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第一章 函数与极限
本章要点:
1.函数极限的概念(对极限的 、 定义可在学习过程中逐步加深理解,对于给出 求N或 不作过高要求。)
2.极限四则运算法则。
3.两个极限存在准则(夹逼准则和单调有界准则),会用两个重要极限求极限。
4.无穷小、无穷大,以及无穷小的阶的概念。会用等价无穷小求极限。
5.函数在一点连续的概念。
6.间断点的概念,并会判别间断点的类型。
7.初等函数的连续性和闭区间上连续函数的性质(介值定理和最大、最小值定理.)
本章目标:
1.理解函数的概念的理解复合函数的概念,了解反函数的概念。
2.了解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性。
3.掌握基本初等函数的性质及其图形。
4.会建立简单实际问题中的函数关系式。
5.理解极限的概念(对于给出 求N或 不作过高要求。)
6.掌握极限的四则运算法则。
7.了解极限存在准则(夹逼准则和单调有界准则),会用两个重要极限求极限。
8.了解无穷小、无穷大,以及无穷小的阶的概念。会用等价无穷小求极限。
9.理解函数在一点连续的概念。
10.了解间断点的概念,并会判别间断点的类型。
11.了解初等函数的连续性和闭区间上连续函数的性质(介值定理和最大、最小值定理。)
本章重点:
1.函数极限的概念,会求一些简单函数的极限。
2.函数在一点连续的概念,会判断一些简单函数间断点的类型。
本章难点
1.两个极限存在准则;
2.判别间断点的类型。
第一章 总结
本章主要介绍了极限的概念、极限存在的判定准则,极限的求法以及连续函数的定义与性质.
利用极限的定义证明函数(或数列)以某确定常数为极限,是本章的难点之一。
极限存在性问题是本章的重点,也是难点.一般地,常用以下方法判定一个极限是否存在:
(1)利用单调有界准则;
(2)利用夹逼准则;
(3)利用柯西准则;
(4)利用左右极限是否存在且相等;
(5)利用子数列或部分极限。
掌握好求极限的方法是学好高等数学所必须的,这是本章的重点内容。目前为止,我们可以
(1)利用定义验证极限;
(2)利用极限四则运算法则求极限;
(3)利用重要极限求极限;
(4)利用无穷小量等价代换求极限;
(5)利用夹逼准则求极限;
(6)利用单调有界数列必有极限准则求极限;
(7)利用函数连续性求极限等等.在后面的章节中,我们还会陆续介绍其它一些求极限的方法。
函数连续性的概念是本章的又一重点,如何判定函数的连续性和间断点,怎样确定间断点的类型,闭区间上连续函数有哪些性质,都是需要同学们深刻理解,牢固掌握的。
第一节 函数(作业一)
一、单项选择题
1.设函数 ,它的定义域是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.设 那么 【 】.
A.0; B.-2; C. ; D. .
3.开区间 是【 】.
A.3的邻区; B.以2为中心,1为半径的邻区;
C.1的邻区; D.以2为中心,1.5为半径的邻区.
4.函数 的反函数是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.函数 是【 】.
A.奇函数; B.偶函数; C.非奇非偶函数; D.奇、偶性取决于 的取值情况.
6.设 是奇函数, 是偶函数,则 是【 】.
A.即不是奇函数,又不是偶函数; B.偶函数;
C.有可能是奇函数,也可能是偶函数; D.奇函数.
7.满足不等式 ( 为常数, )的所有 的区间表示为【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
8.若 ,则有【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
9.设 那么 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
10.使等式 成立的所有 构成的区间为【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
11. .
12. .
13. .
14. .
15. .
16. .
17. .
三、计算题
18.求下列函数定义域
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) .
19.作下列函数的图形
(1) ; (2) .
第一节 函数(作业二)
一、单项选择题
1.当函数 的自变量 的增量 时,相应的函数的增量 【 】.
A.一定大于零; B.一定小于零; C.一定不大于零; D.不一定大于零.
2.下列函数中满足关系 的函数是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.设函数 的定义域 ,则 的定义域是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.在同一坐标系下,方程 与 代表的图形【 】.
A.是同一条曲线; B.关于 轴对称; C.关于 轴对称; D.关于直线 对称.
5.要使 是奇函数,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
6.设 的定义域是 ,则 的定义域是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
7.设 是奇函数, 是奇函数,则 是【 】.
A.既不是奇函数,又不是偶函数; B.偶函数;
C.有可能是奇函数,也可能是偶函数; D.奇函数.
8.曲线 上对应于 的点是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
9.函数 在 内【 】.
A.是无界的; B.是有界的; C.是常数; D.小于零.
10.下列各对函数中,互为反函数的是【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
二、填空题
11. .
12. .
13. .
14. .
15. .
16. .
17.设 ,那么 .
18.设函数 那么函数的值域是 .
19.设函数 它的反函数是 .
20.开区间 中每个点都是它的 点.
三、计算题
21.设 是定义在 上以 为周期的函数,当 时, ,写出 的表达式.
22.设 是定义在 上的奇函数,当 时, ,写出 的表达式.
23.下列函数是由哪些基本初等函数复合而成的?
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) .
第二节 数列的极限(作业一 )
一、单项选择题
1.数列 的极限为【 】
A. ; B. ; C.不存在; D. .
2.数列 的一般项 为【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
3.极限 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
4.极限 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
5.极限 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
6. = .
