大神们,三道高数微积分分的题请教过程。

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考研数学微积分真题数学三_多元函数微分学一第18讲
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高等数学-微积分下-分节习题册答案-华南理工大学 (3)
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刚刚像素太渣,重发
不好意思,第三题最后的c应该是-e,计算太差,见谅
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大一高数 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习册(第三章习题)
班级学号姓名第三章 微分中值定理与导数的应用本章概述:本章以微分中值定理为中心,讨论导数在研究函数 的性态(单调性、极值、凹凸性)方面的应用. 重点:中值定理;洛必达法则;函数的单调性,曲线的凹凸性 与拐点;函数极值的求法;函数的最值问题;方程根的存在性及 不等式的证明. 难点:三个中值定理及泰勒
公式;方程根的存在性及不等式 的证明. 基本要求:理解中值定理的条件和结论,它是本章内容的理论 基础,是建立导数与函数关系的桥梁;掌握中值定理证明的思想 方法--构造性证明方法.此方法不仅在中值定理的证明中,而且 在不等式的证明、 方程根的存在性及导数的应用中都具有广泛的 应用;掌握洛必达法则,它是求未定型极限的一种重要方法;掌 握导数的应用,会利用导数研究函数的单调性、极值、最值、曲 线的凹凸性和拐点等.(2)下列条件不能使 f (x) 在 [ a, b] 上应用拉格朗日中值定理的 是( )(A)在 [ a, b] 上连续,在 ( a, b) 内可导; (B)在 [ a, b] 上可导; (C)在 ( a, b) 内可导,且在 a 点右连续, b 点左连续; (D)在 ( a, b) 内有连续的导数. (3) 函数 f ( x) ? ln (1 ? x) 在 [0, e ? 1] 上满足拉格朗日定理中的数 值 ? 是( )第一节 微分中值定理1.填空与选择: (1)下列函数在 [?1, 1] 上满足罗尔定理条件的是( (A) f ( x) ? e x ; (B) f ( x) ?| x | ; )(A) e ; (B) e ? 1 ; (C) e ? 2 ; (D)1. (4)设 y ? f (x) 在 ( a, b) 内可导, x, x ? ?x 是 ( a, b) 内的任意 两点, ?y ? f ( x ? ?x) - f ( x) ,则( (A) ?y ? f ?( x)?x ; (B)在 x, x ? ?x 之间恰有一点 ? ,使 ?y ? f ?(? )?x ; (C) x, x ? ?x 之间至少存在一点 ? , ?y ? f ?(? )?x ; 在 使1)(C) f ( x) ? 1 ? x ;21 ? ? x sin , x ? 0 (D) f ( x) ? ? . x ?0, x?0 ? 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习(D)在 x, x ? ?x 之间的任一点 ? ,均有 ?y ? f ?(? )?x .(5)若 f (x) 在 ( a, b) 内可导,且 x1 , x2 是 ( a, b) 内任意两点,且3.设函数 f ?( x ) 在 [ a, b] 上连续,且 f (a) f (b) ? 0 ,x1 ? x2 ,则至少存在一点 ? ,使()f ?( x) ? 0( x ? (a, b)) .证明函数 f ( x) 在区间 ( a, b) 内有唯一零点.(A) f (b) ? f (a) ? f ?(? )(b ? a) ,其中 a ? ? ? b ; (B) f (b) ? f ( x1 ) ? f ?(? )(b ? x1 ) ,其中 x1 ? ? ? b ; (C) f ( x2 ) ? f ( x1 ) ? f ?