理论教育 微积分典型例题与解法:习题

微积分典型例题与解法:习题

时间:2023-10-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:1.确定函数的单调区间.解 函数的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞).当×≠-1时,f′(×)=.令f′(×)=0,解得×=-2,0.当×<-2和×>0时,f′(×)>0,所以函数f(×)在区间(-∞,-2),(0,+∞)内严格递增;当-2<×<-1和-1<×<0时,f′(×)<0,所以函数f(×)在区间(-2,-1),(-1,0)内严格递减.2.确定函数f的单调区间.解 因为当×≠0时f,令

微积分典型例题与解法:习题

1.确定函数978-7-111-41532-9-Chapter03-219.jpg的单调区间.

函数的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞).当×≠-1时,f′×)=978-7-111-41532-9-Chapter03-220.jpg.令f′×)=0,解得×=-2,0.

×<-2和×>0时,f′×)>0,所以函数f×)在区间(-∞,-2),(0,+∞)内严格递增;

当-2<×<-1和-1<×<0时,f′×)<0,所以函数f×)在区间(-2,-1),(-1,0)内严格递减.

2.确定函数f978-7-111-41532-9-Chapter03-221.jpg的单调区间.

因为当×≠0时f978-7-111-41532-9-Chapter03-222.jpg,令f′×)=0,无解.当×<1时,f′×)<0,所以函数f×)在区间(-∞,1)内严格递减;当×>1时,f′×)>0,所以函数f×)在区间(1,+∞)内严格递增.

3.讨论函数=lN(1+×2)的凹凸区间与拐点.

因为f978-7-111-41532-9-Chapter03-223.jpg978-7-111-41532-9-Chapter03-224.jpg,令f″×)=0,解得×=±1.

×<-1和×>1时,f″×)<0,所以函数f×)在区间(-∞,-1)和(1,+∞)内的图像为凸的;

当-1<×<1时,f″×)>0,所以函数f×)在区间(-1,1)内的图像为凹的;所以函数=lN(1+×2)的拐点为(±1,lN 2).

4.求函数978-7-111-41532-9-Chapter03-225.jpg的凹凸区间与拐点.

因为f978-7-111-41532-9-Chapter03-226.jpg,当×≠2时f978-7-111-41532-9-Chapter03-227.jpg,令f″×)=0,无解.

×<2时,f″×)<0,所以函数f×)在区间(-∞,2)图像为凸的;

×>2时,f″×)>0,所以函数f×)在区间(2,+∞)内的图像为凹的;所以函数978-7-111-41532-9-Chapter03-228.jpg的拐点为(2,0).

5 设f(0)=g(0),当×≥0时,f′×)>g′×),则当×>0时,有()

A.f×)<g×) B.f×)>g×

C.f×)≤g×) D.以上都不对

正确答案是B.

×)=f×)-g×),则当×>0时h′×)=f′×)-g′×)>0,从而当×>0时,有×)>(0)=f(0)-g(0)=0,故f×)>g×).

6.函数f×)=2×2-lN ×在区间()内单调增加.

A.978-7-111-41532-9-Chapter03-229.jpg B.978-7-111-41532-9-Chapter03-230.jpg

C.978-7-111-41532-9-Chapter03-231.jpg D.978-7-111-41532-9-Chapter03-232.jpg

正确答案是C.

因为f978-7-111-41532-9-Chapter03-233.jpg,令f′×)=0,得978-7-111-41532-9-Chapter03-234.jpg.

978-7-111-41532-9-Chapter03-235.jpg时,f′×)<0,所以函数f×)在区间978-7-111-41532-9-Chapter03-236.jpg内严格递减;

978-7-111-41532-9-Chapter03-237.jpg时,f′×)>0,所以函数f×)在区间978-7-111-41532-9-Chapter03-238.jpg内严格递增.

7.当AB取何值时,点(1,3)为3+2的拐点.(www.daowen.com)

因点(1,3)为3+2的拐点,故A+B=3.又因

y′=32+2y″=6A×+2B而点(1,3)为3+2的拐点,故当×=1时y″=0,即6A+2B=0.由A+B=3和6A+2B=0可得,978-7-111-41532-9-Chapter03-239.jpg978-7-111-41532-9-Chapter03-240.jpg.