7. = .
8. = .
9. = .
10. = .
11. = .
12. .
13. .
14. .
15. .
三、计算题
16.用数列极限的 定义验证数列 的极限是2.
17.求下列数列极限.
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) .
第二节 数列的极限(作业二 )
一、单项选择题
1.设数列 满足:对任意的 ,则 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
2.极限 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
3.极限 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
4.极限 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
5. 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
6.因为 ,那么 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
8. .
9. .
10. .
11. .
12. = .
三、计算题
13.求下列函数的极限。
(1) ; (2) .
14.下列结论是否正确?若正确,请给出证明;若不正确,请举出反例
(1)若 则
(2)若 ,则 ;
(3)若 ,则 ;
(4)若 则 ;
(5)若 则 ;
(6)若对任何实数 , 则 .
第三节 函数的极限(作业一)
一、单项选择题
1.下列各函数的极限存在的是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.极限 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.设函数 ,那么 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.设函数 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D.不存在.
6.设 ,又 则 =【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
7. .
8. .
9. .
10. .
11. .
12. .
13. .
14. .
三、计算题
15.设 ,作 的图形,并求 在 处的左、右极限.
16.设 ,试求 在 处的左、右极限.
17. 已知 ,求 的值.
第三节 函数的极限(作业二)
一、单项选择题
1.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.极限 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.极限 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.若函数 在点 处的极限存在,则【 】.
A. 必存在且等于极限值 ; B. 存在但不等于极限值;
C. 在 处的函数值可以不存在; D.如果 存在,则必等于极限值.
二、填空题
6. .
7. .
8. .
9. .
10. .
11.求 .
12. .
13. .
14. .
15. .
16. .
17. .
18. .
19. .
三、求解下列各题
20.用函数极限定义说明下列极限成立。
(1) ; (2) .
21.设 ,求 .
22.设 ,证明 不存在性.
第四节 无穷小量与无穷大量
一、单项选择题
1.当 时,下列变量中为无穷大的是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.下列变量在给定的变化过程中为无穷小量的是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.当 时, 是【 】.
A. 的同阶无穷小量; B. 的等价无穷小量;
C.比 高阶的无穷小量; D.比 低阶的无穷小量.
4.若 其中 为常量, 为一当 时的无穷小量,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D.不存在.
5.当 时, 【 】.
A.极限不存在; B.是无穷大量; C.是无穷小量; D.是未定式.
6.无穷大量减去无穷大量是【 】.
A.无穷小量; B.零; C.常量; D.未定式.
7.极限 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
8.当 时, 是【 】.
A.比 低阶的无穷小量; B.比 高阶的无穷小量;
C.与 的同阶无穷小量; D.与 的等价无穷小量.
9. 【 】.
A. B. C. D.
二、填空题
10. .
11. .
12. .
13. .
14. .
15. .
16. .
17. .
18. .
19. .
20. .
三、完成下列各题
21. 证明:有限个无穷小量的代数和仍是无穷小量;有限个无穷小量的积仍是无穷小量.
22.函数 当自变量 在什么变化过程中是无穷小量?在什么变化过程中是无穷大量?
23.当 时,下列变量中哪些是等价无穷小量.
, , , ,
24.当 时,下列哪些函数是与 同阶的无穷小量?哪些是比 更高阶的无穷小量?
, , , , , .
第五节 函数的连续性与间断点(作业一)
一、单项选择题
1.函数 的连续区间是【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
2.为使函数 在 处连续,应取 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. ;
3.设 处连续,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.设函数 ,函数 在 在连续,则 分别为【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
5. .
6. .
7. .
8. .
9. .
三、完成下列各题
10.设函数
(1) 函数 在定义域内是否连续?(2) 画出函数 的图形.
11.设 ,问常数 为何值时,函数 在其定义域内连续?为什么?
12.某水果站在水果大量到货时规定, 50kg以下标价0.80元/kg,满50kg的标价0.70元/kg,满150公斤时标价0.60元/kg. 试列出收费金额 与购买量 的函数关系.问该函数是否为连续函数?
13.将100元按6%作连续复利计算,问20年后本利和应是多少?(已知 )
第五节 函数的连续性与间断点(作业二)
一、单项选择题
1.设 在 内连续, ,则在 内 必有【 】.
A.最小值 B.零值 C.最大值 D.极值
2.函数 的间断点为 【 】.
A. B. C. D.
3.设函数 ,那么函数的所有间断点是【 】.
A. B. 和 C. D. 和
4.如果 在 处连续,且 ,那么 【 】.
A. B. C. D.
二、填空题
5. .
6. .
7. .
8. .
9. .
三、完成下列各题
10.求下列函数的间断点,并说明类型.
(1) ; (2) .
(3) ; (4) .
11.证明方程 在1与2之间至少存在一个实根.
12.已知 ,求常数 , .
13.判定 是 的什么类型间断点.
14.函数 在 上是否有界?当 时, 是否为无穷大?为什么?
第一章 综合练习题
1.设 求 , , , .
2. 讨论下列函数的奇偶性与周期性.
(1) ; (2) ; (3) .
3.指出下列函数的单调区间并判定其是否有界.
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) .
4.求下列函数的反函数
(1) ; (2) .
5.设 , ,且 ,求 .
6.已知 ,求 .
7.设 求 .
8.设 , ,求 .
9.证明:如果 在 连续,且 存在,则 必有界.