(? )( x2 ? x1 ) ,其中 x1 ? ? ? x2 ; (D) f ( x2 ) ? f (a) ? f ?(? )( x2 ? a) ,其中 a ? ? ? x2 . (6)设 f ( x) ? ( x ? 1)(x ? 2)(x ? 3) ,则方程 f ?( x) ? 0 有_____ 个 实根, 分别位于区间 中. 2.证明:当 x ? 1 时,恒等式 2arctan x ? arcsin2x ? ? 成立. 1 ? x24.证明:方程 x ? e ? 0 在区间 (?1,1) 内有唯一的根.x2 班级学号姓名5.设 f (x) 在 [0,1] 上具有二阶导数, f (1) ? f ( 1)? 0,又 ?(2)当 0 ? x ? ? 时,sin x ? cos x . xF ( x) ? x 2 f ( x) . 证 明 在 (0,1) 内 至 少 存 在 一 点 ? , 使F & (? ) ? 0 .6.证明下列不等式: (1) n ? 1, a ? b ? 0 时, 当 nbn?17.设 f (x) 是 [ a, b] 上的正值可微函数.证明:存在 ? ? (a, b) ,(a ? b) ? a ? b ? na (a ? b) .n nn?1使得 lnf (b) f ?(? ) ? (b ? a) . f (a) f (? )3 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习本节作业总结:8. 设 f ( x) 在 [0,1] 上连续,在 (0,1) 内可导,且 f (0) ? 0 ,证明 在 (0,1) 内存在一点 c ,使 cf ?(c) ? 2 f (c) ? f ?(c).4 班级学号姓名第二节 罗比达法则1.填空与选择: (1)能用罗必塔法则求极限的是( (A) lim 2 4 x ? 1 ; x ?1 x ? 3 x ? 4 ) x ? ln x (B) lim ; x ? ?? x ln x1 ln(1 ? ) x ? (4) lim x ??? arctanx(5) lim (sin x) ? ?x x ?0..1 x sin x; (C) lim x?0 sin x2(6) lim( (D) limx???e ?e . e x ? e?xx?xx ?01 1 ? )= 2 x tan x x.2. 利用罗必塔法则求下列各极限:(2)下列各式运用洛必达法则正确的是( (A) lim n ? en n ??n ??) (1) limx ?1limln n n?en?? nlim1? 1;x 3 ? 3x 2 ? 2 . x3 ? x2 ? x ? 1x ? sin x 1 ? cos x ? lim ? ?; x ?0 1 ? cos x x ? sin x 1 1 1 x 2 sin 2 x sin ? cos x ? lim x x 不存在; (C) lim x ?0 x ?0 sin x cos x x 1 (D) lim x = lim x ? 1 . x?0 e x ?0 e(B) limx ?0(2) limx ?axm ? am (a ? 0) . xn ? an(3) limx??2cos 5 x ? cos 3 x.5 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习ln( x ? ) 2 . (3) lim? ? tan x x?2?(6) lim x ? ( x ? 1 ? x) .2 x???2 x ? 2?x ? 2 (4) lim . x ?0 x2(7) lime x ? sin x ? 1 . x ?0 (arcsin x) 2ex ?1 (5) lim . x ?0 cos x ? 12(8) lim(x ?01 1 ? x ). x e ?16 班级学号姓名(9) lim ( ) ?x?01 xtan x. (12) lim n n .n???2 ? (10) lim ? arctan x ? . x ?+ ? ? ? ?x本节作业总结:x ? xx (11) lim . x ?1 1 ? x ? ln x7 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习第三节 泰勒公式1.