高等数学测试题及详细解答
初中政治教学反思-濮阳人事
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
第一单元 函数与极限
一、填空题
1、已知
f(sin)1cosx
,则
f(cosx)
。
x
2
(43x)
2
。2、
lim
x
x(1x
2
)
3、
x0
时,
tanxsinx
是
x
的
阶无穷小。
4、
limxsin
x0
k
1
0
成
立的
k
为 。
x
5、
limearctanx
。
x
x
e
x
1,x0
6、
f(x)
在
x0
处连续,则
b
。
xb,x0
7、
lim
ln(3x1)
。
x0
6x
8、设
f(x)
的定义域是
[0,1]
,则
f(lnx)
的定义域是__________。
9、函数
y1ln(x2)
的反函
数为_________。
10、设
a
是非零常数,则
lim(
x
xa
x
)________
。
xa<
br>1
2
3
11、已知当
x0
时,
(1ax)1<
br>与
cosx1
是等价无穷小,则常数
a________
。
12、函数
f(x)arcsin
13、
lim
3x
的定义域是__________。
1x
n
x
2
2x
2
2____________
。
14、设
lim(
x
x2a
x
)8
,则
a
_______
_。
xa
15、
lim(nn1)(n2n)
=__
__________。
n
二、选择题
1、设
f(x),g(x)<
br>是
[l,l]
上的偶函数,
h(x)
是
[l,l]
上的奇函数,则 中所给的
函数必为奇函数。
(A)
f(x)g(
x)
;(B)
f(x)h(x)
;(C)
f(x)[g(x)h(x)]
;(D)
f(x)g(x)h(x)
。
第1页
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2、
(x)
1x
,
(x)1
3
x
,则当
x1
时有 。
1x
是比
高阶的无穷小;
是比
低阶的
无穷小;(A) (B)
(C)
与
是同阶无穷小;
(D)
~
。
1x1
,x
0(x1)
在
x0
处连续,3、函数
f(x)
3
1x1
则
k
。
kx0
(A)
32
; (B);
(C)
1
; (D)
0
。
23
n
4、数列极限
limn[ln(n1)lnn]
。
(A)
1
; (B)
1
;
(C)
; (D)不存在但非
。
sinx
x
x
5、
f(x)
0
1
xcos
x
x0
x0<
br>x0
,则
x0
是
f(x)
的 。
(A)连续点;(B)可去间断点;(C)跳跃间断点;(D)振荡间断点。
6、以下各项中
f(x)
和
g(x)
相同的是(
)
2
(A)
f(x)lgx
,
g(x)2lgx
;
(B)
f(x)x
,
g(x)x
2
;
22<
br>(C)
f(x)
3
x
4
x
3
,
g(x)x
3
x1
;(D)
f(x)1
,
g(x)
secxtanx
。
7、
lim
sinx
= (
)
x0
|x|
(A) 1; (B) -1; (C)
0; (D) 不存在。
第2页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
8、
lim(1x)
(
)
x0
1
x
1
(A) 1; (B) -1;
(C)
e
; (D)
e
。
9、
f(x)
在
x
0
的某一去心邻域内有界是
limf(x)
存在的(
)
xx
0
(A)充分必要条件;(B)
充分条件;(C)必要条件;(D)既不充分也不必要条件.
10、
limx(x
2
1x)
x
( )
(A) 1; (B) 2; (C)
1
2
;
(D) 0。
11、设
{a
n
},{b
n
},{cn
}
均为非负数列,且
lim
n
a
n
0
,
n
lim
b
n
1,lim
n
c
n
,则必有(
(A)
a
n
b
n
对任意
n
成立;
(B)
b
n
c
n
对任意
n
成立;
(C)极限
lima
n
c
n
不存在 ; (D
n
)极限
lim
n
b
n
c
n
不存在
。
1
12、当
x1
时,函数
x
2
1
x1
e
x1
的极限( )
(A)等于2; (B)等于0;
(C)为
; (D)不存在但不为
。
三、计算解答
1、计算下列极限
(1)
lim
n
x
n
2s
in
2
n1
;
(2)
lim
cscxcotx
;
x0
x<
br>1
3x
(3)
lim
x
x
x(e1)
; (4)
lim
2x1
<
br>x
2x1
;
(5)
lim
8cos
2
x2cosx1
;
(6)
lim
1xsinxcosx
;
x
3
2cos
2
xcosx1
x0
xtanx
第3页
)
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
1
ln(1
3
2x)
11
(7)
(8)。
lim
lim
;
3
2
x2
n
1223n(n1)
arcta
n4x
x
2
1
1
3、试确定
a,b
之值,使
lim
ax
b
2
。
x
x1
4、利用极限存在准则求极限
1
(1)
lim
n
1111
23nn1
。
111
1
23n
(2)设
x
1
a0
,且
x
n1
ax
n
(n1,2,)
,证明
limx
n
存在,并
求此极限值。
n
n
x
n
x
5、讨论函数
f(x)lim
x
的连续性,若有间断点,指出其类型。
n
n
n
x
6、设
f(x)
在
[a,b]
上连续,
且
af(x)b
,证明在
(a,b)
内至少有一点
,
使
f(
)
。
第4页
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第一单元 函数与极限测试题详细解答
一、填空题
2
2
1、
2sinx
。
f(sin)1(12sin
x
2
xx
)22sin
2
,
22
f
(x)22x
2
f(cosx)22cos
2
x2sin
2
x
。
(43x)
2
9x
2
24x16
lim0
。2、
0
。
lim
x
x(1x
2<
br>)
x
x
3
x
3、高阶 。
lim
tanxsinxtanx(1cosx)
li
mlim(1cosx)0
,
x0x0x0
xx
tanxs
inx
是
x
的高阶无穷小。
4、
k0
。
sin
11
k
k
为有界函数,所以要使
lim
xsin0
,只要
limx0
,即
k0
。
x0x0
xx
x
x
5、
0
。
limearctanx0
(lime0,arctanx(
x
x
x0x0
x0
,))
。
22
x
6、
b2
。
lim
f(x)lim
(xb)b
,
lim
f(x)lim
(e1)2
,
x0
f(0)b,
b2
。
7、
ln(3x1)3x1
1
limlim
。
x0x0
2
6x6x2
8、
1xe
根据题意
要求
0lnx1
,所以
1xe
。
x1
9、
ye2
y1ln(x2),
(y1)ln(x2)
,
x2e
y1
,
xe
y1
2
,
y1ln(x2)
的反函数为
ye
x1
2
。
第5页
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br>2a
2a
xa
2a
)e
2a
。10
、
e
原式=
lim(1
x
xa
2a
1
xax
1
31
11、以及
a
由
(1ax2
)
3
1~ax
2
与
cosx1~x
2
,
3
22
1
2
ax
(1ax)12
limlim
3
a1
,
x0x0
1
c
osx13
x
2
2
3
可得
a
。
2
1
2
3
12、
11
x
由反三角函数的定义域要求可得
42
3x
11
解不等式组可得
1x
1x0
11
11
x
,的定义域为。
f(x)
x
42
42
x1
13、
0
lim
n
x2x2lim
22
(x
2
2x
2
2)(x
2
2x
2
2)
n
x2x2
22
lim
x
2
2(
x
2
2)
x2x2
22
n
0
。
x2a
x
3a
3a
xa
)lim(1)
e
3a
8
14、
ln2
lim(
x
xa
x
xa
xa3ax
1ln2
3
3aln8aln8ln2
。
33
1
5、2
lim(nn1)(n2n)lim
n
(nn1)2
n
(n2n)
第6页
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br>1
2(11)
n
2
。
lim
n
2
11
n
二、选择题
1、选(D) 令
F(x)f(x)g(x)h(x)
,由
f(x),g(x)
是
[l,l
]
上的偶函数,
h(x)
是
[l,l]
上的奇函数,<
br>F(x)f(x)g(x)h(x)f(x)g(x)h(x)F(x)
。
2、选(C)
lim
(x)1x1xlimlim
x1
(x)
x1
(1x)(13
x)
x1
(1x)[1
3
1(1x)]
lim
1x3
x1
1
(1x)(1x)
2
3
1
x
1x13
2
3、选(A)
limf(x)
limlim
x0x0
3
1x1
x0
1
x<
br>2
3
1
n
4、选(B)
limn[ln(n1)lnn]limln(1)1
xx
n
5、选(C)
f(0)1
,
f(0)0
,
f(0)0
2
6、选(C) 在(A)中
f(x)lnx
的定义域为
x0
,而
g(x)2lnx
的定义域为
x0
,
f(x)
g(x)
故不正确
在(B)
f(x)x
的值域为
(,
)
,
g(x)x
2
的值域为
x0
,故错
2
在(C)中
f(x)1
的定义域为R,
g(x)secxta
nx
的定义域为
{xR,xk
}
,
f(x)g(x)
,故错
2
第7页
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7、选(D)
lim
x0
sinxsinxsinxs
inx
lim
1
,
lim
lim
1
x0x0x0
|x|x|x|x
lim
sinx
不存在
x0
|x|
8、选(D)
lim(1x)lim[1(x)]
x0x0
1
x
1
(1)
x
e
1
,
9、选(C) 由函数极
限的局部有界性定理知,
limf(x)
存在,则必有
x
0
的某一去
心
xx
0
邻域使
f(x)
有界,而
f(x)
在<
br>x
0
的某一去心邻域有界不一定有
limf(x)
存在,例如
xx
0
limsin
x0
11
,函数
1sin1
有界,但在
x0
点极限不存在
xx
10、选(C)
2
(x
2
1x)(x
2
1x)x
(
limx(x1x)limxlim
xxx
x1x<
br>x
2
1x
lim
1
1
1
1
x
2
x
1
2
11、选(D)
(A)、(B)显然不对,因为有数列极限的不等式性质只能得出数列“当
n
充分大时”的情况
,不可能得出“对任意
n
成立”的性质。
(C)也明显不对,因为“无穷小·无穷大”是未定型,极限可能存在也可能不存在。
x
2
1
x1
elim
(x1)e
x
1
200
12、选(D)
lim
x1
x1x1
x
2
1
x1
lim
elim<
br>
(x1)e
x1
x1
x1
x1
当
x1
时函数没有极限,也不是
。
三、计算解答
1、计算下列极限:
11
11
(1)解:
l
im2sin
n
n
x
2
n1
lim2
n<
br>
n
x
2
n1
2x
。
第8页
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1cosx
x
2
cscxcotx1
cosx1
(2)解:
limlim
sinxsinx
limlim<
br>2
2
。
x0x0x0
xsinx
x0xxx2
(3)解:
limx(e1)limx
xx<
br>1
x
1
1
。
x
11
2x1<
br>3x
2
3x
1
x
2
2
3
lim()lim(1)lim[(1)]
。(4)解:
x
2x1<
br>xx
1
2x1
x
2
[lim1<
br>x
1
x
1
2
)
x
1
23
][lim1
x
1
x
1
2
)]
e
3
1
2
3
8cos
2
x2cosx
1(2cosx1)(4cosx1)
lim
(5)解:
lim
<
br>2cos
2
xcosx1
(2cosx1)(cosx1)
xx
33
lim
x
3
4co
sx1
cosx1
4
1
1
2
1
1
2
2
。
(6)解:
lim
x0
1xs
inxcosx1xsinxcosx
lim
x0
xtanx(1xsi
nxcosx)
xtanx
lim
x0
xsin
x1cosxxsinx1cosx113
limlim
。
x0<
br>2x
2
x0
2x
2
2x
2
244
111
]
1223n(n1)
(7)解:
lim[
x
11111
lim[(1)()()]
x
223nn1
1
lim(1)1
。
x
n1
1
3
3
1
(8)解:
lim
。limlim()
22
3
x2x2
3
x2
2x4
arctan4x4x
第9页
ln(1
3
2x)
3
2x
1
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>x
2
1x
2
1ax
2
(ab)xbaxb)lim
3、解:
lim(
x
x1
x
x1
(1a)x
2
(ab)x(1b)1
lim
x
x12
1a0
1
a1
3
b
。
(ab)
22
1111
1
23nn1
1
1<
br>4、(1).
1
11
n1
1
2n1111
1
1
23nn1
1
。而
lim11
lim
x
n1
x
111
1
23n
(2)先证有界(数学归纳法)
n1
时,
x
2
ax
1
aaa
设
nk
时,
x
k
a
, 则
x
k1
数列
{x
n
}
有下界,
再证
{x
n
}
单调减,
ax
k
a
2
a
ax
n
x
n1
x
n
x
n
a
1
且
x
n
0
x
n
n
x
n
1
x
n
即
{x
n
}
单调减,
limx
n
存在,设
limx
n
A
,
n
则有
AaA
A0
(舍)或
Aa
,
limx
n
a
n
2x
1
n1
0
5、解:先求极限
得
f(x)lim
2x
n
n1
1
x0x0
x0
x0
x0
而
lim
f(x)1
lim
f(x)1
f(0)0
第10页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
f(x)
的连续区间为
(,0)(0,)
x0
为跳跃间断点.。
6、解:令
F(x)f(x)x
,
则
F(x)
在
[a,b]
上连续
而
F(a)f(a)a0
F(b)f(b)b0
由零点定理,
(a,
b)
使
F(
)0
即
f(
)
0
,亦即
f(
)
。
第二单元
导数与微分
一、填空题
f(3h)f(3)
=
。
h0
2h
f(x)
2、
f
(0)
存
在,有
f(0)0
,则
lim
= 。
x0
x
1
x
3、
y
xarctan
,则
y
x1
=
。
1、已知
f
(3)2
,则
lim
4、
f(x)
二阶可导,
yf(1sinx)<
br>,则
y
= ;
y
=
。
x
5、曲线
ye
在点
处切线与连接曲线上两点
(0,1),(1,e)
的弦平行。
1x)]
,则
dy
=
。6、
yln[arctan(
第11页
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dydy
= ,
2
= 。
dxdx<
br>1
2tx
8、若
f(t)limt(1)
,则
f
(t)
=
。
x
x
7、
ysinx
,则
24
9、曲线
yx1
于点_________处的切线斜率为2。
10、设
yxe
,则
y
(0)_______
。
1
1、设函数
yy(x)
由方程
e
2
x
xy
cos(xy)0
确定,则
dy
_____
___
。
dx
x1t
2
d
2
y________
。12、设
则
2
dx
ycost
二、单项选择
1、设曲线
y
1
2
和
yx
在它们交点处两切线的夹角为
,则
tan
=( )。
x
(A)
1
;
(B)
1
; (C)
2
; (D)
3
。<
br>3、函数
f(x)e
tanx
,且
f
()e<
br>,则
k
( )。
k
4
1
; (D)
2
。
2
f(1x)f(1)
4、已知
f(x)
为可导的偶函数,且
lim2
,则曲线
y
f(x)
在
(1,2)
x0
2x
(A)
1
; (B)
1
; (C)
处切线的方程是
。
(A)
y4x6
;(B)
y4x2
;(C)
yx3
;(D)
yx1
。
f
2(xx)f
2
(x)
5、设
f(x)
可导,则
l
im
= 。
x0
x
(A)
0
;
(B)
2f(x)
; (C)
2f
(x)
;
(D)
2f(x)f
(x)
。
2(n)
6、
函数
f(x)
有任意阶导数,且
f
(x)[f(x)]
,则
f(x)
= 。
n1
(A)
n[f(x)]
;(B)
n![f(x)]
n1
;(C)
(n1)[f(x)]
第12页
n1
;(D)
(n1)![f(x)]
。
2
《高等数学》单元测
试及详细解答 陆航学院数理教研室编
x0
7、若<
br>f(x)x
,则
lim
2
f(x
0
2x)f
(x
0
)
=( )
x
(A)
2x
0
; (B)
x
0
;
(C)
4x
0
; (D)
4x
。
8、设函数
f
(x)
在点
x
0
处存在
f
(x
0
)
和
f
(x
0
)
,则<
br>f
(x
0
)f
(x0
)
是导数
f
(x
0
)
存在
的( )
(A)必要非充分条件;
(B)充分非必要条件;
(C)充分必要条件;
(D)既非充分又非必要条件。
9、设
f(x)x(x1)(x2
)(x99)
则
f
(0)
( )
(A)
99
; (B)
99
;
(C)
99!
