法线方程为
y??4??2(x?ln2), 即y??2x?2ln2??4
习题2-1
★★ 9.设
?sinx,x?0f(x)??,求f?(x).
x,x?0?知识点:分段函数的导数
思路:分段函数在每一段内可以直接求导,但是在分段点处要利用导数的定义求导 解:当x?0时,f?(x)?(sinx)??cosx
当x当x?0时,f?(x)?x??1 ?0时,f??(0)?lim?f(x)?f(0)x?lim?1
x?0x?0?xx?0f(x)?f(0)sinx f_?(0)?lim?lim?1 ?x?0?x?0x?0x?f?(0)?1
?cosx,x?0
?f?(x)??x?0?1,1?2xsin,x?0?★★ 10.试讨论函数y??在x?0处的连续性与可导性. x?x?0?0,知识点:函数在某点连续与可导的定义
思路:利用函数在某点连续与可导的定义判断 解: limf(x)?limxsinx?0x?021?0?f(0) x ?y?f(x)在x?0处连续.
1(?x)2sin?0?y?x lim?lim??x?0?x?x?0?x12 ?y?xsin在x?0处可导.
x总习题二
★★ 10.试确定a,b,使
x?0?li?mx[(1)s?in ?x]0?b(1?sinx)?a?2,x?0f(x)??在x?0处可导. axe?1,x?0?知识点: 连续与可导的定义
思路: 可导一定连续,由连续性和可导得方程组求解 解:若f(x)在x?0处可导,则f(x)在x?0处连续
?limf(x)?limf(x)?f(0) ?a?b?2?0① ??x?0x?0要使
f(x)在x?0处可导,则f??(0)?f_?(0)
x?0而
f??(0)?lim?f(x)?f(0)b(1?sinx)?a?2?lim??lim(bcosx)?b ??x?0x?0xxf(x)?f(0)eax?1axf_?(0)?lim?lim?lim(ae)?a ?a?b② ??x?0?x?0x?0xx由①②得a
?b??1
内容概要 名称 3.4 函数的单调性与曲线的凹凸性 主要内容(3.4) 函数单调性的判别法:设(1)若在(a,b)内(2)若在(a,b)内y?f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,则 f?(x)?0,则y?f(x)在[a,b]上单调增加; f?(x)?0,则y?f(x)在[a,b]上单调减少。 f(x)在区间I内连续,如果对I上任意两点x1,x2,恒有 1) 曲线凹凸性的概念:设f(x1?x2f(x1)?f(x2))?22,则称f(x)在I上的图形是凹的;如果恒有 f(x1?x2f(x1)?f(x2),则称f(x)在I)?22上的图形是凸的。 2)拐点的概念:连续曲线上凹弧与凸弧的分界点成为曲线的拐点。 曲线凹凸性的判别法:设(1)若在(a,b)内(2)若在(a,b)内f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有一阶和二阶导数,则 f??(x)?0,则y?f(x)在[a,b]上的图形是凹的; f??(x)?0,则y?f(x)在[a,b]上的图形是凸的。
习题3-4
1.单调性的判别法
★1.证明函数
y?x?ln(1?x2)单调增加。
知识点:导数的应用。
思路:利用一阶导数符号判断函数的单调性是常用的方法。在某个区间I上,f?(x)?0(f?(x)?0),
则
f(x)在I单调增加(减少)。
2x(1?x)2证明:∵y??1?, ??0(仅在x?1处y??0)
1?x21?x2∴
y?x?ln(1?x2)在(??,??)内是单调增加的。
2.单调区间的求法 P151.例3
3.函数极值的求法 P157,例11 4.证明不等式 P159.4(4),P181.26(这题没找到)
★★4.证明下列不等式:
(4)0?x?π13时,tanx?x?x。 23思路:利用泰勒公式可以证明一些不等式(见习题3-3第10题),利用函数单调性也是证明不等式常用的
方法。
π22时,有g?(x)?secx?1?tanx?0 2ππ从而g(x)?tanx?x在(0,)内严格单增,∴g(x)?g(0)?0,即在(0,)内tanx?x;
2213再令f(x)?tanx?x?x,
3π2222则当0?x?时,f?(x)?secx?1?x?tanx?x?0,
213π从而f(x)?tanx?x?x在(0,)内严格单增,∴f(x)?f(0)?0,
23π13即在(0,)内tanx?x?x,结论成立。
23(4)令g(x)?tanx?x,则当0?x?5.凹凸与极点的判定 y”> 0 , y’= 0 极小