10. 填空题
(1) = .
(2) = .
(3) = .
(4) = .
(5) = .
(6) .
(7) .
(8) .
(9) .
(10) = .
(11) = .
(12) = .
(13) = .
(14) = .
(15) = .
(16) = .
(17) = .
(18) = .
(19) = .
(20) = .
(21) = .
(22) = .
(23) = .
(24) = .
(25) = .
(26) = .
11.求下列函数的间断点,并说明类型
(1) ; (2) .
第二章 导数与微分
本章要点
1.导数和微分的概念。
2.导数的几何意义。
3.函数的可导性与连续性之间的关系。
4.导数的四则运算法则和复合函数的求导法。
5.微分的四则运算法则和一阶微分形式不变性。
6.高阶导数的概念。
7.求隐函数和由参数方程所确定的函数的一阶、二阶导数。
本章目标
1.理解导数和微分的概念,理解导数的几何意义及函数的可导性与连续性之间的关系。
2.会用导数描述一些物理量。
3.掌握导数的四则运算法则和复合函数的求导法,掌握基本初等函数。了解微分的四则运算法则和一阶微分形式不变性。
4.了解高阶导数的概念。
5.掌握初等函数一阶、二阶导数的求法。
6.会求隐函数和参数式所确定的函数的一阶、二阶导数。会求反函数的导数。
本章重点
1.导数与和微分的概念。
2.导数与和微分计算。
本章难点
1.复合函数求导法。
2.隐函数求导法。
3.参数方程确定的函数的求导。
第一节 导数概念
一、单项选择题
1.设 ,其中 为常量,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.设曲线 在点 处的切线的斜率为 ,则点 的坐标为【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.函数 在 处的导数为【 】.
A. ; B. ; C. ; D.不存在.
4.函数 的图像在 点的切线平行于 轴,则 为【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.设 在 内连续,且 ,则在点 处【 】.
A. 的极限存在,且可导; B. 的极限存在且等于 ,但不一定可导;
C. 的极限不存在; D. 的极限不一定存在.
6.设 ,则 【 】.
A. ; B. C. D.
7.一物体作直线运动,路程 与时间 的关系为 ,则它的速度为【 】.
A. B. ; C. ; D. .
8.曲线 在 时的切线斜率是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
9.曲线 在点 处的切线斜率是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
10. .
11. .
12. .
13. .
14.设 ( 为常数),则 .
15.设 ( 为常数),则 .
16.曲线 在点 处的切线斜率是 .
17.设 ,则 .
18.设 ,则 .
19.设 ,其中函数 在 处可导,则 .
三、讨论下列函数在给定点 处的连续性与可导性,若可导,求出 .
20. ; 21. ;
22. ; 23. .
第二节 导数的计算 (四则运算)
一、单项选择题
1.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.设 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.曲线 在点 处的切线斜率是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
5.设 , 则 .
6.设 ,则 .
7.设 ,则 .
8.设 ,则 .
9.设 ,则 .
10.设 ,则 .
11.设 ,则 .
12.设 ,则 .
13.设 ,则 .
14.设 ,则 .
15.设 ,则 .
16.设 ,则 .
17.设 ,则 = , = .
18.设 , 则 = , = .
19.设 ,则 = .
三、完成下列各题
20.求曲线 上横坐标为 的点处的切线方程和法线方程.
21. 为何值时,曲线 与曲线 相切,并求曲线在该切点处的切线和法线方程.
22.证明: 双曲线 上任一点处的切线与两坐标轴构成的三角形面积都等于 .
第二节 导数的计算 (复合函数求导法)
一、单项选择题
1.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
5.设 则 .
6.设 则 .
7.设 则 .
8.设 则 .
9.设 则 .
10.设 则 .
11.设 则 .
12.设 则 .
13.设 则 .
14.设 则 .
15.设 则 .
16.设 ,则 .
17.设 ,则 .
18.设 ,则 .
19.设 ,则 .
20.设 ,则 .
21.设 ,则 .
22.设 ,则 .
23.设 ,则 .
24.设 ,则 .
25.设 ) , .
26.设 ,则 .
27.设 ,则 .
28.设 ,则 .
29.设 ,则 .
30.设 ,则 .
第三节 高阶导数
一、单项选择题
1.设 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.设 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.设 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二 填空题
4. .
5. .
6. .
7. .
8. .
9. .
三、求下列函数的一阶和二阶导数
10.设 ,则 .
.
11.设 ,则 .
.
12.设 ,则 .
.
13.设 ,则 .
.
14.设 ,则 .
.
15.设 ,则 .
.
16.设 ,则 .
.
(下列各题中函数 均二阶可导)
17. 设 ,则 .
18. 设 ,则 .
19. 设 ,则 .
20. 设 ,则 .
三、计算题(求下列函数的 阶导数)
21. ; 22. ;
23. ; 24. .
第四节 隐函数与参数方程确定的函数的导数
一、单项选择题
1.设 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.设 由方程 确定,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.设 由方程 所确定,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.曲线 上相应于 点处的切线斜率是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.若 由方程 确定,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
6.设 由方程 确定,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
7.设 ,则 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
二、写出下列曲线在所给参数值相应的点处的切线方程和法线方程
8. 在 处; 9. 在 处;
三、计算下列参数方程所确定函数的导数
10. 求 ; 11. 求 ;
12. 求 ; 13. 求 .