; (D)
99!
。
10、若
f(u
)
可导,且
yf(x)
,则有
dy
(
)
22
2
2
(A)
xf
(x)dx
;(B)
2xf
(x)dx
;(C)
2f
(x)dx
;(D)
2xf
(x)dx
。
2
11、设函数
f(x)
连续,且
f'(0)0
,则存在
0
,使得( )
(A)
f(x)
在
(0,
)
内单调增加;
(B)
f(x)
在
(
,0)
内单调减少;
<
br>(C)对任意的
x(0,
)
有
f(x)f(0)
;(D)对任意的
x(
,0)
有
f(x)f(0)
。
1
2
xsin
12、设
f(x
)
x
axb
x0
x0
在<
br>x0
处可导,则( )
(A)
a1,b0
;
(B)
a0,b
为任意常数;
(C)
a0,b0
;
(C)
a1,b
为任意常数。
三、计算解答
1、计算下列各题
(1
)
ye
sin
2
1
x
t1
xlnt
d
2
y
,求
dy
;
(2)
,求
2
3
dx
yt
第13页
;
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
d
2
y
(50)
(3)
xarc
tanyy
,
2
; (4)
ysinxcosx
,求
y
;
dx
(5)
y(
x
x
)
,求
y
;
1x
(6)
f(x)x(x1)(x2)(x2005)
,求
f
(0)
;
(7)
f(x)(xa)
(x),
(x)
在
xa
处有连续的一阶导数,求
f
(a)、f
(a)
;
(8)设
f(x)
在
x1
处有连续的一阶导数,且
f
(1)2
,求
lim
x1
d
f(cosx1)
。<
br>dx
b(1sinx)a2x0
2、试确定常数
a,b之值,使函数
f(x)
处处可导。
ax
e1x0
22
3、证明曲线
xya
与
xyb
(
a,b
为常数)在交点处切线相互垂直。
4、一气球从距离观察员500米
处离地匀速铅直上升,其速率为140米分,当此气球上
升到500米空中时,问观察员视角的倾角增加
率为多少。
5、若函数
f(x)
对任意实数
x
1
,x2
有
f(x
1
x
2
)f(x
1
)
f(x
2
)
,且
f
(0)1
,证明
f
(x)f(x)
。
3
6、求曲线
yx3
x5
上过点
(1,3)
处的切线方程和法线方程。
2
第14页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
第二单元
导数与微分测试题详细解答
一、填空题
1、
1
lim
h0
x0
f(3h)f(3)f(3h)f(
3)11
lim()f
(3)1
h0
2hh2
2
f(x)f(x)f(0)
limf
(0)
x0
xx0
x
2、
f
(0)
lim
3、
lnx
y
ln
x
1
y
|
x1
l
nx
2
4、
f
(1sinx)cosx
,
f
(1sinx)cosxf
(1sinx)s
inx
y
f
(1sinx)cosx
,
y
f
(1sinx)cos
2
xf
(1sinx)sinx
5、
(ln(e1),e1)
弦的斜率
k
e1
e1
10
y
(e
x
)e
x
e1
xln(e1)
,当
xln(e1)
时,
ye1
。
6、
dx
arctan(1x)[1(1x)
2
]
dy<
br>111
d[arctan(1x)]d(1x)
arctan(1
x)arctan(1x)1(1x)
2
3
dx
arctan(1x)[1(1x)
2
]
424
7、
4x
sin2x
,
2xsin2x
dy
2sin
x
4
cosx
4
4x
3
4x
3
si
n2x
4
dx
dydy
24
2xsin2x
2
dx2xdx
1
2tx
2t2t
2t2t
2t
8
、
e2te
f(t)limt(1)te
f<
br>
(t)e2te
x
x
2
9、
(1,2)<
br>
y
2x
,由
2x
0
2
x
0
1
,
y
0
112
yx
2
1
在点
(1,2)
处的切线斜率为2
第15页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
10、 2
y
exe<
br>,
y
eexe
xxxxx
y
(0)e
0
e
0
2
e
xy
ysin(xy)
xy
11、
xy<
br> 方程两边对
x
求导得
e(1y')sin(xy)(yxy')0
exsin(xy)
e
xy
ysin(xy)
解得
y'
xy
。
exsin(xy)
12、
再对
x
求导,由复合函数求导法得
dy
y
t
'
s
int
sinttcost
由参数式求导公式得,
dxx
t
'2t
4t
3
(
y
x
')
t
'
d
2
yd1tcostsint1
sinttcost
。
(y')
x
223
dxdxx
t
'2t2t4t
二、选择题
1
1
y
2
1、 选(D)
由
x
交点为
(1,1)
,
k
1
()
|
x1
1
,
k
2
(x)
|
x1
2
x
2
yx
tan
|tan(
2
1
)||
3、 选(C)
f
(x)e
tan
k
k
2
k
1
|3
1k
1
k
2
x
kta
n
k1
xsec
2
x
1
2
由
f
()e
得
ek2e
k
4
4、 选(A)
由
lim
f(1x)f(1)f(1x)f(1)
lim
x
0x0
2x2x
f(1x)f(1)11
lim()f
(1)()2
f
(1)4
x0
x22
切线方程为:
y24(x1)
即
y4x6
第16页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>f
2
(xx)f
2
(x)
[f
2
(
x)]
2f(x)f
(x)
5、 选(D)
lim
x0
x
23
6、 选(B)
f
(x){[f(x)]}
2f(x)f
(
x)2f(x)
f
(x)[2f
3
(x)]<
br>
23f
2
(x)f
(x)23f
4<
br>(x)
设
f
(n)
(x)n!f
n1
(x)
,则
f
(n1)
(x)(n1)!f
n
(x)
f
(x)(n1)!f
n2
(x)
f
(n)
(x)n!f
n1
(x)
7、
选(C)
lim
x0
2
f(x
0
2
x)f(x
0
)f(x
0
2x)f(x
0
)lim22f
(x
0
)
x0
x2x<
br> 又
f
(x)(x)
2x
,
2
f
(x
0
)4x
0
8、 选(C) <
br>f(x)
在
x
0
处可导的充分必要条件是
f(x)
在
x
0
点的左导数
f
(x
0
)
和
右导数
f
(x
0
)
都存
在且相等。
9、 选(D)
f
(x)(x1)
(x2)(x99)x(x2)(x99)x(x1)(x3)(x99)
x(x1)(x2)(x98)
f
(0)(
01)(02)(099)(1)
99
99!99!
另解:由定义,
f
(0)lim
x0
f(
x)f(0)
lim(x1)(x2)(x99)
x0
x0
(1)
99
99!99!
10、 选(B)
[
f(x)]
f
(x)(x)
2f
(x)
2222
dy2xf
(x
2
)dx
11、由导数定义知
第17页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>f'(0)lim
x0
f(x)f(0)
0
,
x
再由极限的保号性知
0,
当
x(
,
)
时
f(x)f(0)
0
,
x
从而 当
x(
,0)(x(0,
))
时,
f(x)f(0)0(0)<
br>,因此C成立,应选C。
12、由函数
f(x)
在
x0<
br>处可导,知函数在
x0
处连续
x0
lim
f
(x)lim
x
2
sin
x0
1
所以
b0
。
0,lim
f(x)lim
(axb)b
,
x0x0
x
又
f
(0)
lim
x0
f(x)f(0)
lim
x0
x0
x
2
sin
1
x
0,f(0)
lim
f(x)f(0)
ax
a
,
x0
xx0x
所以
a0
。应选C。
三、计算解答
1、计算下列各题
(1)
dye
1
sin
2
1
x
sin
2
111112
sin
2
x
x
d(sin)e2sincos(
2
)dx
2
sin
edx
xxxxxx
2
1
d
2
ydy3t
2
d
2
y9t
2
33
3t
,
2
9t
,
2
|
t1
9(2)
1
1
dx
dx
dx
t
t
(3
)两边对
x
求导:
1
1
2
y
y1
yy
2
1y
y
2y
3
y
2y
3
(y
2
1)
(4)
ysinxcosx
21
(1)
y
3
y
2
1
sin2x
2
y
cos2xsin(2x
设
y
(n)
2
)
y
2cos(2x
)2sin(2x2)
22
2
n1
sin(2xn)
2
第18页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>则
y
(n1)
2
n
cos(2xn)2
n
sin(2x(n1))
22
y
(50)2
49
sin(2x50)2
49
sin2x
2
(5)两边取对数:
lnyx[lnxln(1x)]
两边求导:
1x
y
lnxln(1x)1
y1x
<
br>x
x
x
y
()[lnxln(1x)1]
1x1x
(6)利用定义:
f
(0)lim
x0
f(x)f(0)
lim(x1)(x2)(x3)(x2005)
2005!
x0
x
(7)
f
(x)
(x)(xa)
(x)
f
<
br>(a)
(a)
又
f
(a)lim
f
(x)f
(a)
(x)(
xa)
(x)
(a)
lim
xax
a
xaxa
(x)
(a)
lim[
(x)]
(a)
(a)2
(a)
xa
xa
[注:
因
(x)
在
xa
处是否二阶可导不知,故只能用定义求。](8)
lim
x1
d1
f(cosx1)l
im
[f
(cosx1)(sinx1)]
x1<
br>dx
2x1
lim
f
(cosx
1)lim
x1x1
1
sinx1
f
<
br>(1)()1
2
2x1
2、易知当
x0
时,
f(x)
均可导,要使
f(x)
在
x0
处可导
则
f
(0)f
(0)
, 且f(x)
在
x0
处连续。即
lim
f(x)li
m
f(x)f(0)
x0x0
limf(x)ba2
ab20
而
lim
f(x)0
x0
f(x)f
(0)(1sinx)a2ba2
lim
b
又
f
(0)lim
x0x0
x0x
x
0
第19页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>e
ax
1ba2e
ax
1ax
f
(0)lim
lim
lim
a
x0x0x0
xxx
由
a
1
ab20
b1
ab<
br>
22
3、证明:设交点坐标为
(x
0
,y
0
)
,则
x
0
y
0
a
x
0
y
0
b
对
x
2
y
2
a
两边求导:
2x2yy
0y
x
y
曲线
x
2
y2
a
在
(x
0
,y
0
)
处切线斜率
k
1
y
|
xx
0
又由<
br>xyby
x
0
y
0
bb
y
2
xx
<
br>曲线
xyb
在
(x
0
,y
0
)
处
切线斜率
k
2
y
|
xx
0
b
2
x
0
又
k
1
k
2
x
0
bb
(
2
)1
y
0
x
0
x
0
y
0
两切线相互垂直。
4、设
t
分钟后气球上升了
x
米,则
tan
x
500
d
1dx1407
2
两边对
t
求导:
sec
dt500dt50025<
br>d
7
cos
2
dt25
当
x500
m时,
当
x500
m时,
4
d
717
<
br>(弧度分)
dt25250
f(xh)f(x)f(x)f(h)f(x0)
lim
5、证明:
f
(x)lim
h0h0hh
f(x)f(h)f(x)f(0)f(h)f(0)
limlimf(
x)
h0h0
hh
f(x)f
(0)f(x)
第20页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
6、解:由于
y
3x6x
,于是所求
切线斜率为
2
k
1
3x
2
6x|
x1
3
,
从而所求切线方程为
y33(x1)
, 即
3xy60
又法线斜率为
k
2
11
k
1
3
所以所求法线方程为
y3
1
(x1)
,即
3yx80
3
第三单元
微分中值定理与导数应用
一、填空题
x0
1、
limxlnx
__________。
2、函数
f
x
2xcosx
在区间______________单调增。
3、函数
f
x
48x3x
的极大值是_
___________。
34
4、曲线
yx6x3x
在区
间__________是凸的。
42
5、函数
f
x
cosx
在
x0
处的
2m1
阶泰勒多项式
是_________。
6、曲线
yxe
3x
的拐点坐标是______
___。
7、若
f
x
在含
x
0的
a,b
(其中
ab
)内恒有二阶负的导数,且
_______,则
f
x
0
是
f
<
br>x
在
a,b
上的最大值。
3
8、
yx2x1
在
,
内有_
_________个零点。
第21页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>11
)________
。
x0
sinxx
11
10、
lim(
2
)_________
。
x0
x
xtanx
9、
limcotx(
2
11、曲线
ye
x
的上凸区间是___________。
x
12、函数
yex1
的单调增区间是___________。
二、单项选择
x0
1、函数
f(x)
有连续二阶导数且
f(0)0,f
(0)1,f
(0)2,
则
lim
f(x)x
( )
x
2
(A)不存在 ;
(B)0 ; (C)-1 ; (D)-2。
2、设
f
(x)(
x1)(2x1),x(,),
则在
(,1)
内曲线
f(x)
( )
1
2
(A)单调增凹的;
(B)单调减凹的;
(C)单调增凸的; (D)单调减凸的。
3、
f(x)
在
(a,b)
内连续,
x
0
(a,b),f
(x
0
)f
(x0
)0
,则
f(x)
在
xx
0
处(
)
(A)取得极大值; (B)取得极小值;
(C)一定有拐点
(x
0
,f(x
0
))
;
(D)可能取得极值,也可能有拐点。
4、设
f(x)
在
a,b
上连续,在
(a,b)
内可导,则Ⅰ:在
(a,b)内
f
(x)0
与Ⅱ:在
(a,b)
上
f(x)f(a)
之间关系是( )
(A)Ⅰ是Ⅱ的充分但非必要条件; (B)Ⅰ是Ⅱ的必要但非充分条件;
(C)Ⅰ是Ⅱ的充分必要条件;
(D)Ⅰ不是Ⅱ的充分条件,也不是必要条件。
5、设
f(x)
、
g(x)
在
a,b
连续可导,
f(x)g(x)0<
br>,且
f
(x)g(x)f(x)g
(x)
,则
当
axb
时,则有( )
(A)
f(x)g(x)f(a)g(a)
;
(B)
f(x)g(x)f(b)g(b)
;
第22页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
(C)
f(x)f(a)g(x)g(a)
;
(D)。
g(x)g(a)f(x)f(a)
3
6、方程
x3x10
在区间
(,)
内(
)
(A)无实根;
(B)有唯一实根;
(C)有两个实根; (D)有三个实根。<
br>7、已知
f(x)
在
x0
的某个邻域内连续,且
f(0)
0
,
lim
处
f(x)
( )
f(x)
则在点
x0
2
,
x0
1cosx
(A)不可导;
(B)可导,且
f'(0)0
;
(C)取得极大值;
(D)取得极小值。
8、设
f(x)
有二阶连续导数,且
f'(0)0
,
lim
x0
f(x)
1
,则(
)
|x|
(A)
f(0)
是
f(x)
的极大值;
(B)
f(0)
是
f(x)
的极小值;
(C)
(0,f(0))
是曲线
yf(x)
的拐点;
(D)
f(0)
不是
f(x)
的极值点。
9、设
a,b
为方程
f(x)0
的二根,
f(x)
在
[a,b]
上连续,在
(a,b)
内可导,则
f'(x)
在
(a,b)
内( )
(A)只有一实根; (B)至少有一实根; (C)没有实根;
(D)至少有2个实根。
10、在区间
[1,1]
上满足罗尔定理条件的函数是(
)
(A)
f(x)
1
;
(B)
f(x)|x|
;
2
x
22
(C)
f(x)1x
; (D)
f(x)x2x1。
11、函数
f(x)
在区间
(a,b)
内可导,则在
(a,b)
内
f'(x)0
是函数
f(x)
在
(a,b)
内单调
增加的( )
(A)必要但非充分条件;
(B)充分但非必要条件;
第23页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
(C)充分必要条件; (C)无关条件。
12、设
yf(x)是满足微分方程
yy'e
sinx
0
的解,且
f'(x
0
)0
,则
f(x)
在( )
(A)
x
0
的某个邻域单调增加; (B)
x
0的某个邻域单调减少;
(C)
x
0
处取得极小值; (D)x
0
处取得极大值。
三、计算解答
1、计算下列极限
(1)lim
x1
arccosx
x1
;
(2)
lim
x0
lncotx
;
lnx
e
x
e
sinx
11
(3)
lim
2
; (4)
lim
2
ln(1x)
;
x0
xln(1
x)
x0
xx
(5)
lim
x0lntan(ax)
xarctanx
lim
;
(6)。
x0
lntan(bx)
x
3
2、证明以下不等式
(1)、设
bae
,证明<
br>ab
。
(2)、当
0x
3
ba
2<
br>时,有不等式
tanx2sinx3x
。
(6)
3、已知
yxsinx
,利用泰勒公式求
y(0)
。
3
n
4、试
确定常数
a
与
n
的一组数,使得当
x0
时,
ax
与
ln(1x)x
为等价无穷小。
3
5、设
f(x)
在
a,b
上可导,试证存在
(a
b)
,使
a
3
1
b
3
<
br>
2
3f(
)
f
(
)
。
ba
f(a)f(b)
6、作半径为
r
的球的外切正圆锥,问此圆锥的高为何值时,其体积
V
最小,
并求出该体
积最小值。
7、若
f(x)
在
[0,1]
上有
三阶导数,且
f(0)f(1)0
,设
F(x)xf(x)
,试证:在
(0,1)
3
第24页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
内至少存在一个
,使
F'(
)0
。
第25页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
第三单元 微分中值定理与导数应用测试题详细解答
一、填空题
1
lnx
1、
0
<
br>limxlnxlimlim
x
lim(x)0
x0x0
1
x0x0
1
2
xx
2、
(,)
f
(x)2sinx
0f(x)
在
(,)
上单调增
3、20
f
(x)24x12x12x(x2)
令
f
(x)
0x
1
0,x
2
2
232
当
x2
时,
f
(x)0
;当
x
2
时,
f
(x)0
极大值为
f(2)20
3
4、
(1,1)
y<
br>
4x12x3
,
y
12x1212(x
1)(x1)
2
当
x1
时,
y
0.当
x(1,1)
时,
y
0
;当
x
(1,)
时,
y
0
曲线在
(1,1)
上是凸的
5、
1
1
2
1
4
1
xx(1)
m<
br>x
2m
2!4!(2m)!
