微积分习题一答案详解
《微积分》各章习题及详细答案之欧阳理创编

第一章 函数极限与连续一、填空题1、已知x x f cos 1)2(sin +=,则=)(cos x f 。
2、=-+→∞)1()34(lim22x x x x 。
3、0→x 时,x x sin tan -是x 的阶无穷小。
4、01sin lim 0=→xx k x 成立的k 为。
5、=-∞→x e x x arctan lim 。
6、⎩⎨⎧≤+>+=0,0,1)(x b x x e x f x 在0=x 处连续,则=b 。
7、=+→xx x 6)13ln(lim 0。
8、设)(x f 的定义域是]1,0[,则)(ln x f 的定义域是__________。
9、函数)2ln(1++=x y 的反函数为_________。
10、设a 是非零常数,则________)(lim =-+∞→xx ax a x 。
11、已知当0→x 时,1)1(312-+ax 与1cos -x 是等价无穷小,则常数________=a 。
12、函数xxx f +=13arcsin)(的定义域是__________。
13、lim ____________x →+∞=。
14、设8)2(lim =-+∞→x x ax a x ,则=a ________。
15、)2)(1(lim n n n n n -++++∞→=____________。
二、选择题1、设)(),(x g x f 是],[l l -上的偶函数,)(x h 是],[l l -上的奇函数,则中所给的函数必为奇函数。
(A))()(x g x f +;(B))()(x h x f +;(C ))]()()[(x h x g x f +;(D ))()()(x h x g x f 。
2、xx x +-=11)(α,31)(x x -=β,则当1→x 时有。
(A)α是比β高阶的无穷小; (B)α是比β低阶的无穷小;(C )α与β是同阶无穷小; (D )βα~。
微积分课后习题答案

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习题 1-4
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习题 1-5
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习题 1-6
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习题 1-7
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习题 1-8
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习题 1-9
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习题 1-10
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习题 1-11
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习题 1-1 .
-可编辑修Leabharlann -。-可编辑修改-
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习题 1-2
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习题 1-3
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微积分一练习题及答案

A . x a 是f x 的极小值点;B . x a 是f x 的极大值点;《微积分(1)》练习题一.单项选择题1 •设f X 。
存在,则下列等式成立的有( )3 .设f (x )的一个原函数是e 2x ,则f (x )(A . 当f a f b 0时,至少存在一点 a,b ,使 f0 ;B . 对任何a,b ,有lim f x fx0 ;C. 当fa f b 时,至少存在一点 a,b ,使 f 0;D. 至少存在一点 a, b ,使f b fa fba;6.已知f x 的导数在x a 处连续,f x右lim1,则下列结论成立的有x0x0-Tolimx0-Tx0olimx0x0-T叫Hhx0x0叫Hh).limx 22xxx 123.lim3x 1x2x 6x2.下列极限不存在的有(1A . lim xsin 2B1C. lim e xx 0DA .2e 2xB2x4e 2xD2xe2x2、x, 0 x 14.函数 f(x) 1, x 1 在 0,1 x, x 1上的间断点x 1为( )间断点A .跳跃间断点;B •无穷间断点; C.可去间断点;D.振荡间断点5.设函数f x 在a,b 上有定义,在a,b 内可导,则下列结论成立的有(x0C. a, f a 是曲线y f x 的拐点;D. x a 不是f x 的极值点,a, f a 也不是曲线y f x 的拐点;填空: 山i1 .设 y f arcsin, f 可微,贝U y x ________________________________x2 .若 y 3x 52x 2 x 3,贝卩 y 6______________________3.过原点0,1作曲线y e 2x 的切线,则切线方程为 _________________________________4 x 14 .曲线y——2— 2的水平渐近线方程为 ________________________________________x铅垂渐近线方程为 __________________________________5 .设 f (ln x) 1 x ,贝卩 f x _____________________ f x __________________________计算题:于零,求证F x 在a, 内单调递增(1)x 2 1x 2 2x 3(2) limx(3)ln(1 x ) lim(4)yln 1x 0 xs in 3x(5)e xy y 3 5x求 dy x 0dx四.试确定a , b , 使函数 f xb 1 si nxax1,a 2, xex 五.试证明不等 式: 当x1时, xe x e1 xe x e2六. 设F x 丄x f ax a,其中fx 在 a,上连续, x 在a, 内存在且大x a在x 0处连续且可导。