四、求由下列方程确定的隐函数 的一阶导数
14. ; 15. ;
16. ; 17. .
第五节 函数的微分
一、单项选择题
1.设 可导,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.若 ,( 为大于零且不等于1的常数)则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.设 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.若 , 可导则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
6.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
7.设 ,用微分求得 的近似值为【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
8.设函数 在闭区间 上连续,则 在 内一定【 】.
A.单调; B.有界; C.可导; D.可微.
9.设 是由方程 确定的隐函数,则 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
10.若 在 处可微,当 趋于零时,则在 处差 是关于 的【 】.
A.高介无穷小; B.等价无穷小; C.低价无穷小; D.不可以比较.
二、填空题
11.设 则 .
12.设 则 .
13.设 则 .
14.设 则 .
15.设 则 .
16.设 则 .
17.设 则 .
18.设 则 .
19.设 .
20.设 则 .
三、求下列函数的微分
21. ; 22. ;
23. ; 24. ;
25. ; 26. .
第六节 导数在经济分析中的应用
1.设生产某商品 单位时的总成本函数和总收益函数分别为: (元), ,求该产品的边际成本函数、边际收入函数和边际利润函数.
2.设某商品的销售量与需求量相等,该商品销售 单位时的总成本函数与需求函数分别为 ,求边际利润为零时的销售量.
3.某商品的需求量 是价格p的函数, , ,求需求量对价格的弹性.
4.设某产品的总成本函数为 ,而需求函数为 ,其中 为产量,p为价格,试求:
(1) 边际成本,边际收益,边际利润;
(2) 收益的价格弹性.
5.指出下列需求关系中,价格p取何值时,需求是高弹性或是低弹性的?
(1) ; (2) .
6.设某产品的总成本函数和需求函数分别是 , ,其中 是产品的销售量(假设等于需求量), 为价格.试求(1)边际利润;(2)收益的价格弹性.
7.某厂生产某种产品 (百台)的总成本为 (万元),其中固定成本为2万元,每生产1百台,成本增加1万元,平均每年可销售4百台,销售收入 为 的函数,且
求 (1)利润函数; (2)边际利润.
第二章 综合练习题
一、单项选择题
1.设 在 的某个邻域内有定义,则 在 处可导的一个充分条件是【 】.
A. 存在; B. 存在;
C. 存在; D. 存在.
2.设 其中 是有界函数,则 在 处【 】
A.极限不存在; B.极限存在但不连续;
C.连续但不可导; D.可导.
二、完成下列各题
3.下列各题中均假设 存在,按导数定义观察下列极限,指出A表示什么?
(1) ;
(2) ,其中 ;
(3) ;
4.将一物体上抛,设经过t秒后,物体上升的高度为 ,求
(1)物体在 到 秒时段内的平均速度.
(2)物体在 秒时刻的速度.
5.设 ,且 在 处连续,问 在 处是否可导?
6.若 是奇函数,且 存在,试问: 是否存在?若存在, 和 有何关系?
7.设 表示 个劳动力所生产的某商品的数量,称 为 个劳动力的平均劳动生产率,试求劳动力数量为 时的边际劳动生产率,并说明它的实际意义.
8.企业的资金都是随着时间的变化而变化的.已知某厂的资金 是时间 的函数 ,求 时资金的增长率和增长率的变化率.
9.求曲线 在点(1,1)处的切线方程和法线方程.
10.用对数求导法求下列函数的导数
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) ;
11. 求下列方程确定的隐函数 的二阶导数
(1) ; (2) ;
12.验证函数 满足关系式 .
13.验证函数 (其中 是常数)满足关系式 .
14.求下列参数方程所确定的二阶导数 .
(1) ; (2) .
15.落在平静水面上的石头,产生同心波纹。若最外一圈波半径的增大率总是 ,问在 末扰动水面面积的增大率为多少?
16.已知 ,计算在 处当 分别等于1,0.1,0.01时的 和 .
17.设函数 在任意点 处增量 ,其中 是比 高阶的无穷小,求 .
18. 计算下列近似值
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) ;
(4) ; (6) .
19.当 较小时,证明下列近似公式
(1) ( 是弧度); (2) ;
(3) ; (4) .
20. 若函数 在点 处连续,且 存在,试证 在点 处可导.
21. 设函数 在点 处可导, ,试求 .
22.设有分段函数 ,其中 和 均可导,问 是否成立?成立的条件是什么?
23. 设 ,其中 为常数.试问 为何值时, 在 处可导,为什么?并求 .
24. 确定 的值,使函数 在( )内处处可导,并求它的导函数.
25. 对于任意正数 有 且 ,证明 在(0,+ )可导,并求 和 .
26. 求曲线 在点( )处的切线方程和法线方程,证明:在它的任一点处的切线介于坐标轴间部分的长为一常量.
27. 设曲线 与 都通过点(-1,0),且在点(-1,0)有公共切线,求 的值.
28. 设 由 所确定,求 ,并求 处曲线的切线方程.
29.设 ,求 .
30. 已知 , 求 .
31. 设某商品的需求函数为
(1) 求 =4时的收益价格弹性,并解释经济意义;
(2) 求 =6时的收益价格弹性,并讨论调价措施.