3x
2
6、
(,e)
y
e
22
33
3xe
3x
e
3x
(13x)
,
2
y
3e
3x
(13x)3e
3x
e
3x
(9x
6)9e
3x
(x)
3
222
令
y
0x
,当
x
时,
y
0;当
x
时
y
0
333
22
2
22
2
而当
x
时,
ye
拐点为
(,e)
333
3
7、
f
(x
0
)0
,
f(x<
br>0
)lim
xx
0
f
(x)f
<
br>(x
0
)
f
(x)
f
(x)<
br>lim00
xx
0
xx
xx
xx
0
0
0
第26页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>当
xx
0
时,
f
(x
0
)0
,f(x)
单调增加;当
xx
0
时,
f
(x)
0,f(x)
单调减少
2
8、1
y
3x20
,
y
在
(,)
上单调增加
又<
br>limylimy
.
在
(,)
内有1
个零点。
xx
9、 原式
lim
1
6
co
sx(xsinx)xsinx1cosx1
limcosxlimlim
。232
x0x0x0x0
xsinxx3x6
tanxxt
anxxsec
2
x11tan
2
x1
1
liml
imlim
。10、 原式=
lim
2322
x0x0x0x
0
xtanxx3x3x3
3
11、
(
22
2
22
,)
y'
2xe
x
,y[2(2x)
2
]e
x
令
y0x
,当
22
2
x(
2222
,)
时,
y0
,
,)
。上凸,其它区间
y0
,上凹,故应
填入
(
2222
x
12、
(0,)
函
数
yex1
的定义区间为
(,)
,在定义区间内连续、可导,
且
y'e1
,因为在
(0,)
内
y'0
,所以函数
yex1
在
(0,)
上单调增加。
xx
二、选择题
f(x)xf
(x)1f
(x
)
limlim1
x0x0x0
x
2
2x2
111
2、选(B)
当
x(,1)
时,
f
(x)0
,又
f
(x)4x14(x)0
x(,1)
242
1、选(C)
lim
1
f(x)
在
(,1)
上单调减且为凹的。
2
3
3
4
3、选(D)
f(x)x
,则
f'(0)f(0
)0
,
x0
是
f(x)x
的拐点;设
f(x)x<
br>,
4
则
f'(0)f(0)0
,而
x0
是f(x)x
的极值点。
第27页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>4、选(C)由
f(x)
在
(a,b)
内
f
(x)0
的充分必要条件是在
(a,b)
内
f
(x)
C
(
C
为
常数),又因为
f(x)
在
[a,b]
内连续,所以
Cf(a)
,即在
(a,b)
上
f(x)f(a)
。
5、选(C)由
f
(
x)g(x)f(x)g
(x)f
(x)g(x)f(x)g
(x)0
[
f(x)f(x)
]
0
单调减少,
x(a,b)
g(x)g(x)
f(x)f(a)
.
g(x)f(b)
6、选(D)
令
f(x)x3x1
,则
f
(x)3x33(x1
)(x1)
;
32
当
x1
时,
f
(x)0
,
f(x)
单调增加,
当x(1,1)
时,
f
(x)0
,
f(x)单调减少
当
x(1,)
时,
f
(x)0,
f(x)
单调增加.
而
f(1)3
,
f(1)
1
x
limf(x)
,
limf(x)x
f(x)
在
(,1)
上有一实根,在
[1,1]
上有一实根,在
(1,)
上有一实根。
7、选(D) 利用极限的保号性可以判定
f(x)
的正负号:
lim
f(x)f(x)
200
(在
x0的某空心邻域);
x0
1cosx1cosx
由
1cosx0
,有
f(x)0f(0)
,即
f(x)
在
x0
取极小值。
8、选(B) 由极限的保号性:
第28页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>lim
x0
f(x)f(x)
100
(在
x0<
br>的某空心邻域);由此
f(x)0
(在
|x||x|
,
f'
(x)
单调增,又由
f'(0)0
,
f'(x)
在
x0
由负变正,
x0
的某空心邻域)
由极值第一充分条件,
x0是
f(x)
的极小点 。
9、选(B)由罗尔定理保证至少存在一点
(a,b)
使
f'(
)0
。
10、选(C
),A选项
f(x)
在
x0
不连续,B选项
f(x)
在<
br>x0
处不可导,D选项
f(1)f(1)
。
3
11、选(B),如
yx
在
(,)
单增,但
f'(0)
0
,故非必要条件。
sinx
0
12、选(C),由
f
'(x
0
)0
有
y(x
0
)e
取得极小值。<
br>三、计算解答
1、计算极限
(1)解:
lim
x1<
br>y'(x
0
)e
sinx
0
0
,所以
f(x)
在
x
0
处
<
br>arccosx
x1
11
11
2arccosx
1x
2
lim
lim
x1<
br>x1
1
arccosx1x
2x1
1
2<
br>
1
(csc
2
x)
lncotxxsinx
(2)解:
lim
lim
cotx
lim<
br>
1
。
2
x0x0x0
1
lnxcos
xsinx
x
e
x
e
sinx
e
sinx
(e
xsinx
1)xsinx1cosx1
l
imlimlim
(3)解:
lim
2332
x0
x
ln(1x)
x0x0x0
xx3x6
第29页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>(4)解:
lim[
x0
11xln(1x)
2ln(1x)]limlim
x0x0
xxx
2
1
1
1x
lim[
1
]
1
x0
2x2(1x)2
(5)解:
lim
x0
xarctanx
lim
3
x0
x
1
1
2
2
x1<
br>1x
lim
。
222
x0
3x3x(1x
)3
1
sec
2
(ax)a
lntan(ax)ta
n(bx)sec
2
(ax)a
tan(ax)
lim
lim
(6)解:
lim
2
x0
l
ntan(bx)
x0x0
tan(ax)sec(bx)b
1
2<
br>sec(bx)b
tan(bx)
bxsec
2
(ax)a
lim
1
<
br>x0
axsec
2
(bx)b
2、(1)证明:
ab
blnaalnb
ba
令
f(x)xlnaalnx
,则
f(x)
在
[a,b]
上连续
f
(x)
lna
a
0
x[a,b]
x
f(x)
在
[a,b]
上单调增加,
f(b)f(a)
得
blnaalnbalnaalna0
, 即
ab
(2)令<
br>f(x)tanx2sinx3x
在
x(0,
ba
2
)
时
f
(x)sec
2
x2cosx3
f
(x)0
,
f(x)
在
[0,
11<
br>3
cosxcosx33cosxcosx30
cos
2xcos
2
x
2
)
上单调增
x(0,)
f(x)f(0)
即
tanx2sinx
3x
2
f
(0)
2
f
(n)(0)
n
xxo(x
n
)
3、解:
泰勒公式
f(x)f(0)f
(0)x
2!n!
第30页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
x
3
x
5
x
2m1
m1
(1)o(x
2m
)
而
sin
xx
3!5!(2m1)!
x
6
x
8
yxsin
xx
3!5!
34
f
(6)
(0)16!f
(6)
(0)120
对比
x
的导数有:
6!3!3!
6
ax
n
a
nx
n1
an
n63
limlim[x(1x)]1
4、解:
lim
x0
ln(1x
3
)x
3<
br>x0
3x
2
x0
3
2
3x
1x<
br>3
n6
,
an1
1a
32
b
3
f(h)a
3
f(a)
2
[3
f(
)
f
(
)]
5、
即证:
ba
3
令
F(x)xf(x)
,则F(x)
在
[a,b]
上满足拉氏定理的条件
(a,b)
,使
F(b)F(a)
F
(
)
ba
b
3
f(h)a
3
f(a)
3
2
f(
)
3
f
<
br>(
)
即
ba
b
3
1
即
ba
f(a)
a
3
2
[3f(
)
f
(
)]
f(b)
6、解: 设圆锥的高为
h
,底面圆半径为
R
,则有比例关系
rhr
2
2
R
22
hh2r
hR
hr
1
2
1h2
r
2
V
Rh
(h2r)
33h2r
第31页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>1
hr
2
(2h4rh)
dV12hr(h2r)
hr
3
2
dh3(h2r)(h2r
)
2
222
令
dV
0
唯一驻点
h4r
dh
116r
2
r
2
8
3
r
所以,当
h4r
时,体积最小,此时
V
34r2r3
7、解: 由题设可知
F(x),F'(x),F(
x),F'(x)
在
[0,1]
上存在,又
F(0)F(1)
,由
罗
23
尔定理,
1
(0,1)
使
F
'(
1
)0
,又
F'(0)[3xf(x)xf'(x)]
|
x0
0
,可知
F'(x)
在
[0,
1
]
上满足罗尔定理,于是
2
(0,
<
br>1
)
,使
F(
2
)0
,又
F(
0)[6xf(x)6x
2
f'(x)x
3
f(x)]|
x
0
0
,对
F''(x)
在
[0,
2
]
上再次利用罗尔
定理,故有
(0,
2
)(
0,
1
)(0,1)
,使得
F'(
)0<
br>。
第四单元
不定积分
一、填空题
1、
xxdx
=_______
____。
2、
x
dx
2
x
=___
__________。
3、
(x3x2)dx
=_____________
。
2
cos2x
cosxsinx
dx<
br>=___________。
dx
5、
=____________
。
1cos2x
4、
第32页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
6、
sint
t
dt
=___________。
7、
xsinxdx
=___________。
8、
arctanxdx
=__________。
9、
sin2x
1sin
2
x
dx
_____
_______。
10、
xf
(x)dx
_________
___。
11、
1
(x3)x1
dx
________________。
12、
dx
x
2
2x5
________
__
。
二、单项选择
1、对于不定积分
f
x
dx
,下列等式中( )是正确的.