《微积分》各章习题及详细答案之欧阳道创编

第一章 函数极限与连续一、填空题1、已知x x f cos 1)2(sin +=,则=)(cos x f 。
2、=-+→∞)1()34(lim22x x x x 。
3、0→x 时,x x sin tan -是x 的阶无穷小。
4、01sin lim 0=→xx k x 成立的k 为。
5、=-∞→x e x x arctan lim 。
6、⎩⎨⎧≤+>+=0,0,1)(x b x x e x f x 在0=x 处连续,则=b 。
7、=+→xx x 6)13ln(lim 0。
8、设)(x f 的定义域是]1,0[,则)(ln x f 的定义域是__________。
9、函数)2ln(1++=x y 的反函数为_________。
10、设a 是非零常数,则________)(lim =-+∞→xx ax a x 。
11、已知当0→x 时,1)1(312-+ax 与1cos -x 是等价无穷小,则常数________=a 。
12、函数xxx f +=13arcsin)(的定义域是__________。
13、lim ____________x →+∞=。
14、设8)2(lim =-+∞→x x ax a x ,则=a ________。
15、)2)(1(lim n n n n n -++++∞→=____________。
二、选择题1、设)(),(x g x f 是],[l l -上的偶函数,)(x h 是],[l l -上的奇函数,则中所给的函数必为奇函数。
(A))()(x g x f +;(B))()(x h x f +;(C ))]()()[(x h x g x f +;(D ))()()(x h x g x f 。
2、xx x +-=11)(α,31)(x x -=β,则当1→x 时有。
(A)α是比β高阶的无穷小; (B)α是比β低阶的无穷小;(C )α与β是同阶无穷小; (D )βα~。
微积分课后题答案习题详解

微积分课后题答案习题详解IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】第二章习题2-11. 试利用本节定义5后面的注(3)证明:若lim n →∞x n =a ,则对任何自然数k ,有lim n →∞x n +k =a .证:由lim n n x a →∞=,知0ε∀>,1N ∃,当1n N >时,有取1N N k =-,有0ε∀>,N ∃,设n N >时(此时1n k N +>)有 由数列极限的定义得 lim n k x x a +→∞=.2. 试利用不等式A B A B -≤-说明:若lim n →∞x n =a ,则lim n →∞∣x n ∣=|a|.考察数列x n =(-1)n ,说明上述结论反之不成立.证:而 n n x a x a -≤- 于是0ε∀>,,使当时,有N n N ∃>n n x a x a ε-≤-< 即 n x a ε-<由数列极限的定义得 lim n n x a →∞=考察数列 (1)nn x =-,知lim n n x →∞不存在,而1n x =,lim 1n n x →∞=,所以前面所证结论反之不成立。
3. 利用夹逼定理证明:(1) lim n →∞222111(1)(2)n n n ⎛⎫+++ ⎪+⎝⎭=0; (2) lim n →∞2!n n =0.证:(1)因为222222111112(1)(2)n n n n n n n n n n++≤+++≤≤=+ 而且 21lim0n n →∞=,2lim 0n n→∞=, 所以由夹逼定理,得222111lim 0(1)(2)n n n n →∞⎛⎫+++= ⎪+⎝⎭. (2)因为22222240!1231n n n n n<=<-,而且4lim 0n n →∞=,所以,由夹逼定理得4. 利用单调有界数列收敛准则证明下列数列的极限存在.(1) x n =11n e +,n =1,2,…;(2) x 1x n +1,n =1,2,…. 证:(1)略。
微积分一练习题及答案

微积分一练习题及答案荡间断点5. 设函数()x f 在[]b a ,上有定义,在()b a ,内可导,则下列结论成立的有( )A . 当()()0<b f a f 时,至少存在一点()b a ,∈ξ,使()0=ξf ;B . 对任何()b a ,∈ξ,有()()[]0lim =-→ξξf x f x ;C . 当()()b f a f =时,至少存在一点()b a ,∈ξ,使()0='ξf ;D .至少存在一点()b a ,∈ξ,使()()()()a b f a f b f -'=-ξ;6. 已知()x f 的导数在a x =处连续,若()1lim -=-'→ax x f ax ,则下列结论成立的有( )A .a x =是()x f 的极小值点;B .a x =是()x f 的极大值点;C .()()a f a ,是曲线()x f y =的拐点;D .a x =不是()x f 的极值点,()()a f a ,也不是曲线()x f y =的拐点; 一. 填空:1.设⎪⎭⎫ ⎝⎛=xf y 1arcsin ,f 可微,则()='x y2.若32325-+-=x x x y ,则()=6y3.过原点()1,0作曲线x e y 2=的切线,则切线方程为4.曲线()2142-+=xx y 的水平渐近线方程为 铅垂渐近线方程为 5.设x x f +='1)(ln ,则()='x f ()=x f二. 计算题:(1)321lim 221-+-→x x x x (2)32lim +∞→⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x x x(3)xx x x 3sin )1ln(lim 20+→ (4)()[]221ln x y -= 求dy(5)053=-+x y exy求=x dxdy三. 试确定a ,b ,使函数()()⎩⎨⎧<-≥+++=0,10,2sin 1x e x a x b x f ax 在0=x 处连续且可导。
《微积分》上册部分课后习题答案