按 x ? 1 的幂展开多项式 f ( x) ? x 4 ? 3x 2 ? 4 .3. 求函数 f ( x) ? 阶泰勒公式.1 按 ( x ? 1) 的幂展开的带有拉格朗日余项的 n x2.求函数 f ( x) ? x 2 e x 的带有佩亚诺型余项的 n 阶麦克劳林公式.4.求一个二次多项式 p (x) ,使得 2 x ? p( x) ? ? ( x 2 ) .8 班级学号2姓名5.利用泰勒公式求极限 lim[ x ? x ln(1 ?x ??1 )] . x本节作业总结:9 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习第四节 函数的单调性与曲线的凹凸性1.填空与选择: (1)函数 f ( x ) 在 ( a, b) 内可导,则在 ( a, b) 内 f ?( x) ? 0 是函数(A)任意 x, f ?( x) ? 0 ; (C) f (? x) 单调增;(B)任意 x, f ?(? x) ? 0 ; (D) ? f (? x) 单调增. )(5)若点 ( x0 , f ( x0 )) 是曲线 y ? f ( x) 的拐点,则(f ( x) 在 ( a, b) 内单调增加的((A)必要非充分条件; (C)充分必要条件; (2)设 f ( x) ? ( ) (A) ? ,1? ; (C) ? ??,1? ; (3)下列函数中, ( (A) y ? 2?x3) (B)充分非必要条件; (D)无关条件.2(A)必有 f ??( x0 ) 存在且等于零; (B)必有 f ??( x0 ) 存在但不一定等于零; (C)如果 f ??( x0 ) 存在,必等于零; (D)如果 f ??( x0 ) 存在,必不等于零. (6)若点 ?1,0 ? 是曲线 y ? ax3 ? bx2 ? 2 的拐点,则( (A) a ? 1, b ? 2 ; (C) a ? 0, b ? ?3 ; (7) 曲线 y ? (B) a ? 1, b ? ?3 ; (D) a ? 2, b ? 2 和 . . )? 2 x ? 1??1 ? x ?,则 f ( x ) 的单调递减区间为?2 ? ?3 ?(B) ? ??, ? , ?1, ?? ? ; 3? ?2? ?(D) ? , ?? ? . )在指定区间内是单调减少的函数.?2 ?3? ?, ( ??, ? ?) ;(B) y ? e , (??, 0) ;x(C) y ? ln x ,(0, ? ?) ;(D)y ? sin x ,(0, ? ) .5 5 2 x ? ? x ? 3? 3 的凹区间为 9(8)曲线 y ? xe 的拐点为?x(4) f (x) 在 (??,??) 内可导, 且 ?x1 , x 2 ,当 x1 ? x 2 时,(9)若函数 f (x) 二阶导数存在,且 f ??( x) ? 0, f (0) ? 0 ,则f ( x1 ) ? f ( x2 ) , 则()10 班级学号姓名F ( x) ?f ( x) 在 0 ? x ? ?? 上是单调 x 8 . x.3.列表求曲线 y ? ln(1 ? x2 ) 的拐点和凹凸区间.2.确定下列函数的单调区间: (1) y ? 2 x ?4.证明下列不等式: (1)当 x ? 0 时, ln(1 ? x) ? (2) y ? ( x ? 1) x .2 3arctan x . 1? x11 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习(2)当 x ? 1 时, ln x ?2( x ? 1) . x ?15.讨论方程 ln x ? ax (其中 a ? 0 )有几个实根?(3)当 x ? 0 且 x ? 1 时, 2 x ? 3 ?1 . x6.利用凹凸性证明: 当 0 ? x ? ? 时, sinx x ? . 2 ?12 班级学号姓名7. 设 f (x) 在 ( a, b) 内二阶可导, f ??( x0 ) ? 0 , 且 其中 x0 ? (a, b) , 则 ( x0 , f ( x0 )) 是否一定为曲线 f (x) 的拐点?举例说明.