(A)
df
x
dxf
x
;
(B)
f
x
dxf
x
;
(C)
df
x
f
x
;
(D)
2、函数
f
x
在
,
上连续,则
d
f
x
dx
等于( )
d
f
x
dxf
x
。
dx
(A)
f
x
;
(B)
f
x
dx
;
(C)
f
x
C
;
(D)
f
x
dx
。
3、
若
F
x
和
G
x
都是
f
x
的原函数,则( )
(A)
F
x
G
x
0
; (B)
F
x
G
x
0
;
(C)
F
x
G
x
C
(常数); (D)
F
x
+G
x
C
(常数)。
4、若
f
(x)dxx
5
33
c
,则
f(x)
( )
5
69
3
(A)<
br>x
3
c
;(B)
x
3
c
;(C)
xc
;(D)
xc
。
55
第33页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>5、设
f(x)
的一个原函数为
xlnx
,则
xf(x)dx
( )
111
2
1
(B)
x(
lnx)c
;
lnx)c
;
2442
11
2
1
2
1
(C)
x(lnx)c
;(D)
x(lnx)
c
。
4224
(A)
x(
2
6
、设
f(x)dxx
2
c
,则
xf(1
x
2
)dx
( )
2222
(A)
2(1x)
c
;(B)
2(1x)c
;
(C)
11
22
(D)
(1x)c
。
(1x
2
)
2
c
;
22
e
x
1
dx
( )7、
x
e1
x
(A)
ln|e1|c
;
(B)
ln|e1|c
;
xx
x
(C)
x2ln|e1|c
; (D)
2ln|e1|x
c
。
8、若
f(x)
的导函数为
sinx
,则
f(
x)
的一个原函数是( )
(A) (B) (C) (D)
1sinx
;
1sinx
;
1cosx
;
1cos
x
。
9、
F'(x)f(x),f(x)
为可导函数,且
f(0)1
,又
F(x)xf(x)x
,则
f(x)
=( )
2
22
(A)
2x1
;
(B)
x1
; (C)
2x1
;
(D)
x1
。
32
x
23
x
dx
( )10、
2
x
(A)
3x2ln
33
x
3
(
)C
; (B)
3x2x()
x1
C
;
2
22
2323
()
x
C
; (D)
3x()x
C
。(C)
3
ln3ln22
ln3ln22
11、
3
x
e
x
dx
=( )
(A)
1
xx
11
xx
1
3eC
;
3
x
e
x
C
;
3e
; (D)
3
x
e
x
。(B)(C)
ln31
ln3
ln31ln3
第34页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
1
2
1
secdx
=(
)
x
2
x
1111
(A)
tanC
;
(B)
tanC
; (C)
cotC
;
(D)
cotC
。
xxx
x
12、
三、计算解答
1、计算下列各题
(1)
x
ax
22
dx
;
(2)
dx
;
(4)
x1
dx
;
2
x4x13
(3)、
xarccosx
1x
2
2
xe
x
e
1
x
dx
;
ln1e
x
dx
。(5)、
xsinxdx
;
(6)
x
e
2、设
f
sinxcos2xtanx
,当
0x1
时求
f
x
。
22
2
3、 设
F
x
为
f
x
的原函数,当
x0
时有
f
x
F
x
<
br>sin2x
,且
F
0
1,F
x
0
,
求
f
x
。
4、 确定A、B使下式成立
dxAsinxdx
B
12cosx
2
12cosx
12cosx
5、设
f
x
的导数
f
<
br>x
的图像为过原点和点
2,0
的抛物线,开口
向下,且
f
x
的极小
值为2,极大值为6,求
f
x
。
第35页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
第四单元 不定积分测试题详细解答
一、填空题
5
3
2
5
2
1、
x
2
C
5
2
2、
x
2
C
3<
br>3、
3
2
2
xxdxxdxxC
。
5
x
dx
2
2
xdxx
2
C
。
3
x
2
(x
3x2)dx
5
2
3
1
3
3
2
xx2xC
32
<
br>1
3
3
2
xx2xC
。
32
cos2
xcos
2
xsin
2
x
dx
dx
4、
sinxcosxC
cosxsinxcosxsinx
(cosxsinx)dxsinxcosxC
。
5、
1
tanxC
2
dxdx112
secxdxtanxC
。
1cos2x
12cos
2
x12
2
6、
2costC<
br>
sint
t
dt2
sintdt2c
ostC
。
7、
xcosxsinxC
x
sinxdx
xdcosxxcosx
cosxdx
xcosxsinxC
。
8、
xarctanxarctanxC
arctanxdxxarctanx
darctanx
xarctanxarctanxC
。
9
、
ln(1sinx)C
2
sin2x2s
inxcosx
dx
1sin
2
x
1s
in
2
x
dx
dsin
2
x
ln(1sin
2
x)C
。
2
1sinx
10、
xf
(x)
f(x)C
xf
(x)dx
xdf
(x)xf
(x)
f
(x)dx
第36页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
xf
(
x)df(x)
xf
(x)f(x)C
11、
2arctan(
x1
)C
令
x1t
,则
xt
2
1
2
原式
12
2
d(t1)
(t
2
2)
t
t
2
2
dt
2
x1
tt
)C
d()2arcta
n()C
2arctan(
1
2
2
22
()1
2
1
12、
arctan
1
2
x1
C
2
dxdx1x1
arctanC
。
x<
br>2
2x5
(x1)
2
422
二、选择题
1、选(D)。由
df
x
dx
f
x
dx
,
f
x
dxf
x
C
,
df
x
f
x
C
知(A)、
(B)、(C)选项是错的,故应选D。
2、选(B)。由微分的定
义知
d[f(x)dx]f(x)dx
。
3、选(C)。函数
f(x)的任意两个原函数之间相差一个常数。
4、选(B) 两边对
32
f<
br>
(x
3
)dxx
3
C
微分得
2
3
f
(x)3x,f
(t)3t
<
br>f(x)
9
f
(x)dx
3x
dxx
3
C
5
2
3
5
5、选(B)
原式
xdF(x)xd(xlnx)xlnxxlnxdx
2
x
2
x11
lnx
dxx
2(lnx)C
x
2224
2
6、选(C)
xf(1x)dx
2
11
222
f(1
x)d(1x)(1x)C
22
第37页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>e
x
1e
x
122
dx
x
dx
1
x
dx
7、选(D)
x
e1e1e1
e
x
1
x
x2
xdxx2de
xxx
(e1)ee(e1)
x2
(
11
)de
x
x2x2ln|e
x
1|C
xx
ee1
x2ln|e
x
1|C
8、选(B)由题意知
f'(x)sinx
,
f(x)cosxC
1
,
f(x)
2
的原函数为
f(x)dxsin
xC
1
xC
,
取
C
1
0,C
21
,故选B。
9、选(C)由
F(x)xf(x)
x
两边求导得
2
F'(x)f(x)xf'(x)2x
,又
F
'(x)f(x)
,所以
f'(x)2
,
所以
f(
x)2dx2xC
,又因为
f(0)1
,所以
C1,f(x)
2x1
。
32
x
23
x
3
x
13
x
dx[32()]dx3x2()C
1
0、选(D)
3
22
x
2
ln
2
13
()
x
C
。
ln3ln22
11xxx
(3e)
x
3
x
e
x
。11、选(B
)
3edx
(3e)dx
ln3e1ln3<
br>111111
2
1
dx
(
2
)se
c
2
dx
sec
2
dtanC
。12
、选(B)
2
sec
xxxxxxx
3x2
三、计算解答
1、计算下列各题
第38页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
1
(1)解:
1
22
dx
(ax)
2
d(a
2
x
2
)a
2
x
2
C
;
2
a
2
x
2
x
x112x421d(x
2
4x13
)d(x2)
dx
2
dx
2
(2) 解:
2
x4x132x4x132x4x13(x
2)
2
3
2
11x2
ln(x
2
4x13)arctanC
;
233
(3) 解:
<
br>xarccosx
1x
2
dx
arccosxd(1
x
2
)
1
1x
2
1x
2arccosx
1x
2
()dx
1x
2
arccosxxC
;
(4) 解:
xe
x
e1
x
dx
令
e
x
1t
,则
xln(t
2
1)
ln(t
2
1)(t
2
1)2t
2
dt
得
tt1
22
2t
2
2
ln(t1)dt2tln(t1)2
2
dt
t1
2tln(t
2
1)4(tarctant)C
2e
x
1x4e
x
14arctane
x1C
;
(5) 解:
xsinxdxx
2
1cos2x11
dxxdxxcos2xdx
222
11111
x
2
xdsin2xx
2
xsin2xcos2xC
;
44448
ln(1e
x)e
x
xxxxx
dxln(1e)d(e)eln(1e)
e
(6)
解:
xx
e
1e
dx
第39页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
1e
x
e
x
eln(1e)<
br>
dx
x
1e
xx
e
x
ln(1e
x
)xln(1e
x
)C
。
22<
br>
sin
2
x
2、解:
f
(sinx)
cos2xtanx12sinx
1sin
2
x
2
x1
2
0xsin1
2x
1xx
1
1
f(x)
f
(x)dx
(2x)dxx
2
ln|x1|C
x1
f<
br>
(x)12x
x
2
ln(1x)C
3、解:对
f(x)F(x)sin2x
两边积分:
2
f(x)F(x)dx
sin
2
2xdx
F(x)dF(x)
1cos4x
dx
2
1
2
x1
F(x)sin4xC
228
由
F(0)1
知
C1
又
F(x)0
得
F(x)
1
1
xsin4x1
4
11
f(x)F
(x)(xsin4x1)
2
(1co
s4x)
24
4、解:由
dxAsinxdx
B
<
br>(12cosx)
2
12cosx
12cosx
整理
得
1B2BcosxAsinx
dxC
(12co
sx)
2
12cosx
由不定积分的定义:有
(
Asinx1B
2Bcosx
)
12cosx(12cosx)
2
Acosx(12cosx)2Asin
2
xAcosx2A1B2B
cosx
即
22
(12cosx)(12cosx)(12cos
x)
2
第40页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>
A2B
21
对此导数:,(也可直接两边求导求解)
AB
33
2A1B
2
5、解:设
f
(x)axbxc
(a0)
由
f
(0)0
,
c
0
.由
f
(2)04a2b0
b2a
f
(x)ax
2
2ax
令
f
<
br>(x)0
驻点
x
1
0
,
x
2
2
又
f
(x)2ax2a
f
(0)2a0
,
x0
为极小值点,
f(0)2
f
(2)2a0
,
x2
为极大
值点,
f(2)6
而
f(x)
f
(x)dx
(ax
2
2ax)dx
a
3
xax
2
c
3
a
a3
84acb
由
3
c2
c2
f(x)x
3
3x
2
2
第五单元
定积分
一、填空题
1、
1
5
4
(1sin
2
x)dx
=____
______。
1xdx
=___________。
4
4
2、<
br>3、
4、
4
0
1
sin
3
xdx_________
。
arcsin
x
1x
2
0
dx________
。
5、
<
br>x
0
x
2
1
dx________
。
1
第41页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
2
1xdx________
。
0
2
6、
d
sinx
2
7、设
f
x
在
,
上连续,则
f
t
dt
。
dx
3x
8、设
f
x
在
0,4
上连续,且
x
2
2
f
t
dtx3
,则
f
2
。
1
、
e
3
9
dx
1
x1lnx
。
10、
dx
xx
2
1
。
1
11、
2sinx<
br>
x
4
3x
2
1
1x
2
cosx
dx
。
12、
f'(x)dx
____
_______,
b
a
f
(2x)dx
__
___________。
13、
0
1sinxdx
__________。
二、单项选择
1、
lim
1
n
n1
1
n2
1
nn
( )
(A) 0 ;
(B) e ; (C) ln2 ; (D) 1 。
2、若
f
x
d
x
dx
。
0
si
n
tx
dt
,则
f
x
等于( )
(A)
sinx
; (B)
1cosx
; (C)
sinx
; (D) 0
。
3、定积分
2
x
2
xx
edx
的值是( )。
(A) 0 ; (B) 2 ;
(C) 2e
2
+2; (D)
6
e
2
。4、设
f
u
连续,已知
n
1
xf
2x
dx
2
tf
t
dt
,则n=(
00 )
(A) 14 ; (B) 1 ; (C) 2 ; (D)
4 。
5、若连续函数
f
x
满足关系式
f
x
2x
0
f
<
br>t
2
dtln2
,则
f
x
等于(
第42页
。
)
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
2x
(A)
eln2
; (B)
e
x
ln2
; (C)
e
x
ln2
; (D)
e
2x
ln2
。
6、设
M
2
2
2sinx
2
2
(sinxcos
2
x)dx
,,
cosxdxN
2
1x
4
P
2
(x
4
sin
5
xcos
2
x
)dx
则有( )
2
(A)
NPM
; (B)<
br>MpN
;(C)
NMP
;(D)
PMN
。
2
7、设
f(x)x
x
2
0
c
os(t
2
)dt,g(x)sin
10
x
则当
x0<
br>时,
f(x)
是
g(x)
的
(A)等价无穷小;(B)同阶但非等价无穷小;(C)高阶无穷小;(D)低阶无穷小。
<
br>8、设
f(x)
是连续函数,且
F(x)
e
x
x
2
f(t)dt
,则
F
(x)
等于(
)
x
(A)
e
(C)
e
x
f(e
x
)2xf(x
2
)
; (B)
e
xf(e
x
)f(x
2
)
;
f(e
x
)2xf(x
2
)
; (D)
e
x
f(e
x
)f(x
2
)
。
9、
设函数
f(x)
在闭区间
[a,b]
上连续,且
f(x0)
,则方程
x
a
f(t)dt
x
b
1
dt0
f(t)
在开区间
(a,b)
内的根有(
)
(A)0个; (B)1个; (C)2个;
(D)无穷多个。
10、设
f(x)
连续,则
2
d
x
22
tf(xt)dt
(
)
0
dx
2
2
2
(A)
xf(x)
;
(B)
xf(x)
; (C)
2xf(x)
;
(D)
2xf(x)
。
11、设
f(x)
是连续函数,
且
f(x)x2
1
0
f(t)dt
,则
f(
x)
=( )
(A)
x1
;
(B)
x1
; (C)
x1
;
(D)
x1
。
第43页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
x
12、
lim
0
cost
2
dt
x
x0
=( )
(A)1; (B)0;
(C)
1
; (D)
。
三、计算解答
1、计算下列各题
(1)
4
<
br>2
0
x
3
4x
2
dx
;
(2)
xxdx
;
1
(3)
1<
br>2
1
2
xarcsinx
1x
x
0
2
dx
; (4)
2
xcos
2
xdx
;
2
2
(5)
lim
x0
sin
2
tdt
x
3
; (6)
lim
x0
x<
br>0
ln(1t)dt
x
2
。
2、 已知
f
x
在
x12
的邻域内可导,且
limf
x
0,limf
x
997<
br>,求
x12x12
x
12
tf
<
br>u
du
dt
12
t
。
lim
3
x12
12
x
3、设
f
x
x
1
lnt
dt
其中
x0
,求
f
x
1t
1
f
。
x
4、证明方程
lnx
x
1cos2xdx
在区间
0,
内
有且仅有两个不同实根。
e
0
a
5、已知
f
<
br>x
在
0,a
上连续,且
f
0
0
,证明
0
Ma
2
f<
br>
x
dx
,其中
2
Mmaxf
x
。
axb
<
br>6、已知
f
x
在
0,1
<
br>上连续,定义
g
x
明
h
<
br>x
g
u
du
,
并求
h
x
。
0
x
f
t
dt,h
x
xt
f
t
dt,x
0,1
,证
00
xx
第44页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
第五单元 定积分测试题详细解答
一、填空题
5
4
3
1、
2
5
4
4
(1sin
x)dx
2
4
1cos2x31
(1)dx<
br>
4
dx
4
cos2xdx
22
4
2
4
5
5
313
sin2x|
4
。
2424
2
2、
(5
2
2
2
)
3
33
5
4
1
1xdx
4
1
2
(1x)d(1x)(1
x)|(5
2
2
2
)
。
1
3
12
1
2
1
3
2
4
1
33
522
3、
123
4
0
sinxdx
1
3
4
0
1522
(1cosx)dcosxcos<
br>3
x|
0
4
cosx|
0
4
。
3123
2
4、
2
8
1
arcsinx
0
11
2
2
21
。
dx
arcsinxd(arcsinx
)(arcsinx)|
0
()
2
0
2228
1x
1
1
5、
ln2
2
2
6、 3
7、
2
x1
1
111
22
dxdxln
|x1|ln2
。
0
x
2
12
0
x
2
122
0
1
2
2
2
2<
br>
2
1
3
2
1xdxx2x1dxxxx
0
0
3
0
3
1
1
2
两边求导:
2xf(x2)1
,令
x2
得
f(2)
4
4
8、2
e
3
1
e
3
dx
e
3
(1lnx)
2
d(1lnx)21lnx
1
2
1
x1lnx
1dxx1
2
(
)dxlnxln(x1)
x(x
2
1)
1
xx
2
12
1
1
1
9、
ln2
2
1
第45页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
11
lim(lnxlnx
2
1)0ln2ln2
<
br>x
22
2sinx(x
4
3x
2
1)
cosx]dx2cosxdx2sinx
10、0
[
0
0
2
0
1x
11、
f(x)C
,
[f(2b)f(2a)]
1
2
f'(x)dx
f(x)C
b
a
2b
111
b
f
(2x)dx令u2x
f
(u)duf(u)|
2
[f(2b)f(2a)]
2a
2a
222
4(21)
原式
12、
0
(sin
xxxx
cos)
2dx
|sincos|dx
0
2222
xxxx
(cossin)dx
(sincos)dx
0
2
2222
xx
2
xx
2[(
sincos)|
(cossin)|
2
]
0
2222
2
4(21)
二、选择题
1、选(C)
lim(
n
11
)
n1nn
1
dx1111
lim()
ln(1x)
1
0
ln2
0
1x
n
n
12n
111
nnn
2、选(A)
f(x
)
3、选(C)
d
x
d
x
sin(tx)
dtcos(tx)sinx
0
0
dxdx
02
20
2
2
22
(|x|x)e
|x|
dx
0dx
2xe
x
dx2xe
x
|
0
2e
x
|
0
2e
2
2
1
0
4、选(D)
n
xf
<
br>(2x)dx
令
2xt
得
n
t1
n
2
f(t)dt
tf
(t)dt
0
224
0
2
n4
第46页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
5、选(B)两边求导
f
(x)2f(x)
6、选(D)
因为
M0,N02
2
2
0
cosxdx0
,
P02
2
0
cos2
xdx0
f(x)
7、选(B)
lim
x0
g(x)
0
0
lim
x
2
x
2
0
x0
8
x
cos(t
2
)dt22cosx
4
2
1
lim
x0
x
10
10x
8
5x
8
10
xx22x
8、选(A)
F'(x)f(e)(e)'f(x)(x)'
ef(e
x
)2xf(x
2
)
。
xx
9、选(B) 因为
F(x)
f(t)dt
<
br>a
a
b
1
dt
,则有
f(t)
F
(a)
b
b
1
dt0
,
F(b)
f(t)dt0
a
f(t)
又
F
(x)f(x)
1
0
.可知
F(x)
是严格增的,由介值定理
知存在唯一的一个
f(x)
,使
F(
)0
。
10、选(A)首先通过积分换元,把被积函数中的参变量
x
“解脱”出来:
xtu
1
x
1
0
1
x
2
22
22
0
tf(xt)dt
2
0
f(x
t)d(xt)
2
x
2
f(u)du
2
0
f(u)du
x
22
22
1d
x
2
2
f(u)duxf(x)
。由此,
原式=
0
2dx
11、选(A)设
1
0
f(t)dta
,则有恒等式
f(x)x2
f(t)d
t
。为求常数
a
,两边取由
0
1
0到1的积分得
a
1
xdx2a
axdx
,解得。由此,
f(
x)x1
。
0
0
2
1
1
12、选(A)
lim
x0
x
0
cost
2
dt
x
cosx
2
lim1
x0
1
第47页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
三、计算解答
1、计算下列各题
(1)
解:
2
0
x
3
4x
2
dx
令
x2sint
得
3
2
08sint2cost2costdt32
2
(cos
2
x1)cos
2
tdcost
0
1164
32(c
os
5
xcos
3
t)
0
2
5315
(2) 解:
4
1
x|x|dx
x|x|dx
1
14
1
2
xdx
x
2
5
2
3
2
5
4
1
62
5
1
(3) 解:
2
1
2
xarcsinx
1x
2
dx
arcsin
xd1x1xarcsinx
1
2
1
2
2
1
2
1
2
x
1
2
12
1
3
6
22224
(4) 解:
2<
br>
2
(xcosx)dx
2
(x
2xcosxcosx)dx2
2
(x
2
cos
4
x)dx
2
0
3
2
3
2
1cos2x
1
2
x
0
2
2
()dx
2
(12cos2xcos
2
2
x)dx
0
32122
0
1
2
11<
br>2
1
3
3
22
x|
0sin2x|
0
x|
0
sin4x|
0
122248128
3
(5) 解:<
br>lim
x0
x
0
sin
2
tdt
x
3
sin
2
x1
lim
。
x0
3x
2
3
lim
(6) 解:
lim
x0<
br>x
x
0
ln(1t)dt
x
12
t
2ln(1x)11
lim
。
x0x0
2(1x)2x2lim
x
f(u)du
x
12
x
[
2、解:
lim
12
x12
tf(u)du]d
t
3
(12x)
x12
3(12x)
2
lim<
br>x
f(u)du
12
x12
3(12x)
2<
br>
第48页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
x
lim
x12
12
f(u
)duxf(x)
6(12x)
lim
x12
f(x)f(x)
xf
(x)
6
12997
1994
6
1
x<
br>3、解:
f()
1
x
1
lnt
dt<
br>
1t
t
1
u
1
x
u
(<
br>1
)du
2
1
1
u
1
u
ln
x
1
xx
lnulnulnt
dududt
2
11
uuu(u1)t(t1)
x
ln
t
xx
lnt1lntlnt
f(x)f()
dt
dt
[]dt
1
1t
1
t
(t1)
1
1txt(t1)
x
1
ln
t11
x
dtln
2
t|
1
ln
2
x
t22
4、解:
0
1cos2
xdx
0
2sinxdx2
sinx
dx2cosx|
0
22
2
0
令
f(x)lnx
x11ex
22
则
f
(x)
exeex
令
f
(x)0
驻点
xe
在
(0
,e)
内,
f
(x)0
,
f(x)
单调增加.