微积分上册 一元函数微积分与无穷级数第2章 极限与连续2.1 数列的极限1.对于数列n x ,若a x k →2(∞→k ),a x k →+12(∞→k ),证明:a x n → (∞→n ). 证. 0>∀ε, a x k →2 (∞→k ), Z K ∈∃∴1, 只要122K k >, 就有ε<-a x k 2; 又因a x k →+12(∞→k ), Z K ∈∃∴2, 只要12122+>+K k , 就有ε<-+a x k 12. 取{}12,2m ax 21+=K K N , 只要N n >, 就有ε<-a x n , 因此有a x n → (∞→n ). 2.若a x n n =∞→lim ,证明||||lim a x n n =∞→,并举反例说明反之不一定成立.证明: a x n n =∞→lim ,由定义有:N ∃>∀,0ε,当N n >时恒有ε<-||a x n又 ε<-≤-||||||a x a x n n对上述同样的ε和N ,当N n >时,都有ε<-||||a x n 成立 ∴ ||||lim a x n n =∞→反之,不一定成立.如取 ,2,1,)1(=-=n x nn显然 1||lim =∞→n n x ,但n n x ∞→lim 不存在.2.2 函数的极限1. 用极限定义证明:函数()x f 当0x x →时极限存在的充要条件是左、右极限各自存在且相等.证: 必要性. 若()A x f x x =→0lim , 0>∀ε, 0>∃δ, 当δ<-<00x x 时, 就有()ε<-A x f . 因而, 当δ<-<00x x 时, 有()ε<-A x f , 所以()A x f x x =+→0lim ; 同时当δ<-<x x 00时, 有()ε<-A x f , 所以()A x f x x =-→0lim .充分性. 若()A x f x x =+→0lim ,()A x f x x =-→0lim . 0>∀ε, 01>∃δ, 当100δ<-<x x 时, 就有()ε<-A x f , 也02>∃δ, 当200δ<-<x x 时, 有()ε<-A x f . 取{}21,m in δδδ=,则当δ<-<00x x 时, 就有()ε<-A x f . 所以()A x f x x =→0lim .2.写出下列极限的精确定义:(1)A x f x x =+→)(lim 0,(2)A x f x =-∞→)(lim ,(3)+∞=+→)(lim 0x f x x ,(4)-∞=+∞→)(lim x f x ,(5)A x f x =+∞→)(lim .解:(1)设R x U f →)(:0是一个函数,如果存在一个常数R A ∈,满足关系:0,0>∃>∀δε,使得当δ<-<00x x 时,恒有ε<-|)(|A x f ,则称A 是)(x f 当+→0x x 时的极限,记作A x f x x =+→)(lim 0或 )()(0+→=x x A x f . (2)设R f D f →)(:是一函数,其中0,),,()(>>--∞⊃αααR f D .若存在常数R A ∈,满足关系:0)(,0>∈∃>∀R X ε,使得当X x -<时,恒有ε<-|)(|A x f 成立,则称A 是)(x f 当-∞→x 时的极限,记作:A x f x =-∞→)(lim 或 A x f =)()(-∞→x .(3)设R x U f →)(:0是任一函数,若0>∀M ,0>∃δ,使得当δ<-<00x x 时,恒有M x f >)(,则称当+→0x x 时)(x f 的极限为正无穷大,记作+∞=+→)(lim 0x f x x 或 +∞=)(x f )(0+→x x . (4)设R f D f →)(:是一函数,其中R f D ∈>+∞⊃ααα,0),,()(,若存在常数R A ∈,满足关系:0>∀M ,0)(>∈∃R X ,使得当X x >时,恒有M x f -<)(则称当+∞→x 时)(x f 的极限为负无穷大,记作:-∞=+∞→)(lim x f x 或 -∞=)(x f )(+∞→x .(5)设R f D f →)(:是一函数,其中R f D ∈>+∞⊃ααα,0),,()(,若存在常数R A ∈,满足关系:0,0>∃>∀X ε,使得当X x >时,恒有ε<-|)(|A x f 成立,则称A是)(x f 当+∞→x 时的极限,记作:A x f x =+∞→)(lim 或 A x f =)()(+∞→x .2.3 极限的运算法则1.求∑=∞→+⋯++Nn N n 1211lim. 解. ()()⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+=+=+⋯++111212211211n n n n n n n⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+⋯++∑=1112111312121122111N N N n Nn 21112lim 211lim1=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+⋯++∴∞→=∞→∑N nN Nn N 2.求xe e xxx 1arctan11lim110-+→. 解. +∞=+→x x e 10lim , 0lim 10=-→xx e,,21arctan lim 11lim 1arctan11lim 0110110π=-+=-++++→--→→x ee x e e x xxx xxx ,21arctan lim 11lim 1arctan11lim 0110110π=-+=-+---→→→x e e x e e x x xx x x x 21arctan 11lim 110π=-+∴→x e e x xx3.设)(lim 1x f x →存在,)(lim 2)(12x f x x x f x →+=,求)(x f . 解:设 )(lim 1x f x →=A ,则A x x x f ⋅+=2)(2再求极限:A A A x x x f x x =+=⋅+=→→21)2(lim )(lim 211⇒ 1-=A∴ x x xA x x f 22)(22-=+=.4.确定a ,b ,c ,使 0)1(3)1()1(lim 2221=-+-+-+-→x x c x b x a x 成立.解:依题意,所给函数极限存在且 0)1(lim 21=-→x x∴ 0]3)1()1([lim 221=+-+-+-→x c x b x a x ⇒ 2=c∴ 上式左边=])32)(1(11[lim ))1(321(lim 21221++-+--+=-+-+-+→→x x x x b a x x x b a x x])32)(1(1)32([lim 221++---+++=→x x x x b a x同理有 0]1)32([lim 21=--++→x x b x ⇒ 21=b ∴ 163)23)(1(8)1(3lim )32)(1(1)32(21lim221221=++---=++---++-=→→x x x x x x xx a x x 故 2,21,163===c b a 为所求.2.4 极限存在准则1. 