关于积分上限函数的性质和应用(3)

2018-12-17 17:33

11

于是当x??a,T?,有f?x??kM?x?a?

把上式代入

f?x??k?xaf?t?dt,得

f?x??M2!k2?x?a?2. 反复以上作法得

f?x??Mn!kn?x?a?n,x??a,T?,n?1,2,? ?n由于?kn?x?a?kn?x?a?nn?0n!收敛,?limn??n!?0

因此

f?x??0 ?x??a,T??

再由T?a的任意性可知

f?x??0 ?x?a?.

2.5在求导中的应用

1、设 x=?t0sinudu

y=

?t0cosudu ,求Y对X的导数dy/dx.

解:

由上线函数的性质得:

tdy/dt=

d?0cosududt=cost

dx/dt=

d?t0sinududt=sint

有参数方程求导法则得: dy/dx=

dydxdt/dt=

costsint=cott 2、求由?yxdy0etdt??0costdt?0所确定的隐函数y对x的导数dx. 解:

?ytx0edt??0costdt?0两边对x求导。 d?y0etdtd?xdy0costdtdt?dx?dx?0 得:ey?dydx?cosx?0

11

12

dy??e?ycosx dx2 3、设x?y??y?x02,求costdtdy. dxdy解:两边对x求导得:

2 1 ?右边先对y-x求导 ?2y?cos(y?x)(?1)dydxdx 则:dy1?cox2(y?x)dx=cos2(y?x)?2y f(x)?x4、设?1cos2tdtx (x>0),求f'(x) 1 解:f(x)=

?xcos2tdt??x200costdt f'(x)=d?x10cos2tdtd?xcos20tdtdx?dx d1 =cos2x?dx21()dx?cosx?xdx =

12xcos2x?121x2cosx 5、设F(x)??x(sint5dtdt)dy,求F\(x). 解:设f(y)??y2sintx8tdt,则F(x)??5f(y)dy x则F'(x)?d?5f(y)dyx2sintdx?f(x)??8tdt

2dtF\(x)=

?xsin8tdtdx?sinx22x2?(x)'

2sinx2 x

2.6在极值中的应用

1、当x为何值时,f(x)??x?t20tedt有极值?

?积分区间可加性 12

13

d?x 解:f'(x)?0te?tdt?x2dx?xe 令f'(x)?0得的驻点x=0 当x<0时,f'(x)?0 当x>0时,f'(x)?0

所以,函数当且仅当x=0时,有极小值f(0)?0

?x20etdt2、求limx?x?0x2sin2x

解:由洛必达法则及无穷小得替代法则得:

?limx??x20edtx?02x31?ex2

?lixm?06x2?lim?2xex2x?012x??16

3、设f\(x)连续,当x?0时,

F(x)??x(x2?t20)f\(t)dt的导数与x2为的等价无穷小,求f\(0).

解:F(x)?x2?x2x0tf\(t)dt??0t2f\(t)dt ?积分的线性运算

F'(x)?2xx0f\(t)dt?x2f\(x)?x2f\(x)

?2x?x0f\?t?dt

由题意:

xlimF'(x)2?0f\?t?dtx?0x2?limx?0x

?lim2xf\(?)x?0x?2lim??0f\(?) ?积分中值定理 ?2f\(0)

13

14

?1 (0???x或x???0) 故f\(0)?1 22.7在求原函数中的应用

xx设f(x)可微,且满足x??0f(t)dt??0tf(x?t)dt,求函数f(x)

解:u?x?tt?x?u

t 0 x u x 0 ?x00tf(x?t)dt??x(x?u)f(u)d(x?u)

???0x(x?u)f(u)d(x?u) ??[?0xf(u)du??0xxuf(u)du

??0uf(u)du??0xxxf(u)du

x??x000f(t)dt??xf(u)du??xxf(u)du

两边关于x求导:

1?f(x)?xf(x)?[?x0f(u)du?xf(x)]

通过二阶微分方程,通过计算得:

f(x)?cosx?sinx

2.8求解函数方程

1、已知f(x)??xlnt11?tdt,求f(x)?f(1x) 解:f(11lnx)??xt11?tdt令: 14

15

t?1u,dt??1u2du,则f(1xln1ux)??1(?1)du 1?1u2u??xlnu1u(1?u)du??xlnt1t(1?t)dt

则f(x)?f(1x)??xlntxlntdt11?tdt??1t?1?t?

??xlnt1tdt ??x1lntdlnt

?12(lnt)2x1?12ln2x

2.9证明积分中值定理

1、设f(x)在?a,b?连续,且f(x)?0。证明:在(a,b)内至少存在一点?,使得??af(x)dx??bf(x)dx?12?b?af(x)dx 证明:设F(x)??xaf(t)dt,x??a,b?

F(x)在?a,b?上可导,且F'(x)?f(x)?0,从而F(x)在?a,b?上单调增

最大值,最小值分别为

M?F(b)??baf(x)dx?0,

m?F(a)?0而0?12?baf(x)dx?M

15


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