f ( 1 ) −
2
f
x
( 1 − x )
= − 1 ,则曲线 y = f ( x ) 在点 ( 1, f (1)) 处的切线斜
率为________ .
17.设 f ( x ) = c o s x + x 2 x 在 x = 0 处存在的最高阶导数的阶数为________ .
三、解答题
1.计算下列函数的导数
1
(I) y= (II) y=xaa +axa +aax (a0) ;
3 x3 x高数 · 2.一元函数微分学及其应用
(III)
第 43 页,共200页
y = 2 sin x ; (IV) y = ln ta n x + s e c x .
2.求下列函数的导数:
(I) y = ( 1 + x 2 ) sin x ; (II) y = ln
x +
1
x 2 + 1
.
3.求下列函数的微分:
(I) y a r c ta n
1
x
=
,其中 可导,求 d y ;高数 · 2.一元函数微分学及其应用
(II) 设
第 44 页,共200页
y = y ( x ) 由 ex+y −ysinx=0 确定,求 dy;
4.设 y= y(x) 由方程 x 2 + y 2 = e
arctan yx
确定,求
d
d
2
x
y
2
.
1
xksin , x0,
5.设 f (x)= x
0, x=0.
(I) 当 k 为何值时, f ( x ) 在 x = 0 处不可导;
(II) 当 k 为何值时, f ( x ) 在 x = 0 处可导,但导函数不连续;
(III) 当 k 为何值时, f ( x ) 在 x=0 处导函数连续.高数 · 2.一元函数微分学及其应用
6.设
第 45 页,共200页
f ( x ) 在 ( 0 , ) + 内满足 f ( x y ) = f ( x ) + f ( y ) ,且 f(1)=1 ,证明: f ( x ) 在
( 0 , ) + 内可导,并 求 f ( x ) .
7.设 f ( x ) =
e
0
−
,
12
x , x
x
=
0
0
,
,
求 f (n ) ( 0 ) .
8.设气压以100cm3/s的速率注入球状气球,求当半径为 1 0 c m 时,气球半径增加的速率(设气
体压力不变)高数 · 2.一元函数微分学及其应用
9.一动点
第 46 页,共200页
P 在曲线 9 y = 4 x 2 上运动,已知点 P 横坐标变化速率为 30cm/s ,当点 P 经
过 (3,4) 时,从原点到点 P 的距离 S 变化率为多少? (设坐标轴的单位长为 1cm )
10.设 f ( x ) 二阶可导, f ( 0 ) = 0 , f ( 0 ) = 1 , f ( 0 ) = 2 ,求 lim
x → 0
f ( x
x
)2 − x
.
1+x2, 0x1,
11.证明: f (x)= 满足拉格朗日中值定理,并求满足定理的 的值.
1−x2, −1x0高数 · 2.一元函数微分学及其应用
12.设
第 47 页,共200页
f ( x ) 在 a , b 上连续,在 ( a , b ) 内可导, 0 a b ,且 f (a)= f (b)=0 ,证明:
(I) 至少存在一点 ( a , b ) ,使得 2 f ( ) f ( ) 0 + = ;
(II) 至少存在一点 ( a , b ) ,使得 2 f ( ) f ( ) 0 − = .
13.设 f ( x ) 在 a , b 上连续,在 ( a , b ) 内可导, 0 a b ,且 f (a)=0 ,证明: 至少存在
一点 ( a , b ) ,使得 af ()+(−b) f()=0 .
14.设 f ( x ) 在 0 , ) + 上连续,在 ( 0 , ) + 内可导,且 f ( 0 ) 0 , lim
x
f ( x ) 0
=
→ +
= ,证明: 至
少存在一点 (0,+) ,使得 f()=0 .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
15.设
第 48 页,共200页
f ( x ) 在 0 , ) + 上连续,在 ( 0 , ) + 内可导,且 0 f ( x )
1 +
x
x 2
,证明: 至少存在
一点 ( 0 , ) + ,使得 f ( )
(
1
1
2
) 2 2
=
−
+
.
16.设 f ( x ) 在 0 ,1 上连续,在 ( 0 ,1 ) 内可导,且 f ( x ) 0 , f ( 0 ) = 0 ,证明: 对任意
x 0 0 ,1
x
,有 f (x )2f 0 . 0 2
17.设 f ( x ) 在 0 ,1 上可导, f (0)=0, f (1)=1 ,且 f ( x ) 不恒等于 x ,证明: 存在一点
( 0 ,1 ) ,使得 f ( ) 1 .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
18.设
第 49 页,共200页
f ( x ) 在 0 ,1 上连续,在 ( 0 ,1 ) 内可导,且 f ( 0 ) = 0 , f ( 1 ) = 1 . 证明;
(I) 存在 x
0
( 0 ,1 ) ,使得 f ( x
0
) = 2 ( 1 − x
0
) ;
(II) 存在两点 , ( 0 ,1 ) ,且 ,使得 f ( ) 1 f ( ) 2 + = .
19.设 f ( x ) 在 0 ,1 上连续,在 ( 0 ,1 ) 内可导,已知在 ( 0 ,1 ) 内,对任意 x
1
x
2
,有
f
x
1
+
2
x
2
f ( x
1
) +
2
f ( x
2
)
,证明: 在 ( 0 ,1 ) 内存在
1 2
,使得 f (
1
) f (
2
) .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
20.设
第 50 页,共200页
f ( x ) 在 0 ,1 上二阶可导, f ( x ) 1 , f ( x ) 在 ( 0 ,1 ) 内取得最小值,证明:
f ( 0 ) + f ( 1 ) 1 .
21.设 f ( x ) 在 a , b 上连续,在 ( a , b ) 内可导, f ( a ) = f ( b ) ,且 f (x) 在 a , b 上不恒
为常数. 证明: 存在相异的 , ( a , b ) ,使得 f ( ) f ( ) 0 .
22.设 f ( x ) 在 0 ,1 上二阶可导,且 f ( 0 ) = f ( 1 ) = 2
1
12
f ( x ) d x ,证明:
(I) 至少存在一点 ( 0 ,1 ) ,使得 f ( ) 0 = ;
(II) 对 R ,至少存在一点 ( 0 ,1 ) ,使得 f ( ) f ( ) 0 − = .公众号【研池大叔】,免费提供考研网课+PDF电子书
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23.设
第 51 页,共200页
f ( x ) 在 a , b 上连续,在 ( a , b ) 内可导, 0 a b ,证明: 存在 ,(a,b) ,使得
2 f ( ) ( b a ) f ( ) . = +
24.设 a , b 为正数,证明: 至少存在一点 ( a , b )
aeb −bea
,使得 =e(1−) .
a−b
25.证明下列不等式:
(I) 当 0x 时,有 s in
x
2
x
;高数 · 2.一元函数微分学及其应用
(II) 当
第 52 页,共200页
e a b 时,有 a b b a ;
(III) 当 x 0 时,有 ( x 2 − 1 ) ln x ( x − 1 ) 2 ;
(IV) 若 lim
x → 0
f (
x
x )
= 1 ,且 f(x)0 ,有 f (x)x .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
26.求函数
第 53 页,共200页
y ( x 1 ) e 2
arcta n x
= −
+
的单调区间与极值,并求其渐近线.
27.设 f ( x ) =
x
x
2 x
+
,
2 ,
x
x
0
0
,
,
求 f ( x ) 的单调区间与极值.
28.求曲线 y = 4 x 2 + x ln
2 +
1
x
的全部渐近线.高数 · 2.一元函数微分学及其应用
29.证明:方程
第 54 页,共200页
2 x − x 2 − 1 = 0 有且仅有三个不同实根.
x
30.证明:方程 lnx= − 1−cos2xdx 在
e 0
( 0 , ) + 内有且仅有两个不同实根.
31.讨论曲线 y = 4 ln x + k 与 y = 4 x + ln 4 x 交点的个数.高数 · 2.一元函数微分学及其应用
综合题
选择题
1.设
第 55 页,共200页
f ( x ) 在 ( 1 ,1 ) ( 0 ) − + 内存在导数, f ( x ) 严格单调减少,且 f (1)= f(1)=1 ,
则 ( ) .
A. 在 ( 1 ,1 ) − 和 ( 1 ,1 ) + 内,均有 f ( x ) x
B. 在 (1−,1) 和 (1,1+) 内,均有 f ( x ) x
C. 在 ( 1 ,1 ) − 内, f ( x ) x ; 在 ( 1 ,1 ) + 内, f (x)x
D. 在 ( 1 ,1 ) − 内, f ( x ) x ; 在 ( 1 ,1 ) + 内, f (x)x
2.设 f ( x ) 在 0,+) 上二阶可导, f ( 0 ) = 0 , f ( x ) 0 ,当 0axb 时,有 ( ) .
A. a f ( x ) x f ( a ) B. b f ( x ) x f ( b )
C. x f ( x ) b f ( b ) D. xf (x)af (a)
3.设 f (x)在a,b上可导, f (x)在x=a处取得最小值,在 x = b 处取得最大值,则( ) .
A. f'(a)0 且 f'(b)0 B. f'(a)0 且 f'(b)0
+ − + −
C. f'(a)0 且 f'(b)0 D. f'(a)0 且 f'(b)0
+ − + −高数 · 2.一元函数微分学及其应用
4.设
第 56 页,共200页
f ( x ) 在 0 ,1 上有二阶导数,且 f ( 0 ) = f ( 1 ) , f ( x ) 0 ,则下列选项正确的是 ( ) .
A. 至少存在一点 ( 0 ,1 ) ,使得 f ( ) 0 =
B. 在 ( 0 ,1 ) 内, f ( x ) 0
C. 存在唯一一点 ( 0 ,1 ) ,使得 f ( ) 0 =
D. 至少存在不同两点 , (0,1) ,使得 f()= f()=0
1 2 1 2
5.设 f ( x ) 在 x = 0 的某邻域内有定义,则 F ( x ) = f ( x ) s in x 在 x=0 处可导的充要条件
是 ( ).
A. lim f (x) 存在
x→0
B. lim f (x)= f (0)
x→0
C. f ( x ) 在 x = 0 处可导
D. lim f (x) 与 lim f (x) 均存在,且
x→0− x→0+
lim
x → 0 −
f ( x ) = − lim
x → 0 +
f ( x )
6.[25新增]设 f ( x ) 在 ( , ) − + 内是连续的奇函数, F ( x ) =
0
x
f ( t )d t , 则正确的是 ( ).
A. F(x) 是不可导的奇函数 B. F(x) 是可导的偶函数
C. F(x) 是不可导的偶函数 D. F(x) 是可导的奇函数高数 · 2.一元函数微分学及其应用
7.设
第 57 页,共200页
y = f ( x ) 在 x
0
的某邻域内有四阶连续导数,且 f ( x
0
) = f ( x
0
) = f ( x
0
) = 0 ,且
f (4)(x )0 ,则 ( ).
0
A. f (x) 在 x
0
处取得极小值 B. f (x) 在 x
0
处取得极大值
C. ( x
0
, f ( x
0
) ) 是 y = f ( x ) 的拐点 D. f ( x ) 在 x 的某邻域内单调减少
0
8.设 f ( x ) 在 x
0
f (x)− f (x )
的某邻域内连续,且 lim 0 =1 ,则
x→x
0
(x−x
0
)n
( ) .
A. 当 n 为奇数时, x
0
是 f ( x ) 的极大值点
B. 当 n 为奇数时, x
0
是 f ( x ) 的极小值点
C. 当 n 为偶数时, x
0
是 f ( x ) 的极小值点
D. 当 n 为偶数时, x 是
0
f ( x ) 的极大值点
9.设 f ( x ) 在 ( , ) − + 内可导,则下列命题正确的是 ( ) .
A. 若 lim
x
f ( x )
→ −
= − ,则必有 lim
x
f ( x )
→ −
= −
B. 若 lim f(x)=− ,则必有 lim f (x)=−
x→− x→−
C. 若 lim
x
f ( x )
→ +
= + ,则必有 lim f(x)=+
x→+
D. 若 lim
x
f ( x )
→ +
= + ,则必有 lim f (x)=+
x→+高数 · 2.一元函数微分学及其应用
10.设
第 58 页,共200页
k 0 ,方程 ln x −
x
e
+ k = 0 在 ( 0 , ) + 内不同实根的个数为 ( ).
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
11.设当 x 0 时,方程 k x +
1
x 2
= 1 有且只有一个实根,则 ( ).
A. k
2
9
3 B. k
2
9
3
2 2
C. k = 3 D. k =− 3
9 9
12.设 f ( x ) 在 0,+) 上二阶可导, f ( 0 ) = 0 , f ( 0 ) 0 , f ( x ) M 0 ,则方程 f (x)=0
在 ( 0 , ) + 内不同实根的个数为 ( ).
A. 3 B. 2 C. 1 D. 0高数 · 2.一元函数微分学及其应用
13.设可导函数 f (x),x0,1满足
第 59 页,共200页
f ( x ) M 0 ,且 f
1
2
0 ,则在区间 ( ) 上,有 f ( x )
1
4
M
A.
0 ,
1
4
B.
1
4
,
1
2
C.
1
2
,
3
4
3
D. ,1
4
二、填空题
1.设函数 f ( x ) ta n
4
x 1 ta n
4
x 2 2 ta n
4
x 1 0 0 1 0 0
=
−
−
−
,则 f ( 1 ) = ________ .
2.设 f ( x ) = 3 x 2 + k x − 3 ,若对任意 x ( 0 , ) + ,都有 f ( x ) 2 0 ,则 k 至少为________ .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
3.函数
第 60 页,共200页
y = e − x
1 + x +
x
2
2
!