第三章 微分中值定理与导数应用
本章要点
1.罗尔(Rolle)中值定理和拉格朗日(Lagrange)中值定理。
2.罗必塔( Hospilal)法则求不定式的极限。
3.函数的极值概念。
4.判断函数图形的凹凸性;拐点。
5.描绘函数的图形(包括水平和铅直渐近线)。
本章目标
1.理解罗尔(Rolle)中值定理和拉格朗日(Lagrange)中值定理。
2.了解柯西(Cauchy)中值定理。
3.会用罗必塔( Hospilal)法则求不定式的极限。
4.理解函数的极值概念,并掌握用导数判断函数的单调性和求极值的方法。
5.会用导数判断函数图形的凹凸性;会求拐点;会描绘函数的图形(包括水平和铅直渐近线).会求解较简单的最大值和最小值的应用问题。
本章重点
1.理解拉格朗日(Lagrange)中值定理。
2.用罗必塔( Hospilal)法则求不定式的极限。
3.求函数的极值.
4.求解较简单的最大值和最小值的应用问题。
本章难点
1.解拉格朗日(Lagrange)中值定理及其应用。
2.函数的极值。
3.用罗必塔( Hospilal)法则求不定式的极限.
第三章 总结
本章我们利用极限理论从局部对函数变化性态进行了更深入的研究。
1.导数的应用是一元函数微分学的又一重点,也是难点。一般地,微分中值定理有三种基本应用。
(1)利用在一个区间上,函数的导数等于零,则函数在这个区间上恒为常数,证明等式;
(2)利用对中值定理中中值的放大与缩小,证明不等式;
(3)利用导函数的极限求左右导数,求分段函数在接点处的导数值。
2.利用导数来研究函数的单调性、极值、和凸性等;
3.利用函数的微分和Taylor公式来计算函数的近似值。
4.利用导数知识证明不等式常用以下五种方法:
(1)利用拉格朗日中值公式;
(2)利用函数单调性;
(3)利用函数的最大值和最小值;
(4)利用函数图形的凹凸性;
(5)利用泰勒公式。
导数为不等式的证明提供了不少有效方法,使用时究竟用哪种方法更合适,很难作出肯定回答,需要根据不等式的具体形式来加以选择,有的同时可以用多种方法证明.希望读者多加揣摩。
另外还应该注意:
(1)函数曲线在导函数单调增区间上下凸,函数曲线在导函数单调减区间上上凸。
(2)导函数的极值点所对应的曲线上的点为函数曲线的拐点。
导数应用要比求导法难一些,所以同学们在学习这部分内容时,不要操之过急,要逐步掌握。
第一节 微分中值定理
一、单项选择题
1.对于函数 ,满足罗尔定理全部条件的区间是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.如果函数 在 上满足罗尔定理全部条件,则至少存在一点 ,使得 ,其中 满足【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.函数 ,满足拉格朗日中值定理条件的区间是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.下列函数中在给定区间上满足罗尔中值定理的是【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
5.设函数 ,则方程 有【 】.
A.一个实根; B.二个实根; C.三个实根; D.无实根.
6.区间 上满足拉格朗日中值定理条件的函数是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
7.函数 在 上满足拉格朗日中值定理的全部条件,则使结论成立的 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
8.函数 在 上使拉格朗日中值定理结论成立的 =【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
9.下列函数在给定区间上满足拉格朗日中值定理的是【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
10.下列函数中,在闭区间 上满足罗尔定理条件的是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、证明题
11.证明恒等式: ( ).
12.若函数 在 内具有二阶导数,且 ,其中 ,证明:在 内至少有一点 ,使 .
13.证明不等式 .
14.设 ,证明: .
第二节 洛必达(L’Hospital)法则
一、单项选择题
1. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2. ,则此计算【 】.
A.正确; B.错误,因为 不是 型未定式;
C.错误,因为 不存在; D.错误,因为 是 型未定式;
3.设 在区间 内均有一阶连续导数,且 , ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D.不存在.
4. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.下列求极限问题不能使用洛必塔法则的是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
6. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
7. .
8. .
9.设 为常数, .
10. .
11.设 在 点可导,则 .
12. .
13. .
14. .
15. .
16. .
17. .
18. .
19. .
20. .
21. .
22. .
23. .
24 .
25. .
26. .
27. .
28. .
29. .
30. .
31. .
第三节 泰勒(Taylor)公式
一、应用泰勒公式求下列极限
(1)
(2)
二、求下列函数在指定点处具有佩亚诺余项的三阶泰勒公式
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) .
三、求函数 的带有拉格朗日型余项的3阶麦克劳林公式.
四、求函数 的带有佩亚诺型余项的 阶麦克劳林公式.
五、应用三阶泰勒公式求下列各数的近似值,并估计误差.
(1) ; (2) .
第四节 函数性态的研究
一、单项选择题
1.为使函数 在区间 内单调增加,则 应满足【 】.
A. 且 ; B. 且 是任意实数;
C. 且 ; D. 且 是任意实数.
2.对于函数 ,下列结论正确的是【 】.
A. 是极大值点; B. 是极小值点;
C. 不是曲线的拐点; D. 是曲线的拐点.
3.函数 的极小值点为【 】.
A. ; B. ; C. ; D.不存在.
4.函数 的极小值点为【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.函数 可能存在极值的点是【 】.
A. ; B. ; C. ; D.不存在.
6.下列说法中正确的是【 】.
A.若 在 内可导,则 在 内必有极值;
B.可导函数 的极值点 处必有 ;
C.若 在点 处可导,则 在点 处也可导;
D.在 内的连续函数必有取大值.
7.函数 在区间【 】.
