26.设当时x?0,f(x)可导,且满足方程f(x)?1?解:将方程两边对x求导,得f?(x)??1x21x?x1f(t)dt,x?0求f(x)
?x1f(t)dt?f(x)x
1?11?x?x?将原方程的f(x)表达式代入上式,得f?(x)??1x2?x1f(t)dt??x1?1f(t)dt??
x?积分,得f(x)?lnx?C,由原方程中令x?1,可得f(1)?1,从而C=1
故f(x)?lnx?1
27.设f(x)是连续函数,且f(x)?x?2?f(t)dt,求f(x)
01解:因为f(x)连续,所以?f(t)dt存在,不妨设?f(t)dt?l,于是f(x)?x?2l
0011积分有?f(t)dt?01?10(t?2l)dt,l?12t210?2l?l??12
故f(x)?x?1
28.设函数f(x)在区间[0,1]上连续,并设?f(x)dx?A,求?dx?f(x)f(y)dy
00x111解:I????10dx?f(x)f(y)dy?xx1?10f(x)dx?1xf(y)dy
x11 ???f(t)dt?f(y)dy??0??0??01x0f(t)dt?(?f(x))dx?2?10f(x)dx?f(t)dt
0x ?注意:
12x(?f(t)dt)0x210?12(?f(t)dt)?0x12A
2?0f(t)dt为f(x)的一个原函数。
29.设f(x)在???,???上连续,且对任何x,y有f(x?y)?f(x)?f(y),计算
?1?1(x?1)f(x)dx
2解:对于这种被积函数含有抽象因子的积分,通常是利用奇偶性积分的“特性”处理,以下证
明f(x)为奇函数。
令y=0,则由f(x?y)?f(x)?f(y)可得:f(x)?f(x)?f(0)?f(0)?0
又,f[x?(?x)]?f(x)?f(?x),即f(x)?f(?x)?0,可知f(x)为奇函数,于是
1??1(x?1)f(x)dx?0
230.设f(x),g(x)区间??a,a?(a?0)上连续,g(x)为偶函数,且f(x)满足条件 f(x)?f(?x)?A(A为常数)。(1)证明:??a?af(x)g(x)dx?A?g(x)dx
0xa(2)利用(1)的结论计算定积分?2?sinxarctanedx
?2 解:(1)证明:?a?af(x)g(x)dx??0?af(x)g(x)dx??a0f(x)g(x)dx
?? ??a?a0?af(x)g(x)dx令x?u??0af(?u)g(?u)du??a0f(?x)g(x)dx
f(x)g(x)dx??a0f(?x)g(x)dx??a0f(x)g(x)dx??0?f(x)?af(?x)?g(x)dx?A?g(x)dx0a(2)取f(x)?arctanex,g(x)?sinx,a??2,则f(x),g(x)在???????2,2??上连续g(x)为偶函数。因为(arctanex?arctane?x)??0,所以arctanex?arctane?x?A, 令x?0,得2arctan1?A,于是,A???2,f(x)?f(?x)??2
故?2??2sinxarctanedx?x?2??20sinxdx??2??20sinxdx??2
31.设函数f(x),g(x)满足f?(x)?g(x),g?(x)?2ex?f(x),且f(0)?0,g(0)?2,求
??0?g(x)f(x)??2?1?x(1?x)??dx ?x解:由f?(x)?g(x),g?(x)?2e?f(x),,得,
xf??(x)?2e?f(x),于是有
?f??(x)?2ex?f(x),解方程得f(x)?sinx?cosx?ex,又, ??f(0)?0,f?(0)?2??0?g(x)f(x)??2?1?x(1?x)??dx????0?g(x)(1?x)?f(x)???dx?2(1?x)????0?f?(x)(1?x)?f(x)???dx?2(1?x)??b2??0d(f(x)1?x)?1?e?1??32。设f(x)在?a,b?上有连续的导函数,且f(a)?0试证?f(x)dx?a(b?a)222???f(x)dx?ab
证明:f(x)?f(x)?f(a)?x?f(x)??f?(t)dt?????a?22?xaxf?(t)dt,于是由柯西不等式
?bxadt?a?f?(t)?2dt?(x?a)?ba?f?(t)?2dt
故
?baf(x)dx?12?b2a[(x?a)?[f?(t)]dt]dx?a?ba(x?a)dx?ba?f?(t)?2dt?1?b?a???f?(x)?a22b2dx33。讨论?x0p?1(1?x)q?1q?1dx的敛散性。
1p?1q?11p?1q?1解:?x01p?1(1?x)dx??20x(1?x)dx??12x(1?x)dx
1对?2xp?1(1?x)q?1dx,因为当x?0时,xp?1(1?x)q?1dx?xp?1所以当p?0时,瑕积分收
0敛;p?0时,发散
对?1xp?1(1?x)q?1dx,因为当x?1时,xp?1(1?x)q?1dx?(1?x)q?1所以当q?0时,瑕积
21分收敛;q?0时,发散
综上所述,瑕积分?xp?1(1?x)q?1dx当p?0,q?0时收敛,其余情形发散。
0134.已知f(x)在?a,b?上连续,在(a,b)内f??(x)存在,又连接A(a,f(a)),B(b,f(b))两点的直线交曲线y?f(x)于C(c,f(c)),且a?c?b,试证在(a,b)内至少存在一个?使得