+ +
x
n
n
!
( n 为正奇数) 的极大值为________ .
4.已知 f (x)在 ( , ) − + 内可导,且 lim
x
f ( x ) e , lim
x
x
x
k
k
x
lim
x
f ( x ) f ( x 1 )
→
=
→
+
−
=
→
− − ,则 k =
________ .
5.设 y = f ( x ) 在 ( , ) − 内连续,且其导函数 f(x) 的图形如图所示,其中 x = 0 和
x = x
5
是 f ( x ) 的铅直渐近线,则 y= f (x) 极值点的个数为________ ,拐点的个数为
________ .公众号【研池大叔】,免费提供考研网课+PDF电子书
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6.设
第 61 页,共200页
f ( x ) 在 x = x
0
处可导,且 f ( x
0
) 0 ,则 lim
x
f x
f
0
( x
0
1
x)
x
→
+
= ________ .
7.设 y = f ( x ) 在 x
0
处有三阶连续导数, f ( x
0
) = 1 , f ( x
0
) = 2 , f '''' ( x
0
) = 3 , y = f ( x ) 有反函
数 x = g ( y ) ,且 y
0
= f ( x
0
) ,则 g ( y
0
) = ________ .
三、解答题
1.设 f ( x ) =
a x
ln
2
( 1
+
+
b s in
) x ,
x + c , x
x
0
0
,
,
问 a , b , c 为何值时, f ( x ) 在 x=0 处一阶导数连续,
但二阶导数不存在?高数 · 2.一元函数微分学及其应用
2.设
第 62 页,共200页
z f ( x ) y 2 = + ,其中 x , y 满足 y e y x , f , + = 均具有二阶导数,求
d
d
z
x
,
d
d
2
x
z
2
.
3.已知 f ( x ) 是周期为5的连续函数, f ( x ) 在 x = 1 的某邻域内满足
f ( 1 s in x ) 3 f ( 1 s in x ) 8 x ( x ) , + − − = + 其中 ( x ) 是当 x → 0 时比 x 高阶的无穷小,且
f ( x ) 在 x = 1 处可导,求曲线 y = f ( x ) 在点 ( 6 , f ( 6 ) ) 处的切线方程.高数 · 2.一元函数微分学及其应用
4.设
第 63 页,共200页
f ( x ) =
x
0 ,
p
s in
1
x
, x
x
=
0
0
,
.
(I) 当 p 为何值时, f (x) 在 x=0 处连续;
(II) 当 p 为何值时, f ( x ) 在 x = 0 处可导;
(III) 当 p 为何值时, f ( x ) 在 x = 0 处连续.
5. 设 f ( x ) 在 0 ,1 上二阶可导,且 lim
x → 0 +
f (
x
x )
= lim
x → 1 −
f
x
(
−
) x
1
= 1 ,证明:
(I) 至少存在一点 ( 0 ,1 ) ,使得 f ( ) 0 = ;
(II) 至少存在一点 ( 0 ,1 ) ,使得 f()= f () .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
6.设
第 64 页,共200页
f ( x ) 与 g ( x ) 在 a , b 上连续,在 ( a , b ) 内可导,且 f ( a ) = g ( b ) = 0 ,证明: 至少
存在一点 (a,b) ,使得 f ( )
b
g ( t ) d t g ( )
a
f ( t ) d t 0
+ =
7.在 x = 0 的右邻域内,用多项式 e + a x + b x 2 近似表示函数 f ( x ) = ( 1 + x )
1x
,使其误差是比
x 2 高阶的无穷小 ( x → 0 + ) ,求 a , b 的值.
8.设 f ( x ) 在 a , b 上可导,证明:
(I) 若 f'(a)f'(b)0 ,则存在
+ −
( a , b ) ,使得 f ( ) 0 = ;
(II) 若 f'(a) f'(b) ,则对介于 f'(a) 和 f'(b) 之间的每个实数 ,都存在
+ − + −
( a , b ) ,使得 f ( ) = .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
9.设函数
第 65 页,共200页
f ( x ) 在区间 a , b 上有二阶导数,且 f ( a ) = f ( b ) = 0 , f '+ ( a ) f '− ( b ) 0 .证明: 在
( a , b ) 内存在两点 与 ,使得 f ( ) 0 , f ( ) 0 = = .
10.设 f ( x ) 在 0,+) 上有二阶导数, f ( 0 ) = 0 , f '+ ( 0 ) 0 , f ( x ) M 0 ( x 0 ) . 证明:
f ( x ) = 0 在 ( 0 , ) + 内有唯一实根.高数 · 2.一元函数微分学及其应用
11.设
第 66 页,共200页
f ( x ) 在 0 ,1 上连续,在 ( 0 ,1 ) 内可导, f ( x ) 0 ,且 lim
x → 0 −
f ( x
x
+ 1 )
存在,证明:
(I) 存在 ( 0 ,1 )
1−e 1
,使得 =− ;
e
1
f (t)dt
ef ()
0
(II) 存在 (0,1) ,使得 e
1
0
f ( t ) d t ( e 1 ) e ( 1 ) f ( ) = − − .
12.设 f ( x ) 在 0,1 上具有二阶导数,且 f ( x ) a , f ( x ) b ,其中 a , b 都是非负常数,
c 是 ( 0 ,1 ) 内任一点.
(I) 写出 f (x) 在 x = c 处带拉格朗日余项的一阶泰勒公式;
(II) 证明: f ( c ) 2 a +
b
2
.高数 · 2.一元函数微分学及其应用
13.证明下列结论:
1
x dt dt
(I) 设 f (x)= +x (x0) ,则
01+t2 01+t2
第 67 页,共200页
f ( x )
2
= ;
(II) 当 x 1
1 2x
时, arctanx− arccos = .
2 1+x2 4
14.设函数 f ( x ) 有二阶连续导数,且 ( x − 1 ) f ( x ) = 1 − e 1 − x + 2 ( x − 1 ) f ( x ) ,证明: 当 x = x
0
是 f ( x ) 的极值点时, f ( x ) 在 x
0
处取得极小值.
15.设 f (x)=nx(1−x)n( n 为正整数),求 f (x)在0,1上的最大值M(n)及limM(n).
n→高数 · 2.一元函数微分学及其应用
16.设曲线
第 68 页,共200页
y =
1
x
的一条切线与 x 轴和 y 轴围成一个平面图形 D ,如图所示.
(I) 记切点的横坐标为 a ,求切线方程和图形 D 的面积;
(II) 当切点沿曲线趋于无穷远时, 该面积的变化趋势如何?
17.设 f ( x ) = a r c ta n x ,求 f (n)(0) .
18.设 f ( x ) = a
1
s in x + a
2
s in 2 x + + a
n
s in n x ,其中 a
1
, a
2
, , a
n
为实数, n 为正整数.
(I) 求 f(0) ;
(II) 若 f ( x ) s in x ,证明: a
1
+ 2 a
2
+ + n a
n
1 .高数 · 2.一元函数微分学及其应用
19.已知
第 69 页,共200页
f ( x ) 可导,证明: 曲线 y = f ( x ) ( f ( x ) 0 ) 与曲线 y = f ( x ) s in x 在交点处相切.
20.确定 k 的取值,使方程 x 3 + 2 x 2 + x = k 有 3 个不同实根.
21.设 f ( x ) 有二阶连续导数, f ( 0 ) = f ( 0 ) = 0 , f ( 0 ) 0 , u = u ( x ) 是曲线 y = f ( x ) 在点
( x , f ( x ) ) 处的切线在 x 轴上的截距,求 lim
x → 0 u
x(
x )
.高数 · 2.一元函数微分学及其应用
22.设
第 70 页,共200页
f ( x ) 在 x
0
的某邻域内有定义,证明: f ( x ) 在 x
0
处可导的充要条件是存在在
x=x 处连 续的函数 g(x) ,使得 f (x)− f (x )=(x−x )g(x) .
0 0 0
拓展题
解答题
1.已知函数 f ( x ) 在 0 , ) + 上有二阶连续导数, f ( 0 ) = f ( 0 ) = 0 ,且 x 0 , ) + ,有
f ( x ) 0 ,设 F ( x ) 是曲线 y = f ( x ) 上任一点 ( x , f ( x ) ) 处的切线在 x 轴的截距
( x 0 ) ,求 lim
x → 0 +
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2.设
第 71 页,共200页
f ( x ) 在 a , b 上有二阶连续导数,且 f ( a ) = f ( b ) = 0 , M = ma
ax x
b
f ( x ) .
(I) 证明: ma
ax x
b
f ( x )
1
8
M ( b − a ) 2 ;
(II) 证明: ma
ax x
b
f ( x )
1
2
M ( b − a ) .
3.[25新增]设 f ( x ) 在 a,b 上有连续的导数,且 f ( x ) 0 ,假设 f f (x) 存在,证明:
存在 ( a , b ) ,使得 f f ( b ) f f ( a ) f ( ) 2 ( b a ) . − = −高数 · 3.一元函数积分学及其应用
第三章 一元函数积分学及其应用
基础题
一、选择题
1.设
第 72 页,共200页
f ( x ) 是连续函数,且 f ( x ) 0 ,若 x f ( x ) d x = a r c s in x + C
dx
,则 =( ) .
f (x)
3 3
A.
1( 1−x2)
2 +C B.
2( 1−x2)
2 +C
3 3
C. − 1
3
( 1 − x 2 )
3
2 + C
3
D. − 2( 1−x2) 2 +C
3
2.设 f ( x ) 是连续函数, F ( x ) 是 f ( x ) 的原函数,则( ).
A. 当 f (x) 为奇函数时, F(x) 必为偶函数
B. 当 f ( x ) 为偶函数时, F ( x ) 必为奇函数
C. 当 f ( x ) 为周期函数时, F ( x ) 必为周期函数
D. 当 f ( x ) 为单调函数时, F ( x ) 必为单调函数
3.设 F ( x ) 是 s in x 2 的一个原函数,则 dF ( x2)=( ) .
A. s in x 4 d x B. sinx2d ( x2) C. 2 x s in x 2 d x D. 2xsinx4dx高数 · 3.一元函数积分学及其应用
4.设
第 73 页,共200页
f ( x )
s
2
in
,
x , 0 x
x 2
,
,
F ( x )
x
0
f ( t ) d t
=
= ,则 ( ) .
A. x= 是 F(x) 的跳跃间断点 B. x= 是 F(x) 的可去间断点
C. F ( x ) 在 x = 处连续但不可导 D. F ( x ) 在 x = 处可导
5. [25新增] f ( x ) =
x
c
2
o
+
s x
1
,
, x
x
0
0
,
的一个原函数为 ( )
A. F ( x ) =
1
3
s
x
in
3
x
+
+
x ,
1 ,
x
x
0
0
B. F ( x ) =
1
3
s
x
in
3
x
+
+
x
2
+
,
1 , x
x
0
0
C. F ( x ) =
1
3
s
x
in
3
x
+
,
x + 1 , x
x
0
0
D. F ( x ) =
1
3
s
x
in
3
x
+
,
x , x
x
0
0
6.设 f (x) 在 0,1 上连续, f (x)0, f(x)0,f(x)0 ,记 M =
1
0
f ( x ) d x , N = f ( 1 ) ,
1
P= f (0)+ f (1) ,则 ( ).
2
A. M N P B. N M P C. PM N D. PN M高数 · 3.一元函数积分学及其应用
1 x t2
7.设 lim dt=c ,且 c0 ,则 ( ).
x→0sinx−ax b 1+t2
A.
第 74 页,共200页
a = 1 , b = 0 , c = − 2 B. a = 1 , b = − 2 , c = − 2
C. a = 0 , b = 1 , c = − 2 D. a = 1 , b = 1 , c = 1
8.设 f ( x ) 在 0 ,1 上可导,且 f ( x ) 0 ,则 ( ) .
A. 当 0 u 1 时,
u
0
f ( x ) d x =
1
u0 f ( x ) d x B. 当 0 u 1 时,
u
0
f ( x ) d x
1
u0 f ( x ) d x
C. 当 0 u 1 时,
u
0
f ( x ) d x
1
u0 f ( x ) d x D. 以上结果均不成立
9.下列反常积分收敛的是 ( ).
A.
1 x 2
d x
1 x
+
+
B.
1
0 ln (
d
1
x
+ x )
C.
1
− 1 s
d x
in x
+ x
D. dx
− 1+x2高数 · 3.一元函数积分学及其应用
二、填空题
1.设
第 75 页,共200页
F ( x ) 是 f ( x ) 的一个原函数, F
4
0
= ,当
4
x
2
时,
F ( x ) f ( x ) =
( ln ta
s in x c
n
o
x
s
)
x
F ( x ) 0 ,
, 则 f (x)=________ .
2.设对任意 x ,有 f (x+4)= f (x),且 f ( x ) = 1 + x , x − 2 , 2 , f ( 0 ) = 1 ,则 f (9)=________ .
3.设 f ( x ) 在 a , b 上连续,若 x
0
a , b , x a , b ,则极限 lim
x → 0
1
x
x
x0
f ( t + x ) − f ( t ) d t =
________.高数 · 3.一元函数积分学及其应用
4.
第 76 页,共200页
f ( x ) = m a x 1 , x 2 在 (−,+) 内满足 F ( 0 ) = 1 的一个原函数为________ .
5.设 f ( x ) = xs0 in ( x − t ) 2 d t ,则 f ( x ) = _________ .