A. 内单调减; B. 内单调增; C. 内单调减; D. 内单调减.
8.使函数 单调增加的区间是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
9.函数 在 上的最大值是 ,最小值是 ,若 ,则 【 】.
A.等于零; B.大于零; C.小于零; D.等于常数.
10.设 在 的某邻区内二阶可导,且 ,在点 处【 】.
A. 取得极小值; B. 取得极大值;
C. 不取得极值; D. .
二、填空题
11.函数 在区间 上极小值是 .
12.设函数 ,那么函数 的最小值是 .
13.函数 在区间 上是单调 .
14.函数 在 处取得极大值,因为 ,而 .
15.函数 在 内是单调递增的,原因是 .
16.当 时,函数 有极值,其中 为常数,那么 .
三、证明题
17.当 时,证明 .
18.当 时,证明 .
四、求下列函数的极值
19. ; 20. ;
21. ; 22. .
第五节 函数作图
一、单项选择题
1.曲线 【 】.
A.仅有铅垂渐近线; B.仅有水平渐近线;
C.既有铅垂渐近线又水平渐近线; D.无渐近线;
2.函数 的水平渐近线方程为【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.若直线 是下列曲线 的一条铅垂渐近线,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.下列曲线中上凹的是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.曲线 【 】.
A.没有拐点; B.有一个拐点; C.有两个拐点; D.有三个拐点.
6.若 在点 的某邻区内二阶可导,则 是点 为曲线 的拐点的【 】.
A.必要但非充分条件; B.充分但非必要条件;
C.充要条件; D.既不充分也不必要的条件.
7.若曲线位于其上任一点切线的上方,则该曲线是【 】.
A.下凹的; B.上凹的; C.上升的; D.下降的.
8.曲线向上凹与下凹的分界点是曲线的【 】.
A.驻点; B.极大值点; C.拐点; D.极小值点.
9.曲线 的铅直渐近线的方程是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
10.曲线 【 】.
A.只有水平渐近线; B.没有水平渐近线和铅直渐近线;
C.只有铅直渐近线; D.有水平渐近线也有铅直渐近线.
二、填空题
11. 的水平渐近线方程是 ,铅直渐近线方程是 .
12.曲线 在 内的拐点是 .
13.曲线 的向上凸区间是 .
14.曲线 有几个拐点 .
15. 的渐近线方程是 .
16. 的渐近线方程是 .
17. 的渐近线方程是 .
三、描绘下列函数图形
18. ;
19. ;
20. ;
21. .
第六节 最大最小值问题及在经济管理中的应用
一、求下列函数在指定区间的最大值与最小值
(1) ; ;
(2) ; .
二、要造一个圆柱形的油罐,体积为 ,问底半径和高为多少,才能使表面积最小?
三、设某厂生产某产品 单位的总成本函数为 (万元)
求:⑴产量是多少时,平均成本最低,并求其最低平均成本.
⑵平均成本最低时的边际成本.
四、某商品定价为5元/件,每月可售1000件,若每件每降价0.01元,则可多出售10件,求出售商品多少件时收益最高.
五、假设某种商品的需求量Q是单价p(单位:元)的函数: ,商品的总成本C是需求量Q的函数:C=25000+50Q,每单位商品需纳税2元.试求使销售利润最大的商品单位和最大利润.
第三章 综合练习
1.证明:若函数 在 内满足关系式 ,且 ,则 .
2.不用罗必达法则,证明极限 存在.
3.求下列函数的单调区间
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) .
4.证明曲线 有三个拐点,且三个拐点在同一条直线上.
5.设 在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且 .证明:存在点 ,使
6.讨论方程 的实根个数.
7.已知 , 其中 具有二阶连续导数, , ,求 并讨论 的连续区间.
8.设函数 在闭区间 上连续,且 .如果 在 存在且为增函数,证明: 在 内是增函数.
9.设 由方程 所确定,试求 的驻点,并判定它是否是极值点.
10.设 ,证明: .
11.设 , 求 的极值.
12.设 ,其中 是正整数, 在 处连续,且 ,问 在 处有无极值?
13.将长为 的铁丝切成两段,一段围成正方形,另一段围成圆形,问这两段铁丝各长为多少时,正方形与圆形的面积之和为最小?
14.设某种商品的单价为p时,售出的商品数量Q可以表示成
其中a、b、c均为正数,且 .
(1) 求p在何范围内变化时,使相应销售额增加或减少;
(2) 要使销售额最大,商品单价p应取何值?最大销售额是多少?
15.某商品进价为 (元/件),根据以往经验,当销售价为 (元/件)时,销售量为 件( 均为正常数,且 )。市场调查表明,销售价每下降10%,销售量可增加40%,现决定一次性降价。试问当销售价定为多少时,可获得最大利润?并求出最大利润.
第四章 不定积分
本章要点
1.不定积分的概念及性质。
2.不定积分的基本公式。
3.不定积分的换元积分法与分部积分法。
4.简单的有理函数的积分。
本章目标
1.理解不定积分的概念及性质。
2.掌握不定积分的基本公式。
3.掌握不定积分的换元积分法与分部积分法。
4.会求简单的有理函数的积分。
本章重点
1.不定积分的概念及性质。
2.不定积分的基本公式。
3.不定积分的换元积分法与分部积分法。
本章难点
1.不定积分的概念及性质。
2.不定积分的换元积分法与分部积分法。
第一节 不定积分的概念及性质
一、单项选择题(下列各题中 为任意常数)
1. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.函数 的一个原函数是【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
4.在可积函数 的积分曲线族中,每一条曲线在横坐标相同的点上的切线【 】
A.平行 轴; B.平行 轴; C.互相平行; D.互相垂直.
