习 题 六 (A)
1.根据定积分的几何意义说明下列各式的正确性 (1)(3)
解:(1)该定积分的几何意义如右图所示阴影部分面积的代数和,由对称性可知正确. (2)该定积分的几何意义如右图所示阴影部分面积的代数和,且在(?2 , 2 )范围内对称,所以是正确的.
(3)该定积分的几何意义如右图所示阴影部分面积的代数和,且关于原点对称,所以正确. (4)原式?2?2?0cosxdx?0 (2)
?2?2(x2?1)dx?21?(x022?1)dx
?xdx?0 (3)?3?111?12xdx?4?xdx
0?1?1xdx
等式左边的定积分的几何意义是右边图形阴影部分面积的代数和的2倍,且又因为阴影部分在(?1 , 1)范围内关于轴对称,所以等式两边相等.
2.不计算积分,比较下列积分值的大小 (1)(2)
解:(1)由定积分的比较性可知在(0 , 1)范围内x2?x3,所以前者大于后者. (2)由定积分的比较性可知在(1 , 3)范围内x2?x3,所以前者小于后者. (3)由定积分的比较性可知在(3 , 4)范围内lnx?(lnx)2,所以前者小于后者.a?1 (4)由定积分的比较性可知在(0 , )范围sinx?x,所以前者小于后者.
2?xdx与?xdx (2)?xdx与?xdx
232300111133?43lnxdx与
?(lnx)dx (4)?234?20sinxdx与
??20xdx
?
3.用定积分性质估计下列积分值 (1)
解:(1)因为e?x在[0 , 1]范围内的最大值为1,最小值为e?1 所以由定积分的估值定理可知:
2?10e-x2dx (2)??5?4(1?sin2x)dx (3)
4?1x51?x?0dx (4)?20sinxdx x?10e?1dx??110e?xdx?22?ldx
01?e?1??0e?xdx?1
(2)因为1?sin2x在[? , 5?]2的最大值为2,最小值为1。
442所以由定积分的估值定理可知:
??5?4ldx??5?44?5?4(1?sin2x)dx??4?5?42dx
4 ?????(1?sin2x)dx?2?
4(3)设f(x)?4x51?x
x5则f ' (x)?令
5x1?x?421?x?x(10?9x)1?x21?x(1?x)
f ' (x)?0
则x4(10?9x)?0 , 1?x?0 解得:x?0 ,x??所以所以
10 9f(x)在(0 , ??)上单调递增
f(x)在[0 , 1]的最小值为
0,最大值是2
2所以由定积分的估值定理可知:
?100dx??1x51?xx51?x0dx??102dx 2?0??10dx?22
(4)由图中易知:AB???ADAB
其中AB?sinx,AD?tanx,AC?x 即:sinx?x?tanx 亦得到:1?0?x?x1?sinxcosx
?2,从中cosx?sinx?1 x由定积分性质有:
???20cosxdx???20sinxdx?x??201?dx
?1??2?sinx?dx?x2
1
A
y x 4.利用定积分的几何意义计算下列积分 x 0 B C D
(1)
解:(1)该定积分的几何意义是以原点为圆心2为半径的一个圆面积的一半,且在x轴的上方.
?2?22?x2dx (2)
?21(1?2x?x2)dx
所以原式??R2
??12
(2)该定积分的几何意义是以(1 , 1)为圆心,以1为半径的一个圆面积的一半且在x轴
的上方.所以原式??R2 ?? 5.求下列函数的导数 (1)f(x)12
12?x2?1te?t2dt (2)f(x)??0exxln(1?t2)dt
(3)f(x)?
?x3xedt (4)f(x)?t2?(tx3?x3)sintdt
解:(1)设te?tdt?g(t)
?22x则f(x)?g(e)?g(x2)?g(?1)令x2?m
?1f ' (x)?g '(m) m ' ?x2e?x2x?2x3e?x44
(2)设ln(1?t2)dt?g(t)
?则
f(x)?g(ex)?g(x)令ex?m
f ' (x)? g ' (m)m ' ?g ' (x)?exln(x?e2x)?ln(x?x2)
(3)设etdt?g(t)
?2则
f(x)?g(x3)?g(x)令x3?m , x?n
6f ' (x)?g ' (m)m ' ?g ' (n)n ' ?ex3x2?ex12x
(4)设(t3?x3)sint?g(t)
?则f(x)?g(x)?g(0)
f ' (x)?g ' (x)?g ' (0)?0
6.求下列极限 (1)lim(3)
1x?0x3?x1xsint2dt (2)lim2arctantdt 00x?0x?x?0lim1x3?0(x1?t2?1?t)dt2 (4)limx?0?1?x2?1xln(1?t)dt0
(5)lim1?1x(1?sin2t)tdtlntdt1?t1 (6)lim?x
x?0x01(7)?xt2xlim?????edt? ???x20??t2(9)x?dtxlim?xe?0?0x?sinx?arctanx
解:(1)?lim1x?0x3?x0t2dt
?lim113x?0x3?3tdt ?13 (2) ?lim1xx?0x2?0tdt
?xlim11?0x2 2x2x0
?12
(3)?1xxlim?0x3?(1?tan2t?1?sin20t)dt ?lim1xx?0x3?0(1cosx?cosx)dt ?lim1?xx?0x30tan x sin x dt ?lim1x?0x3?x0x2dt
?xlim1?0x3 13t3x0 x?1(x?1)2(8)1xxlim???x?(t?t2)et2?x2dt0