设1x =10,n n x x +=+61,( ,2,1=n ).试证数列{n x }的极限存在,并求此极限. 证: 由101=x , 4612=+=x x , 知21x x >. 假设1+>k k x x , 则有21166+++=+>+=k k k k x x x x . 由数学归纳法知, 对一切正整数n , 有1+>n n x x ,即数列{n x }单调减少. 又显然, () ,2,10=>n x n , 即{n x }有界. 故n n x ∞→lim 存在.令a x n n =∞→lim , 对n n x x +=+61两边取极限得a a +=6, 从而有062=--a a ,,3=∴a 或2-=a , 但0,0≥∴>a x n , 故3lim =∞→n n x2.证明数列 nn n x x x x ++=<<+3)1(3,3011收敛,并求其极限.证明:利用准则II ,单调有界必有极限来证明.∴301<<x ,由递推公式33312131213213)1(30111112=++<++=++=++=<x x x x x x∴ 302<<x 同理可证:30<<n x 有界又 03)3)(3(333)1(311112111112>++-=+-=-++=-x x x x x x x x x x∴ 12x x > 同理 23x x > ,… ,1->n n x x ∴数列 }{n x 单调递增,由准则II n n x ∞→lim 存在,设为A ,由递推公式有:AA A ++=3)1(3 ⇒ 3±=A (舍去负数)∴ 3lim =∞→n n x .3.设}{n x 为一单调增加的数列,若它有一个子列收敛于a ,证明a x n n =∞→lim .证明:设}{k n x 为}{n x 的一子列,则}{k n x 也为一单调增加的数列,且a x k k n n =∞→lim对于1=ε,N ∃,当N n >时有1||<-a x k n 从而||1||||||||a a a x a a x x k k k n n n +<+-≤+-=取|}|1|,|,|,max {|1a x x M N n n += ,对一切k n 都有 M x k n ≤|| 有界.由子列有界,且原数列}{n x 又为一单调增加的数列,所以,对一切n 有M x n ≤||有界,由准则II ,数列}{n x 极限存在且a x n n =∞→lim .2.5 两个重要极限1. 求]cos 1[cos lim n n n -++∞→.解: 原式 =21sin 21sin2lim nn n n n -+++-+∞→⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=-+=-+-+-+++-=+∞→n n n n n n nn nn nn n 1110212121sin21sin2lim 2. 求)1sin(lim 2++∞→n n π.解. 原式=()()n nn n n nn n -+-=-+++∞→+∞→1sin 1lim )1sin(lim 22ππππ()()()()0111sin 1lim 222=-+⋅-+-+-=+∞→n nn n nnnn πππ3. 求x x xx )1cos 1(sinlim +∞→. 解. 原式=()[]()e t t t tttt tt xt =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=+=→→=22sin 2sin 10212012sin 1lim cos sin lim 令4. 设 ⎩⎨⎧+-=32)cos 1(2)(x x x x f 00≥<x x 求 20)(lim x x f x →. 解: 1lim )(lim 232020=+=++→→x x x x x f x x ,1)cos 1(2lim )(lim 2020=-=--→→x x x x f x x ∴ 1)(lim2=→xx f x .2.6 函数的连续性1. 研究函数()[]x x x g -=的连续性,并指出间断点类型. 解. n x =,Z n ∈ (整数集)为第一类 (跳跃) 间断点.2. 证明方程)0(03>=++p q px x 有且只有一个实根.证. 令()()()0,0,3>∞+<∞-++=f f q px x x f , 由零点定理, 至少存在一点ξ使得()0=ξf , 其唯一性, 易由()x f 的严格单调性可得.3.设⎪⎩⎪⎨⎧≤<-+>=-01),1ln(0 ,)(11x x x e x f x ,求)(x f 的间断点,并说明间断点的所属类型. 解. )(x f 在()()()+∞-,1,1,0,0,1内连续, ∞=-→+111lim x x e,0lim 111=-→-x x e, ()00=f , 因此,1=x 是)(x f 的第二类无穷间断点; (),lim lim 1110--→→==++e ex f x x x()()01ln lim lim 00=+=--→→x x f x x , 因此0=x 是)(x f 的第一类跳跃间断点.4.讨论nx nxn e e x x x f ++=∞→1lim )(2的连续性.解. ⎪⎩⎪⎨⎧<=>=++=∞→0,0,00,1lim)(22x x x x x e e x x x f nxnxn , 因此)(x f 在()()+∞∞-,0,0,内连续, 又()()00lim 0==→f x f x , ()x f ∴在()+∞∞-,上连续.5.设函数),()(+∞-∞在x f 内连续,且0)(lim=∞→xx f x ,证明至少存在一点ξ,使得0)(=+ξξf .证:令x x f x F +=)()(,则01]1)([lim )(lim>=+=∞→∞→x x f x x F x x ,从而0)(>xx F .由极限保号性定理可得,存在01>x 使0)(1>x F ;存在02<x 使0)(2<x F .)(x F 在],[12x x 上满足零点定理的条件,所以至少存在一点ξ使得0)(=ξF ,即0)(=+ξξf .6.讨论函数nnx x x x f 2211lim )(+-=∞→的连续性,若有间断点,判别其类型.解: ⎪⎩⎪⎨⎧-=101)(x f 1||1||1||>=<x x x ,显然 1±=x 是第一类跳跃间断点,除此之外均为连续区间.7.