在
(e,)
内
f
(x)0
,
f(x)单调减少
又
lim
f(x)lim
(
lnx)
limf(x)lim(lnx)
x0x0
xx
而
f(e)220
x
e
x
e
f(
x)
在
(0,e)
内有且仅有一个零点,在
(e,)
内有且仅有
一个零点
x
即 方程
lnx
1cos
2xdx
在
(0,)
内有且仅有两个不同实根
e
0
5、解:证:
|
a
0
f(x)dx||
[f(0)f
(
)x]dx|
其中
(0,x)
0
a
第49页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>|
a
0
x
2
a
2
Ma
2
a
f
(
)xdx||f
(
)|
0
||f
(
)|
<
br>222
6、解:
h(x)x
x
x
0
f
(t)dt
tf(t)dt
0
x
h
(x)
f(t)dtxf(x)xf(x)g(x)
0
h
(x)dx
g(x)dx
00
xx
即
h(x)|
x
0
g(u)du
0
x
0
x
h(x)h(0)
g(u)du
0
x
而
h(0)0
h(x)
g(u)du
h
(x)g
(x)f(x)
第六单元
定积分的应用
一、填空题
1、由曲线
ye,ye
及
y
轴所围成平面区域的面积是______________ 。
x
2
2、由曲线
y3x
及直线
y2x
所围成平面区域的面积是
____________。
3、由曲线
yx1x
2
,y
1,x1,x1
所围成平面区域的面积是_______ 。
xx
4、由曲线
ye,ye
与直线
x1
所围成平面区域的面积是_____
____ 。
5、连续曲线
yf(x),
直线
xa
,
xb
及
x
轴所围图形绕
x
轴旋转一周而成的立体
的体积
v
__________,绕
y
轴旋转一周而成的立体的体积
v
____________。
2
6、抛物线
y4ax及直线
xx
0
(x
0
0)
所围成的图形绕
x
轴旋转而成的立体的体积
______。
7、渐伸线
xa(cost
tsint)
,
ya(sinttcost)
上相应于
t
从0变
到
的一段弧长
为______。
第50页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>8、曲线
yxx2x
与
x
轴所围成的图形的面积
A
_______
。
32
9、界于
x0,x
之间由曲线
ysinx,ycosx
所围图形的面积
S
_______
。
a
10、对数螺线
re
自
0
到
的弧长
l_________
。 11、心形线
4(1cos
)
和直线
0,
为____________。
二、选择题
2
围成图形绕极轴旋转所得旋转体的体积
1、曲线
ylnx,
ylna,ylnb(0ab)
及
y
轴所围图形的面积
A
( )。
e
b
x
(A)
lnb
lna
lnxdx
; (B)
a
edx
;
(C)
edy
; (D)
a
lnxdx
。<
br>e
lnb
y
e
b
lna
e
2、曲线
r2acos
所围面积
A
(
)。
(A)
2
0
1
1
(2acos
)
2
d
;
(B)
(2acos
)
2
d
;
2
2
1
1
2
(2acos
)d
; (D)
2
2
(2ac
os
)
2
d
。
0
2
2
(C)
2
0
3、曲线
rae
及
,
所围面积
A
( )。
22
22
2
a
a
1
22
2
<
br>ed
; (C)
aed
; (D)
e
2
d
。(A)
aed
;
(B)
0
22
2
0
2
4、曲线
yln(1x)
上
0x
1
2<
br>0
2
1
一段弧长
s
(
)。
2
1
(A)
1x
2
1
2
dx
;
1
dx
;
(B)
2
2
0
1x
1x
(C)
1
2
0
1
2x
1dx
;
(D)
2
1[ln(1x
2
)]
2
dx。
2
0
1x
第51页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
5、双纽线
(xy)xy
所围成的区域面积可用定积分表示为(
)
22222
(A)
2
(C)
2
4
0
cos2
d
; (B)
4<
br>
4
cos2
d
;
0
4
0
1
cos2
d
; (D)
4
(cos2
)
2
d
。
2
0
2
6、
yx,xy<
br>绕
y
轴所产生的旋转体的体积为( )
(A)
;
(B)
3
2
3
5
3
3
; (C)
2
;
(D)
。
10
4
2
7、曲线
yx
2<
br>上相应于
x
从
a
到
b
的一段弧的长度(
)
3
22
(A)
(b
3
a
3
)
; (B)
(b
3
a
3
)
;
33
33
2244
22
(C)
[(1
b)
2
(1a)
2
]
; (D)
[(1b)<
br>2
(1a)
2
]
。
39
22
33
8、曲线
ysinx
的一个周期的弧长等于椭圆
2xy2
的周长的( )
(A)1倍; (B)2倍; (C)3倍;
(D)4倍。
三、计算解答
1、求抛物线
yx4x3
及
其在
(0,3)
和
(3,0)
处的切线所围成图形的面积。
2
22
2、求双纽线
rasin2
所围图形的面积。 3、求由平面图形
ycosxsinx,y0(0x
4
)<
br>绕
x
轴旋转的旋转体体积。
4、求摆线
xa(tsin
t),ya(1cost)
的一拱及
y0
绕
x
轴旋转的旋转体
的体积。
5、求心形线
ra(1cos
)
的全长,
其中
a0
是常数。
第52页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>6、求由曲线
yx
1
,x2,
及
y2
所围图
形的面积。
x
7、计算底面是半径
R
为的圆,而垂直于底面上一条
固定直径的所有截面都是等边三角形
的立体的体积。
第53页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
第六单元 定积分的应用测试题详细解答
一、填空题
1、1
ye
与
ye
及
y
轴交点为
(1,e),(0,
1)
,取
x
微积分变量则
x1
S
(eex
)dxex|
1
e|
0
1
0
0
1
x
2、
32
2
y3x
与
y2x
交点为
(3,6),(1,2)
,取
x
微积分变量则
3
1
13
2
。
S
[(3x
2
)2x]dx[3xx3
x
2
]
1
3
3
33
3、
2
S
1
1
(1x1x
2
)dx
dx
x1x
2
dx2
11
3
11
1
1
22
1
xd(1x)
1
2
12
2(1x
2
)
2
|
1
1
2
。
23
4、
e
e
1
1
0
1
2
。
2
S
(e
x
e
x
)dx[e
x<
br>e
x
]
1
0
ee
2
5、
由旋转体体积公式知:
[f(x)]dx
,
2
xf(x)dx
。
aa
bb
6、
2a
x
7、
2
0
V
x
0
0
2
ydx
4
axdx2a
x
0
。
0
2
x<
br>0
a
2
dxdy
atcost
,atsint,
dtdt
2
S
22
0<
br>
(atcost)(atsint)dt
atdt
0
a
2
。
2
8、
37
yx(x1)(x2)
,零点为
x
1
1,x
2
0,x
3
2,
则
12
02
10
<
br>A
(x
3
x
2
2x)dx
(x
3
x
2
2x)dx
9、
42
A
0
37
。
12
2
0
|sinxcosx|dx
5
4
4
(cosxsinx)dx
(sinxco
sx)dx
5
(cosxsinx)dx42
4
4
2
第54页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
1a
2
a
(e1)
由极坐标弧长公式得所求的弧长10、
a
S
0
r(
)r'(
)d
2a
22
0
(e
a
)
2
(ae
a
)
2
d
0
1a
2
a
1aed
(e1)
a
11、
160
由
4(1cos
)
得
x4(1cos
)cos
,y4(1cos
)sin
,
0
时
8
2
,
0
由
2<
br>元素法
V
ydx
16(1cos
)sin
2
4(sin
2sin
cos
)d
0
2
<
br>
64
2
(1cos
)
2
sin
2
(12cos
)d
160
。
0
二、选择题
1、选(C)。以
x
为积分变量
Sa(lnblna)
以
y
为积分变量
S
b
a
(lnblnx)dx
,
lnb
lna
e
y
dy
。
2、选(D)。由极坐
标曲边扇形面积公式
A
1
2
[
(
)]d
,知
2
11
A
2
(2acos
)
2
d
2
2
(2acos
)
2
d
。
0
2
2
2
11
22<
br>
2
3、选(D)。
dA(ae)ae,
22
4、选(
B)。
S
A
1
2
0
1
22
aed
。
2
2
1
2
0
1[ln(1x)]'dx
22
2
1x
2x
1
dx
2
dx
。
2
0
1x
21x
1
5、选(A)。由方程可以看到双纽线关于
x<
br>轴、
y
轴都对称,只需计算所围图形在第一象
cos2
。限部分的面积;双纽线的直角坐标方程比较复杂而极坐标方程较为简单:
2
其在第一象限部分
的变化范围是:
[0,
4
]
。再由对称性得
第55页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>1
S4S
1
4
4
2
d<
br>
2
4
cos2
d
。0
2
0
6、选(B)。绕轴旋转所得旋转体的体积
11
22
113
V
ydy
(y)dy
(y
2
y
5
)
。
00
2510
0
1
2
1
7、选(C)。
y'x,
从而弧长元素
ds1(x)
2
dx
1xdx
,所求弧长为
1
2
s
b
a
22
1xdx[(1x)
2
]
b
[(1b)
2
(1a)
2
]
。
a
33
333
8、选(A)。设
L
1
为曲线
ysinx
的一个周
期的弧长,
L
2
为椭圆
2xy2
的周长,
显然
22
2
0
L
1
2
0
1y'dx
2
1cos
2
xdx<
br>,将椭圆化成参数方程
xcos
(0
2
)
y2sin
则
L
2
2
0
(sin
)
2
(2sin
)
2
dx
2
0
1cos
2
xdx
从而有
L
1
=
L
2
。
三、计算解答
1、解:切线方程分别为
y4x3
和
y2x6
,其交点坐标是
(,3)
,
3
2
0
33
3
2
9
S
(4x3)dx
3
(2x6)dx
(
x
2
4x3)dx
。
0
4
2
2、解:由对称性
S2
2
0
1
2<
br>rd
2
a
2
sin2
d
a
2
。
0
2
2
<
br>
V
3、解:
4
0
(co
sxsinx)dx
4
(12sinxcosx)dx
0
2
2
4
2
。
2
0
V
4、解:
a
2<
br>(1cost)
2
d[a(tsint)]
a
3
第56页
0
(1cost)
3
dt
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
<
br>
a
3
2
0
(13cost3co
s
2
tcos
3
t)dt5
2
a
3
。
5、解:由极坐标系下的弧微分公式得
dsr(
)
2
r'(
)
2
d
a(1cos
)
2
sin
2
d
2a|c
os|d
,
2
由于
rr(
)a(1cos
)
以
2
为周期,因而
的范围是
[0,2
]
。又由于
r(
)r(
)
,心形线关于极轴对称。由对称性,
s2
ds(
)4a
co
sd
8a
。
00
2
1
6、解:由于
y
x
在
x1
处取极小值
x
1
所以可得
yx
,x1,x2
所围图形面积为
x
2
111
2
A
(x2)dx(x
2
lnx2x)|
1
ln2
。
1
x22
7、解:取固定直径为
x
轴,
x
为积分变量且
x[R,R]
,过点
x
且垂直于
x
轴的立体截
面面积为
A(x)3(R
2
x<
br>2
)
R
R
于是
V
R
R
A(x)dx
R
3(R
2
x
2
)dx23
(R
2
x
2
)dx
0
43
3
R
。
3
第九单元
重积分
一、填空题
1、设
,
为常
数,则
f
x,y
g
x,y
d
=_______
_______________
D
2、区域D由闭区域
D
1,D
2
构成,则
f
x,y
d
=______________________
D
是D的面积,3、设函数
zf
x,y
在闭区域D上连续,则
在D上至少存在一点
,
第57页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>使得
f
x,y
d
=__
____________________
D
D
4、计算
<
br>xyd
=______________________,其中
D是由直线
y1,x2,yx
所围成
的闭区域。
5、设
D是顶点分别为
0,0
,
1,0
,
1,2
,
0,1
的直边梯
形,计算
1x
yd
=__
____________________
D
6、改变下列二次积分的积分次序
11
00
dx
fdy<
br>=______________________;
dx
122xx
2
2x
fdy
=___________________
___;
33y
10
dy
0
12y
0
u
fdx
dy
fdx
=________
______________;
x
0
du
f
v
dv
=______________________;
0
7、把下列二重积分表示为极坐标形式的二次积分
x
2
y
2
4
xy
dxdy<
br>=__________________________;
x
2
y
2
2x
y
f
x
2
y
2
,arctan
dxdy
=______________
____________;
x
e
D
x
2
y
2
dxdy
=_____________________
_(
D
x,y
1x
2
y
24,yx
);
x
e
D
2
8、二重积分
y
2
dxdy
=______________
____________,其中 D是由中心在原点、
半径为a的圆周所围成的闭区域。
9、
将下列三重积分化为三次积分
f
x
,y,z
dv
=__________________________,
为曲面
zx
2
y
2
及平面
z1
所围
成的闭区域;
f
x,y,z
<
br>dv
=__________________________,
为曲面<
br>zr
2
x
2
y
2
及
xoy
面
所围成的闭区域;
第58页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>10、区域
为三坐标面及平面
x2yz1
所围成的闭区域,则
三重积分
xdxdydz
=_______________________
___.
二、选择题
22
D
1
,D
2
,D
3
,D
4
分别为单位圆盘
xy1
在一、
1、二、三、四象限的部分,则
2
x
yd
=
D
1
( )
(A)
x
2
yd
;(B)
x
2
yd
;(C)
D
x
2
yd
;(D)0.