6.设 F ( x ) = xtf
0
( x 2 − t 2 ) d t , f ( x ) 是连续函数,则 F ( x ) = ________ .
7.设 F(x)= x tf ( x2 −t2) dt,f (x) 在
0
x = 0 某邻域内可导,且 f ( 0 ) = 0 , f ( 0 ) = 1 ,则
lim
x → 0
F ( x
4 x
)
= ________ .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
8.设
第 77 页,共200页
( x )
5
0
x s in
t
t
d t , ( x )
sin
0
x
( 1 t )
1t
d t = = +
(x)
,则 lim =________ .
x→0(x)
9.极限 lim
x → 0
1
co
tln
sx
4 x
td t
= ________ .
10.极限 lim
x → 0
x
0
u
0
2a
r
x
c ta n
( 1 −
( 1
c o
+
s x
t
)
) d t
d u
= ________ .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
11.函数
第 78 页,共200页
y =
1
x
−
2
x 2
在
1
2
,
2
3
上的平均值为________ .
12.曲线 y =
1 +
x
x 2
绕 x 轴旋转一周所得的旋转体,将它在 x = 0 与 x ( 0 ) = 之间部分
的体积记为 V ( ) ,且 V ( a )
1
2
lim V ( )
=
→ +
,则 a = ________ .
13.由曲线 y = ln x 与两直线 y = ( e + 1 ) − x 及 y = 0 所围平面图形的面积 S = ________ .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
14.设
第 79 页,共200页
D 是由曲线 y = s in x + 1 与直线 x 0 , x , y 0 = = = 所围平面图形,则 D 绕 x 轴旋
转一周所得旋转体的体积 V = ________ .
15.设 n 为正数, lim
x 0
n
n
x
x
2
x
1
x
x e 4 x d x
→
−
+
= + − ,则 n = ________ .
三、解答题
1.求下列积分
(I)
2
9
x
x
−
3
4
x
x
d x (II)
x 2 (
d
1
x
− x 4 )
;高数 · 3.一元函数积分学及其应用
(III)
第 80 页,共200页
x 4 (
d
1
x
+ x 2 )
; (IV)
x
a
2
r c(
1
ta
+
n x
2 x )
d x ;
(V)
x + ln
x
( 1
2
− x )
d x ;
2.求下列积分:
(I)
x
(
1
d
+
x
x
)
xex
; (II) dx ;
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(III)
第 81 页,共200页
1
x
+
3
x 2
d x ; (IV)
( 2 x 2 +
d
1
x
) 1 + x 2
;
(V)
a r c ta
x
n
x −
x
1
− 1
d x ; (VI)
1 −
x
x x
d x .
3.求下列积分:
(I)
s in 2
d
x
x
c o s 4 x
dx
; (II) ;
1+sinx高数 · 3.一元函数积分学及其应用
(III)
第 82 页,共200页
s in
s
x
in
+
x
c o s x
d x ; (IV)
3
s
s in
in x
x
+
+
2
c
c
o
o
s
s
x
x
d x ;
(V)
s in 2 x
d x
+ 2 s in x
; (VI)
a 2 s in 2 x
d
+
x
b 2 c o s 2 x
( a 2 + b 2 0 ) .
4.求下列积分:
(I) a r c ta n x d x ; (II)
( 1
ln
−
x
x ) 2
d x ;高数 · 3.一元函数积分学及其应用
(III)
第 83 页,共200页
( x
x 2
+
x e
2 ) 2
d x (IV) s in ( ln x )d x ;
(V)
1
x 2
1
1
−
+
x
x
d x ; (VI) e 2 x ( 1 + ta n x ) 2 d x .
5.求下列积分:
(I) 4
4
x 2 ln
1
1
x
x
c o s x d x
−
+
−
−
; (II)
1
− 1
( 2 + s in x ) 1 − x 2 d x ;高数 · 3.一元函数积分学及其应用
(III)
第 84 页,共200页
2
− 2
( x + x ) e − x d x ; (IV)
1
− 1
2 x 2
1
+
+
x ( e
1
x
−
+
x
e
2
− x )
d x .
6.求下列积分:
(I) 2
0
( x − 1 ) 2 2 x − x 2 d x ; (II)
0
( e co sx e co sx ) d x − − .
7.求下列积分:
(I) 2
−
m3 in 2 , x 2 d x ; (II) x
− 1
( 1 − t ) d t ( x − 1 ) ;高数 · 3.一元函数积分学及其应用
(III)
第 85 页,共200页
1
− 1
x − y e x d x ( y 1 ) ; (IV)
0
1 s in x d x
− .
8.求下列积分:
(I) 2
2
( x s in 2 x ) c o s 2 x d x
−
+ ; (II) 1
0
x ( 1 − x 4 )
3
2 d x ;
(III)
0
ts in td t ; (IV) 1
0
2 x − x 2 + ( 1 − x 2 ) 3 d x高数 · 3.一元函数积分学及其应用
9.设
第 86 页,共200页
f ( x ) 在 0 , 上有二阶连续导数, f ( 0 ) 2 , f ( ) 1 = = ,计算 I
0
f ( x ) f ( x ) s in x d x
= + .
10.计算下列积分:
(I)
1 e x 1
d x
e 3 x
+
+ + −
; (II)
3212
x
d x
− x 2
.
11.设 f ( x ) 在 0 , a 上具有二阶导数 ( a 0 ) ,且 f ( x ) 0 , f ( x ) 0 ,证明:
a a
f (x)dxaf .
0 2高数 · 3.一元函数积分学及其应用
12.设
第 87 页,共200页
f ( x ) 在 a , b 上连续且单调增加,证明:
b
a
x f ( x ) d x
a +
2
b
b
a
f ( x ) d x .
13.设 f ( x ) 在 a , b 上连续,且 y = f ( x ) 的图形关于直线 x =
a +
2
b
对称,证明:
b
a
x f ( x ) d x =
a +
2
b
b
a
f ( x ) d x .
14.设 f (x) 在 0,+) 上连续,且单调增加,证明: 当 0ab 时,有
b
a
x f ( x ) d x
1
2
b
b
0
f ( x ) d x − a
a
0
f ( x ) d x
.高数 · 3.一元函数积分学及其应用
15.求
第 88 页,共200页
f ( x ) =
x
0 t
2
2
t
−
−
t
1
+ 1
d t 在 − 1 ,1 上的最大值与最小值.
16.设点 A ( a , 0 ) ( a 0 ) ,梯形 OABC 的面积为 S ,曲边梯形 OABC 的面积为 S ,其曲边
1
由 y =
1
2
+ x 2
S 3
确定,证明: .
S 2
1
17.设曲线y=sinx 0x ,直线y=k(0k 1)与x=0所围面积为
2
S
1
,
y=sinx 0x ,
2
y = k 与 x
2
= 所围面积为 S
2
,求 S = S
1
+ S
2
的最小值.高数 · 3.一元函数积分学及其应用
18.设曲线 y=sinx 0x ,y=1 及 x=0 所围平面图形为
2
第 89 页,共200页
D
1
, y s in x ( 0 x ) = 及
y = 0 所围平面图形为 D
2
.
(I) 求 D
1
绕直线 x
2
= 旋转一周所得体积 V
1
;
(II) 求 D
2
绕 y 轴旋转一周所得体积 V
2
.
19.设立体图形的底是介于 y=x2 −1 和 y = 0 之间的平面区域,而它的垂直于 x 轴的任一
截 面是等边三角形,求立体体积 V .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
综合题
一、选择题
1.设
第 90 页,共200页
F ( x )
x
x
2
e sin t s in td t
=
+
,则正确的是( ).
A. F ( x ) 为正的常数 B. F ( x ) 为负的常数
C. F ( x ) 不是常数 D. F ( x ) 恒为零
2.设 0 ,在 ( , ) − 内有 f ( x ) x 2 , f ( x ) 0 , I f ( x ) d x
=
−
,则 ( ).
A. I = 0 B. I 0 C. I 0 D. 不能确定
3.设 I =2sin(sinx)dx,I =2cos(sinx)dx ,则
1 2
0 0
A. I 1I B. I 1I C. 1I I D. I I 1
1 2 2 1 1 2 1 2公众号【研池大叔】,免费提供考研网课+PDF电子书
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4.设
第 91 页,共200页
f ( x ) 二阶可导,则下列结论正确的是 ( ).
① 当 f ( x ) 0
时,则 f (x)sinxdx0;
−
② 当 f ( x ) 0 时,则 f ( x ) s in x d x 0
−
;
③ 当 f ( x ) 0 时,则 f ( x ) c o s x d x 0
−
;
④ 当 f ( x ) 0 时,则 f ( x ) c o s x d x 0
−
.
A.② ③ B. ① ② C.② ④ D. ① ④
1
+ −cos
5.设反常积分 xke x −e−1dx 收敛,则正确的是( ).
1
A. k − 1 B. k − 1 C. k 1 D. k 1
6.设连续函数 f (x) 满足 f ( x ) = f ( 2 a − x ) ( a 0 ) , b 为常数,则 I =
b
− b
f ( a − x ) d x = ( ) .
b b
A. 2 f (2a−x)dx B. 2 f (2a−x)dx
0 −b
b
C. 2 f (a−x)dx D. 0
0高数 · 3.一元函数积分学及其应用
7.设
第 92 页,共200页
( x )
x
x 2
1
x
1
f ( t ) d t , f ( x ) =
−
为连续函数,则 lim(x)=( ) .
x→1
A. 1 B. f (1) C. 0 D. 不存在
8.设 f ( x ) 有连续导数, f ( 0 ) 0 , f ( 0 ) 6 , ( x )
x
0
3
f ( t ) d t , ( x )
x
0
f ( t ) d t
3
= = = =
,则当
x → 0 时, ( x ) 与 ( x ) 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
9.设 I =
1
s
st
0
f
t +
x
s
d x , 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高数 · 3.一元函数积分学及其应用
10.设积分
第 93 页,共200页
I
1 x
d x
p ln q x
( p 0 , q 0 )
=
+
收敛,则 ( )
A. p1 且 q1 . B. p1 且 q1
C. p 1 且 q 1 D. p 1 且 q 1
二、填空题
1.由曲线 y=x(x−1)(2−x) 与 x 轴围成的平面图形的面积 A=________.
2.已知 f ( ex) =xe−x ,且 f ( 1 ) = 0 ,则 f (x)=________ .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
3.已知
第 94 页,共200页
f ( x ) 1 c o s 2 x , x
2
,
2
, f ( 0 ) 0
= −
−
= ,则 f ( x ) = ________ .
4.设 f ( x ) 连续, g ( x ) =
x
0
2
x f ( t ) d t ,且 g ( 1 ) = 1 , g ( 1 ) = 5 ,则 f (1)=________ .
5.设 f ( 2 ) =
1
2
, f ( 2 ) = 0
2
,且 f (x)dx=1 ,则
0
I =
1
0
x 2 f ( 2 x ) d x = ________ .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
6.设
第 95 页,共200页
f ( x ) =
xe0
co std t ,则 I
0
f ( x ) c o s x d x
= = ________ .
7.设
0
s in
x
x
d x
2
+
= ,则 I
0
s in
x
2
2
x
d x
=
+
= ________ .
8.反常积分 I
1
1
x
ln
x
x
1
d x _ _ _ _ _ _ _ _ .
=
+ +
=高数 · 3.一元函数积分学及其应用
9.
第 96 页,共200页
0 ( 1
x ln
x
x
2 ) 2
d x
+
+
= ________ .
10.[25新增] lim
n
k
n
1
1
n
ln
n
3 n
2
2
k
k →
=
+
−
= ________ .
11.[25新增]已知曲线 y = y ( x ) 上任一点 ( x , y ) 处的切线斜率为
x
1
2 x − 1
,且曲线通过点
( − 2 , 0 ) ,则该曲 线方程为 y = ________ .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
三、解答题
1.求下列积分:
(I) 设
第 97 页,共200页
f ( x ) =
x
1 1
d
+
t
t 4
,求 I =
1
0
x 2 f ( x ) d x ;
(II) 设 f (x)= x2 e−t2 dt ,求 I = 1 xf (x)dx .
1 0
2.设 f ( s in 2 x ) =
s
x
in x
x ,求 I = f (x)dx .
1−x高数 · 3.一元函数积分学及其应用
3.计算积分
第 98 页,共200页
I = e sin x
x c o s
c
3
o
x
s
−
2 x
s in x
d x .
4.计算 I
e
s in
sin
4
x
4
s in 2
x
2
x
d x
=
−
−
.
ln(1+x)
5.设 f (lnx)= ,求
x
I = f ( x )d x .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
6.设 f(x)=arctan(x−1)2 ,f (0)=0 ,求
第 99 页,共200页
I =
1
0
f ( x ) d x .
7.设 f ( x ) 为连续的非负函数,满足 f ( x )
x
0
f ( x − t ) d t = c o s 4 x + x − 1 ,求 2
0
f ( x ) d x
.
8.求极限 lim
x → 0
1
2
2
0
x 4
1
−
+
x
2
2
x
u
3
2
−
d u
1
− 2 x
.高数 · 3.一元函数积分学及其应用
9.设
第 100 页,共200页
f ( x ) 连续, lim
x → 0
f (
x
x )
= 2 ,求 lim
x → 0
x
0
f
( x
xtf
0
)
(
f
x
(
−
x
t
−
)
) t
d t
d t
.
10.已知
0
e 2t d t
2
+ − = ,求曲线 y=(5x+9) −x e−t2 dt+(7x−3) x e−t2 dt 的斜渐近线方程.
