?f??1?limsinx?cosx?1x?xtanx22x?02
sinx?2sin?2limx?022x2x?xtanx2sin2
x??2xcos?1??2?2??2limx?0sinx1?2?x?1??xcosx??2
x??2xsincos?1??22?lim??lim?x?0x?0sinx1x??1???xcosx
?1?2?11?1?12.
设f?x?在?0,??上连续,无穷积分?f?x?dx收敛,求lim0y???解:设F?x?? limF?x??x????1?yy0xf?x?dx.
?x0f?t?dt,由条件知,F??x??f?x?, ,
???0f?t?dt?A利用分部积分,得
?y0xf?x?dx?y0?y0xF??x?dx?yF?y???y0F?x?dx,
1?yxf?x?dx?F?y??y01?yy0F?x?dx,
y???lim?F?x?dxy?limF?y??A,
y???于是lim1y????yy0xf?x?dx?limF?y??limy???1y????yy0F?x?dx
?A?A?0.
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设函数f?x?在?0,1?上连续,在?0,1?内可微,且f?0??f?1??0,
?1?f???1. ?2??1????,1?证明:(1)存在?2?,使得f?????;
(2)对于每一?,存在???0,??,使得f??????f???????1. 证明:(1)令F?x??f?x??x, 由题设条件,可知F????2??1?12,
F?1???1;
利用连续函数的介值定理,得 存在
????1?,1??2?,使得F????0,即f?????.
令G?x??e??x?f?x??x?,
由题设条件和(1)中的结果,可知,
G?0??0,G????0;
利用罗尔中值定理,得 存在???0,??,使得G?????0,
由G??x??e??x?f??x??1??e??x??f?x??x?, 即得f??????f???????1.
六、 试证:对每一个整数n?2,成立 1?n1!???nnn!?en2.
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分析:这是一个估计泰勒展开余项的问题,其技巧在于利用泰勒展开的积分余项.
证明:显然n?0时,不等式成立; 下设n?1.
n由于e??nk?0nkk!?1n!?0?n?t?nnedt,
t这样问题等价于证明
n!?2e?n?n0?n?t?edt,
tn即
????0tedt?2en?t?n?0?n?t?n?unnedt,
t令u??0?n?t上式化为
n?tntedt?2?uedu,
0??n?un从而等价于?uedu?只要证明?uedu?n2nn?u?n0nuedu,
?un?u?n0uedu,
设f?u??une?u,则只要证明
f?n?h??f?n?h?,?0?h?n?,
就有?f?n?h?dh?0
n?n0f?n?h?dh,
?2nnf?u?du??n0f?u?du,
则问题得证.
以下证明f?n?h??f?n?h?,?0?h?n?,成立 上式等价于?n?h?e?n?h??n?h?eh?n, 即nln?n?h??h?nln?n?h??h, 令g?h??nln?n?h??nln?n?h??2h,
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nn则g?0??0,并且对0?h?n,有
dgdh?nn?h?nn?h?2
2 ?2nn2?h2?2??2h2n2?h2?0,
从而当0?h?n时,g?h??0, 这样问题得证.
注:利用这一结论,我们可以证明如下结论. 2n六、设n?1为整数,F?x???x0e?t?tt???t??1???1!2!n!?dt?F?x??n?n?2,在?,n?2??上至少有一个根.
证明:存在a?(1an?x2n,n),使得?0e?xkk?0k!dx?12n.
证明:令f?y???ynx0e??xk
k?0k!dx,nnkn则有
f?n?????2?2?x?xx?n?0e?xk?0k!dx??20eedx2,
nf?n???n?xxknn0e?n?nk0e?dx
k?0k!dx??k?0k! ??n0e?n?12endx?n2,
由连续函数的介值定理,得
存在a??n???2,n??,使得f?a??n2,
故问题得证.
nn这里是由于g?x??e?x?xk?xxk?0k!, g??x???en!?0,
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,证明方程
g?x?在?0,???上严格单调递减,
所以,当0?x?n时,有g?x??g?n?.
七、 是否存在R上的可微函数f(x),使得f(f(x))?1?若存在,请给出一个例子;若不存在,请给出证明。 证明 如果这样的函数f(x)存在,
我们来求f(f(x))的不动点,即满足f(f(x))?x的x,
x?1?x?x?x?x42x?x?x?x2435,
2435,
(x?1)(x?x?1)?0,
由此得x?1,这表明f(f(x))有唯一的不动点x?1,易知f(x)也仅有唯一的不动点x?1,f(1)?1,在等式f(f(x))?1?求导,得
324f?(f(x))f?(x)?2x?4x?3x?5x,
x?x?x?x2435,两边对x让x?1,即得(f?(1))2八、设函数
??2,这是不可能的,故这样的函数不存在。
f在[0,??)上一致连续,且对任何x?[0,1],有
limf(x?n)?0,
n??f(x)?0lim证明: 。
x???试举例说明,仅有证明 由当
f在[0,??)上的连续性推不出上述结论。
f在[0,??)上一致连续,对??
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?0, ???0,
y1,y2?[0,??)