本节作业总结:13 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习第五节 函数的极值与最大值最小值1.填空与选择: (1)设 f (x) 在点 x0 可导.则 f ?( x0 ) ? 0 是 f (x) 在点 x0 处取得 极值的( ) (A)必要条件; (C)充要条件; (B)充分条件; (D)无关条件.(C)无极值;(D)不一定有极值.(4)设 f ?( x0 ) ? f ??( x0 ) ? 0 , f ???( x0 ) ? 0 ,则下列选项正确的 是( ). (A) f ?( x0 ) 是 f &#39;( x) 的极大值; (B) f ( x0 ) 是 f ( x ) 的极大值; (C) f ( x0 ) 是 f ( x ) 的极小值; (D) ( x0 , f ( x0 )) 是曲线 y ? f ( x) 的拐点.2 1(2) f (x) 在 (??,??) 内有二阶导数, f ?( x0 ) ? 0 ,问 f (x) 还 设 要满足以下哪个条件,则 f ( x0 ) 必是 f (x) 的最大值?( (A) x ? x0 是 f (x) 的唯一驻点; (B) x ? x0 是 f (x) 的极大值点; (C) f ??(x) 在 (??,??) 内恒为负; (D) f ??(x) 不为零. )( 5 ) 函 数 f ( x) ? x 3 ? ( x 2 ? 1) 3 在 区 间 [0,2] 上 的 最 大 值 为 ,最小值为 .( 6 ) 设 函 数 f (x) 在 x ? 0 的 某 邻 域 内 可 导 , 且f ?(0) ? 0, limx ?0f ?( x) 1 ? ? ,则 f (0) 是 f (x) 的极___ sin x 2 3 2/3 x . 2__值.2. 求下列函数的极值: (1) f ? x ? ? x ?f ( x) ? f ( x 0 ) (3)若 f (x) 在 x0 至少二阶可导, 且 lim ? ?1,则 x ? x0 ( x ? x0 ) 2函数 f (x) 在 x0 处( ) (B)取得极小值;14(A)取得极大值; 班级学号姓名(2) y ? x ?x , [0, 4] .1(2) f ( x) ? x x .4.过椭圆x2 y2 ? ? 1 上位于第一象限的点 M ( x, y) 引切线, a2 b2此切线与坐标轴构成一个直角三角形,使此三角形的面积为最 3.求下列函数在给定区间上的最大值与最小值: (1) y ? 2 x ? 3x ? 12x ? 14, [?3,4] .3 2小,求 M ( x, y ) .15 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习5. 某厂每批生产某种商品 x 单位的费用为 C ( x) ? 5 x ? 200 ,得 到的收益是 R( x) ? 10 x ? 0.01x2 , 问每批生产多少单位时才能使 利润最大?本节作业总结:6. 工厂 C 与铁路线的垂直距离 AC 为 20km , A 点到火车站 B 的距离为 100km . 欲修一条从工厂到铁路的公路 CD , 已知铁 路与公路每公里运费之比为 3: 5 ,为了使火车站 B 与工厂 C 间 的运费最省, 问 D 点应选在何处?16 班级学号姓名第六节 函数图形的描绘1.求 y ?x 的渐近线. (1 ? x 2 ) 2本节作业总结:x3 ? 2 2.作函数 y ? 的图形. 2( x ? 1) 217 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习第七节 曲率1.填空: (1) 曲线 ( x ? 1) 2 ? ( y ? 2) 2 ? 9 上任一点的曲率为 ,3. 曲线弧 y ? sin x(0 ? x ? ? ) 上哪一点处的曲率半径最小?求 出该点的曲率半径.y ? kx ? b 上任一点的曲率为__(2)曲线 y ? ln x 在点 为 .__. 处曲率半径最小,曲率半径(3)曲线 y ? sin x ? e x 的弧微分 ds ?.2. 求常数 a、b、c , y ? ax2 ? bx ? c 在 x ? 