D
23
D
4
2、
D
x,y
x
2
y
2
1,x
1
2
2
,则
x2
y
d
=( )
D
(A)
11x
2
2
1x
2
1
1
dx
2
1x
2
x
2
ydy
;(B)
2
dy
1<
br>
x
2
1x
y
2
dx
;
2
(C)
11x
2
x
2
1
dxy
2
dy
;(D)
2
1
2
11
1
dx
x
2
y
2
dy
.
2
1
3、
由不等式确定:
zx
2
y
2
,
x
2
y
2
z1
21
,则
f
x,y,z
dv
=(
(A)
2
0
dz
x,y,z
dxdy
;(B)
x
2
f
y
2
1
2
0
dz
x2
f
x,y,z
dxdy
;
y
2
z
2
(C)
22
fdxdy
1
0
dzfdxdy
.
x
2
y
<
br>f
x,y,z
dxdy
;(D)
2
2zz
2
1
dz
x
2
y
2
2zz
2
0
dz
x
2
y
2
z
2
4、
为单位球:<
br>x
2
y
2
z
2
1
,则
x
2
y
2
z
2
dxdydz
=()<
br>
(A)
dxdydz
;(B)
1
2
0
d
0
d
0
3
sin
d
;
(C)
2
1
3
0
d
0
d
0
sin
d
;(D)
2
0
d
2
d
1
00
3
sin
d
.
5、
由不等式确定:
x
2
y
2
z
2
1
,
zx
2
y
2
,则
zdxd
ydz
( )
第59页
)
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
1x
2
y
2
x
2
y
2
1
(A)
dxdy
x
2
y
2
1
2
zdz
;(B)
dz
0
xyz
2
dxdy
;
22
(C)
6
2
1
0
d
设
2
0
dr
1r
2
r
zdr
;(D)
间闭
2
0
1
d
d
r
3
sin2
dr
.
0
2
4
0
1
、有空区
域
1
x,y,z
x
2
y
2
z
2
R
2
,z0
,
2
x,y,z
x
2
y
2
z
2
R
2
,x0,y0,z0
,
则有( )
(A)
(C)
xdv4
xdv
;(B)
ydv4
ydv
;
1
2
1
2
1
2
1
2
zdv4
zdv
;(D)
xyzdv4
xyzdv
.
7、设有平面闭区域
D
x,y
axa,xya
,
D
1
x,y
0xa,xya
。则
xycosxsiny
dxdy
=(
)
D
(A)
2
(C)
4
cosxsinydxdy
;(B)
2
xydxdy
;
D
1
D
1
D
1
xycosxsiny
dxdy
;(D) 0.
三、计算解答
1、设区域
D
x,y
xy
1
,计算
2、计算
e
D
xy
dxdy
.
2
yx
及直线
yx2
所围成的闭区域.
,其中D是由抛物线
xydxdy
D
2
3、计算闭区域.
x
D
y
2
xdxdy,其中D是由抛物线
yx
,
y2
及直线
y2x
所
围成的
4、计算
5、计算
闭区域.
22
xy
edxdy
,其中D是由
xy4
所围成的闭区域.
22
D
x
D
2
y
2<
br>dxdy
,其中D是由
x1y
2
,直线
y1
,
x1
所围成的
6、求锥面
zx
2<
br>y
2
被柱面
z
2
2x
所割下部分面积.
第60页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
222
7、求底圆半径相等的两个直交圆柱面
xyR及
xzR
所围立体的表面积.
222
8、计算三重积分<
br>域.
xdxdydz
,其中
为三个坐标面及平面x2yz1
所围成的闭区
2
9、
22
222
2
xy
z1
1
所围成的闭区
域.
xyz1
,其中是由与
zdxdydz
22
zxy
,其中是与平面
z4
所围成的闭区域
.
zdxdydz
10、计算三重积分
22
2
,其中是与平面
z0
,
zxydxdydz
y
2xx
z1
,
11、计算三重积分
y
0
所围成的闭区域.
12、计算三重积分
区域.
x
2
222
其中
是球面
xyz
1
所围成的闭
y
2
z
2
dxdydz
,
x
2
y
2
z
2
x
2
y
2
z
2
13、计算三重积分
a
2
b
2
c
2
dxdydz
,其中
是球面
a
2
b
2
c
2
1
所围成
<
br>
的闭区域.
第61页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
第九单元 重积分测试题详细解答
一、填空题
1、设
,
为常数,则
f
x,y
g
x,
y
d
=
f
x,y
d
g
x
,y
d
DDD
2、区域D由闭区域
D
1
,D
2
构成,则
f
x,y
<
br>d
=
f
x,y
d
g
x,y
d
D
D
1
D
2
是D的面积,3、设函数
zf
x,y
在闭区域D上连续,则在D上至少存在一点
,
使得
f
x,y
d
=
f
,
D
4、
9
=,其中 D是由直线
y1,x
2,yx
所围成的闭区域。
xyd
8
D
2
分析:
xyd
D
1
2x
1
xydy
dx
1
3
2
x
y
2
x
4
x
2
x
9
xdxdx
2
<
br>
1
22
4
1
8
1
8
x2
5、设D是顶点分别为
0,0<
br>
,
1,0
,
1,2
,
0,1
的直边梯形,计算
7
=
1xyd
D
3
11
分析
:
dx
1x
2
dx
12xx
2
dx
7
1x
yd
1xydy
0
0
0
0
1x1
D
3
6、
改变下列二次积分的积分次序
1
0
dx
fdy
dy
fdx
;
000
111
dx
1
22xx
2
2x
2y
fdy
dy
0
33y
10
11y
2
1
2y
fdx
;
2
dy
0
1
0
fdx
dy
x<
br>fdx
dx
x
0
v
3x
f
dy
;
2
x
0
du
f
v
dv
dv
f
v
du
;
000
u
第62页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
7、把下列二重积分表示为极坐标形式的二次积分
x
2
y2
4
xy
dxdy
0
2
d
cos
sin
d
;
0
2
x
2
y
2
2x
2cos
y
22
2
f
xy,arctan
dxdy
d
2
,
d
;
0
x
2<
br>
e
D
x
2
y
2
dxdy
d
e
d
;
01
2
2
8、二重积分
x
e
D
2
y
2
dxdy
=
1e
a
,其中 D是由中心在原点、半径为a的圆周所围
2
成的闭区域。
分析:
0
a,
2
a
2
0
2
2
<
br>
原式=
0
e
d
d
0
0
1
1
2
a
2
ed
1e
2
<
br>2
0
a
2
0
d
1e
a
2
9、将下列三重积分化为三次积分
f
x,
y,z
dv
d
d
fdz
,;
00
2
11
f
x,y,z
dv
2
0
d
r
d
0
1r
2
2
0
fdz
,; 10、区域
为三坐标面及平面
x2yz1
所围成的闭区域,则三
重积分
xdxdydz
=________________________
__
分析:
dx
0
1
1x2
0
dy
1x2y
0
xdz
xdx
0
1
1x
2
0
1
1
1x2y
dy
0
x2x
2
x
3
dx
1
448
二、选择题
1、选(A);
2
解答:
xy
在第一象限和第二象限是
对称的。所以在第一二象限的值相等。
2、选(A);
第63页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
3、选(D);
解答:
z
2
x
2
y
2
与
x
2
y
2
z1
1
相交的部分可分为两部分
0z1
时
,为锥体
x,y,z
zx
2
y
2
1z2
时,为半球体
x,y,z
z11x
2
y
2
4、选(B)
22
解答:注意,计算时
xyz1
5、选(C)
6、选(C)7、选(A)
三、计算解答
2
<
br>1、设区域
D
x,y
xy1
,计算
xy
e
dxdy
.
D
1x1
解:
e
D
xy
dxdy
edx
1
0
x
x1
x1
edy
edx
0
2
yx
x1
e
y
dyee
1
2、计算
xydxdy
,其中D
是由抛物线
y
D
x
及直线
yx2
所围成的闭区域。<
br>
2
解:
dy
x
xydxdyx
ydx
1
y
2
1
<
br>2
D
2y22
2
1
<
br>y4y
5
y
dy
y
3<
br>2y
2
5
2
436
<
br>8
y
2
1
y2
46
3、计
算
x
D
2
2
y
2
xd
xdy
,其中D是由抛物线
yx
,
y2
及直线
y2x
所围成的
2y
闭区域。
解:
<
br>x
D
yxdxdy
dy
y
x2
y
2
xdx
0
2
2
1
3
6
4、计算
e
D
x
2
y
2
dxdy
,其中D是由
x
2
y
2
4
所围成的闭区域。
2
2
r
2
解:<
br>
e
D
x
2
y
2
dxdy
d
erdr
e
4
1
0
0
5、计算
x
D
2
y
2
dxdy
,其中D是由
x1y
2
,
直线
y1
,
x1
所围成的
第64页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
闭区域。
解:
3
2
2
2
3
2
x
D
2
ydxdy
d
rrdr
1
2
r
4
2
3
d
4
1
8
6、求锥面
z
解:
x
2
y
2
被柱面
z
2
2x
所割下部分面积
z
2
x
2
y
2
x
2
y<
br>2
2x
,投影区域D:
x
2
y
2
2x
;
2
z2x
z
x
x
x
2
y
2
z
y
y
x
2
y
2
1z
2
x
z
y
2
2cos
2
d
22
所以面积
A
D
2dxdy2
2<
br>d
0
2cos
0
2rdr22
0
2
2
222
222
7、求底
圆半径相等的两个直交圆柱面
xyR
及
xzR
所围立体的表面积。<
br>
22
解:
z
R
2
x
2
1z
x
z
y
R
R
2x
2
R
Rx
22
,所以
A16
1z
x
z
y
dxdy16
DD
22
dxdy16
dx
0
RR2
x
2
R
R
2
x
2
0
d
y16R
2
8、计算三重积分
域。
解:
xdxdy
dz
,其中
为三个坐标面及平面
x2yz1
所围成的闭区<
br>
1x
2
0
1x
2
0
xdxdydz
dx
0
1dy
1x2y
0
xdz
xdx
<
br>0
1
1x2y
dy
9
、
1
1
1
23
x2xxdx
4
0
48
22
222
2
xy
z1
1
所围成的闭区域。
xyz1
,其中是由与
zd
xdydz
2
解:
第65页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
z
3
1
d
zdxdydz
d
<
br>d
zdz
d
001
00
3
<
br>
2
12
2
3
2
41
d
0
0
33
2
2
1
<
br>2
2
1
10、计算三重积分
z
dxdydz
,其中
是
zx
2
y
2
与平面
z4
所围成的闭区域。
解:
x
cos
用柱面坐标变换,令
y
sin
zz
2
24
0
2
0
2
0z4
2<
br>
22
zdxdydz
d<
br>
d
zdz08
d<
br>
d
8
000000
1
22
0
d
32
2
11、计算三重积分
22
2
,其中是与平面
z0
,
zxydxdydz
y2xx
z1
,
y0
所围成的闭区域。
解:
x
cos
用柱面坐标变换,令
y
sin
zz
02
0
0
2
0
2
0z1
1
222
zxydxdydzd
d<
br>
z
dzd
2
0
2
0
020
112
2
d
3
0
d
623
2
12、计算三重积分
区域。
解:
x
2
222
其中
是球面
xyz1
所围成的闭
y
2
z
2
dxdydz,
xrsin
cos
用球面坐标变换积分,令:
yrsin
sin
zrcos
0
2
0
0r1
第66页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>
x
2
14
yzdxdydz
d
sin
d
r<
br>4
dr2
2
000
55
22
2
1
x
2
y
2
z
2
x
2
y
2
z
2
1
3、计算三重积分
a
2
b
2
c
2
dxdydz
,其中
是球面
a
2
b
2
c
2
1
所围成
的闭区域。
解:
xarsin
cos
用球面坐标变换积分,令
:
ybrsin
sin
zcrcos
0
2
0
0r1
2
1
x
2y
2
z
2
14
4
dxdy
dzd
sin
d
rdr2
2
a
2
b
2
c2
000
55
第十章
曲线积分与曲面积分
一、填空题
1、设L是
xoy
平面
上沿顺时针方向绕行的简单闭曲线,且
成的平面闭区域D的面积等于____________.
L
ydxxdy9
,则L所围
L
2
2
、设曲线L是分段光滑的,且L=L
1
+L
2
,
f
x,y
ds
=2,
f
x,y<
br>
ds
=3,则
L
1
f
x,y
ds
=_________________.
L
3、
设函数
f
x,y
在曲线弧L上有定义且连续,L的参数方程为<
br>
x
t
y
t
t
,其中
t
,
t
在
,
上具有一阶连续偏导数,且
2
t
2
t
0
,则曲线积分
f
x,y
ds
=
____________________.
L
4、设L是抛物线
yx
2
上点
o
0,0
与点
B
<
br>1,1
之间的一段弧
L
yds
=__
__________________.
5、
设L是有向光滑曲线弧,且fdr3
则
L
fdr
=______________
_____。
L
第67页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
是从6、设L
A
1,0
沿
y1
x
2
到
B
1,0
的圆弧,则
L
xy
2
dyx
2
ydx
=______
_____________。
7、设L是平面有向曲线,由两类曲线积分之间的联系,则
<
br>PdxQdy
LL
2
___________________
ds
.
8、区域D由
yx
和
yx
所围成的闭
区域,则区域D的面积为___________________.
9、设L是任意一条分
段光滑的闭曲线,则
L
2xydxx
2
dy
=____
_______________.
22
10、在
xoy
面上,<
br>xydxxydy
是某个函数的全微分,则这个函数是
___________________.
11、设
是由平面
x0
,
y0
,
z0
,及
xyz1
所围
成的四面体的整个边界
曲面,则
xyzdS
=
___________________.
222
12、设
是
xyz1
的外侧,则
x
2
y
2
z
2
dxdy
=______________
_____.
13第二类曲面积分
_________________
__.
二、选择题
PdydzQdzdxRdxdy
化成第一类曲面
积分为
2
22
1、设曲面
是上半
球面:
xyzR
部分,则有( ).
(A)
(C)
1
2
z0
,曲面
1
是曲面
在第一卦限中的
xdS4
xdS
;(B)
ydS
4
xdS
;
1
1
1
zdS4
xdS
;(D)
xyzdS4
xyzdS
.
t
2
t
3
2、设曲线L:
xt,y,z,
0t1
,其线密度
2y
,则曲线的质量为(
).
23
第68页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
1
1
(A)
(C)
3、
(A)
24324
t1ttdt2t1ttdt
;;(B)
00
L
1
0
1ttdt
;(D)
2
2
4
1
0
t1t
2
t
4
dt
.
x
2
0
22,其中L为圆周
xy1
.
y
2
ds
=(
)
d
;(B)
2
0
d
;(C)
2
0
r
2
d
;(D)
2
0
2d
.
4、设
OM
是从
O
0,0
到点
M
1,
1
的直线段,则与曲线积分
Ie
x
2
y<
br>2
OM
ds
不相等的积
分是( )
(A)
e
0
1
2x
2dx
;(B)
e
0
1
2y
2dy
;(C)
2
0
edr
;(D)
e
r
2dr
.
r
1
0
5、设L为
x
cost,ysint,
0
t
,方向按
t
增大的方向,则
2
L
x
2
ydyxy
2
dx
=( )
(A)
cost
2
0
(B)
sintsintcostdt
;
2
0
costsintsintsint
2sint
2c
ost
dt
;
1
(C)
2
dt
;
(D)
2
0
6、用格林公式计算
costsint
dt
.