证明:方程)0,0(sin >>+=b a b x a x 至少有一个正根,且不超过b a +. 证明:设b x a x x f --=sin )(,考虑区间],0[b a +0)0(<-=b f ,0))sin(1()(≥+-=+b a a b a f ,当0))sin(1()(=+-=+b a a b a f 时,b a x +=是方程的根;当0))sin(1()(>+-=+b a a b a f 时,由零点定理,至少),0(b a +∈∃ξ使0)(=ξf ,即 0sin =--b a ξξ成立,故原方程至少有一个正根且不超过b a +.2.7 无穷小与无穷大、无穷小的比较1. 当0→x 时,下面等式成立吗?(1))()(32x o x o x =⋅;(2))()(2x o xx o =;(3) )()(2x o x o =. 解. (1)()()()002232→→=⋅x xx o x x o x , ()()()032→=⋅∴x x o x o x (2) ()()()0)(,00)()(2222→=∴→→=x x o x x o x x x o xxx o(3) ()2xx o不一定趋于零, )()(2x o x o =∴不一定成立(当0→x 时) 2. 当∞→x 时,若)11(12+=++x o c bx ax ,则求常数c b a ,,.解. 因为当∞→x 时,若)11(12+=++x o c bx ax , 所以01lim 111lim 22=+++=++++∞→+∞→c bx ax x x c bx ax x x , 故c b a ,,0≠任意.3.写出0→x 时,无穷小量3x x +的等价无穷小量.解: 11lim 1lim lim303630=+=+=+→→→x xx xxx x x x∴ 当0→x ,3x x +~6x第3章 导数与微分3.1 导数概念1. 设函数)(x f 在0x 处可导,求下列极限值. (1)hh x f h x f h )3()2(lim000--+→;(2)000)()(lim 0x x x xf x f x x x --→.解.(1) 原式()()()000000533)3(22)2(lim x f h x f h x f h x f h x f h '=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅---+⋅-+=→(2) 原式()[]()()()()00000000)(limx f x f x x x x x x f x f x f x x x -'=----=→2.设函数R f →+∞),0(:在1=x 处可导,且),0(,+∞∈∀y x 有)()()(y xf x yf xy f += 试证:函数f 在),0(+∞内可导,且)1()()(f xx f x f '+='. 解:令1==y x ,由()()()y xf x yf xy f +=有()()121f f =得()01=f .()+∞∈∀,0x ,()()()()()()()()()()xx f f x x f xx f x x f x x f x f x x x x xf x x f x x x f x x f x x f x f x x x x +'=+∆-⎪⎭⎫⎝⎛∆+=∆-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆++⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=∆-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=∆-∆+='→∆→∆→∆→∆111lim 11lim 1lim lim 0000 故()x f 在()+∞,0内处处可导,且()()()xx f f x f +'='1. 3.设()f x 在(,)-∞+∞内有意义,且(0)0f =,(0)1f '=, 又121221()()()()()f x x f x x f x x ϕϕ+=+,其中22()cos xx x x e ϕ-=+, 求()f x '.解: ()()()()()()()()x x f x x f x x f x x f x x f x f x x ∆-∆+∆=∆-∆+='→∆→∆ϕϕ00lim lim()()()()()()()()()001lim 0lim 00ϕϕϕϕ'+'=∆-∆+∆-∆=→∆→∆x f x f xx x f x x f x f x x ()x e x x x 22cos -+==ϕ4.设函数0)(=x x f 在处可导,且21arctan lim )(0=-→x f x e x,求)0(f '.解:由已知,必有0]1[lim )(0=-→x f x e,从而0)(lim 0=→x f x ,而0)(=x x f 在连续,故0)0(=f .于是)0(1)0()(1lim )(lim 1arctan lim200)(0f xf x f x f x e x x x x f x '=-==-=→→→. 故21)0(='f .5.设)(x f 具有二阶导数,)(,sin )()2(lim )(2x dF t xx f t x f t x F t 求⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=∞→.解: 令t h 1=,则)(2 sin )()2(lim)(0x f x hhxh x f h x f x F t '=⋅-+=→.从而)(2)(2)(x f x x f x F ''+'=',dx x f x x f dx x F x dF )]()([2)()(''+'='=.6.设f 是对任意实数y x ,满足方程 22)()()(xy y x y f x f x f +++= 的函数,又假设1)(lim=→xx f x ,求:(1))0(f ;(2))0(f '; (3))(x f '. 解:(1)依题意 R y x ∈∀,,等式 22)()()(xy y x y f x f y x f +++=+ 成立令0==y x 有 )0(2)0(f f = ⇒ 0)0(=f(2)又 1)(lim=→x x f x ,即 )0(10)0()(lim 0f x f x f x '==--→,∴ 1)0(='f(3)xx f x x f x f x ∆-∆+='→∆)()(lim )(0x x f x x x x x f x f x ∆-∆⋅+∆⋅+∆+=→∆)()()()(lim 220 x x x x x x f x ∆∆⋅+∆⋅+∆=→∆220)()(lim ])([lim 20x x x xx f x ∆⋅++∆∆=→∆ ]1)0(22x x f +=+'=∴ 21)(x x f +='.7.