0 0
11.设 f ( x ) 在 ( , 0 − 上连续,且满足 xtf
0
( t 2 − x 2 ) d t =
1
x
+
2
x 2
− 1
2
ln ( 1 + x 2 ) ,求函数 f ( x )
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12.设
第 101 页,共200页
f ( x ) 在 ( 0 , ) + 内一阶可导, g ( x ) 为 f ( x ) 的反函数,且 g ( x ) 连续,若
f(x) x−1
g(t)dt=x2ex −4e2 − f (t+1)dt, f (2)=1,求
1 1
f ( x ) 的表达式.
13.设 f ( x ) 在 1 , 2 上可导,且
xtf
0
( 2 x − t ) d t =
1
2
a r c ta n x 2 , f (1 ) =
1
2
,证明: 至少存在一点
( 1 , 2 ) ,使得 f()=0 .
14.设 f ( x ) 满足 e − x −
2 x
2
= 1 +
x
0
f ( t − x ) d t ,求 f ( x ) 在 ( , ) − + 内的最值高数 · 3.一元函数积分学及其应用
15.求
第 102 页,共200页
f ( x ) =
x
0
2
( 2 − t ) e − td t 的最大值和最小值.
16.证明: lim
n
1
0 1
x n
x
d x 0
→
+
= .
1 2 n
2n 2n 2n
17.求极限 lim + + + .
n→ n+1 n+ 1 n+ 1
2 n
18.求极限 lim
n
1
n
n n ( n 1 ) ( n 2 ) ( 2 n 1 )
→
+ + − .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
+ 1 e−x + +
19.设 f (x)dx 收敛,且 f (x)= − f (x)dx ,求 f (x)dx .
0
1+x2 1+ex
0 0
20.设
第 103 页,共200页
a
n
4
0
ta n n x d x
= ,证明:
2 ( n
1
+ 1 )
a
n
2 ( n
1
− 1 )
( n 2 ) .
21.求积分 I
n
=
1
0
x ln n x d x ( n 0 且为整数)的递推关系,并计算 I .
n高数 · 3.一元函数积分学及其应用
1
22.(I) 求积分 I = dx(n1,a0) 的递推关系;
n ( x2 +a2)n
(II) 计算
第 104 页,共200页
I =
( x 2
3
+
x
2
+
x
4
+ 2 ) 2
d x .
23.证明: f ( x ) = x
0
( t − t 2 ) s in 2 n td t ( x 0 ) 的最大值为 f ( 1 ) ,且 f ( 1 )
( 2 n + 2
1)
( 2 n + 3 )
24.设 f ( x ) 在 a , b 上有二阶连续导数,且 f (b)= f(b)=0,证明:
b 1 b
f (x)dx= f(x)(x−a)2 dx.
a 2 a高数 · 3.一元函数积分学及其应用
25.设
第 105 页,共200页
f ( x ) 在 a , b 上二阶可导,且 f ( x ) 0 ,证明:
f
a +
2
b
b
1
− a
b
a
f ( x ) d x
f ( a ) +
2
f ( b )
.
26.设 f ( x ) 在 a , b ( a b ) 上连续,且
b
a
f ( x ) d x =
b
a
x f ( x ) d x = 0 . 证明: 至少存在不同
的
1
,
2
( a , b ) ,使得 f (
1
) f (
2
) 0 = = .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
27.设
第 106 页,共200页
f ( x ) 在 ( − a , a ) ( a 0 ) 内连续,且 f ( 0 ) = A 0 .
(I) 证明: 对 x ( 0 , a ) ,存在 ( 0 ,1 )
x −x
,使得 f (t)dt+ f (t)dt=xf (x)− f (−x);
0 0
(II) 证明: lim
x 0
1
2
→ +
= .
28.设 y = f ( x ) 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 f (x ) 为高的矩形面积,等于在
0
x
0
,1
上以 y= f (x) 为曲边的曲边梯形面积;
(II) 又设 f (x)在(0,1)内可导,且 f ( x ) −
2 f (
x
x )
,证明:(I)中的 x
0
是唯一的.高数 · 3.一元函数积分学及其应用
29.设曲线
第 107 页,共200页
y = f ( x ) 上任一点 ( x , f ( x ) ) 处的切线斜率为 a 2 x 2 − 4 a x + 3 ,且 y = f ( x ) 在
x=1 处 取得极小值 0 .
(I) 求 f ( x ) 及 f ( x ) 的其它极值;
(II) 证明: 0
1
0
f ( u t ) d t
2
3 u
, u ( 0 ,1 ) .
30.设 f ( x ) 在 (−,+) 内连续,且满足 f ( x + T ) = f ( x ) , T 0 , f ( − x ) = f ( x ) .
(I) 证明:
n
0
T
x f ( x ) d x =
n 2
2
T
T
0
f ( x ) d x ( n 为正整数);
(II) 计算 I
n
0
x c o s x d x
= .高数 · 3.一元函数积分学及其应用
31.设
第 108 页,共200页
f ( x ) 在 ( , ) − + 内有连续导数,证明: lim
a → 0 + 4
1
a 2
a
− a
f ( t + a ) − f ( t − a ) d t = f ( 0 )
32.设曲线 y=a x(a0) 与 y = ln x 在点 (x ,y ) 处有公切线.
0 0
(I) 求常数 a 及点 ( x
0
, y
0
) ;
(II) 求两曲线与 x 轴所围图形绕 x 轴旋转一周所得旋转体的体积.高数 · 3.一元函数积分学及其应用
33.设
第 109 页,共200页
f ( x ) 在 a , b 上可导, f (a)0, f(x)0,S (x) 与
1
S
2
( x ) 为如图所示阴影部分的
S ()
面积, 证明: 存在唯一的 ,使得 1 =k (
S ()
2
k 为正的常数)
34.设 y = y ( x ) 由 4 y =
2
0
x 1 2 − x 2 u 2 d u ( x 0 ) 所确定,求 y
3
,并计算I = 1+y'2dx
0高数 · 3.一元函数积分学及其应用
35.设平面图形
第 110 页,共200页
D 由 x 2 + y 2 2 x 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.
36.求曲线 y = e − x s in x ( x 0 ) 绕 x 轴旋转所得旋转体的体积.
37.设 f ( x ) = x n 1 − x 2 , x 0 ,1 与y=0所围平面区域的面积为 S
n
, g ( x ) = s in
n2
x , x 0 ,
2
与
y=0 所围平面区域绕 x 轴旋转一周所得体积为 V
n
( n = 1 , 2 , )
S
,求极限 lim n .
n→ V
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38.求曲线 y=3− x2−1 与
第 111 页,共200页
x 轴围成封闭图形绕直线 y = 3 旋转所得旋转体的体积.
39.设 D 位于曲线 y
x ( ln
1
x ) 1
( 0 , 2 x )
=
+
+ 下方, x 轴上方的无界区域.
(I) 求 D 的面积 S ( ) ;
(II) 求 S() 的最小值.
40.设 f (x)在 0 , ) +
n
n
上连续且单调减少, f (x)0, a =f (k)− f (x)dx(n=1,2, ),证明:
n
1
k=1
lim
n
a
n
→
存在.高数 · 3.一元函数积分学及其应用
41.设
第 112 页,共200页
a
n
1
0
x n 1 x 2 d x , b
n
2
0
s in n x c o s n x d x
= − = ,求 lim
n
b
a
n
n
→
.
42.设 f (x)在 a , b 上连续,在(a,b)内可导, f ( x ) 0 ,证明:存在唯一的(a,b),使得
y = f ( x ) 与两直线 y f ( ) , x a = = 所围图形的面积 S
1
,和 y = f ( x ) 与两直线 y f ( ) , = x = b 所围
图形的面积 S
2
,满足 S
1
= 3 S
2
.高数 · 3.一元函数积分学及其应用
拓展题
1.设
第 113 页,共200页
y = f ( x ) 在 0 , ) + 上非负连续,曲边梯形 D ( t ) = ( x , y )∣ 0 x t , 0 y f ( x ) , D ( t ) 所围
图形的面积 S ( t ) = te t , D ( t ) 绕直线 x = t 旋转一周所得旋转体的体积为 V ( t ) ,求 V ( t ) 的表达式.
2.设曲线族 y = k x 2 ( k 0 ) ,对于每个 k
4
2
,曲线y=kx2与曲线y=sinx 0x 交于唯一点
2
( t , s in t ) ,其中 t = t ( k ) .S
1
表示 y = k x 2 与 y = s in x 所围区域的面积, S
2
表示 y = s in x 与 y = s in t 及
x
2
= 所围区域的面积.
(I) 写出 S
1
+ S
2
关于 t 的函数表达式;
(II) 证明: S +S 有最小值.
1 2高数 · 3.一元函数积分学及其应用
3.[25新增]设
第 114 页,共200页
f ( x ) 在 a,b 上有二阶导数,且 f ( a ) = f ( b ) = 0 , f ( x ) 0 ,证明: 当
2 b
x(a,b) 时,有 0 f (x) f (x)dx.
b−a a
4.[25新增]设 f ( x ) 在 a,b 上有连续的二阶导数.
(I) 证明:
b
a
f ( x ) d x =
1
2
( b − a ) f ( a ) + f ( b ) +
1
2
b
a
( x − a ) ( x − b ) f ( x ) d x ;
(II) 记M = max f(x) ,证明: b f (x)dx− 1 (b−a)f (a)+ f (b)
(b−a)3
M .
xa,b a 2 12高数 · 3.一元函数积分学及其应用
5.[25新增]设
第 115 页,共200页
f ( x ) 在 0 ,1 上有连续的导数, f ( 0 ) = 0 , f ( 1 ) = 1 ,证明:
1 1 n k 1
limn f (x)dx− f
=− .
n→ 0 n
k=1
n 2高数 · 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
第 116 页,共200页
f ( x , y ) = a r c s in x 2 + y 4 ,则下列选项正确的是( ).
A. f 'x ( 0 , 0 ) 存在, f 'y ( 0 , 0 ) 存在 B. f'(0,0) 不存在,
x
f 'y ( 0 , 0 ) 存在
C. f 'x ( 0 , 0 ) 不存在, f 'y ( 0 , 0 ) 不存在 D. f'(0,0) 存在,
x
f 'y ( 0 , 0 ) 不存在
2.设 f'(x ,y ), f'(x ,y ) 均存在,则下列选项正确的是( ).
x 0 0 y 0 0
A. lim
x →
y →
x0y0
f ( x , y ) 存在 B. f ( x , y ) 在 ( x
0
, y
0
) 处连续
C. lim
x → x0
f ( x , y
0
) 存在 D. f (x,y) 在 U ( x
0
, y
0
) 内有定义
3.设方程 x y − z ln y + e xz = 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= y(x,z) 和 z = z ( x , y )
B. 可确定隐函数 x=x(y,z) 和 z=z(x,y)
C. 可确定隐函数 x = x ( y , z ) 和 y = y ( x , z )
D. 只能确定隐函数 z=z(x,y)高数 · 4.多元函数微分学及其应用
4.设可微函数
第 117 页,共200页
f ( x , y ) 在点 P ( x
0
, y
0
) 处取得极大值,则( ).
A. f (x ,y) 在
0
y = y
0
处导数小于零 B. f (x ,y) 在 y= y 处导数大于零
0 0
C. f (x ,y) 在
0
y = y
0
处导数等于零 D. f (x ,y) 在 y= y 处导数不存在
0 0
5.设 f (x,y)=e2x( x+y2+2y ) ,则 f ( x , y ) 在点 P 1
2
, − 1 处( ).
A. 取得极小值 −
e
2
B. 取得极大值 −
e
2
C. 取得极大值 e D. 不取得极值
ex
6.设 f (x,y)= ,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高数 · 4.多元函数微分学及其应用
二、填空题
1.
第 118 页,共200页
lim
x →
y →
3
0
ln (
x
x
2
+
+
e
y
y
2
)
= ________ .
2. lim
x
y
x 2
x
x y
y
y 2
→
→
−
+
+
= _________.
3. lim
x
y 0
1
1
2 x
x
x
2
y
→
→
−
+
= _________.高数 · 4.多元函数微分学及其应用
4.设
第 119 页,共200页
z = ( 1 + x y ) y ,则 dz =_________ .
(1,1)
5.设函数 f ( x , y ) 可微,且 f ( 1 , 2 ) = 2 , f 'x ( 1 , 2 ) = 3 , f 'y ( 1 , 2 ) = 4 , F ( x ) = f x , f ( x , 2 x ) ,则
F ( 1 ) = _________.
6.设 z = z ( x , y ) 由方程 x = z e y + z 确定,则 d z
(e ,0 )
= _________.高数 · 4.多元函数微分学及其应用
7.设
第 120 页,共200页
y
F
=
( x
f
,
(
y
x , t
) , t
)
=
,
0 ,
f 和 F 有一阶连续偏导数,则
d
d
y
x
= _________.
8.设 y = f ( x , t ) , t = t ( x , y ) 由方程 G ( x , y , t ) = 0 确定, f , G 可微,则
d
d
y
x
= _________.
9.设 z = f y
x
+ g ( e x , s in y ) , f 有二阶连续导数, g 有二阶连续偏导数,则
x
2
z
y
= _________.公众号【研池大叔】,免费提供考研网课+PDF电子书
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10.设
第 121 页,共200页
f ( u , v ) 有二阶连续偏导数, y = f ( e x , c o s x ) ,则 d
d
2
x
y
2
x = 0
= _________.
11.设 z = z ( x , y ) 由方程 e 2 yz + x + y 2 + z =
7
4
确定,则 dz 1 1 =_________.