5.曲线过 点,且每点切线斜率都是该点横坐标的2倍,则该曲线方程是【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
6. 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
7. 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
8. 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
9. 【 】
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
10. .
11. .
12. .
13. .
14. .
15. .
16. .
17. .
18. .
19. .
20. .
21. .
22. .
23. = .
24. .
25. .
26. .
27. .
第二节 基本积分法 (换元积分法)
一、单项选择题
1. 可变为【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
6. 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
7. 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
8. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题(写出简单步骤)
9. = .
10. = .
11. = .
12. = .
13. = .
14. = .
15. = .
16. = .
17. = .
18. = .
19. = .
20. = .
21. = .
22. = .
23. = .
24. = .
25. = .
26. = .
第二节 基本积分法(分部积分法)
一、单项选择题
1.用分部积分法可将 化为【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
2.不定积分 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.不定积分 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
4.设 为常数,则不定积分 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
二、计算下列各积分
5. ;
6. ;
7. ;
8. ;
9. ;
10. ;
11. ;
12. ;
13. ;
第三节 有理函数的积分
一、单项选择题
1. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3. 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
4. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.函数 的一个原函数 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、计算题
6. ;
7. ;
8. ;
9. ;
10. ;
11. ;
12. ;
13. ;
14. ;
15. ;
16. ;
17. ;
18. ;
第四节 不定积分在经济领域的应用
1.已知成本函数 的导数等于 .并且产量 时成本 ,试求成本函数.
2.已知某产品的成本边际函数为 ,且产量 时成本 ,试求此成本函数.
3.如果生产某种产品 单位的总成本 (单位万元)的边际成本为 ,并且已知固定成本为100(单位万元),求总成本函数和平均成本函数.
4.已知某产品产量的变化率是时间 的函数 ,已知 .求此产品 时的产量函数 .
5.设某商品的需求量 是价格 的函数,该商品的最大需求量为1000(即 时 =1000)。已知需求量的变化率(边际需求)为 ,求需求量与价格的函数关系.
第四章 综合练习
一、单项选择题
1.设 则 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
2.下列不定积分中,可用代换 计算的是【 】.
A. B. C. D.
二、填空题(写出简单过程)
3. .
4. .
5. .
6. .
7. .
8. .
9. .
10. .
11. = .
三、计算题(求下列不定积分)
12. ;
13. ;
14. ;
15. ;
16. ;
17. ;
18. ;
19. ;
四、证明题
20.设 ,证明 ( 为自然数).
21.设 ,证明 ( 为自然数).
22.设 ,证明 ( 为自然数, ).
五、计算题(用适当的方法求下列不定积分)
23. ;
24. ;
25. ;
26. ;
27. ;
28. ;
29. ;
30. ;
31. ;
32. ;
33. ;
34. ;
35. ;
36.已知 的一原函数 求 ;
37. ;
38. ;
39. ;
40. ;
41.已知 的一个原函数是 ,求 ;
42.设 ,且 ,求 ;
43.计算 ;
第五章 定积分及其应用
本章要点
1.变上限的积分作为其上限的函数及其求导定理。
2.牛顿(Newton)一莱布尼兹(Leibniz)公式。
3.定积分的换元积分法与分部积分法。
4.反常积分的概念。
5.定积分简单应用(如求面积、体积、孤长、功、引力等的方法)。
本章目标
1.理解变上限的积分作为其上限的函数及其求导定理。
2.掌握定积分计算的牛顿(Newton)一莱布尼兹(Leibniz)公式。
3.掌握定积分的换元积分法与分部积分法。
4.了解广义积分的概念。
5.掌握用定积分表达一些几何量与物理量(如面积、体积、孤长、功、引力等)的方法。
本章重点
1.变上限的积分作为其上限的函数及其求导定理。
2.计算定积分的牛顿(Newton)一莱布尼兹(Leibniz)公式。
3.定积分的换元积分法与分部积分法。
本章难点
1.变上限的积分作为其上限的函数及其求导定理。
2.定积分的换元积分法与分部积分法。
3.定积分简单应用(如求面积、体积、孤长、功、引力等的方法)。
第一、二节 定积分的概念与性质
一、单项选择题
1.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.设 ,则 与 的大小关系是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3.设 ,又 ,则【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4.设 ,则【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.若 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
6.设 在 上可积(即定积分 存在)则在 上一定可积分的是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
7.设 在 上连续,且 ,则下列正确的是【 】
A. ; B. ;
C. ; D. .
二、计算题
8.设 ,求积分 的值.
9.用定积分的几何意义计算 .
10.用定积分定义计算 .
11.用定积分定义计算 .
12.用定积分的几何意义计算 .
13.用定积分的性质计算 .
14.用定积分的几何意义计算 .
三、不计算积分,比较下列各积分值的大小(用大于号或小于号)
15. ; 16. ;
17. ; 18. .
四、利用定积分估值性质,估计下列积分值
19. ; 20. ;
21. ; 22. ;
第三节 微积分学基本定理
一、单项选择题
1. ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.函数 对 的导数是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.设 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
6. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
7.定积分 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
8. 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
二、填空题
9.设函数 连续, 可导,则 .