0 处与曲线 y ? e x 使 相切,且有相同的凹向与曲率. 本节作业总结:18 班级学号姓名第三章1.填空与选择: (1)设 limx ?a自测题(C) ( x0 , f ( x0 )) 是曲线 y ? f (x) 的拐点; (D) f ( x0 ) 不是 f (x) 的极值,且 ( x0 , f ( x0 )) 也不是曲线 )f ( x) ? f ( a) ? ?1, 则在 a 点处( ( x ? a) 2y ? f (x) 的拐点.(4) lim cot x ?x ?0(A) f ( x ) 的导数存在 , 且 f ?(a) ? 0 ; (B) f ( x ) 取得极大值;1? ? 1 ? ?? ? sin x x ?.(5)函数 y ? x ? ln(x ? 1) 在区间 (C) f ( x) 取得极小值; (D) f ( x) 的导数不存在. (2)已知 f ( x ) 在 [ a, b] 可导,且方程 f ( x) ? 0 在 ( a, b) 有两个 不同的根 ? 与 ? ,那么 f ?( x) ? 0 在 ( a, b) ( )根 区间 (6)曲线 y ? 内单调增加.内单调减少,在2( x ? 2)( x ? 3) 的渐近线是 x ?1. .(7) 曲线 y ? ax4 ? x2 拐点的横坐标为 x ? 1 , 则常数 a ? 2.求下列极限: (1) lim x ln x ?x ?0 m(A)必有; (B)可能有; (C)没有; (D)无法确定. (3) 已知 f (x) 对一切 x 满足 xf ??( x) ? 3x[ f ?( x)] ? 1 ? e . 若2 ?x(m ? 0) .,则( f ?( x0 ) ? 0 ( x0 ? 0 )) .(A) f ( x0 ) 是 f (x) 的极大值; (B) f ( x0 ) 是 f (x) 的极小值;19 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习(2) lim x ?x ?0sin x.3.欲做一个底为正方形,容积为 108m 的长方体开口容器,怎 样做所用材料最省?3(3) limx ?01 ? tan x ? 1 ? sin x . x ln(1 ? x) ? x 22 4.当 0 ? x ? 2 时,证明: 4 x ln x ? x ? 2 x ? 3 .20 班级学号姓名5.已知函数 f ( x ) 在 [0,1] 上连续,在 (0,1) 内可导,且(3) (2010 年数学二,4 分)曲线 y ? 为 . (4) (2012 年数学一,10 分)证明:2 x3 的渐近线方程 x 2 +1f (0) ? 1, f (1) ? 0 ,证明在 (0,1) 内至少存在一点 ? ,使得 f (? ) f ?(? ) ? ? .?x ln1? x x2 ? cos x ? 1 ? (?1 ? x ? 1) . 1? x 26.考研题练练看: (1) (2012 年数学一, 分) 4 曲线 y ? (A)0; (B)1;x2 ? x 渐近线的条数 ( x2 ? 1 (C)2; (D)3.? ln(1 ? x) ? e z ?1 (5) (2011 年数学一,10 分)证明: lim ? ? . x ?0 x ? ?)1(2) 2011 年数学一, 分) ( 4 曲线 y ? ( x ? 1)( x ? 2)2 ( x ? 3)3 ( x ? 4)4 的拐点是( ) (A)(1,0); (B)(2,0); (C)(3,0); (D)(4,0).21 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习(6) (2010 年数学二,10 分)设函数 f ( x) 在闭区间 [0,1] 上连续, 在开区间 (0,1) 内可导,且 (0) 0,f (1) ? f ?1 ,证明:存在 3? ? (0, ),? ? ( ,1) ,使得 f ?(? ) ? f ?(? ) ? ? 2 ? ? 2 .本章作业纠错与总结:1 21 2(7) (2011 年数学一,10 分)求方程 k arctan x ? x ? 