,
2 2
xy sint
12.设 f (x,y)= dt ,则
0 1+t2
2
x
f
2
(0 ,2 )
= _________.高数 · 4.多元函数微分学及其应用
13.设
第 122 页,共200页
z ( x , y ) 的全微分 d z = ( x 2 + 2 x y − y 2 ) d x + ( x 2 − 2 x y − y 2 ) d y ,则 z ( x , y ) = _________.
14.设 z = z ( x , y ) 由方程 z+lnz− x e−t2 dt=0 确定,则
y
x
2
z
y
= _________.
15.设 z = f
x y ,
x
y
+ g
y
x
, f 具有二阶连续偏导数, g
2z
具有二阶连续导数,则 =_________.
xy高数 · 4.多元函数微分学及其应用
16.设
第 123 页,共200页
( x + k y
( x
)
+
d x
y
+
2 )
y d y
为某二元函数 u ( x , y ) 的全微分,则 k =_________.
三、解答题
1.设 u= f (x,y,z) 有连续偏导数, y= y(x),z=z(x) 分别由方程 e x y − y = 0 和 e z − x z = 0
确定, 求
d
d
u
x
.
2.设 y= y(x),z=z(x) 由方程组
x
2
2
x
+
−
y
3
2
y
+
+
z
5
2
z
=
=
3
4
x ,
确定,求
d
d
y
x
,
d
d
z
x
.高数 · 4.多元函数微分学及其应用
3.设曲面
第 124 页,共200页
S : ( x − y ) 2 − z 2 = 1 ,求坐标原点到 S 的最短距离.
4.[25新增]求 f ( x , y ) = ( 1 + e y ) c o s x − y e y 的极值.
5.求函数 z=x3−3x2 −3y2 在闭区域 D : x 2 + y 2 1 6 上的最大值.高数 · 4.多元函数微分学及其应用
6.求
第 125 页,共200页
u = x 2 + y 2 + z 2 在条件 x + y + z = 4 和 z = x 2 + y 2 下的最大值和最小值.
7.设 u ( x , y ) 有二阶连续偏导数,利用变换 x a y , x b y = + = + ,将方程
2u 2u 2u
+4 +3 =0化为
x2 xy y2
2 u
0
= ,求 a , b 的值.
8.设 f (u) 有二阶连续导数,且 z = f ( e x s in y ) 满足
2
x
z
2
+
2
y
z
2
= z e 2 x ,求 f (u) .高数 · 4.多元函数微分学及其应用
综合题
一、选择题
1.设
第 126 页,共200页
f ( x , y ) 在点 ( 0 , 0 ) 处连续,且 lim
x →
y →
0
0
e
f
x 2
(
+
x
y
,
2
y
−
)
1
= 1 ,则 ( ) .
A. f ( x , y ) 在点 ( 0 , 0 ) 处取得极小值
B. f ( x , y ) 在点 ( 0 , 0 ) 处取得极大值
C. f ( x , y ) 在点 (0,0) 处不取得极值
D. 不能确定 f ( x , y ) 在点 ( 0 , 0 ) 处取得极值
2.设 f ( x , y ) 在点 ( 0 , 0 )
f (x,y)− f (0,0)
的某邻域内连续,且 lim =−1 ,则
x→0 x + y4
y→0
f ( x , y ) 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
1
yarctan , (x,y)(0,0)
3.设 f (x,y)= x2 + y2 则 f (x,y) 在点
0, (x,y)=(0,0)
( 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高数 · 4.多元函数微分学及其应用
4.设
第 127 页,共200页
f ( x , y ) 可微,对任意的 x , y ,有
f (
x
x
, y )
0 ,
f (
x
y
, y )
0 ,则使得 f ( x
1
, y
1
) f ( x
2
, y
2
) 成立
的一个充分条件是 ( ).
A. x
1
x
2
, y
1
y
2
B. x
1
x
2
, y
1
y
2
C. x x ,y y D. x x ,y y
1 2 1 2 1 2 1 2
5.设 F ( x , y ) 在点 ( x
0
, y
0
) 的某邻域内有二阶连续偏导数,且 F(x ,y )=0 ,
0 0
F 'x ( x
0
, y
0
) = 0 , F 'y ( x
0
, y
0
) 0 , F ''xx ( x
0
, y
0
) 0 ,则由方程 F ( x , y ) = 0 确定的隐函数 y = y ( x )
在 x = x
0
处 ( ) .
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
二、填空题
2z
1. 设 z=z(x,y) 满足 =2 ,且 z(x,0)=1,z' (x,0)=x ,则
y2 y
z ( x , y ) = _______ .高数 · 4.多元函数微分学及其应用
2.设
第 128 页,共200页
z = z ( x , y ) 有二阶连续偏导数,满足
y
2 z
x
= x + y ,且 z ( x , 0 ) = x , z ( 0 , y ) = y 2 ,则
z ( x , y ) = _______ .
2x
3.设 z= ,则
x2 − y2
n
y
z
n
(2 ,1 )
= _______ .
三、解答题
1.已知 x + y − z = e z , x e x = ta n t , y = c o s t ,求
d
d
2
t
z
2
t= 0
.高数 · 4.多元函数微分学及其应用
2.设
第 129 页,共200页
f 有一阶连续导数,证明: z = f
x
y
z z
的充要条件是 x + y =0 .
x y
3.设 z = z ( x , y ) 是由方程 F
1
x
−
1
y
−
1
z
=
1
z
确定的隐函数,其中 F 可微,求 x 2
z
x
+ y 2
z
y
4.设 y = g ( x , z ) 与 z = z ( x , y ) 是由方程 f ( x − z , x y ) = 0 确定的函数,求
d
d
y
x
.高数 · 4.多元函数微分学及其应用
5.求函数 f (x,y)=(1+ y)2 +(1+x)2 在条件
第 130 页,共200页
x 2 + y 2 + x y = 3 下的最大值.
6.设函数 f (x,y)=3x+4y−ax2−2ay2−2bxy ,问 a , b 满足什么条件时, f ( x , y ) 有唯一的
极大值和唯一的极小值?
7.[25新增]设 f (x,y)=x3+y3−ax2−by2(a0,b0) 有极小值-8,求 a , b 的值,使得椭圆
x
a
2
2
+
y
b
2
2
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8.求
第 131 页,共200页
f ( x , y ) = x e
−
x 2 +
2
y 2
的极值
9.求 u = x y + 2 x z + 2 y z 在条件 x y z = 1 下的最小值.
10.设函数 z = z ( x , y ) 由方程 x2 −6xy+10y2 −2yz−z2 +18=0 确定,求 z = z ( x , y ) 的极值.高数 · 4.多元函数微分学及其应用
11.设
第 132 页,共200页
f ( x ) 有二阶连续导数,且 f ( x ) 0 , f ( 0 ) = 0 ,证明: z= f (x)lnf (y) 在点 ( 0 , 0 ) 处
取得极小值的充分条件是 f ( 0 ) 0 且 f ( 0 ) 1 .
12.已知 z = f ( x , y ) 的全微分 d z = ( y − x 2 ) d x + ( x − 1 ) d y
1
,且 f (1,1)=− ,求
3
f ( x , y ) 在
D : 0 y 7 − x , 0 x 7 上的最大值.
13.设 f ( x , y ) =
x
0
y
,
s in
x 2
1
+ y 2
, (
(
x
x
,
,
y
y
)
)
=
(
(
0
0
,
,
0
0
)
)
,
,
讨论 f ( x , y ) 在点 ( 0 , 0 ) 处是否可微? 偏
f f
导数 , 在点 (0,0) 处是否连续?
x y高数 · 4.多元函数微分学及其应用
14.设中心在原点的椭圆为
第 133 页,共200页
x 2 − 4 x y + 5 y 2 = 1 ,求该椭圆的长半轴与短半轴的长度。15.设
x = x ( y ) , z = z ( y ) 由方程组
F
G
(
y
x
−
y ,
x
z
y
, y
−
= 0
z ) = 0 ,
确定,求
d
d
x
y
,
d
d
z
y
.
1 1 1 1
16.设 , 为正数,且 + =1 ,求 f (x,y)= x+ y 在条件 xy=1(x0,y0) 下
的最小值.高数 · 4.多元函数微分学及其应用
17.[25新增]设可微函数
第 134 页,共200页
f ( u , v ) 满足
f
u
+
f
v
= ( u + v ) e u − v ,且 f ( 0 , v ) = 0 ,若u=x,v=x+ y,求:
(I)
f ( x ,
x
x
+ y )
;
(II) f ( u , v ) 的极值.
拓展题
一、选择题
下列 ( ) 选项条件成立时,能够推出函数 f (x,y)在点(x ,y )处可微,且全微分
0 0
d f ( x , y )
( x0 ,y
0
)
= 0 .
A. f 'x ( x
0
, y
0
) = f 'y ( x
0
, y
0
) = 0
xy
B. f (x,y) 在点 (x ,y ) 处的全增量 f =
0 0
(x)2 +(y)2
C. f (x,y) 在点 ( x
0
, y
0
) 处的全增量 f =
s in
(
(
x
x
)
)
2
2
+
+
(
(
y
y
)
)
2
2
D. f ( x , y ) 在点 (x ,y ) 处的全增量
0 0
f = ( x ) 2 + ( y ) 2 s in
( x ) 2
1
+ ( y ) 2高数 · 4.多元函数微分学及其应用
二、解答题
1.设
第 135 页,共200页
f ( x , y ) 在点 ( 0 , 0 ) 的某邻域内有定义, f ( 0 , 0 ) = 0 ,且 lim
x →
y →
0
0
f
x
(
2
x ,
+
y
y
)
2
= 1 + k ( k 为 常 数 ) . 证
明:(I) f ( x , y ) 在点 ( 0 , 0 ) 处连续;
(II) 当 k −1 时, f (x,y) 在点 ( 0 , 0 ) 处不可微;
(III) 当 k = − 1 时, f ( x , y ) 在点 ( 0 , 0 ) 处可微.高数 · 5.微分方程及其应用
第五章 微分方程及其应用
基础题
一、选择题
1.下列选项中(
第 136 页,共200页
C 为任意常数),是微分方程
d
d
y
x
+
x
y
= 0 的通解的是 ( ).
A. x2 + y2 =C2 B. x2 −y2 =C2
C. x 2 + y 2 = C D. x 2 − y 2 = C
2.设 y + P ( x ) y = 0 的一个特解为 y = c o s 2 x ,则该方程满足 y ( 0 ) = 2 的特解为 ( ).
A. 2cosx B. 2cos2x C. cos2x D. c o s 2 x + 1
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. a x e − x + x ( b x + c )
C. a x e − x + b x + c D. a e x + x ( b x + c )高数 · 5.微分方程及其应用
4.设
第 137 页,共200页
y
1
( x ) , y
2
( x ) 是 y+P(x)y=0 的两个不同特解,其中 P ( x ) 在 ( , ) − + 内连续,且
P ( x ) 不恒为 0,则下列结论中错误的是 ( ).
A. y
1
( x ) − y
2
( x ) = 常数 B. C y
1
( x ) − y
2
( x ) 是方程的通解
C. y
1
( x ) − y
2
( x ) 在任一点不为 0 D.
y
y
2
1
(( x
x
))
常数 ( y
1
( x ) 0 )
5.设 y
1
( x ) , y
2
( x ) , y
3
( x ) 是微分方程 y + p ( x ) y + q ( x ) y = f ( x ) 的三个线性无关的解,
f ( x ) 0 , 则该方程的通解为 ( ).
A. C y (x)+C y (x)+ y (x)
1 1 2 2 3
B. C
1
y
1
( x ) + ( 1 − 2 C
1
) y
2
( x ) + C
1
y
3
( x )
C. ( C
1
− C
2
) y
1
( x ) + C
2
y
2
( x ) + y
3
( x )
D. C
1
y
1
( x ) + C
2
y
2
( x ) + C
3
y
3
( x ) ( C
1
+ C
2
+ C
3
= 1 )
二、填空题
1.微分方程 (y−xsinx)dx+xdy=0 的通解为_________ .高数 · 5.微分方程及其应用
2. 微分方程
第 138 页,共200页
( 1 + y 2 ) d x + ( 2 x − 1 ) y d y = 0 的通解为________ .
3. y =
y
x
+ ta n
y
x
满足 y ( 1 )
6
= 的特解为________ .
4.微分方程 x y = x 2 + y 2 + y 的通解为5.方程 y + 2 y + y = x e x 满足 y ( 0 ) = 0 , y ( 0 ) = 0
的特解为________ .
6.方程 y−3y+2y=10e−xsinx 满足当 x → + 时, y ( x ) → 0 的特解为________ .高数 · 5.微分方程及其应用
7.设二阶线性非齐次微分方程
第 139 页,共200页
y + p ( x ) y + q ( x ) y = f ( x ) 有三个特解为 x , e x , e − x ,则该方
程的通解为________ .
8.设二阶常系数线性微分方程 y + a y + b y = c e x 有特解 y=e−x( 1+xe2x) ,则该方程的通解
为________ .
三、解答题
1.求 x2y−y'2 =0 过点 P(1,0) ,且在点 P 与 y=x−1 相切的积分曲线.高数 · 5.微分方程及其应用
2.设
第 140 页,共200页
f ( x ) 是连续函数,且 f ( x ) = c o s x −
x
0
( x − t ) f ( t ) d t ,求 f ( x ) .
3.设 f ( x ) 可导,对任何实数 x , y 满足 f ( x + y ) = e x f ( y ) + e y f ( x ) ,且 f ( 0 ) = e ,求 f ( x ) .
