高等数学第三章微分中值定理与导数的应用 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/23 10:54:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

18、解:由于

y??3x2?3?3(x?1)(x?1) ……2分

所以,函数在[-2,0]上的驻点为x??1 。 ……3分

当x=-1时,y=3 ,而x=--2时,y=--1, x=0时,y=1 ……5分

所以函数的最大值为3,最小值为-1 ……6分

??dy|x?2?(3x2?2ax?b)|x?2?12?4a?b?0 ?dx19、解:根据已知条件得??dy|x?1?3?2a?b??3?dx??1?a?b?c?0?分

?a?解上面方程组得??3?b?0 ??c?2

四、综合题

(1)证:令 F(x)?x?sinxcoxs?x1??2s,inxx2?(0,2) 显然F(x)在区间(0,?2)上连续的,可导的。并且F(0)?0. ……2分

由于

F'(x)?1?cosx 2, 对于任意的x?(0,?2),F'(x)?0。 所以函数F(x)在区间(0,?2)上单调增函数。 于是对于任意的x?(0,?2),有

F(x)?F(0?),0 即为:

x?sinxcoxs

- 11 -

……7分

……4分

……6分

…… 4

(2)证: 令 f(x)?1?xln(x?1?x2)?1?x2,则f(0)?0,f'(x)?ln(x?1?x2)?0(x?0)

1?xln (x? 1?x2 )? 1?x2 所以当 x?0 时,

(3)证: 令 f(x)?arctanx?arccotx,则f'(x)?0 ……4分 所以 f(x) 恒为常数, 又f(1)?

(4)证: 因为? (x) 在 [0,1] 上可导,所以f(x)=(x-1)? (x)在[0,1]上连续,在(0,1)内可导。…… 4分

根据拉格朗日中值定理,至少存在一点x0?(0,1),使f'(x0)?

(5)证:设f(x)?lnx,则f?(x)?f(1)?f(0)??(0) ……8分

1?0?4??4??2,从而f(x)?arctanx?arccotx??2 ……6分

1 ……1分 x对lna?lnb用拉格朗日中值定理得 lna?lnb?f?(?)(a?b),其中??(b,a) ……4分 而

(6)证:令f(x)?(1?x)ln(1?x)?arctanx …… 1分

则f?(x)?ln(1?x)?1?a?ba?ba?ba?baa?b?ln??f?(?)(a?b)??,所以 ……6分 abba?b1 。 …… 3分 21?x- 12 -

因为当x?0时,f?(x)?ln(1?x)?1?1?ln(1?x)?0 , …… 4分 21?x所以f(x)在(0,??)上是严格单调连续递增函数,并且f(0)?0 , …… 5分

arctanx故当x?0时,f(x)?0,即ln(1?x)?。 …… 6分

1?x

(7)证:令f(x)?ln(1?x),f?(x)?1 …… 1?x1分

对f(x)?ln(1?x)?ln1 利用柯西中值定理存在

??(0,x)使得f(x)?ln(1?x)?ln1?f?(?)(1?x?1) 即ln(1?x)?x1?? 又由于??(0,x),xxx1?x?1???x,所以 1 ?x?ln(1?x)?x

(8)证:令f(x)?(1?12x)2?(1?x)

f?(x)?x2?0,(x?0) ……2分 故x?0时,f(x)?f(0)?0即(1?12x)2?(1?x),(x?0) ……5分

从而1?1 2 x? 1?x ……6分

(9)证:令f(x)?x? x36?sinx x2x2x2因为f?(x)?1?2x2?cosx?2sin2x2?2?2(2)?2?0,(x?0) ……4分 - 13 -

…… 3分

…… 4分 6分 ……

x3?sinx ……6分 故x?0时,f(x)?f(0)?0,即x?6

(10)证: 令

F(x)?ln(1?x)?x,(x?0) ……2分 1?x则F(x)在x?0的范围中是可导的 ,且 F(0)?0。

F'(x)?11x??, 1?x(1?x)2(1?x)2对于任意的x?0,有F'(x)?0。

所以函数F(x)在x?0的范围中是单调上升的。 于是,对于任意的x?0,有

F(x)?F(0)?0, 即:

ln(1?x)?x1?x。 ……6分

(11)证:令 F(x)?ln(?1x?)x?x22 ,(x?1) 显然函数F(x)在区间[1,??)上连续并且可导。 且有:F(1)?ln2?12?0。 而且对于任意的x?1,F'(x)?11?x1?x?x2?1?x?0, 所以对于任意的x?1,

F(x)?ln(1?x)?x?x22?F(1)?0, 于是原不等式成立。

(12)证:假设函数f(x)在区间[0,1]上至少存 在两个不同的零点x1,x2(x1?x2)。 - 14 -

2分 ……4分 ……6分 ……4分

……2分 ……

函数f(x)在区间[0,1]上连续,可导。 于是有

f(x1)?f(x2)?0。 ……4分

根据罗尔中值定理,则存在一点??(x1,x2)?[0,1],

使得

f'(?)?3(?2?1)?0,

显然这是不可能的。所以假设不成立。 ……6分

32(13)证: 令 f(x)?2 x ?3?1 x ,则当 x?1时f'(x)?11x?1x?x2?x2?0 所以 当x>1 时,f(x)>f(1)=0 , 即有 x?1 时, 2 x ?3?1 x ……6分

(14)证: 令f(x)?x?sinxcosx,则f(0)?0,f'(x)?1?cos2x?0(0?x??2) 分

所以当 0?x?? 时 ,f(x)?f(0)?0, 即当 ?20?x?2 时 x?sinxcosx - 15 -

……4分 ……3

.6分

……