y”< 0 , y’= 0 极大 凹凸性自己看书
6.最值问题 P167.4(没找到自己看吧)
第4章 不定积分
内容概要 名称 不 定 积 分 的 概 念 设主要内容 f(x), x?I,若存在函数F(x),使得对任意x?I均有 F?(x)?f(x) 或dF(x)?f(x)dx,则称F(x)为f(x)的一个原函数。 上的不定积分,记为 f(x)的全部原函数称为f(x)在区间I?f(x)dx?F(x)?C 注:(1)若(2)若F(x),G(x)均为f(x)的原函数,则f(x)连续,则必可积;F(x)?G(x)?C。故不定积分的表达式不唯一。 不 定 积 分 性 质 性质1:性质2:性质3:d?f(x)dx??f(x)dx; f(x)dx??f(x)或d???????dx?F?(x)dx?F(x)?C或?dF(x)?F(x)?C; ?[?f(x)??g(x)]dx???f(x)dx???g(x)dx,?,?为非零常数。 设计 算 方 法 第一换元 积分法 (凑微分法) 第二类 换元积 分法 f(u)的 原函数为F(u),u??(x)可导,则有换元公式: ?f(?(x))??(x)dx??f(?(x))d?(x)?F(?(x))?C 设x则 ??(t)单调、可导且导数不为零,f[?(t)]??(t)有原函数F(t),f(x)dx??f(?(t))??(t)dt?F(t)?C?F(??1(x))?C ?分部积分法 ?u(x)v?(x)dx??u(x)dv(x)?u(x)v(x)??v(x)du(x) 若有理函数为假分式,则先将其变为多项式和真分式的和;对真分式的处理按情况确定。 有理函数积分 本章 的地 位与 作用 在下一章定积分中由微积分基本公式可知---求定积分的问题,实质上是求被积函数的原函数问题;后继课程无论是二重积分、三重积分、曲线积分还是曲面积分,最终的解决都归结为对定积分的求解;而求解微分方程更是直接归结为求不定积分。从这种意义上讲,不定积分在整个积分学理论中起到了根基的作用,积分的问题会不会求解及求解的快慢程度,几乎完全取决于对这一章掌握的好坏。这一点随着学习的深入,同学们会慢慢体会到!
习题4-2
2、求下列不定积分。
知识点:(凑微分)第一换元积分法的练习。
思路分析:审题看看是否需要凑微分。直白的讲,凑微分其实就是看看积分表达式中,有没有成块的形
式作为一个整体变量,这种能够马上观察出来的功夫来自对微积分基本公式的熟练掌握。此外第二类换元法中的倒代换法对特定的题目也非常有效,这在课外例题中专门介绍!
★(4)
?135?3xdx
思路:凑微分。
12?1111133dx??d(5?3x)??(5?3x)d(5?3x)??(5?3x)?C.解:???333325?3x5?3x★★(6)
?costtdt
思路:如果你能看到d(t)?12tdt,凑出d(t)易解。
解:
?costtdt?2?costd(t)?2sint?C
★★(8)
dx?xlnxlnlnx
思路:连续三次应用公式(3)凑微分即可。 解:
dxd(ln|x|)d(ln|lnx|)???xlnxlnlnx?lnxlnlnx?lnlnx?ln|lnlnx|?C
2cos?(?t)sin(?t)dt
★★(14)
思路:凑微分。
解:cos2(?t)sin(?t)dt??1?2cos?(?t)sin(?t)d?t??1?2cos?(?t)dcos(?t)
??
1cos3(?t)?C. 3?3、求下列不定积分。
知识点:(真正的换元,主要是三角换元)第二种换元积分法的练习。
思路分析:题目特征是----被积函数中有二次根式,如何化无理式为有理式?三角函数中,下列二恒等
式起到了重要的作用。
sin2x?cos2x?1;sec2x?tan2x?1.
为保证替换函数的单调性,通常将交的范围加以限制,以确保函数单调。不妨将角的范围统统限制在锐角范围内,得出新变量的表达式,再形式化地换回原变量即可。
★★★(1)
?1?dx1?x2
思路:令x?sint,t?解:令x?sint,t??2,先进行三角换元,分项后,再用三角函数的升降幂公式。
?2dxcostdtdtdttt??????dt???t???t??sec2d
t1?cost1?cost221?1?x22cos221?1?x2tx?C) ?t?tan?C?arcsinx??C.(或?arcsinx?2x21?1?x(万能公式tan★★★(3)
,则dx?costdt。
tsint1?cost2,又sint?x时,cost?1?x) ??21?costsint3?dx(x?1)2
思路:令x?tant,t??2,三角换元。