第五章 定积分(4)

2019-06-05 10:25

=ln2?1?ln(x?2)?ln(x?1)?10 =ln2?1(?ln2?ln2)?1ln2 ] 333?1 7. 1?e [解析:

?1?111?x0f(x)dx=?0?1f(x)dx+?0f(x)dx=??1(2x?1)dx+?0edx

0?1?1?1?(?e?x)1?0?1?e?1?e ] 02 =(x?x) 8. 最小值为0; 最大值为ln5?ln2 [ 解析:由于f(x)?'2x?22x?2??0 (x??0,1?)

x2?2x?2(x?1)2?12t?2dt

t2?2t?2 故f(x)在〔0,1〕上单调增加。 从而最小值为f(0)=0; 最大值为f(1)= 而

?10?102t?22(t?1)111dt==d(t?1)d(t?1)2 00222??t?2t?2(t?1)?1(t?1)?1 =

?10122d(t?1)?1?ln(t?1)?12(t?1)?1????10?ln5?ln2 ]

9. 1 [ 解析:等式两边关于x求导得:f(x)? 10. f(x)?3x?22x2?1f(1)??1 ] 于是21?11?x2x 3 [ 解析:由于定积分

?10f(x)dx是一常数,所以可令?10f(x)dx=k, 从而有:

121f(x)?3x2?x.k,这样对上式两边求积分得:?10f(x)dx=?03xdx?k?0xdx

即k?x310112

?k(x2) k?1?k 于是k?

223021从而f(x)?3x?2x. ] 3四、证明题

[ 解析:根据等式两边被积函数与积分上,下限的特点,对等式左边的定积分 做变量代换,令x?t. x?2t dx?12t12tdt 换元换限即得

1a20tf(t)dt?右边 ?2左边=

?a0ax3f(x2)dx??0(t)3.f(t).2dt =

说明:也可从右向左证明,对左边的定积分可令

x?t2, 同样可证。 ]

五、自测题B及解答

一、选择题

1.设f(x)连续,F(x) =

?x20f(t2)dt, 则F'(x)等于( )

(A)f(x4 ) (B)x2 f(x4 ) (C)2x f(x4 ) (D)2xf(x2) 2.设f(x)在[a, b ]上可导,且 f'(x) >0 ,若?(x)=则下列说法正确的是( )。

(A)?(x)在[a, b ]上单调减少 (B)?(x)在[a, b ]上单调增加 (C)?(x)在[a, b ]上为凹函数 (D)?(x)在[a, b ]上为凸函数 3. 设f(x)连续,I=t

?xaf(t)dt ,

?s0tf(tx)dx ,则下列结论中成立的是( )

(A)I是S和t的函数 (B) I是S的函数 (C) I是t的函数 (D) I是常数 4. 设f(x)连续,F(x)=

?e?xxf(t)dt,则F'(x)?( ).

(A) ?e?xf(e?x)?f(x) (B) ?e?xf(e?x)?f(x) (C) e?xf(e?x)?f(x) (D) e?xf(e?x)?f(x)

5.设f(x)??x20t(t?1)dt,则下列结论中正确的是( ).

(A)f(?1)是极大值,f(1)是极小值. (B)f(?1)是极小值,f(1)是极大值.

(C) f(?1)和f(1)是极小值,f(0) 是极大值. (D) f(?1)和f(1) 是极大值,f(0) 是极小值. 二、填空题 1. 2.

da?t2dt= 0edx?2?2?max(1,x2)dx? 3.

?2?2x5sin2xdx?

x4?x2?14.设F(X)=5.已知

??20x‘f(x)dx??0f(t)dt,则F(X)?

?101’f(x)dx?1, f(1)=1 ,则?0xf(x)dx? 0x?6.设?(x)‘sin(sint)dt,(?2)? 则?a?a7. 设f(x)为(-a,a )上连续, a≠0 则 三、计算题

??x?f(x)?f(?x)?dx?

1.

?2??(2cosx?x4sinx)dx

2?sinx??(1?x2)32. 设f(x)???x2??1?2xe3.

x?[?1,0]x?[0,1] 求

?1?1f(x)dx.

??1?1x?x1?x2dx.

?4. 5.