10. .
11.设 ,则 .
12. .
13. ,则 .
14. = .
15. = .
16. = .
17. = .
18.求 .
19.求 .
20.设 ,则 .
21. = .
22. = .
23. = .
24. = .
第四节 定积分的换元积分法与分部积分法
一、单项选择题
1. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.已知 是偶函数,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
3. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
4. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
5.已知 ,则 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
6. 【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
二、填空题
7. .
8. .
9. .
10. .
11. .
12. .
13. .
14. .
15. .
16. .
17. .
18. .
19.
.
20.
.
三、证明题(以下各题中 均是连续函数)
21.证明 ;
22.证明 ;
23.证明 ;
第五节 反常积分初步与 函数
一、单项选择题
1.下列反常积分中收敛的是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
2.反常积分 【 】.
A.发散; B.收敛于1; C.收敛于2; D.收敛于0.
3. 【 】.
A.收敛于 ; B.收敛于 ; C.发散; D.收敛于 .
4.反常积分 【 】.
A.收敛于 ; B.发散; C.收敛于 ; D.收敛于 .
5.在以下各积分中,不属于反常积分的是【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
6.下列反常积分收敛的有【 】.
A. ; B. ; C. ; D. .
7.反常 【 】.
A.发散; B.收敛于 ; C.收敛于 ; D.收敛于 .
8.反常积分 【 】.
A.收敛于 ; B.收敛于 ; C.发散; D.收敛于 .
9.反常积分 【 】.
A.收敛于 ; B.收敛于 ; C.收敛于 ; D.发散.
10. 【 】.
A.收敛于 ; B.发散; C.收敛于 ; D.收敛于 .
二、填空题
11. .
12. .
13. .
14. .
15. .
16. .
17. = .
18. = .
19. .
20. .
三、用定义判断下列反常积分的敛散性;若收敛,求其值
21. ;
22. ;
3. ;
24. ;
25. ;
26. ;
27. ;
28. .
第六节 定积分的几何应用
一、单项选择题
1.设以抛物线 与 为边界围成的物质薄板上任一点处的面密度 ,则该薄板的质量 【 】.
A. ; B. ;
C. ; D. .
二、计算题(求下列曲线围成的平面图形面积)
2. , ;
3. , ;
4. , ;
5. , , ;
6. , , ;
7. , ;
8.由曲线 所围图形的面积;
9.由心形线 所围图形的面积.
三、求由下列已知曲线围成的图形绕指定轴旋转而形成的旋转体的体积
10. ;绕x轴;
11. ;绕x轴;
12. ;绕x轴;
13. ;绕x轴;
14. ;绕x轴;
15. ;绕x轴;
16. ;绕y轴.
第七节 定积分的经济应用
1.已知某产品的年销售率为 ,求该产品前5年的总销售量.
2.已知某产品的边际收益函数为 ,其中Q为销售量,R=R(Q)为总收益,求该产品的总收益函数.
3.已知某产品的边际成本和边际收益函数分别为
且固定成本为100,其中Q为销售量,C(Q)为总成本,R(Q)为总收益,求最大利润.
4.某产品生产x个单位时总收入R的变化率(边际收入)为
(1)求生产了50个单位时的总收入;
(2)如果已经生产了100个单位,求再生产100个单位时的总收入.
5.某产品的总成本C(万元)的变化率(边际成本) ,总收入R(万元)的变化率(边际收入)为生产量 (百台)的函数 .
(1)求生产量等于多少时,总利润最大?
(2)在利润最大的生产量上又生产了100台,总利润减少了多少?
第五章 综合习题
一、填空题
1. = .
2. = .
3. = .
4. = .
5. = .
6. = .
7. = .
8. = .
9. = .
10. = .
11. = .
12. = .
13. = .
14. = .
15. = .
16. = .
17. = .
18. = .
19. = .
20. = .
21. = .
22. = .
23. = .
24. = .
25. = .
26. = .
27. = .
28. = .
29. = .
30. = .
31. = .
32. = .
33. = .
34. = .
35. = .
36. = .
37. = .
二、设 在 上可积,证明函数 在 连续;
三、设函数 与 在任一有限区间上可积,如果 ,试问 与 在 上是否相等?
四、设函数 在 的邻域内可导,且 , ,计算
.
五、求函数 在区间[0,1]上的最大值与最小值.
六、求函数 的极值点.
七、设函数 在 连续,并满足条件 ,求 .
八、设函数 和 在区间 连续,且 , ,试证:至少存在一点 ,使得 .
九、设 在 连续,在 可导,且 .记 ,证明在 内, .
十、设 = ,讨论函数在其定义域内的单调性,极值,凹凸性,拐点.
十一、由曲线 ( ), 与 轴围成的平面图形绕y轴旋转一周产生一个旋转体,试用元素法推导出该旋转体的体积公式是 .
十二、已知 ; 求 .
十三、设直线 与抛物线 所围成图形的面积为 ,它们与直线 所围成的图形面积为 ,并且 .
(1) 试确定 的值,使 + 达到最小,并求出最小值;
(2) 求该最小值所对应的平面图形绕 轴旋转一周所得旋转体的体积.
十四、(人口统计模型)设城市人口的分布密度 随着与市中心距离 的增加而减小,某城市某年的人口密度为 (10万人/km2),试求该市距市中心2km的范围内的人口数.
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