2
0
22
x
L
2
222
ydyxy
2
dx
,其中L为沿
x
yR
逆时针绕一周,则得( )
3
(A)
2
0
d
d
0
R
R
4
2
;(B)
0dxdy0
;
D
2
(C)
D
2
R
3
; (D)
d
d
.
xydxdy<
br>22
D
22
R
4
7、L是圆域D:
xy2x
的正向周界,则
22
x
L
3
ydxxy
3
dy
=(
)
(A)
2
;(B) 0;(C)
3
; (D)
2
.
2
第69页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
8、设
为
z2xy
在
xo
y
面上方部分的曲面,则
22
dS
=(
)
(A)
(C)
2
0
d
14rrdr
;(B)
0
1
2
2
0
d
2
0
14r
2
rdr
;
2
0
d
2r
2
14r
2
rdr
; (D)
0
2222
1
2
0
d<
br>
2
0
14r
2
rdr
.
9、
设
为球面
xyzk
,则
x
k
2
(
)
y
2
z
2
dS
=
(A)
k
2
dS4
k
;(B) 4
2
0
d
d
0
0
4
k
5
rsin
dr
;
5
4
(C)
2
0
d
rdr
0
k
3
<
br>k
4
2
; (D)
4
k
.
1
0、设曲面
:
z0,x1,y1
,方向向下,D为平面区域
x1,y1
,则
(
)
dxdy
=
dxdy
;(C)
dxdy
;
(D) 0.
11、设曲面
:
z0,
xyR
的上侧,则
x
(A) 1;(B)
DD
222
2
y
2
dxdy
=()
(A)
2
xyR
Rdxdy
R22
24
;(B)
x
2
y
2
R
2
Rdxdy
R
的外侧,则
24;(C)
2
0
d
rdr
0
R
3
R
4
2
;(D) 0.
2222
12、设曲面
:
xyzR
1
x
2
y
2
z
3
2
2
xdydzydzdxzdxdy
=(
)
3
2
2
(A)
3xy
z
22
3x
2
y
2
z
2
x
2
y
2
z
2
x
2yz
22
3
dv0
;
(B)
1
R
3
xdydzydzdxzdxdy
1
R
3
3dv4
;
第70页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
(C)
4
R
;(D)
三、计算解答
1、C
2
4
3
R
.
3
xy
ds
,其中C为以
O
0,0
,A
1,0
,B
0,1<
br>
为顶点的三角形的边界。
2、
ds
ttt
x
2
y
2
z
2
,其中
为曲线
xecost,yesint,ze
上相应于
t
从0到2的<
br>这段弧。
3、计算
I
弧.
x
OA<
br>2
y
2
dxxydy
,其中
OA
是抛物线
yx
2
从
O
0,0
到
A
1,1
的一段
4、
dxdy
ydz
,其中
为有向闭折线
ABCA
,这里的
A
,B,C
依次为
1,0,0
,
0,1,0
,
0,0,1
.
5、
C
xy
2
dyx
2
ydx
,其中C为正向圆周
x
2
y
2
R
2
。
6、计算
C
xdyydx
,其中L为一条无重点、分段光滑且不经过原点
的连续闭曲线,L
x
2
y
2
的方向为逆时针方向。
3<
br>7、利用曲线积分求星形线
xacost,yasint
所围图形的面积。
8、
3
xyz
dS
,
为球面
x
2
y
2
z
2
a
2
上
zh,0ha
的部分。
2
9、
x
y
2
z
2
dxd
y
,
为球面
x
2
y
2
z
2
1
的外侧。
10、计算
222
333
xyz1
的外侧。,为椭球面
xdydzydxdzzdxdy
第71页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
第十单元 曲线积分与曲面积分测试题详细解答
一、填空题
1
、设L是
xoy
平面上沿顺时针方向绕行的简单闭曲线,且
L
yd
xxdy9
,则L所围
成的平面闭区域D的面积等于
9
2
<
br>分析:
PQ
ydxxdy
L
y
x
dxdy2
dxdy9
D
D
L
1
2、设曲线L是分段光滑的,且L=L
1
+L
2
,
f
x,y
ds
=2,
f
x,y
ds
=3,则
L
2
f
x,y
ds
=_5_.
L
分析:
f
x,y
ds
L
L
1
L
2
f
x,y
ds
f
x,y
ds
f
x,y
ds235
L
1
L
2
3、 设函数
f<
br>
x,y
在曲线弧L上有定义且连续,L的参数方程为
x
t
y
t
t
,其中
t
,
t
在
,
上具有一阶连续偏导数,且
,
2
2
t
2
t
0
则
2
曲线积
分
L
f
x,y
ds
=
f
t
,
t
t
t
dt
2<
br>
4、设L是抛物线
yx上点
o
0,0
与点
B
1,1<
br>
之间的一段弧
L
yds
=
1
551<
br>12
1
分析:
L
yds
0
x
2
1x
2
2
3<
br>1
1
2
2
dx
x14x
dx
14x
551
0
12
0
12
1
2
1
设L是有向光
滑曲线弧,且fdr3
则5、
L
fdr=_3_______。
L
分析:
fdrfdr
L
L
3
第72页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
6、设L是从
A
1,0
沿y1x
2
到
B
1,0
的圆弧,则<
br>
L
xy
2
dyx
2
ydx
=
。
4
xcos
分析:令:
ysin
0
xydyx
L
22
ydx
cos
si
n
2
cos
cos
2
sin
sin
d
0
1
2
2cos
s
in
d
sin2
d
0
2
0
1
11
1cos4
d
1cos4
d4
4
044
0
4
22
7、设L是平面有向曲线,由两类曲线积分之间
的联系,则
PdxQdy
Pcos
Qcos
ds
LL
2
8、区域D由
yx
和
yx
所围成的闭区域,则区域D的面积为
1
6
L
1
:yx
分析:令:
面积
2L:yx
2
A
111
xdyydxxdy
ydxxdyydx
2
L
2
L
1
2
L
2
111
1111
xx
dx
x2xx
2
dx
x
2
dx
2
0
2
0<
br>2
0
6
9、设L是任意一条分段光滑的闭曲线,则
2xyd
xxdy
=_0________
L
2
分析:
P2xyQx
2
PQ
yx
PQ
2
2xydxxdy
y
x
dxdy
0dxdy0
L
D
D
10、在<
br>xoy
面上,
xydxxydy
是某个函数的全微分,则这个函数是
22
1
22
xyC
2
第73页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>x
2
y
2
u
2
2
y
分析:设原函数为
u
x,y
,则
xy
,
u
x,y
xy
dx
2
x
u
x
2
y
y
,则
y
0
y
y
C
所以
u
x,y
1
22
xyC
2
11、设
是由平面
x0
,
y0
,z0
,及
xyz1
所围成的四面体的整个边界
曲面,则
xyzdS
=
3
120
分析:在
x0
,
y0
,
z0
三个坐标面上,积分值为0。
则
只求在
xyz1
面上的积分即可。
2222
z1113
.
z1xy
,
1z
xy
所以
原式
xdx
0<
br>1
11x
0
y
1xy
3dy1x
y
2
y
3
3
x
1x
dx
0
23
0
3
1
3
234
x3x3x
xdx
6
0
120
12、设
是
xyz1
的外侧,则
222
x
2
2
y
2
z
2
dxdy
=2
2
分析:把积分曲面
分成
1
:z1xy
和
2
:z1xy
两部分,则
它们在
xoy
面上的投影区域都是
xy1
的圆域。<
br>22
22
x
2
y2
z
2
dxdy
x
2
y
2
z
2
dxdy
x
2
y
2
z
2
dxdy
1
2
x
1
2
y
2
z2
dxdy
D
xy
x
2<
br>y
2
1x
2
y
2
dxdy
D
xy
dxdy
第74页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>
x
2
2
y
2
z
2
dxdy
D
xy
x
2y
2
1x
2
y
2
dxdy
D
xy
dxdy
x<
br>
2
y
2
z
2
dxdy
x
2
y
2
z
2
dxdy
x2
y
2
z
2
dxdy2
1
2
13第二类曲面积分
Pdy
dzQdzdxRdxdy
化成第一类曲面积分为
Pc
os
Qcos
Rcos
ds
二、选择题
1、选(C)
解答:在第一卦限,对三
个坐标
xyz
的曲面积分相等,即
xds
yds
zds
,
1
1
1<
br>
而
z
在一、二、三、四卦限中的积分值相等。所以
zd
s4
zds4
xds
1
1
2、选(A)
解答:
M
3、选(B)
解答:
L
ds
t1t
2
t
4<
br>dt
0
1
x
L
2
yds
1
0
2
2
cos
2
sin
<
br>
d
d
0
1
2y
2
2
4、选(D)
2y
解答:<
br>Ie
x
2
y
2
OM
ds
e
0
1
1
2
1
2
dy
<
br>e
0
2dye
2
1
xrcos
,yrsin
,
I
e
x
2
y
2
2
OM0
4
,0r2
2
2
0
ds
e
r
cos
2
sin
2
dr
e
r
dre
1
5、选(C)
解答:
2
1cost1sint
2
xydyxydxcostsint
costsintdt
L
0
22
sintcost
2
1
1
<
br>
2
cos
2
tsin
2
t
dt
0
24
2
6、选(B)
第75页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>解答:
QP
22
xydxxydy<
br>
x
y
dxdy
0dxdy0
L
D
D
7、选(D)
解答:
x
L
3
QP
ydxxy
3
dy
x
y
dxdy
2dxdy2
D
D
8
、选(D)
解答:
xrcos
,yrsin
,0
2
,0r
2222
2
2<
br>
1z
z12x2y14r
,
ds
d
xy
2
2
00
14r
2
rdr
2
9、选
(D)
解答:
xy
2
z
2<
br>dxdy
k
2
dxdyk
2
4
<
br>k
2
4
k
4
1
10、选(C)
11、选(C)
解答:
x
rcos
,yrsin
,0
2
,0r2
x
2
ydxdy
d
rrdr
00
2
2
R
2
R
4
2
12、选(B)
三、计算解答
1、
C
xy
ds
,其中C为以
O
0,0
,A
1,0
,B
0,1
为顶点的三角形的边界。
解:
C
ABBO
xy
ds
xy
ds
xy
ds
xy
ds
OA
1
x1dx
x1x
1
1
dx
y
1dy
2
2
000
11
11
2
12
22
2、
ds
ttt
xecost,yesint,z
e
,其中为曲线上相应于
t
从0到2的
222
xyz
第76页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
这段弧。
解:
222
2
e
t
coste
t
sinte
t
sinte
t
coste
t
ds
222
x
2
y
2
z
2
0
e
t
coste
t
sinte
t
333
edte1e
222
2
tt
0
2
0
2
dt
3、计算
I
弧。
x
OA
2
2
y
2
dxxydy
,其中
OA
是抛物线
yx
2
从
O
0,0
到
A
1,
1
的一段
1
0
解:
<
br>x
OA
y
2
dxxydy
x
2x
4
xx
2
2xdx
x
4
x
2
dx
0
1
8
15
4、
dxdyydz
,其中<
br>
为有向闭折线
ABCA
,这里的
A
,B,C依次为
1,0,0
,
0,1,0
,
0,0,1
.