设曲线)(x f y =在原点与x y sin =相切,试求极限 )2(lim 21nf nn ∞→. 解:依题意有 1)0()0(='='f y 且0)0(=f∴ 222)0()2(lim )2(lim 2121=⋅-⋅=⋅∞→∞→n nf n f n nf n n n .8.设函数)(x f 在0=x 处可导且0)0(,0)0(='≠f f ,证明1])0()1([lim =∞→nn f n f .证:n n n n f f n f f n f ])0()0()1(1[lim ])0()1([lim -+=∞→∞→.=10)0(11)0()01(lim )0()0()1(lim ===⋅-+-∞→∞→e ee f nf n f f f n f n n n .1.计算函数baxax xb ab y )()()(= (0,0>>b a )的导数.解. a xb bx a b a x xb a b a a x b a x a b x b x b a a x x b a b a b y )(1)()()()(ln )(121⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛+='-- ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=x b x a a b a x x b a b b a x ln )()()( 2.引入中间变量,1)(2x x u +=计算1111ln 411arctan 21222-+++++=x x x y 的导数dx dy .解. 引入,1)(2x x u += 得11ln 41arctan 21-++=u u u y ,于是dxdudu dy dx dy ⋅=, 又 ()()4242422111111111141121x x x u u u u du dy +-=+-=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛--+++=,21xx dx du +=, 则()22242121121xx x x x x x dx dy ++-=+⋅⎪⎭⎫⎝⎛+-= 3.设y y x +=2,232)(x x u +=,求dudy. 解. dudxdx dy du dy ⋅= , 又()()1223,12212++=+=x x x dx du y dy dx ,得121+=y dx dy , ()x x x du dx ++=21232, 则得()()xx x y du dy +++=2121232 4.已知 2arctan )(),2323(x x f x x f y ='+-=,求=x dx dy .解:22)23(12)2323arctan()2323()2323(+⋅+-='+-⋅+-'='x x x x x x x f y π43)23(12)2323arctan(02200=+⋅+-='=∴===x x x x x x y dxdy .1. 计算下列各函数的n 阶导数. (1) 6512-+=x x y ; (2) x e y xcos =. 解 (1)⎪⎭⎫⎝⎛+--=611171x x y ,()()()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫⎝⎛-=∴++1161117!1611171n n nn n n x x n x x y (2) ()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-='4cos 2sin 21cos 212sin cos πx e x x e x x e y x x x()⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=''42cos 24sin 4cos 22πππx ex x e y xx由此推得 ()()⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+=4cos 2πn x eyxnn2. 设x x y 2sin 2=, 求()50y .解 ()()()()()()()()()()"+'+=248250249150250502sin 2sin 2sin x x C x x C x x y⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+⋅⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+=2482sin 2249502492sin 2502502sin 24950250πππx x x x xx x x x x 2sin 212252cos 2502sin 24950250⋅+⋅+-= ()[]x x x x 2cos 1002sin 212252249+-=3. 试从y dy dx '=1, 0≠'y , 其中y 三阶可导, 导出()322y y dy x d '''-=, ()()52333y y y y dy x d '''''-''= 解 y dy dx '=1 ,()()322211y y y y y dy dx y dx d dyx d '''-='⋅'-''=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'=∴ ()()()()()()52623333313y y y y y y y y y y y dy dx y y dx d dy x d '''''-''='⋅'''⋅'⋅''+''''-=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'''-=∴ 4. 设()x f 满足()()0 312≠=⎪⎭⎫⎝⎛+x xx f x f , 求()()()()x f x f x f n ,,'.解 以x 1代x ,原方程为()x x f x f 321==⎪⎭⎫ ⎝⎛,由()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛+x x f x f x x f x f 321 312,消去⎪⎭⎫⎝⎛x f 1,求得()x x x f 12-=,且得()212xx f +=',()()()()2!111≥-=++n x n x f n n n . 