f??(?)?0
证明:由题意,可对f(x)在?a,c?,?c,b? 上分别利用拉格朗日中值定理,于是有 f?(?1)?f(c)?f(a)c?a,?1?(a,c) f?(?2)?f(c)?f(a)c?a?f(b)?f(c)b?c?,?2?(c,b)
?A,B,C在同一直线上,?f(b)?f(c)b?cf(b)?f(a)b?a
故f?(?1)?f?(?2),因而,f?(x)在??1,?2?上满足洛尔定理。 于是,存在一个????1,?2???a,b?,使得f??(?)?0
35.若f(x)在?0,1?上三阶导数,且f(0)?f(1)?0,设F(x)?x3f(x),,试证在?0,1?内至少存在一个?,使得F???(?)?0
证明:用台劳公式证写出F(x)在x=0处的二阶台劳展开式为
F(x)?F(0)?F?(0)x?12!F??(0)x?213!F???(?)x (*)
32323?F?(x)?3xf(x)?xf?(x),F??(x)?6xf(x)?6xf?(x)?xf??(x)
?F(0)?F?(0)?F??(0)?0,于是(*)?F(x)?1313!F???(?)x (**)
3注意到 F(1)?f(1)?0,由(**)有F???(?)?0?F???(?)?0
测 试 题
——高等数学Ⅱ
一、选择题
1、设E=??x,y?x?y?0?,则( )
A、E为连通域; B、E不是连通域; C、E为单连通域; D、E为复连通域; 2、函数Z?arcSinx2?arcSinx3的定义域是( )
y?3A、?2???2 B、?3?1
C、?2?x?2且?3y?3 D、o?x2?y2?1 3、函数Z??x2?y2?1??x2?y2?的定义域是( )
A、x2?y2?0 B、x2?y2?0 C、O?x2?y2 D、O?X2?Y2?1
?11?4、lim?2x???xy?y??????xy?( )
A、等于e B、等于1 C、等于0 D不存在
?1x?0?sinxy5、设函数f?x,y???x则f?x,y?在( )上连续。( )
?yx?0?A、全平面 B、全平面除去原点
C、全平面除C轴 C、全平面除y轴
6、在矩开展区域D:x?xo??,y?y0??内,fx?x,y??fy?x,y??0是f?x,y??c(常量)的( )
A、必要条件 B、充分条件
C、充要条件 C、既非充非也非必要条件
?z?z7、设Z?u2?v2,u?x?y,v?x?y,则在?1,0?处偏导数的值分别为( ) ,?x?yA、4和0 B、0和4 C、0和0 D、4和4
?u?u?u8、设u?x2?y2?z2,x?rc的值分别为osnsi?,Y?rnsinsi?,z?rcos?,则,,?r?o??( )
A、0,0, 2r B、0,2r,0 C、2r,0,0 D、0,0,0
9、当??( )时,由方程y?x??siny?0,能确定y?f?x?且y?x?具有连续导函数。( )
A、??1 B、??1 C、??0 D??0
?z?y??z10、在()条件下,由方程Z?x?y??z2?所确定的函数。Z?x,y?满足方程( )
A、??z2?连续 B、??z2?可微
C、??z2?可微且??z2??0; D、??z2?z可微且yz?'?z2??0
???z?x。
11、设??u?v?x?y?0?x?xu?yv?1?0v?xv?yA、? B、
y?xy?x则?u的值为( )
C、
u?yy?x D、?u?xy?x
?x2?y2?z2?612、空间曲线?在点?1,2,1?处的切线必平行于( )
?x?y?z?0A、xoy平面 B、yoz
C、zox D、平面x?y?z?0
13、旋转椭球面2x2?y2?z2?16上点(2,2,-2)处外法线与Z轴夹角的余弦及切平面与x0z面夹角的余弦分别为( )
A、?C、
6666,?,?6666 B、?6666,,6666
D、
2
14、研究函数z??x2?y2?e??x?y2?的极值,有( )
A、有极大值Z?e?1,无极小值 B、有极小值Z?0 C、有极小植Z?0,极大值Z?e?1 D、无极植
8x15、研究函数Z???y,?x?0,y?0?的极值,有( )
xyA、在(4,2)处有极小值Z=6; B、在(4,2)处有极大值Z=6; C、在(1,2)处有极大值Z=10; D、无极值 16、函数f?x,y??x??y?(1,1)(-1,-1),则( )。 ?x?2xy?y有三个驻点(0,0)
22A、f?0,0?是极大值 B、f?0,0?是极小值
C、f(1,1),f(-1,-1)都是极小值 D、f(1,1),f(-1,-1)都是极大值 17、若fx?x0,y0??0,fy?x0,y0??0,则在点?x0,y0?处函数f?x,y?( )
11A、连续 B、必取极值 C、可能取得极值 D、全微分d2=0
2218、函数Z?x?2y在条件x?y?5下的极值为( ) A、极大值f(1,2)=5 B、极小值f(1,2)=5 C、极大值f(2,1)4 D、极小值f(2,1)=4 19、函数u?xyzx?y?z?5,在条件xy?yz?zy?8下( )
A、无极值 B、有极大值u?4C、极有极大值u?422427和极小值
427 D、仅有极小值u=4
20、圆x?2xy?5y?16y?0与直线x?y?8?0之间的最短距离是( ) A、22 B、32 C、42 D、62