4.设微分方程 y + a ( x ) y = x 2 , a ( x ) =
1 ,
1
x
,
x
x
1
1
,
,
求在 ( , ) − + 内的连续函数 y = y ( x ) ,使其在
( ,1 ) − 和 ( 1 , ) + 内均满足微分方程,且 y ( 0 ) = 2 .公众号【研池大叔】,免费提供考研网课+PDF电子书
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5.求微分方程
第 141 页,共200页
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 = 2 x
为 切线.
6.利用变换 u = e x ,求微分方程 y − ( 2 e x + 1 ) y + e 2 x y = e 3 x 的通解.
7.设 L 是一条平面曲线,其上任意一点 P ( x , y ) ( x 0 ) 到原点的距离恒等于该点处的切线在
y 轴上的截距,且 L 过点
1
2
, 0
.
(I) 求曲线 L 的方程;
(II) 求 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.高数 · 5.微分方程及其应用
8.设
第 142 页,共200页
O A 是连接 O ( 0 , 0 ) 和 A ( 1 ,1 ) 的一段向上凸的曲线弧,P(x,y)为 O A 上任一点,曲线弧 O P 与
有向线段 O P 所围图形的面积为 x 2 ,求曲线弧 O A 的方程.
综合题
一、选择题
1.下列方程中,以 y=Cex +C cosx+Csinx(C,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
2.若二阶常系数线性齐次微分方程 y+ py+qy=0 的通解为 y=Cex +C xex ,则非齐次微
1 2
分方程 y+ py+qy=x 满足 y ( 0 ) = 2 , y ( 0 ) = 0 的特解为 y=( ) .
A. xex −x−2 B. xex −x+2
C. − x e x + x + 2 D. − x e x − x + 2高数 · 5.微分方程及其应用
3.设
第 143 页,共200页
C 为任意常数,则以 y = e C x + x 2 为通解的一阶微分方程为 ( ).
A. x y − y ln y = x 2 y B. xy+ ylny=xy2
C. x y − y ln y 2 = x y D. xy+ ylny=xy
4.设 y
1
, y
2
是一阶线性非齐次微分方程 y + P ( x ) y = Q ( x ) 的两个解,若常数 , ,使得
y
1
y
2
+ 是该方程的解, y
1
y
2
− 是对应的齐次微分方程的解,则 ( ) .
A.
1
2
, u
1
2
= − = − B.
1
2
, u
1
2
= =
C.
1
3
, u
2
3
= = C.
2
3
, u
2
3
= =
二、填空题
y
1.微分方程 y= (
x+(y+1)2
y 不为常函数)的通解为 _________ .高数 · 5.微分方程及其应用
2.微分方程
第 144 页,共200页
y − y = s in x 满足 y ( 0 ) = 0 , y ( 0 ) =
3
2
的特解为________ .
3.微分方程 y =
2
y
y
2
(
−
x +
x
1 )
的通解为________ .
4.微分方程
d
d
y
x
=
y
y
−
+
x
x
满足 y ( 1 ) = 0 的特解为________ .高数 · 5.微分方程及其应用
5.微分方程
第 145 页,共200页
y s e c 2 y +
1 +
x
x 2
ta n y = x 满足 y(0)=0 的特解为________ .
6.微分方程 y + y = x + c o s x 的通解为________ .
7.微分方程 y − y = s in 2 x 的通解为________ .高数 · 5.微分方程及其应用
8.设
第 146 页,共200页
f ( x ) 有连续导数,对任意 a 满足 f ( x + a ) =
x
x
+ a
t ( 2 t
f (
+
t
1
)
)
d t + f ( x ) ,且 f ( 1 ) = 2 ,
则 f ( x ) = ________ .
9.[25新增]设函数 y ( x ) 满足 y + 2 a y + b 2 y = 0 ( a b 0 ) ,且 y ( 0 ) = 1 , y ( 0 ) = 1 ,则
0
y ( x ) d x
+
= ________ .
三、解答题
f (x)+ f (y)
1.设 f (x) 满足 f (x+ y)= ,且
1− f (x) f (y)
f ( 0 ) 存在,求 f(x) 及 f (x) .高数 · 5.微分方程及其应用
2.利用变量替换
第 147 页,共200页
x s in t , y y ( t ) 0 t
2
= = 化简方程 ( 1 − x 2 ) d
d
2
x
y
2
− x d
d
y
x
+ y = 0 ,并求该方程
的通解.
3.设 y+ ( 4x+e2y) y'3 =0 .
(I) 若视 x 为因变量, y 为自变量,化简该方程;
(II) 求该方程的通解.
4.设二阶常系数非齐次线性微分方程y+ay+by=(cx+d)e2x有特解 y = 2 e x + ( x 2 − 1 ) e 2 x ,求
该方程的通解,并求 a , b , c , d 的值.高数 · 5.微分方程及其应用
5.设
第 148 页,共200页
y ( x ) 在 x
0
, ) + 上有一阶连续导数,且 lim
x
y ( x ) y ( x ) k
→ +
+ = ,求 lim
x
y ( x )
→ +
.
6.设 f ( x ) , g ( x )
x
满足 f(x)=g(x),g(x)= 1− f (t)dt+1 ,且
0
f ( 0 ) = 1 ,求
I 2
0
e x g ( x ) f ( x ) d x .
= − −
7.设 y = y ( x ) 有一阶连续导数, y ( 0 ) = 1 ,且满足 y ( x ) + 3
x
0
y ( t ) d t + 2 x
1
0
y ( x u ) d u + e − x = 0 ,求
y= y(x).高数 · 5.微分方程及其应用
8.如下:
(I) 设
第 149 页,共200页
a ( t ) 在 0 , ) +
+
上是非负连续函数,证明: 当且仅当 a(t)dt 发散时,微分方程
0
d
d
x
t
+ a ( t ) x = 0 的每一个解 x(t) 满足 lim x(t)=0
t→+
(II) 设 a 0 , f ( t ) 在 0,+) 上连续有界,证明: 方程
d
d
x
t
+ a x = f ( t ) ( t 0 ) 的所有解在
0 , ) + 上有界.
9.[25 新增]设上凸曲线 y= y(x)(y0) 上任意一点 M(x,y) 处的切线与 x 轴交于点 N ,
且满足 O M = O N , y ( 0 ) = 1 , y ( x ) 0 ,求 y = y ( x ) .高数 · 5.微分方程及其应用
拓展题
1、解答题
1.设 f (x) 有二阶连续导数,且
第 150 页,共200页
f ( x ) =
x
0
f ( 1 − t ) d t + 1 ,求 f (x) .
2.设 f ( x ) 在 ( 0 , ) + 内有定义, f ( 1 ) = 1 ,当 x , y ( 0 , ) + 时,满足 f (xy)= yf (x)+xf (y).
(I) 证明: f ( x )
f (x)
在 (0,+) 内可导,且 f(x)= +1 ;
x
(II) 求函数 f (x) 的极值.公众号【研池大叔】,免费提供考研网课+PDF电子书
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第六章 微积分在经济学中的应用
基础题
一、填空题
1.设某商品的需求量 Q 对价格 P 的弹性为
第 151 页,共200页
P ln 3 ,若该商品的市场最大需求量为 1500 件,
则 需求函数为 Q = _ _ _ _ _ _ _ _ .
2.设商品的需求函数为 Q = 1 0 0 − 5 P ,其中 P 为价格,若商品需求对 价格的弹性的绝对值
大于 1,则商品价格 P 的取值范围为________ .
3.设边际成本函数为 MC=3Q2 −118Q+1200 ,其中 Q 为产量,固定成本为 1500,则总成本
函 数为 C(Q)=_________ .高数 · 6.微积分在经济学中的应用
4.差分方程
第 152 页,共200页
2 y
t+ 1
− y
t
= 3
1
2
t
的通解为________ .
5.差分方程 y
t+ 1
−
2
3
y
t
=
2
3
的通解为________ .
6.差分方程 y
t+ 1
− 2 y
t
= 2 t 的通解为________ .
7.差分方程 2 y
t
− y
t
= 5 的通解为________ .高数 · 6.微积分在经济学中的应用
二、解答题
1.设某产品生产
第 153 页,共200页
x 单位,边际单位成本函数为
C (
x
x ) '
= −
1 0
x
0
2
,当产量为 1 个单位时,成本
为 102,若边际收益函数为 R ( x ) = 1 2 −
1
x
0
,且 R ( 0 ) = 0 ,求利润最大时的产量和平均价格.
2.设某产品的成本函数 C ( Q ) = a Q 2 + b Q + c
m−P
,需求函数为 Q= ,其中
n
Q 为需求量
(即产量), P 为单价, a , b , c , m , n 均为大于零的常数,且 m b .
(I) 求利润最大时的产量及最大利润;
(II) 求需求对价格的弹性 ( 0 ) ;
(III) 求当 =1 时的产量.高数 · 6.微积分在经济学中的应用
3.某公司通过电视和网络两种形式作广告,设销售收入为
第 154 页,共200页
R (万元),电视广告费为 x
1
(万元),
网络广告费为 x
2
(万元),它们之间有如下关系: R ( x
1
, x
2
) = 1 5 + 1 4 x
1
+ 3 2 x
2
− 8 x
1
x
2
− 2 x 21 − 1 0 x 22 .
(I) 在广告费用不限的条件下, 求最佳广告方案;
(II) 若广告费用为 1.5 万元,求相应的广告方案.
4.设某公司的总成本函数为 C = C ( Q ) =
1
2
Q 2 + 3 6 Q + 9 8 0 0 ,求平均成本最低时的最低平均成
本.高数 · 6.微积分在经济学中的应用
综合题
一、填空题
[从这道题开始,后面的题目应该和24版相比变动较大,目前由于本本未购买纸质版书籍,所以从此题开始
直至本章结束这部分的答案更新会放到答案册出现后更新,届时会在公众号内发送消息告知大家。]
1. 设某公司在 t 时刻的收入为 R(t),R(t) 为连续函数,且 R(0)=0 ,从 0 时刻到 t 时刻
的平均收人为
第 155 页,共200页
−
1
2
t +
R (
t
t )
,则 R ( t ) = ________ .
2.已知某产品的生产函数为 Q A K L = ,其中 Q 表示产量, K 表示资金, L 表示劳动力,
Q Q
A,, 均为正常数,且 +=1 ,则 K +L =________ .
K L高数 · 6.微积分在经济学中的应用
二、解答题
1.设生产商的总收益函数和总成本函数分别为
第 156 页,共200页
R = R ( Q ) = 3 0 Q − 3 Q 2 , C = C ( Q ) = 2 + 2 Q + Q 2 ,
生产商以获取最大利润为目标, 税务机关对产品征税.
(I) 求生产商纳税前的最大利润, 及此时的产品和产品价格;
(II) 求征税收益的最大值及此时的税率 t .
2.设生产某种产品的固定成本为 C
0
(万元),每生产一件产品,成本增加 a (万元),已知该产
P
品需求对价格的弹性为 = 0,P 为价格,若市场对该产品的最大需求量为
b−P
c 件,其中
a , b , c , C
0
均大于零.
(I) 为获得最大利润,问如何定价?
(II) 若每销售一件产品需纳税 t 万元,问如何定价可使利润最大?高数 · 6.微积分在经济学中的应用
3.设生产某产品的固定成本为 40,边际成本和边际收益分别为
第 157 页,共200页
M C = Q 2 − 1 4 Q + 1 1 1 ,
M R = 1 0 0 − 2 Q ,求生产商的最大利润.
4.设某商品需求函数为 Q = 1 0 0 − 5 P .
(I) 当 P = 3 时,问涨价会使销售收入增加还是减少? 若价格上涨幅度为 8.5% ,对销售收
入影响 幅度为多少?
(II) 当 P = 1 2 时,问涨价会使销售收入增加还是减少? 若价格上涨幅度为 5 % ,对销售
收入影响 幅度为多少?高数 · 6.微积分在经济学中的应用
5.为实现利润最大化,厂商需要对某商品确定其定价模型. 设
第 158 页,共200页
Q 为该商品的需求量, P 为
价格, M C 为边际成本, 为需求弹性 ( 0 ) .
MC
(I) 证明:定价模型为 P= ;
1
1−
(II) 若该商品的成本函数为 C ( Q ) = 1 6 0 0 + Q 2 ,需求函数为 Q = 4 0 − P ,求由 (I) 中定
价模型确定的此商品价格.
6.如下:
(I) 设某商品的需求函数为 Q ( P ) , P = 表示价格, 为严格单调函数,证明:边际收益与
需求价格弹性 E
d
dR 1
有如下关系: =P1+ ,P0,R 表示总收益;
dQ E
d
(II) 若 Q = 8 0 0 0 − 8 P ,求总收益最大时的需求量 Q 和商品的价格.高数 · 6.微积分在经济学中的应用
7.在同一市场上销售两种性能有差异的同一类手机
第 159 页,共200页
A 与 B ,设 Q
A
, Q
B
分别表示它们的需
求量, P
A
, P
B
分别为其价格,生产这两种手机每部所需平均成本分别为
C
B
= 2 ( 百 元 件/ ) .
C
A
= 4 .5 ( 百 元 件/ ) ,
已知需求函数分别为 Q
A
= 9 .5 − P
A
+ 2 P
B
, Q
B
= 7 + 2 P
A
− 5 P
B
,试确定其价格,
使其利润最大.