5.设()arcsin f x x =,试证明()f x 满足 (1)2(1)()()0x f x xf x '''--= (2) ,1,0,0)()()12()()1()(2)1()2(2==-+--++n x f n x xf n x f x n n n(3)求()(0)n f解 (1)()211x x f -=',()()()22221112211xx xx x x x f --=-⋅--='', ()()()012='-''-∴x f x x f x ,(2)上式两边对x 求n 阶导数得()()[]()()[]()()()()()()()()()()()()()()()[]x f n x xf x f n n x f x n x f x x f x x f x n n n n n nn⋅⋅+-⋅-⋅---+-='-''-=+++1221211021222即 ()()()()()()()()01212122=-+--++x f nx xf n x f xn n n 。
微积分第四版课后习题答案

微积分第四版课后习题答案微积分是数学中的一门重要学科,它研究的是变化和积分的关系。
对于学习微积分的同学来说,课后习题是巩固知识和提高能力的重要途径。
然而,有时候我们会遇到一些难题,没有答案或者不知道如何解答。
为了帮助大家更好地学习微积分,本文将为大家提供微积分第四版课后习题的一些答案和解析。
在微积分的学习中,函数是一个非常重要的概念。
函数是一种映射关系,它将一个自变量的值映射到一个因变量的值。
在微积分中,我们经常需要求解函数的导数和积分。
导数表示函数在某一点的变化率,积分则表示函数在一段区间上的累积效应。
对于求解导数的问题,我们可以使用导数的定义或者一些常用的求导法则。
例如,对于函数 f(x) = x^2,我们可以使用导数的定义来求解它的导数。
根据导数的定义,我们有:f'(x) = lim(h→0) [f(x+h) - f(x)] / h将函数 f(x) = x^2 代入上述公式,我们可以得到:f'(x) = lim(h→0) [(x+h)^2 - x^2] / h化简上述表达式,我们可以得到:f'(x) = lim(h→0) [2xh + h^2] / h继续化简,我们可以得到:f'(x) = lim(h→0) 2x + h由于 h 在趋于 0 的过程中,2x 是一个常数,所以我们可以得到:f'(x) = 2x因此,函数 f(x) = x^2 的导数为 f'(x) = 2x。
对于求解积分的问题,我们可以使用积分的定义或者一些常用的积分法则。
例如,对于函数 f(x) = 2x,我们可以使用积分的定义来求解它的积分。
根据积分的定义,我们有:∫f(x)dx = lim(n→∞) Σ[f(xi)Δx]将函数 f(x) = 2x 代入上述公式,我们可以得到:∫2xdx = lim(n→∞) Σ[2xiΔx]化简上述表达式,我们可以得到:∫2xdx = lim(n→∞) 2Σ[xiΔx]继续化简,我们可以得到:∫2xdx = 2lim(n→∞) Σ[xiΔx]由于 n 在趋于无穷大的过程中,Σ[xiΔx] 是一个常数,所以我们可以得到:∫2xdx = 2Σ[xiΔx]因此,函数 f(x) = 2x 的积分为∫2xdx = x^2 + C,其中 C 为常数。
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2
y y
x2 1 x2 1
y x2 1 y x2 1
C.
解: 可以从 y
x y2 1 , x 1( x 0) ,得出
可以得出 y x 2 1 .可以得出答案为B.
2.填空题.
(1) 设集合 A {1,2,3,4}, B {1,3,5},,则 A B =
(2)
f ( x ) 和 g( x ) 不表示同一个函数的是( B )
A. f ( x ) x 与 g( x )
1 x C. f ( x ) 1 x 与
x
2
x0 x0
1 x g( x ) D. f ( x ) x x 与 (1 x )
3
2
g( x )
3
x
x x0 B中 f ( x ) 与 g( x ) 不相同,所以选B. x x 0
x20 x 2 (3) 1 x 0 x 1 x [ 2,0) (0,1) lg(1 x) 0 x 0
(4)
1 x 1 x 0, 0 1 x 1 1 x x 1
f ( x) lg x 2 , g ( x) 2 lg x
0 x 4 得 x (0,2) (2,4) x2
(4) 解
ax x0
(
a 0 , 0 ,x0 为常数)
0 原式
ax x0
x0 ax x 0 a 0
x0 x0 x a a
y 10
x 1
2
x R
(3)
y 2 e x x ln(2 y) 交换 x 和 y 得反函数:
y ln(2 x)
x 1 y 1 y x x 1 y 1
x (,2)
(4)
交换 x 和 y 得反函数:
x 1 y x 1
x 1
11.下列函数能否构成复合函数?若能构成复合函数, y f [u( x)] 则写出 , 并求其定义域。 (1)
(2) (4)
y (1 ln x)
3
ye
e x 2
解
(1) y 3 x 1 是由 y u , u 3x 1 两个简 单函数复合而成的; u 为中间变量.
y (1 ln x)3是由 (2)
两个简单函数复合而成的;
y u 3 , u 1 ln x
u 为中间变量. 2 y cos2 (2 x 1)是由 y u , u cos w , w 2x 1 (3) 三个简单函数复合而成的; w , u 为中间变量.
y 2e
x
(2) (4)
y2 3
y 1 lg( x 2)
x 1 y x 1
交换 x 和 y 得反函数:
(1)
y 3x 2 x
x2 y 3
x R
(2) y 1 lg( x 2) x 10 y 1 2 交换 x 和 y 得反函数:
,试问这对生产者是否有利?
解:保本点为 R(q) C (q) 即 0.3q 0.15q 105
q 700 得 0.12q 110 0.15q 105 q 167 换为另一种方式有利.
y x 3
y 2 x 4 ( x 2 1)
(2) (4) (6)
2 x 2x y 2 y x sin x
y x( x 1)( x 1)
y x cos x
解:讨论函数的奇偶性必须先判断函数的定义域是否对 称,如果不对称,一定不是奇函数或者偶函数。 如果对称的话,我们继续判断它的奇偶性。 (1).