20sinx?cosxdx

?a0x2a2?x2dx

6. 设f(x)连续,且满足

??2x0f(t)dt?cosx?1, 求??0f(x)dx

7. I=

?20sinxdx

sinx?cosx8. 设y=y(x)由方程

?y0xetdt??022sinttdt?1 确定,求

dy. dx9. 设f(x)在〔a,b〕上有连续导数,且f(a)=f(b)=0,

?ba'f2(x)dx?1 , 求?baxf(x)f(x)dx

10. 设f(x)是连续函数,且f(x)=

??11?x21?ex?10f(x)dx. 求?0f(x)dx.

11. 能否求出k值,使积分

?0xkdx收敛

??12. 已知

???0e?tdt?222求

?0xe?xdx

四、证明题 1. 设f(x)= x?2?a0f(x)dx. (a?-1). 证明:?a0a3 f(x)dx.?3(a?1)自测题B参考答案

一、选择题 1.(C)

2.(C)[ 解析:由于f'(x)>0, 而?'(x)=f(x), 故???(x)=f'(x)>0 可见?(x)在〔a,b〕上为凹函数。]

3.(B)[ 解析:用定积分的换元法将I化简。 令u=tx,

则I=t

?s0t1ssf(u)du, 所以I是S的函数。 ] f(u)du=?0f(tx)dx=t?0t4.(A)[ 解析:关于变上、下限函数求导。 ]

5.(C)[ 解析:先对变上限函数求导,然后求驻点,并由f'(x)符号的变化来判别f(x)是 否有极限,是极大值或是极小值。 ] 二、填空题

1. 0 [ 解析:由于2.

?a0e?tdt是一常数,故导数为0。]

22022?12122 [ 解析:因为??2max(1,x)dx???2xdx???11dx??1xdx 313?111327720 =x?2?x?x1??2?? ]

?1333333. 0 [ 解析:由于被积分函数在对称区间〔-2,2〕上为奇函数,故积分为0。]

4. f(x) [ 解析:由于第一个积分为常数,而第二个积分的导数可按变上限函数求导即可。] 5. 0 [ 解析:

?1011?x)dx??1xf(0xdf(x)?xf(x)0??0f(x)dx

=f(1)?0??10f(x)dx?1?1?0 ]

??sin(sinx)6. sin(sin2) [ 解析:因为?(x) ??'(?2)??sin(sin(?2))= sin(sin2)]

7. 0 [ 解析:由于函数f(x)+f(-x)为偶函数,故该定积分的被积函数在对称区间〔-a,a〕

上为奇函数,所以此定积分为0 。]

三、计算题

41. ln3 [ 解析:由于xsinx在??'????,?上为奇函数,故积分为0, 22???? 所以,原式=

?2??2cosx1dx=?2?d(sinx?2)

?2?sinx2?sinx2? =ln(2?sinx)2??2??ln3。]

2.

3?101 [ 解析:??1f(x)dx.=??1f(x)dx.+?0f(x)dx. 16 = 其中而对于是

?0?1?x(1?x2)3dx.??1)dx 0(1?2xe?x22?10(1?2xe)dx=(x?e?x2?1)10?e

???0?1(1?x2)3dx.做变量代换。令x=sint, dx=costdt (1?x2)3dx.=?0?cos4tdt 再令t=-u

?20?1则有

0??2costdt=?40?231?3?cosu(?du)=?02cos4udu =..= .]

422164?13. ln2 [ 解析:??1x?x1?x2dx.=?0?1x?x1x?xdx.+?01?x2dx. 1?x2 =0+

?102x11dx.d(1?x2)=ln(1?x2)1=0=ln2. ] 022?1?x1?x???4. 22?2 [ 解析:

??202(sinx?cosx)dx sinx?cosxdx=?04(cosx?sinx)dx+??4?=(sinx?cosx)40?(?cosx?sinx)?24=(2?2?1)?(1?2)?22?2) 2a4?5. [解析:令x=asint dx=acostdt 同时换元换限

16??于是原式= =

??20asint.cost.cost.dt=?02a4sin2t.(1?sin2t)dt

?42?20asint.dt-?42204?1?31??a?asint.dt=a?.?..??. ]

1622422??4246. –1 [ 解析:对

?2x0f(t)dt?cosx?1两边关于X求导得:

1sinx 21t1x 令2x=t 得 f(t)??sin 即f(x)??sin

22221xxxx??? 于是?0f(x)dx=?0(?sin)dx=??0sind()=cos22222x ?f(2x)?? f(2x).2??sin?0??1. ]


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