8.求差分方程 y −2y =sint 的通解.
t+1 t
1
9.设生产函数为 Q=8L2K4 ,其中 L 为劳动力投入量, K 为资金投入量,产品的价格
P = 4 ,设投入两要素的价格分别为 P =4,P =8 ,求当利润最大时的产出水平和最大利润.
L K高数 · 7.二重积分
第七章 二重积分
基础题
一、选择题
1.设 D 为由直线 x+y= 1 ,x+y=1 与两坐标轴所围的区域,I = ln(x+y) 9 dxdy,
1
2 D
第 160 页,共200页
I
2
=
D
( x + y ) 9 d x d y , I
3
=
D
s in ( x + y ) 9 d x d y , 则( ).
A. I
1
I
2
I
3
B. I I I
1 3 2
C. I
3
I
2
I
1
D. I I I
3 1 2
2.设 D 为由 y = x 2 − 4 和 y = 0 所围区域, I = (kx+ y)dxdy ,则( ).
D
A. I = 0 B. I 0
C. I 0 D. I 的正负与 k 有关
3.设 D 是 x O y 平面上以 A(1,1),B(−1,1),C(−1,−1) 为顶点的三角形区域, D
1
是 D 在第
一象限的部分,则 I =
D
( x y + c o s x s in y ) d x d y = ( ).
A. 0 B. 2 xydxdy
D
1
C. 2
D
1
c o s x s in y d x d y D. 4 (xy+cosxsiny)dxdy
D
1高数 · 7.二重积分
4.积分
第 161 页,共200页
I =
2d0
x
2 x2
0
f ( x , y ) d y +
2
2
2
d x
0
8 − x 2
f ( x , y ) d y = ( ) .
2 8−y2 2 8−y2
A. dy f (x,y)dx B. dy f (x,y)dx
0 y 0 2y
C.
2d0
y
8
2
−
y
y 2
f ( x , y ) d x D.
2d0
y
8 −
y
y 2
f ( x , y ) d x
5.设 D : x 2 + y 2 x ,则
D
f ( x , y ) d x d y = ( ) .
A.
0
d
co
0
s
f ( r c o s , r s in ) r d r
B.
0
d
sin
0
f ( r c o s , r s in ) r d r
C. 2
2
d
co
0
s
f ( r c o s , r s in ) r d r
−
D. 2
2
d
sin
0
f ( r c o s , r s in ) r d r
−
2sin
6.将二重积分 I =2d f (rcos,rsin)rdr 化为直角坐标系下的二次积分,则
0
4
I = ( ) .
1 x 1 1−x2
A. dx f (x,y)dy B. dx f (x,y)dy
0 1− 1−x2 0 x
C.
1
d0 y
y
0
f ( x , y ) d x +
2d
1
y
0
2 y − y 2
f ( x , y ) d x D.
1
d0 y
y
2 y − y 2
f ( x , y ) d x高数 · 7.二重积分
二、填空题
1.二重积分
第 162 页,共200页
I = 1
0
x 2 d x 1 ex − y 2 d y = ________ .
2.二重积分 I
2d
1
x
x
sx in
2
x
y
d y
4d2
x
2
sx in
2
x
y
d y
= + = ________ .
1 1
3.二重积分 I = dx siny2dy=________ .
0 x高数 · 7.二重积分
4.设
第 163 页,共200页
D : x 2 + y 2 4 , x 0 , y 0 , f ( x ) 在 0 , ) + 上连续且取正值,则
I =
D
a f
f
(
(
x
x
)
)
+
+
b
f
f
(
(
y
y
)
)
d x d y = ________ .
5.设 f ( x ) 在 0 ,1 上连续,且
1
0
f ( x ) d x = A
1 1
,则 I = dx f (x)f (y)dy=________ .
0 x
6.设 D : x 2 + y 2 1 , x 0 , y 0 ,则 I =
D 1
1
+
+
x
x
2
−
+
y
y 2
d x d y = ________ .高数 · 7.二重积分
7.设
第 164 页,共200页
D : − 1 x 0 ,1 − 1 − x 2 y − x ,则 I =
D x 2 + y
d
2
x d
4
y
− x 2 − y 2
= ________ .
8.设 D : 2 x x 2 + y 2 , 0 y x 2 ,则 I =
D
d
x
x
2
d
+
y
y 2
= ________ .
9.设 D:x2 + y2 1 ,则 I =
D
2 x
4
+
y
9
2
d x d y = ________ .高数 · 7.二重积分
10.设区域
第 165 页,共200页
D 由 x = − 2 y − y 2 , x = − 2 , y = 0 , y = 2 所围,则 I =
D
y d x d y = ________ .
11.设 D:x2 +y2 2x ,则 I =
D
( 2 x + 3 y ) d x d y = ________ .
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 =
D
x y ( x − y ) d x d y ;高数 · 7.二重积分
(II) 设
第 166 页,共200页
D 由 y = x , y = x 所围,求 I =
D
s in
y
y
d x d y ;
(III) 设 D 由 y = x 2 ( x 0 ) , y = 1 , x = 0 所围,求 I =
D 1
x
+
y
y 3
d x d y ;
(IV) 设 D:−1xsiny, y ,求
2
I =
D
x ( e x 2 + co sy s in y − 1 )d x d y .高数 · 7.二重积分
2.设 D= (x,y∣) x2+y2 1,x2+y2 2x,y0 ,计算
第 167 页,共200页
I =
D
x y d x d y .
3.设 D : x 2 + y 2 2 x , 0 y x ,计算 I =
D
x 2 + y 2 − 1 d x d y .
4.设 D:x2 +y2 9 ,计算 I =
D
x 2 + y 2 − 4 d x d y .高数 · 7.二重积分
5.设
第 168 页,共200页
D : 1 x 2 + y 2 2 x , y 0 ,计算 I =
D ( 1 + x 2 + y
y
2 ) x 2 + y 2
d x d y .
6.设 D : 0 x 2 , 0 y 2 ,计算 I =
D
[1 + x + y ] d x d y ,其中 1 + x + y 表示不超过
1 + x + y 的最大整数.
7.[25新增]设 D = ( x , y )∣ 0 x 1 , 0 y 1 ,计算 I =
D
m a x 2 x − x 2 , ( 1 − y ) 2 d x d y .高数 · 7.二重积分
8.计算
第 169 页,共200页
I =
D
s g n ( x 2 − y 2 + 2 ) d x d y ,其中 D:x2 +y2 4 .
1 3
1x3, x yx
9.设 f (x,y)= ( x2 + y2)2 3 D由
0, 其他
x = 3 , x = 1 , y = 0 , y = 3 ,所围,计算
I =
D
f ( x , y ) d x d y .
综合题
一、选择题
1.I = cos x2 + y2dxdy,I = cos ( x2 + y2) dxdy,I = cos ( x2 + y2)2 dxdy,其中
1 2 3
D D D
D : x 2 + y 2 1 ,则 ( )
A. I I I B.
1 2 3
I
1
I
2
I
3
C. I I I D. I I I
2 1 3 3 1 2高数 · 7.二重积分
2.
第 170 页,共200页
lim
n
n
i 1
n
j 1 1 i
n
1
( n 2 j 2 )
( )
→
=
= + +
= .
A.
4
ln 2
B.
8
ln 2
C.
2
ln 2
D. ln 2
3.积分 I 2
0
d
co
0
s
f ( r c o s , r s in ) r d r ( )
= = .
A.
1
d0 y
0
y − y 2
f ( x , y ) d x B.
1
d0 y
0
1 − y 2
f ( x , y ) d x
C.
1
d0 y
1
0
f ( x , y ) d x
1 x−x2
D. dx f (x,y)dy
0 0
二、填空题
1.设 D:0x y2 ,则 I =
D
s in ( x − y ) d x d y = ________ .高数 · 7.二重积分
2.设
第 171 页,共200页
f ( x )
x
0
,
,
0 x
,
1 ,
D : x , y =
其
他
− + − + ,则 I = f (y) f (x+ y)dxdy=
D
________ .
3.积分 I =
1
d0 y
y
0
2
y s in ( 1 − x ) 2 d x = ________ .
4.[25新增]设 f ( t ) = td0 x t ex − ( x − y 2) d y ( t 0 ) ,则 f ( 1 ) = ________ .高数 · 7.二重积分
5.积分
第 172 页,共200页
I 2
0
d
2
2 e r 2 d r
= = ________ .
6.交换积分顺序 I 2
0
d
a
0
sin 2
f ( r c o s , r s in ) r d r ( a 0 )
= 为________ .
7.(选做) 设 D :
x
a
2
2
+
y
b
2
2
1 ,则 I =
D
y 2 d x d y = ________ .
二、解答题
1.设 D : x 1 , 0 y 2 ,计算 I = y−x2 dxdy .
D高数 · 7.二重积分
2.计算积分
第 173 页,共200页
I = 1 d0 x 2 −
1 −
xe
x
( x + y 2) ( s in 2 x + c o s 2 y ) d y + 2d
1
x 2
0
− xe ( x + y 2) ( s in 2 x + c o s 2 y ) d y .
3.求极限 lim
t→ 0 +
1
6 t
td0 x tsx in ( x y ) 2 d y .
4.计算 I 4
arctan
14
d
2
co1
co
s
s
r 2 c o s d r
= .高数 · 7.二重积分
5.设可导函数
第 174 页,共200页
f ( x ) 满足 lim
x → 0
f (
x
x )
= 1 ,求极限 lim
t→ 0 +
td0 x
−
2t −
2t
x
−
2
x 2
f (
t 3
x 2 + y 2 ) + 2 y d y
.
F ( x2 + y2 )
6.设 F(t)= x 1− x2 + y2 dxdy, t0, 求函数
x2+y2t2,x0,y0
0, t=0,
F ( t ) 的表达式.[这个公
式无论怎么改都还是丑...]
7.设 f (t) 在 (−,+) 内有连续导数,且 f (t)=2 ( x2 + y2) f ( x2 + y2 ) dxdy+t4,
D
D : x 2 + y 2 t 2 , 求 f ( t ) .高数 · 7.二重积分
8.设
第 175 页,共200页
f ( x , y ) 在区域: 0 x 1 , 0 y 1 上连续, f ( 0 , 0 ) = 0 ,且 f (x,y) 在点 ( 0 , 0 ) 处可
微, f 'y ( 0 , 0 ) = 1
x2 t
dt f (t,u)du
,求 lim 0 x .
x→0+
−
x4
1−e 4
9.设 f ( x ) 是连续正值函数,且单调减少,证明:
1
x f
01
x f
0
2 ( ) x d x
( ) x d x
1
f
01
f
0
2 ( ) x d x
( ) x d x
.
10.设 f (x) 在 0,1 上是连续正值函数,且 f (x) 单调减少, D:0x1,0 y1 ,证明:
xf (x) f (y)f (x)− f (y)dxdy0.
D高数 · 7.二重积分
11.设
第 176 页,共200页
f ( u ) 在 − 1 ,1 上连续, D : x + y 1 ,证明:
D
f ( x + y ) d x d y =
1
− 1
f ( u ) d u .
12.设 D : x 2 + y 2 2 tx , y 0 ( t 0 ) , f ( u ) 在 u = 0 处可导,且 f ( 0 ) = 0 ,求
lim
t→ 0 +
1
4 t
D
f
(
x 2 + y 2
)
y d x d y .高数 · 7.二重积分
拓展题
1.设
第 177 页,共200页
D : x 2 + y 2 4 , x 0 , y 0 , f ( x , y ) 在 D 上连续,且
f (x,y)= ( x2 + y2 −x+ y−1 ) + f (u,v)dudv求 f (x,y)
D
.2.设 f (t) 在 0 , ) + 上连续,且满足 f ( t ) e 4 2t
x 2 y 2 4 2t
x 2 y 2 f 1
2
x 2 y 2 d x d y = +
+
− + + .
(I) 求 f ( t ) ;
(II) 求 lim
t→ 0 +
f ( t )
12t
.高数 · 8.无穷级数
第八章 无穷级数
基础题
一、选择题
1.设级数 u 与
n
n=1
第 178 页,共200页
n 1
v
n
=
均发散,则 ( ).
A.
n 1
( u
n
v
n
)
=
+ 必发散 B.
n 1
u
n
v
n
=
必发散
C.
n 1
( u
n
v
n
)
=
+ 必发散 D.
n 1
( u 2n v 2n )
=
+ 必发散
2.下列结论正确的是 ( ).
A. 若
n 1
u
n
v
n
=
收敛,则
n 1
u 2n
=
与
n 1
v 2n
=
都收敛
B. 若
n 1
u 2n
=
和
n 1
v 2n
=
都收敛,则 (u +v )2 收敛
n n
n=1
C. 若 v 收敛且 u v ,则 u 收敛
n n n n
n=1 n=1
1
D. 若 u 发散 (u 0) ,则 u
n n n n
n=1高数 · 8.无穷级数
3.下列结论正确的是 ( ).
A. 若
第 179 页,共200页
n 1
u
n
=
与
n 1
v
n
=
都收敛,则
n 1
u
n
v
n
=
必收敛
B. 若
n 1
u
n
=
与
n 1
v
n
=
都发散,则
n 1
u
n
v
n
=
必发散
C. 若 u 收敛, v 发散,则 u v 必发散
n n n n
n=1 n=1 n=1
D. 若
n 1
u
n
=
收敛,
n 1
v
n
( v
n
0 )
=
收敛,则
n 1
u
n
v
n
=
收敛
4.设 u 收敛,则下列级数收敛的是 ( ).
n
n=1
A.
n 1
u 2n
=
B. (u +u ) C.
n n+1
n=1 n 1
( 1 ) n 1
u
nn
=
− − D.
n 1
( u
2 n 1
u
2 n
)
=
−
−高数 · 8.无穷级数
5.设 u (u 0) 收敛,则下列结论正确的是( ).
n n
n=1
A.