0 不同实根的 个数,其中 k 为参数.22 班级学号姓名数学家生平简介: 罗尔: 罗尔是法国数学家.1652 年 4 月 21 日生于昂贝尔特,1719 年 11 月 8 日卒于巴黎. 罗尔出生于小店家庭,只受过初等教育,且结婚过早,年轻 时贫困潦倒,靠充当公证人与律师抄录员的微薄收入养家糊口, 他利用业余时间刻苦自学代数与丢番图的著作,并很有心 得.1682 年,他解决了数学家奥扎南提出的一个数论难题,受 到了学术界的好评,从而名身雀起,也使他的生活有了转机,此 后担任初等数学教师和陆军部行征官员.1685 年进入法国科学 院, 担任低级职务, 1690 年才获得科学院发给的固定薪水. 到 此 后他一直在科学院供职,1719 年因中风去世. 罗尔于 1691 年在题为《任意次方程的一个解法的证明》的 论文中指出了:在多项式方程 f ( x) ? 0 的两个相邻的实根之间, 方程 f ?( x ) ? 0 至少有一个根. 1846 年,尤斯托.伯拉维提斯 将这一定理推广到可微函数,并把此定理命名为罗尔定理. 拉格朗日: 拉格朗日(Lagrange) ,法国数学家、物理学家,1736 年 1 月 25 日生于意大利都灵,1813 年 4 月 10 日卒于巴黎.17 岁时, 在偶然读到哈雷的一篇介绍牛顿微积分的短文 《论分析方法的优 点》后,对数学产生了兴趣.1753 年他尚未从都灵炮兵学校毕 业,就担任了该校数学课教学工作,1755 年 9 月成为该校教 授.1756 年经欧拉推荐,被提名为柏林科学院通讯院士.1759 年成为柏林科学院院士,1776 年被评为彼得堡科学院名誉院士, 1783 年成为都灵科学院名誉主席及伦敦皇家学会会员.1795 年任新成立的巴黎高等师范学院数学教授, 巴黎理工学院的第一位 几何教授与第一任校长.后被路易十六授与伯爵爵位. 拉格朗日是 18 世纪的伟大科学家,他在数学、力学和天文 学三个学科中都有历史性的重大贡献.但他主要是数学家,研究 力学和天文学的主要目的是为了表明数学分析的威力。 他最突出 的贡献是在把数学分析的基础脱离几何与力学方面起了决定性 的作用.使数学的独立性更为清楚,而不仅是其他学科的工具. 柯西: 柯西(chauchy)1789 年 8 月 21 日出生于巴黎, 父亲是一位 精通古典文学的律师,与当时法国的大数学家拉格朗日,拉普拉 斯交往密切.柯西少年时代的数学才华颇受这两位数学家的赞 赏. 1807 年至 1810 年柯西在工学院学习.曾当过交通道路工程 师,由于身欠佳,接受拉格朗日和拉普拉斯的劝告,放弃工程师 而致力于纯数学的研究, 柯西在数学上的最大贡献是在微积分中 引进了极限概念,并以极限为基础建立了逻辑清晰的分析体 系.这是微积分发展史上的精华,也是柯西对人类科学发展所作 出的巨大贡献. 栖西在其它方面的研究成果也很丰富. 复变函数的微积分理论 就是由他创立的.在代数方面、 理论物理、 光学、 弹性理论方面, 也有突出贡献.柯西的数学成就不仅辉煌,而且数量惊人.柯西 全集有 27 卷,其论著有 800 多篇.在数学史上是仅次于欧拉的 多产数学家,他的光辉名字与许多定理、准则一起铭记在当今许 多教材中. 洛必达: 洛必达(L’Hospital),法国数学家,1661 年生于巴黎,1704 年 223 第三章 微分中值定理与导数的应用高等数学作业与练习月 2 日卒于巴黎. 洛必达生于法国贵族家庭, 他拥有圣梅特候爵, 昂特尔芒伯爵称号.青年时期一度任骑兵军官,因眼睛近视自行 告退,转向从事学术研究. 洛必达很早即显示出其数学的才华,15 岁时就解决了帕斯卡 所进出的一个摆线难题.洛必达是莱布尼兹微积分的忠实信徒, 并且是约翰.伯努利的高足,成功地解答过约翰.伯努利提出的 “最速降线”问题.他是法国科学院院士. 洛必达的最大功绩是撰写了世界上第一本系统的微积分教程 ----《用于理解曲线的无穷小分析》 .这部著作出版于 1696 年, 后来多次修订再版,为在欧洲大陆,特别是在法国普及微积分起 了重要作用. 洛必达豁达大度,气宇不凡。由于他与当时欧洲各国主要数学 家都有交往,从而成为全欧洲传播微积分的著名人物.24
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