8.曲线3+2++DA≠0)有一个拐点,且在此拐点处有一水平切线,求ABC之间的关系式.

因为y′=32+2+Cy″=6+2B,令y″=0,解得978-7-111-41532-9-Chapter03-241.jpg.由曲线有一个拐点,且在此拐点处有一水平切线,故978-7-111-41532-9-Chapter03-242.jpg,即978-7-111-41532-9-Chapter03-243.jpg,因此3AC-B2=0.

9.证明当×<1时,978-7-111-41532-9-Chapter03-244.jpg.

f×)=e×(1-×),则f′×)=-×e×f(0)=1.当×<0时f′×)>0,从而f×)在(-∞,0)内单调递增;当×>0时f′×)<0,从而f×)在(0,+∞)内单调递减.所以f×)≤f(0)=1,即e×(1-×)≤1,故当×<1时,978-7-111-41532-9-Chapter03-245.jpg.×

10.试证当×>0,978-7-111-41532-9-Chapter03-246.jpg.

f978-7-111-41532-9-Chapter03-247.jpg,则当×>0时有

f×)在当×>0时严格单调递增,故必有f×)>f(0)=0,即

11.设eAB,试证ABBA.

978-7-111-41532-9-Chapter03-250.jpg,(A×),则fA)=0,978-7-111-41532-9-Chapter03-251.jpg,故当A×时有f×)单调递增,从而f×)>f(0)=0.特别地有fB)>0,即978-7-111-41532-9-Chapter03-252.jpg0,从而有ABBA.

12.设f×)在[AB]上连续,在(AB)内可导,且f′×)+f×)>0,试证若f×)=0在(AB)内有根时,必有唯一实根.

g×)=e×f×),则g′×)=e×f×)+f′×)]>0,故g×)是严格单调递增函数,从而g×)=0在(AB)内有根时,必有唯一实根.又由于f×)=0与g×)=0的根是完全相同的,故若f×)=0在(AB)内有根时,必有唯一实根.

13.设f×)在[0,A]上连续,在(0,A)内可导,f″×)>0,f(0)≤0,试证978-7-111-41532-9-Chapter03-253.jpg在(0,A)内单调递增.

978-7-111-41532-9-Chapter03-254.jpg,令φ×)=×f′×)-f×),则φ(0)=0-f(0)≥0,且在(0,A)内有φ′×)=×f″×)>0,故φ×)在(0,A)内严格单调递增,故在(0,A)内φ×)>φ(0)≥0,从而在(0,A)内978-7-111-41532-9-Chapter03-255.jpg.即978-7-111-41532-9-Chapter03-256.jpg在(0,A)内单调递增.

14.设f×),g×)是恒大于0的可导函数,且f′×g×)-f×g′×)<0,则当A×B

A.f×gB)>fBg×)B.f×gA)>fAg×

C.f×g×)>fBgB)D.f×g×)>fAgA

×)=f×gB)-fBg×),则h′×)=gBf′×)-fBg′×)<0,故×)单调递减函数,因此当A×B时有×)>B)=0,因此正确答案是A.

15.设在[0,1]上,f″×)>0,试证f′(0)<f(1)-f(0)<f′(1).

由拉格朗日定理知存在一点ξ∈(0,1),使得

再由f″×)>0可知,在[0,1]上f′×)单调递增,故f′(0)<f′ξ)<f′(1),即

f′(0)<f(1)-f(0)<f′(1)

16.设×>0,>0,×,求证×lN ×+lN >(×+)lN978-7-111-41532-9-Chapter03-258.jpg.

f)=lN,则当>0时有f′)=lN+1,从而f″)=978-7-111-41532-9-Chapter03-259.jpg>0,故当>0时f)=lN为凹函数,由凹函数的定义知当×>0,>0,×时有

因此有978-7-111-41532-9-Chapter03-261.jpg成立.

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