一、解答题(共76分)
1、计算下列各题:(每题6分,共30分)
(1)222012lim()12x n n n n n n n n
→+++++++++; 解:因为
2222212121212
1
n n n n n n n n n n n n n n n ++++++≤+++≤++++++++++, 即 22222(1)12(1)2()12
2(1)n n n n n n n n n n n n n n n n n ++≤+++≤++++++++++. 而 22(1)(1)1lim lim 2()2(1)2
n n n n n n n n n n n →∞→∞++==++++, 故 2220121lim()122
x n n n n n n n n →+++=++++++. (2)设()1arcsin cos f x x x x =+,求常数A 与k 使得当0x →时()f x 与k Ax 是等价无穷小.
解 00()1arcsin cos lim lim (1arcsin cos )
k k k x x x f x x x x Ax Ax Ax x x x →→→+==++ 011cos arcsin lim 2k
x x x x Ax →-+=
因为当0x →时,211cos ~2x x -,2arcsin ~x x x ,故231cos arcsin ~2
x x x x -+,故 2k =,322
A =, 于是,2k =,34
A =. (3)求函数21(2cos )1,(01)1x x y x x x x
-=++-<<+的导数。 解 ln(2cos )21e 11x x x y x x +-=+-+,于是, 2232sin 21(2cos )[ln(2cos )]12cos (1)1)x x x x y x x x x x x -'=+?+---+++(. 厦门大学《一元微积分(A )》课程期中试卷
____学院____系____年级____专业
经管类高数A 期中试卷 试卷类型:(A 卷)
(4)求函数()y y x =由参数方程sin 1cos x t t y t =-??=-?所确定,求π2d d t y x =及222
d d t y x π=。 解: d sin d 1cos y t x t =-,故π2
d 1d t y x ==; 22222d cos (1cos )sin 11d (1cos )1cos (1cos )y t t t x t t t --=?=----,故22π
2
d 1d t y x ==-. (5)设2()(1)cos f x x x x =++,求(10)(0)f
. 解:(10)210π9π1098π()(1)cos()10(21)cos()2cos()2222f
x x x x x x x ?=++++?+++?+, 则 (10)
(0)19089f =-+=. 2、(8分)求函数22ln ||32
x x y x x -?=-+的间断点,并判断其类型(说明理由)。 解:因为202ln ||lim 32x x x x x →-?=∞-+,故0x =为函数22ln ||32
x x y x x -?=-+的第二类间断点(无穷间断点); 由于222ln ||lim ln 232x x x x x +→-?=-+,222ln ||lim ln 232x x x x x -→-?=--+,所以,2x =为函数22ln ||32x x y x x -?=-+的第一类间断点(跳跃间断点); 而2112ln ||(2)ln(11)lim lim 132(2)(1)x x x x x x x x x x →→-?-?+-==--+--,故2x =为函数22ln ||32
x x y x x -?=-+的第一类间断点(可去间断点).
3、(6分)设()y y x =是由方程22e 2xy x y y +-=所确定的隐函数,求曲线()y y x =在点(0,2)处的切线方程和法线方程。
解 对方程22e
2xy x y y +-=两边关于x 求导数,则有 22e e ()0xy xy x yy y y y xy '''+--+=,
令0x =,2y =,则有4(0)3y '=,于是所求切线斜率43
k =. 于是,所求切线方程为423
y x -=,即4360x y -+=, 法线方程为324y x -=-,即3480x y +-=.
4、(8分)设1e ,0(),0sin ,0e 1
x x a x f x b x x
x -
??+>?
==???<-?, 试问
(1),a b 为何值时,()f x 在(,)-∞+∞内连续?(2)()f x 在0x =处是否可导? 解 只须考虑()f x 在0x =处的连续性和可导性. (1)为使()f x 在0x =处连续,则有 0
lim ()lim ()(0)x x f x f x f +-
→→==, 即 1a b ==. (2)10
1e 1
(0)lim 0x
x f x
+
-
+→+-'==, 2000sin 1sin e 1sin e 1e 1(0)lim lim lim (e 1)x x x x x x x x
x x f x x x ---
-→→→--+-+-'===- 00cos e sin e 1
lim lim 222
x x x x x x x --
→→---===-. 故()f x 在0x =处不可导.
5、(8分)讨论函数2()e x
f x x -=的单调性,并求出该函数在实数范围内的极值和最值.
解 2()(2)e
(2)e x
x f x x x x x --'=-=-,令()0f x '=,得0x =或2x =.
函数2
2()e x f x x -=在(,0)-∞及(2,)+∞上单调减少,在(0,2)上单调增加. 于是,函数2
2()e x f x x -=在0x =处取得极小值,极小值为(0)0f =,在2x =处取得极大值,极大值为2
(2)4e f -=.
由于lim ()x f x →-∞
=+∞,而lim ()0x f x →+∞
=,因此,函数()f x 没有最大值,在0x =处取得最小值0.
6、(8分)设函数()f x 在0x =处连续,且0()
lim
2
e 1x x
f x →=-,求:(1)(0)f ';(2)20(tan sin )lim ln(1)
x f x x x x →-+.
解:因为函数()f x 在0x =处连续,故
00()(0)lim ()lim (e 1)0e 1
x x x x f x f f x →→==?-=-. (1)00()()e 1(0)lim lim 2e 1x x x x f x f x f x x
→→-'==?=-; (2)2200(tan sin )(tan sin )tan sin lim lim ln(1)tan sin ln(1)
x x f x x f x x x x x x x x x x →→---=?+-+ 3300tan sin tan (1cos )(0)lim
2lim 1x x x x x x f x x →→-?-'===. 7、(8
分)设0x
,n x =(2,3,n =),证明数列{}n x 收敛,并求极限lim n n x →∞; 解1
:1n x ==先用归纳法证明:1(2,3,
)n n x x n ->=
21n x <<
事实上,0x
,111x =<
且10x x =>=. 假设结论对n k =
11k k x x ->>>,那么1n k =+时,
111k x +=<
,1k x +=>
且10k k x x +-=>,即1k k x x +>. 故数列{}n x 单调增加,且有上界,于是极限lim n n x →∞存在,设lim n n x a →∞=.
由n x =
两边取极限,得a =
a =
n x >
1lim 2
n n x →∞+=. 解2:
显然对任意的正整数1,n n x ≥≥
,且11n x ==≤, 即{}n x 有界。
此数列的递归函数()f x =
()0,1f x x '=>≤≤,故{}n x
单调,所以{}n x 单调有界,故lim n n x →∞存在,不妨记此极限为a
,由n x =
两边取极限,得a =