第 180 页,共200页
n 1
u 2n
=
u
收敛 B. u 收敛 C. lim n+1 1 D.
n n→ u
n=1 n
lim
n
n u
n
1
→
6.下列结论正确的是 ( ).
A. 若
n 1
u
n
( u
n
0 )
=
收敛,则 lim
n
n 2 u
n
0
→
=
B. 若 u 收敛,则 (−1)n−1 u 必条件收敛
n n
n=1 n=1
C. 若
n 1
( 1 ) n 1 u
n
( u
n
0 )
=
− −
条件收敛,则 u 发散
n
n=1
D. 若
n 1
( u
2 n 1
u
2 n
)
=
−
+
收敛,则 u 必收敛
n
n=1
n+1− n−1
7.级数 sin(n+k) ( k 为常数) ( ).
n
n=1
A. 绝对收敛 B. 条件收敛 C. 发散 D. 收敛性与 k 有关高数 · 8.无穷级数
8.设幂级数
第 181 页,共200页
n 1
a
n
( x 1 ) n
=
− 在 x = − 1 处条件收敛,则
n 1
a
n
( )
=
.
A. 发散 B. 条件收敛 C. 绝对收敛 D. 无法确定敛散性
二、填空题
1.设 f ( x )
n 0
x n
=
=
,则 F ( x ) =
x f
1
(
−
x
x
)
展开为 x 的幂级数为________ .
2.设 a (x−1)n 的收敛域为 −1,3 ,则
n
n=0 n 0
a
n
x 2 n
=
的收敛域为________ .高数 · 8.无穷级数
3.
第 182 页,共200页
f ( x ) = xe
0
− 2t d t 展开为 x 的幂级数为________ .
三、解答题
1.判别下列级数的敛散性:
(I)
n 1 n
n
n
1n
1
n
n
=
+
+
; (II)
n 1
a
n
n
p
( a 0 , p 0 )
=
;
1 1 1
(III) ; (IV) an −an+1(a0) ;
n
n=1 1+x3dx n=1
0高数 · 8.无穷级数
(V)
第 183 页,共200页
n 1
1
n
ln 1
1
n
=
−
+
; (VI)
n 1
n a 1
1
n
( a 0 )
=
− +
.
2.判别下列级数的敛散性, 若收敛,判断是条件收敛还是绝对收敛:
(I) 设
n 1
( 1 ) n 1 a
n
e n
=
− − 收敛,判别
n 1
a
n
=
的敛散性;
(II)
n 1
( 1 ) n 1
ln (
1
1 n )
=
− −
+
;高数 · 8.无穷级数
(III)
第 184 页,共200页
n 1
(
n
1 n )
ln n
=
−
−
; (IV)
n 1
( 1 ) n 1 ( n 3 1 )
=
− − − .
3.求下列级数的收敛域:
(I)
n 1
(
2
1
n
) n x
n
n
=
−
; (II)
n 1
( x
n
3
3
)n n
=
−
;
x2n−1
(III) (−1)n nnxn ; (IV) .
3n
n=1 n=1高数 · 8.无穷级数
4.求下列级数的收敛域:
xn2 x2n+1
(I) ; (II) ;
2n 3n +n2
n=1 n=1
(III)
第 185 页,共200页
n 1
1 1
n
n 2 x n
=
+ − ; (IV)
n 2
n
1
ln n
1
n 2
x n
=
+ .
5.求下列幂级数的收敛域及和函数:
(I)
n 1
x
n
n
2
1
n
=
−
; (II)
n 0
( n
n
) 1
1
2
x n
=
−
+
;高数 · 8.无穷级数
(III)
第 186 页,共200页
n 0
n 2
n !
1
x n
=
+
; (IV)
n 0
( 1
( 2
n )
n
( n
3 )
1
!
)
x 2 n
=
−
+
+
.
6.将下列函数展开为 x 的幂级数,并确定收敛域:
(I) f1 ( x ) =
x 2 −
1
3 x + 2
; (II) f
2
( x ) = ln ( 1 − x − 2 x 2 ) ;
(III) f
3
( x ) = ln
(
x + 1 + x 2
)
; (IV) f
4
( x ) = x a r c ta n x − ln 1 + x 2 .高数 · 8.无穷级数
7.将
第 187 页,共200页
f ( x ) =
x 2 −
x
5 x + 6
展开为 x − 5 的幂级数.
8.将 f ( x ) s in
2
x
= 在 x = − 2 处进行幂级数展开.
9.求下列级数的和:
(I)
n 2
( n 2
1
1 ) 2 n
=
−
; (II)
n 0
2 n
n !
1
=
+
.高数 · 8.无穷级数
10.如下:
x3 x6 x9 x3n
(I)证明:y(x)=1+ + + + + + (−x+)满足微分方程y+y+y=ex
3! 6! 9! (3n)!
(II) 利用 (I) 的结果求
第 188 页,共200页
n 0
(
x
3
3
n
n
) !
=
.
综合题
一、选择题
1.级数
n 1
( 1 ) n ln 1
1
n
s in k n
2 n
( k )
=
−
+
+
为 常 数 ( ).
A. 条件收敛 B. 绝对收敛 C. 发散 D. 敛散性与 k 有关
ann! n+2− n−2
2.设 a0, 收敛, 发散,则( ).
nn na
n=1 n=2
A. a e B. a=e C.
1
2
a e D. 0 a
1
2高数 · 8.无穷级数
3.设
第 189 页,共200页
u
n
=
a
n
+
2
a
n , v
n
=
a
n
−
2
a
n ,则下列四个级数
① a , ② a , ③ u , ④ v
n n n n
n=1 n=1 n=1 n=1
的收敛性关系是 ( ).
A.若 ① 收敛, 则 ③ 和 ④ 都收敛
B. 若 ② 收敛, 则 ①, ③ 和 ④ 都收敛
C. 若 ③ 和 ④ 发散, 则 ① 和 ② 都发散
D. ① ② ③ ④ 的收敛性无确定的关系
4.
n 0
( 1 ) n
( 2
n
n
1
1 ) !
( )
=
−
+
+
= .
A.
1
2
( s in 1 + c o s 1 ) B. 2 s in 1 + c o s 1 C. s in 1 + 2 c o s 1 D. s in 1 + c o s 1
5.设有两个数列 a
n
与 b
n
,若 limb =0 ,则 ( ).
n
n→
A. 当 a 收敛时, a b 收敛 B. 当 a 收敛时, a b 收敛
n n n n n n
n=1 n=1 n=1 n=1
C. 当 a 发散时, a b 发散 D. 当
n n n
n=1 n=1 n 1
a
n
=
发散时, a2b2 发散
n n
n=1高数 · 8.无穷级数
6.判别级数
第 190 页,共200页
2
1
− 1
−
2
1
+ 1
+
3
1
− 1
−
3
1
+ 1
+ +
n
1
− 1
−
n
1
+ 1
+ 的敛散性,正确的结论
是 ( ).
A. 由莱布尼茨定理, 可推得该级数收敛
B. 由于添加括号后级数发散, 故原级数发散
C. 由于各项取绝对值后得到的级数发散, 故原级数发散
D. 由 lim
n n
1
1
0
→ −
= ,可知原级数收敛
二、填空题
1.设 a xn 的收敛半径为 3,则
n
n=0 n 0
n a
n
( x 1 ) n 1
=
+ + 的收敛区间为 ________ .
a
2.设 a xn 的收敛半径为 R=1 ,则 n xn 的收敛域为________ .
n n!
n=0 n=0高数 · 8.无穷级数
3.
第 191 页,共200页
lim
n
1
n
k
n
1
1
k 3
1
1
k
k 2
→
=
+
= ________ .
4. lim
n
1
a
2
a 2
n
a n
( a 1 )
→
+ + +
= __________ .
5.设 (−1)n−1 u =2,u =5 ,则 u =________ .
n 2n−1 n
n=1 n=1 n=1高数 · 8.无穷级数
6.设 u (u 0) 发散,
n n
n=1
第 192 页,共200页
S
n
= u
1
+ u
2
+ + u
n
,则
n 1
1
S
n
S
1
n 1
=
−
+
= ________ .
三、解答题
1.已知函数 y = y ( x ) 满足方程 y = x + y ,且 y ( 0 ) = 1
1 1
,讨论级数
y −1−
的敛
n n
n=1
散性.
2.求
n 1
n 3 n
x n
( 2 ) n
=
+ −
的收敛区间,并讨论在端点处的敛散性.高数 · 8.无穷级数
3.(I) 设 k0,x0 ,证明不等式:
第 193 页,共200页
k x ( 1 + k 2 x 2 ) a r c ta n k x ;
(II) 判别级数
n 1
( 1 ) n a r
n
c ta n k n
( k 0 )
=
−
是绝对收敛,还是条件收敛.
4.设数列 a
n
满足 a
n
= a
0
+ n d , n = 1 , 2 , ,其中 a 0,d 0 为常数.
0
(I) 求
n 0
a
n
x n
=
的收敛域;
(II) 求
n 0
a
2
nn
=
.高数 · 8.无穷级数
5.设
第 194 页,共200页
1
1
x x 2
n 0
a
n
x n
− −
=
=
. 证明:
(I) a
0
= 1 , a
1
= 1 , a
n + 2
= a
n + 1
+ a
n
( n = 0 ,1 , 2 , ) ;
(II)
n 1
a
a
n
na
n
1
2
=
+
+
收敛,并求其和.
6.设 f ( x ) 在 a , b 上可导,且满足 a f (x)b, f(x) k1,
u
n
= f ( u
n − 1
) ( u = 1 , 2 , )
u
0
a , b ,
, 证明:
(I)
n 1
( u
n 1
u
n
)
=
+
− 绝对收敛;
(II) lim
n
u
n
→
存在.高数 · 8.无穷级数
7.设幂级数
第 195 页,共200页
n 0
a
n
x n
=
在 x ( , ) − + 上满足: a
0
1 ,
n 0
2 a
n
x n 1
n 0
( n 1 ) a
n 1
x n 0
=
=
+ +
=
+
+
= ,求级
数
n 0
a
n
=
的和.
8.设 a = + x2ne−nx2 dx(n=1,2, ) ,证明:级数
n
−
k 1
a
n
=
收敛.高数 · 8.无穷级数
9.设
第 196 页,共200页
a
0
= 0 , a
n + 1
= 2 + a
n
( n = 0 ,1 , 2 , ) .
(I) 证明: lim
n
a
n
→
存在,并求其值;
(II) 判别
n 1
( 1 ) n 1 2 a
n
=
− − − 是绝对收敛,还是条件收敛.
10.将 f ( x ) = x e x 在 x = 2 处展开为幂级数,并求 f (n ) ( 2 ) .
11.将 f ( x ) = x
3
−
−
1
x
在 x=1 处展开为幂级数,并求 f (n)(1) .高数 · 8.无穷级数
12.将
第 197 页,共200页
f ( x ) = s in x + x c o s x 展开为 x 的幂级数,并求
n 0
( 1 ) n
( 2
n
n
1
1 ) !
=
−
+
+
的和.
13.将 f ( x ) =
x e x −
x
e
2
x + 1
展开为 x 的幂级数,并求
n 1
( n
n
1 ) !
=
+
的和.
14.求级数
n 0
x e n x
=
− 的收敛域及和函数.高数 · 8.无穷级数
15.设
第 198 页,共200页
a
0
= 3 , a
1
= 5 ,且 n a
n
=
2
3
a
n − 1
− ( n − 1 ) a
n − 1
( n 1 ) ,证明: 当 x 1 时,
n 0
a
n
x n
=
收敛,
并求其和函数.
16.设 f ( x )
n 1
x
n
n
2
=
=
,证明: f ( x ) f ( 1 x ) ln x ln ( 1 x )
n 1
1
n 2
+ − + − =
=
.
17.设 f ( x )
n 0
a
n
n! x n
=
=
满足
f
f
(
(
0
x
)
)
=
−
0
f
,
f
( x
(
)
0
−
)
2
=
f
1 ,
( x ) = 0 ,
求 f ( x ) 及 a
n
.高数 · 8.无穷级数
18.设
第 199 页,共200页
a
n
1
0
x n 1 x 2 d x , b
n
2
0
s in n td t ( n 1 , 2 , ) = − = = ,求级数
n 1
( 1 ) n 1 a
b
n
n
=
− − 的和.
拓展题
一、解答题
1.设 a =1,a =0,(n+1)a =na +a (n=1,2, ),S(x)=a xn .
0 1 n+1 n n−1 n
n=0
(I) 求 lim
n
a
n
→
,并计算级数
n 0
a
n
x n
=
的收敛半径;
(II) 求 S ( x ) 满足的一阶微分方程,并求和函数 S ( x ) .高数 · 8.无穷级数
2.设
第 200 页,共200页
f ( x ) 在 − 1 ,1 上有定义,在 x = 0 的某邻域内有二阶连续导数,且 lim
x → 0
f (
x
x )
= 0 ,证
1
明:级数 f
绝对收敛.
n
n=1
3.设 f ( x ) 满足 f ( x ) + 2 f ( x ) + f ( x ) = 0 ,且 f ( 0 ) 1 , f ( 0 ) 0 , a
n
n
f ( x ) d x
= = =
+
.
(I) 求 f ( x ) 及 a
n
;
(II) 求级数
n 1
a
n
=
的和.