(,1]
(4) 若 f ( x ) 3 x 1 ,则 f (1 x )
4 3x
.
(5) f ( x ) 为定义在R上的偶函数,且在 (0,) 内为减函数, 则 f (1.5), f ( 2 ), f ( ), 从小到大用不等号连结为 2 f ( ) f (1.5) f ( 2 ) 2 . 3.求下列不等式。
习题一A组 1. 单项选择题. (1) 函数 f ( x ) arcsin(x 1) 的定义域是( A ) A. [0,2] B. [-5,5] C. [-1,1] 答案选A.
x B. f ( x ) x 与 g ( x ) 0
2
D. [0,+ ]
1 x 1 1 得 0 x 2
f ( x) x 2 (3) 设函数
g( x ) 3 x ,则 f [ g( x )] ( ) ,
B. D.
A. C.
3 3x x
x
x
2
x
3
2x
2x
f [ g( x )] ( 3 x )2 得答案为D. 代入 g( x ) 3 得
(4) 函数
A.
y
x 2 1( x 0) 的反函数是( )
x0
f ( x) x 3 , f ( x) x 3 f ( x) ,定义域对称。设
所以为奇函数。
2 x 2 x (2) x 0 ,定义域对称。设 f ( x) 2 2 x 2 x f ( x) f ( x) 所以为偶函数。 2
(3)
,
xR
,定义域对称。 f ( x) 2 x 4 ( x 2 1)
定义域为 x (1,1) (3)
3 3 能, 把 u x 代入y u 得y x
定义域为 x 0
(4)
空集.
u 1 x 2代入后函数定义域为 不能.因为把
12.下列函数可以看成是哪些函数复合而成的.
(1) (3)
y 3x 1 2 y cos (2 x 1)
收益函数和利润函数: R(q) pq
L(q) pq (b aq) ( p a)q b
15.设某厂生产某种商品的总成本函数为 C (q) 0.15q 105
,其中 q 表示产量,若以单价为 p 0.3 元出售,试求保本点; 如果以另一种方式生产这种商品,其总成本函数为C(q) 0.12q 110
x0 x0 x( , ) a a
4. 求下列函数的定义域.
(1) (3)
y 9 x
2
(2)
y
1 1 x2
1 y 2 x lg(1 x )
1 x (4) y 1 x
9 x 2 0 , 3 x 3 解: (1)
2 (2) 1 x 0 , 1 x 1
{1,2,3,4,5}
A B
{1,3}
.
x2 1 (2) 设集合 D1 为函数 y 的定义域 , D2 为函数 x 1 y x 1 的定义域,则集合 D 与 D 的关系为 D D . 2 2 1 1
(3) 设 A { x x 2 4 x 3 0} , B { x x 2 0} , 则 A B =
5.在下列各题中, f (x) 和 g (x) 是否表示同一函数?为什么? (1) (3) (2) f ( x) sin x , g ( x) 1 cos2 x
函数两要素:定义域和对应法则,两者完全相同才是同一函 数. (1)不是同一函数,因为定义域不同, f (x) 的定义域为 解: x 0 , g (x) 的定义域为 x 0 . (2) 不是同一函数,
x
(3)
1 x2 f ( x) x 1
| x | 1 1 | x | 2
x (2,2)
y
1 -2 -1 0 -1 1 2
x
8. 某商店销售一种商品,当销售量
x 不超过30件时,单价
为a元;若超过30件时, 其超过部分按原价的90%计算 。试给出销售价 y 与销售量 解:
a 2x
x
a
x
14.某玩具厂生产玩具的固定本为b元,每生产一个玩具, 总成本增加a元。 试求总成本函数和平均成 本函数;若
每个玩具售价为 p 元,试求收益函数,利润函数。
解: 设生产的玩具数量为 q ,则成本函数和平均成本函数 分被别为:
C (q) b aq
b aq b C (q) a q q
(3)
y log a x
解:
(1)在定义域上单调递增. (2)在定义域上单调递减. (3) 0 a 1 时在定义域上单调递减, a 1 时单调 递增. (4) 在 (,0) 上单调递增,在[0,+ )单调递减.
10.求下列函数的反函数并指出其定义域。
(1) (3) 解:
y 3x 2
(1)
x2 9
0 ( x 2) 2 4
(2)
| x 4 | 7
(3)
(4)
| ax x0 |
解:
(1)
x 9 3 x 3
2
(2)
| x 4 | 7 7 x 4 7 3 x 11
(3)
( x 2) 2 4 2 x 2 2 2 x2 ( x 2) 0
函数为奇函数。
7.确定下列函数的定义域并作出函数图形。 (1)
解:
y
1 x0 f ( x) 0 x 0 1 x 0
xR
1
0
x
-1
(2)
2 x 0 x 2 f ( x) x 1 2 x 4
x [0,4)
y
3 2 1 0 -1 1 2 3 4
(4)
ye
e x 2