解:
AB:
z0
xy1
x0
BC:
yz1
y0
CA:
xz
1
AB
0
dxdyydz
dx
dyydz
dxdyydz
dxdyydz
BC
0
CA
1
10
1
1
0
dx
01y
1
dx
100
dx
1
y
2
1
2
y1
2
2
0
5、<
br>1
C
xy
2
dyx
2
ydx
,
其中C为正向圆周
x
2
y
2
R
2
。
解:
xRcos
,yRsin
,0
2
,
第77页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>
C
xy
2
dyx2
ydx
2
0
2
Rcos
Rsin
Rcos
<
br>Rcos
Rsin
Rsin
<
br>
d
22
0
R
4
s
in
cos
Rsin
cos
d
22422
1
4
2
1<
br>4
2
R
4
2
R
sin2
d
R
1
cos4
d
00
242
6、计算
C
xdyydx
,其中L为一条无重点、分段光滑且不经过原点的连续闭
曲线,L
22
xy
的方向为逆时针方向。
解:令
P
,
y
x
2
y
2
Q
x
x<
br>2
y
2
Py
2
x
2
Q
当<
br>xy0
时,有
2
2
yx
xy
2
22
,记
L
所围成闭区域为
D
,当
ydx
0,0
D
时,有
Lxdy
0
22
xy
当
0,0
D
时,选取适当小的
r0
作为
D
内的圆周。
l:xyr
,记
L
和
l
所围成
222
的闭区域
为
D
1
,
xdyydxxdyydx
L
x
2
y
2
l
x
2
y
2
0
,其中
l
方向为逆时针方向。
2222
2
rcos
rsin
xdyydxxdyydx
d
2
L
x
2
y<
br>2
l
x
2
y
2
0
r
2
33
7、利用曲线积分求星形线
xacost,y
asint
所围图形的面积。
解:
QP
x
y
dxdy
L<
br>PdxQdy
D
D
L
Q0
,则令
Py,
dxdy
yd
xA
第78页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
A
dxdy
ydx
D
L
0
4
2
asin
3
t
a3cos
2
tsintdt
1cos4t1cos2t
12
a
2
2
sin
4
tcos
2
tdt3
a
2
2
dt
00
22
3
2
2
13
a
2
a
1cos4tcos2t
cos6tcos2t
dt
4
0
28
8、
2222
xyza
,为球面
xyzdS
上
zh,0ha
的部分。
22
a
2
x
2
y
2
1z
x
z
y
dxdy
解:
xyz
dS
xy
D
xy
D
xy
xya
2
x
2
y
2
a
axy
222
dxdy
axay
a
dxdy
222222
axy
axy
D
xy<
br>
d
0
2
2
a
2
h
2
0
a
rsin
rcos
a
<
br>
rdr
22
ar
r
2
sin
cos
r
dr
22
ar
a2
h
2
a
d
0
a
2
h
2
0
a
2
0
sin
cos
d
0
r
2
22
ar
2
a
2
h
2
dra
<
br>d
rdr
00
0a
a
2
h
2
a
a
2
h
2
9、
x
2
2
y
2
z
2
dxdy
,
为球面
x
2
y
2
z
2
1
的外侧
。
解:
x
y
2<
br>z
2
dxdy
D
xy
x
2
y
2
1x
2
y
2
dxdy
x
2
y
2
1x
2
y
2
dxdy0
D
xy
10、计算
222<
br>333
xyz1
的外侧。,为椭球面
xdydzydxdzzdxd
y
第79页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>解:
PQ
3x
2
3y
2
xy
R
3z
2
z
333222222
xdydzydx
dzzdxdy3x3y3zdv3xyzdv
4
3
dv34
3
第十二单元 微分方程
一、填空题
4
1、方程
xy
2xy
x
yx1
是 阶微分方程。
x2x
223
2、以函数
y
C
1
eC
2
e
为通解的微分方程是
。
3、设曲线上任意一点
(x,y)
的切线垂直于此点与原点的连线,则该
曲线所满足的微分方
程为 。
4、连续
函数
f(x)
满足关系式
f(x)
2x
0
t
f()dtln2
,则
f(x)
=
。
2
5、微分方程
y
y
2y0的通解
y
。
6、以
r
1
r
2
2
为特征根的二阶常系数线性齐次微分方程是
。
7、判断对错:(填“正确”或“错误”)
(1)所有微分方程都存在通解。
(2)微分方程的通解包含了所有的解。
(3)设
yc
1
e
xc
2
为某二阶微分方程的解,其中
c
1
,c
2
为任意
常数,则此解是该方程的通
解。
(4)若函数
y
1<
br>,y
2
是一阶线性微分方程
y
P(x)yQ(x)两个不相同的特解,则
yc(y
1
y
2
)y
2<
br>就是该方程的通解。
8、若
P(x,y)dxQ(x,y)d
y0
是全微分方程,则函数
P,Q
应满足 。
第80页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
2
9、已知
y1,yx,yx
是某
二阶非齐次线性微分方程的三个解,则该方程的通解
为
。
10、微分方程
y
2xy
满足初始条件
y
x0
1,y
x0
3的特解
y
。
2
1x
211、求方程
yy
(y
)0
的通解时可令<
br>y
p
,则
y
。
12、微分方程
y
y
的通解为
。
二、选择题
1、下列方程中( )是常微分方程
2
u
2
u
d
arctanx
(A)
x
ya
;(B)
y(e)0
;(C)
2
2
0
;(D)
y
x
2
y
2
。
xy
dx
222
2、下列方程中(
)二阶微分方程
322
3
(A)
(y
)x
y
xyx0
; (B)
(y
)3xy
x
;
(C)
y
3y
3y
y0
;
(D)
y
ysinx
。
2
22
d
2
y
2
3、微分方程
2
y
0
的通解是(
),其中
c,c
1
,c
2
均为常数
dx
(A)
ycos
x
;
(B)
ycsin
x
;
(C)
yc
1<
br>cos
xc
2
sin
x
;
(D)
yccos
xcsin
x
。
4、一
曲线在其上任意一点
(x,y)
处的切线斜率等于
2x
,这曲线是
( )
y
(A)直线; (B)抛物线;
(C)圆; (D)椭圆。
5、下列微分方程:
(1)
dydy
22
(xy)(xy)
,
cosyx
,(2)(3)
ydx(y2xyy)dy0
中,
dxdx
第81页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
线性微分方程是( )
(A)(1);
(B)(2); (C)(3); (D)(1)、(2)、(3)均不是。
6、曲线
yy(x)
经过点
(0,1)
,且满足微分方程
y<
br>
2y4x
,则当
x1
时,
y
(
)
(A)0; (B)1; (C)2; (D)4。
7、已知微分方程
y
p(x)yxsinx
有一特解
yx
cosx
,则此方程通解为( )
(A)
ycxcosx
; (B)
ycxcosx
;
(C)
ycxxcosx
; (D)
yxcoscx
。
8、设
yf(x)
是方程
y
2y
4y0
的解,若
f(x
0
)0
,且
f
<
br>(x
0
)0
,则
f(x)
在
x
0
点( )
(A)取得极大值; (B)取得极小值; (C)某邻域内单调增;
(D)某邻域内单调减。
9、若
y
1
和
y
2是二阶齐次线性方程
y
P(x)y
Q(x)y0<
br>的两个特解,
c
1
、
c
2
为任意
常数,则<
br>yc
1
y
1
c
2
y
2
(
)
(A)是该方程的通解;(B)是该方程的特解;(C)是该方程的解;(D)不一定是该方程的解
。
10、曲线
yy(x)
经过原点,且在原点处切线与直线
2x
y60
平行,而
yy(x)
满
足方程
y
2y
5y0
,则曲线方程是( )
xx
x
(A)
yecos2x1
;(B)
yesin2x
;(C)
yecos2x1
;(D)
yesin2x
。
x
11、微分方程
y
<
br>2y
x
的特解
y
的形式为(
)
22
(A)
ax
;
(B)
axb
; (C)
ax
; (D)
axbx
。
12、微分方程
y
4ycos2x
的特解
y
的形式为( )
(A)
acos2x
;
(B)
axcos2x
; (C)
x(acos2xbsin2x)
;
(D)
acos2xbsin2x
。
第82页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
三、计算解答
1、验证由方程
xxyyc
所确定的函数
y
f(x)
是微分方程
(x2y)y
2xy
的通解。
2、求解下列微分方程:
2
22
(1)
(xyx)
dx(yxy)dy0
;
(2)
x
2
dy
y(ln
ylnx)
;
dx
x
(3)
xy
yxe
;
(4)
xlnxd
y(ylnx)dx0
,
y
xe
1
;
(5)y
2
1
yx
2
y
6
;
x
(6)
(xy)dx(xy)dy0
;
(7
)
y
1
;
2
1x
(8)
y
y
x
;
2
(9)
yy
(y
)y
;
(10)
y
2y
y
xe
。
3、设
f(x)x
x
x
0
f(u)du
,
f(x)
为可微函数,求
f(x)
。4、已知
f(
)1
,曲线积分
B
Ay
求函数
f(x)
。
[sinxf(x)]dxf(x)dy
与路径无关,
x
y
1
y
2
不恒
y
2<
br>y
3
5、设
y
1
(x),y
2
(x),y
3
(x)
都是方程
y
P(x)y
Q(x)yf(x)
的特解,且
等于常数,证明
y(1c
1
)y
1
(c
2
c
1
)y
2
c
2
y
3
为方程的通解(其中
c
1
,c
2
为任意常数)。
6、一质量为
m
的质点作直线运动,从速度等于零时刻起,
有一个和时间成正比(比例系
数为
k
1
)的力作用在它上面,此外质点又受到
阻力,阻力和速度成正比(比例系数为
k
2
),
试求此质点的速度和时间的关
系。
第83页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
第十二单元 微分方程单元测试题详细解答
一、填空题
1、微分方程的阶是指微分方程中含有未知函数最高阶导数的阶数,因此该方程是三阶微
分方程。 2、该通解中含有两个任意常数,可见其所对应的方程应是二阶的,对
yC
1
e
C
2
e
分
别求一阶和二阶导数得:
y
C1
e2C
2
e
x2x
x2x
,
y
C
1
e4C
2
e
x2x
,三个式
子连立消去
C
1
,C
2
得,
y
3y
2y0
即为所求。
x2x
另解,直观看出
yC1
eC
2
e
是某二阶常系数线性齐次微分方程的通解,而该二阶常系数线性齐次微分方程的特征根为
r
1
1,r
2
2
,其对应的特征方程为
r3r20
,
从而对应的微分方程是
y
3y
2y0
。
2
3、设曲线为yy(x)
,则由题意有:
y
2x
y
1
即为所求。
x
4、对
f(x)
t
f(
0
2
)dtln2
两边求导得
f
(x)2f(x
)
,解此微分方程得
2x
t
2x
lnf(x)2xc
,
即
f(x)ce
,又由
f(x)
f()dtln2
可知,
f(0)ln2
,
0
2
2x
代入
f(x)
ce
求得
cln2
,从而
f(x)
ln2e
。2x
5、该方程为二阶常系数线性齐次微分方程,其特征方程为
rr20
,解得特征根
2
r
1
1,r
2
2
,
从而通解为
y
c
1
e
x
c
2
e
2x
。
2
6、以
r
1
r
2
2
为根的一元二次方程是
r4r40
,从而对应的二阶常系数线性齐次微分方程是
y
4y
4y0
。
7
、(1)错误,例如微分方程
(y
)y0
,该方程只有解
y
0
,显然这不是通解。
22
2
(2)错误,例如微分方程
y
y0
,易求得该方程的通解为
y
是方程的解,显然
y0
不包含在
y
1
,又知
y0
也
xc
1
中。
xc
第84页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>(3)错误,因为
yc
1
e
xc
2
中的
c
1
,c
2
不是相互独立的,事实上,
yc
1
e
xc
2
c
1
e
c
2
e
xce
x
,可见该解中只含有一个任意常数。
(4)正确,根据线性微分方程解
的结构理论,由于
y
1
,y
2
不相等,所以
y
1<
br>y
2
线性无关
且是对应齐次方程的解,从而
c(y
1
y
2
)
是对应齐次方程的通解,因此
yc(y
1
y
2
)y
2
就是该方程的通解。
8、
Q(x,y)P(x,y)
。
xy
9、根据线
性微分方程解的结构理论,
yx1
和
yx1
是对应齐次线性微分方程
的
解,又这两个解是线性无关的,所以
yc
1
(x1)c
2<
br>(x1)
是对应齐次线性微分方程
的通解,从而
yc
1
(
x1)c
2
(x1)1
是该非齐次线性微分方程的通解
2
2
2
2xy
中不显含未知函数
y
,因此作变量代
换令
y
p(x)
,则
y
p
<
br>(x)
,
1x
2
2xp
22
代入方程得
p
,变量分离法解此方程得
pc
1
(1x)
,即
y
c
1
(1x)
,代
2
1x
10、方程
y
入初始条件
y
x
0
3
得
c
1
3
,于是
y
3(1x)
,两边积分得
y
x3xc
2
,代入<
br>初始条件
y
x0
23
1
得
c
2
1
,所以所求特解为
y
x
3
3x1
。
2
11、方程
yy
(y
)0
不显含自变量
x
,因此作变量代换时应令
y
p(y)
,则
y
dddpdydp
(y
)[p(y)]p
。
dxdxdydx
dy
12、方程
y
y
是三阶常系数线性齐次微分方程,其特征方程为
rr0,解得特征
x
根
r
1
r
2
0,r
3
1
,从而通解为
yc
1
ec
2
xc3
。
32
二、选择题
1、选(D);由定义,含有未知函数
导数或微分的方程称为微分方程,而未知函数是一元
函数的微分方程称为常微分方程,可见,(A)中的
方程不是微分方程,(B)中的方程不含有
第85页
《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编
未知函数
y
的导数,(C)中的未知数
u
是多元函数。
2
、选(A);所谓微分方程的阶是指微分方程中含有未知函数最高阶导数的阶数,由此,(B)、
(D)
中方程是一阶微分方程,而(C)中的方程是三阶微分方程。
3、选(C);由通解的定义,含有任意
常数,且任意常数(相独立)的个数与方程的阶数相
同的解称为通解,由此可见,(A)、(B)、(D
)均不符合。
4、选(D);按题意有
线是椭圆。
dy2x
1
,即
ydy2xdx
,积分得
y
2
x
2c
,可见,该曲
dxy
2
5、选(C);方程(1)、(2
)可直观看出不是线性微分方程,对于(3),整理得
视
x
为未知函数,
y<
br>为自变量,则该方程是线性微分方程。
6、选(B);方程
y
2y
4x
为一阶线性微分方程,其通解
2dx2dx
ye
(
4xe
dxc)2x1ce
2x
dx21
x1
,
dyyy
由
x
0
时
y1
知
c0
,所以曲线为
y2x1
,由此,当
x1
时
y1
。
7、选(C);将
yxcosx
代入方程
y
p(x)yxsinx
,求出
p(x)
通解为
ye
1
,于是方程
x
x
dx
1
(
xsinxe
<
br>x
dx
1
dxc)x(cosxc)cxxcosx
。<
br>8、选(A);由
yf(x)
为
y
2y
<
br>4y0
的解,得
f
(x
0
)2f
(x
0
)4f(x
0
)0
,即
f
(x
0
)4f(x
0
)0
,由极值判定定理知,<
br>f(x)
在
x
0
点处取得极大值。
9、选(C);
由线性方程解的结构定理,
yc
1
y
1
c
2
y
2
一定是方程的解,当
y
1
与
y
2
线性<
br>无关时
yc
1
y
1
c
2
y
2<
br>才是方程的通解。
x
10、选(B);解方程
y
2y
5y0
得其通解为
ye(c
1
cos2xc2
sin2x)
,由
y
x0
0
得
c
1
0
,由
y
x0
2
得
c2
1
,所以所求曲线为
ye
x
sin2x
。<
br>
第86页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
11、选(D);由特征方程
r2r0
解得特征根
r
1
0,r
2
2
,而
xxe
特征根单根,
所以特解应设为
yx(axb)e
2
0x
20x
,可见
0
是
ax
2
bx
。12、选(C);由特征方程
r40
解得特征根
r
1
2i
,r
2
2i
,
而
cos2xe
0x
(co
s2x0sin2x)
,可见
i2i
是特征根
,所以特解应设为
yxe
0x
(acos2xbsin2x)x(acos2
xbsin2x)
。
三、计算解答
2
1、解:将xxyyc
两边对
x
求导得,
2xyxy
2yy
0
,
2
整理得,
(x2y)y
2xy
,
可见,由方程所确定的函数
yf(x)
满足微分方程
(x2y)y
2xy
,
22
又
xxyyc
中含有一个任意常数,
22
所以由方程
xxyyc
所确定的函数
yf(x)
是所给微分方程的通解。
2、(1)解:变量分离得,
ydyxdx
,
y
2
1x
2
1
两边积分得,
111
ln(y
21)ln(x
2
1)lnc
,
222
22
从而方程通解为
y1c(x1)
。
(2)解:整理得,
dyyy
ln
,可见该方程是齐次方程,
dxxx
ydydud
u
uxulnu
,令
u
,即
yxu
,则,代入方
程得,
ux
xdxdxdx
变量分离得,
dudx<
br>
,积分得,
ln(lnu1)lnxlnc
,
u(lnu1
)x
第87页
《高等数学》单元测试及详细解答
陆航学院数理教研室编
所以原方程的通解为
ln
(3)解:整理得,
y
y
1cx
,或写为
yxe
cx1
。
x
1
1
ye
x
,可见该方程是一
阶线性方程,利用公式得通解为
x
11
(
xe
x
dxc)(xe
x
e
x
c)
。
xx
ye
x
dx
1
(
e
x
e
x
dx
dxc)
(4)解:整理得,
dy11
y
,这是一阶线性方程,利用公式得通解为
dxxl
nxx
1
ye
xlnx
dx
1
1
<
br>xlnx
dx
1lnx1ln
2
x
(
ed
xc)(dxc)(c)
,
xlnx
xlnx2
代入初始条件
y
xe
1
得
c
6
1
11
,从而所求特解为
y(lnx)
。
2lnx2
(5)解:整理得,
yy
1
5
yx
2
,这是伯努利方程,
x
5
56
2<
br>令
yu
,则
5yy
u
,代入方程
得,
u
u5x
,这是线性方程,其通
x
解为,ue
x
dx
5
(
5xe
<
br>2
x
dx
5
55
dxc)x
5
(
5x
3
dxc)x
5
(x
2
c)x
3
cx
5
,
22
所以原方程的
通解为
y
2
5
5
3
xcx
5<
br>。
2
(6)解:令
P(x,y)xy,Q(x,y)(x
y)
,则
微分方程,于是有
x
2
QP
1
,可见该方程是全
xy
u(x,y)
(x,y)
(0,0
)
(xy)dx(xy)dy
xdx
0
2<
br>y
0
x
3
y
2
(xy)dyxy
32
x
3
y
2
xyc
。所以原方程通解为
32
第88页
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(7)解:将方程两边逐次积分得,
y
1
1x
2
dxarctanxc
1
,
1<
br>y
(arctanxc
1
)dxxarctanxln(1
x
2
)c
1
xc
2
,
2
1
2
即原方程通解为
yxarctanxln(1x)c
1
xc2
。
2
(8)解:方程中不显含未知函数
y
,所以可令
y
p(x)
,则
y
p
(x)
,代入方程得,
p
px<
br>,这是一阶线性方程,其通解为
pe
(
xe
dx1dx
dxc
1
)e
x
(
xe
x
dxc
1
)e
x
(xe
x
e
x
c
1
)x1c
1
e
x
,
从而
y
x1c
1
e,两边积分得原方程通解为
y
x
1
2
xx
c
1
e
x
c
2
。
2
(9)解:方程中不
显含自变量
x
,所以可令
y
p(y)
,则
y<
br>
p
dp
,代入方程得,
dy
yp
d
pdpdyyc
1
yc
1
p
2
p
,整理得
,积分得
p
,即
y
,变量分离
dyp1yyy
并积分得
yc
1
ln(yc
1
)xc
2
,此即为原方程的通解。
2
(10)解:由特征方
程
r2r10
解得特征根
r
1
r
2
1
,所以对应齐次方程的通
解为
Y(c
1
xc
2
)e
x
。
x
x
又因为
xe
中
1
不是特征根,所以可设原方程的特解为
y(axb)e
,代入原
方程并整理得,
4ax4a4bx
,从而
a
x
111
x
,b
,即
y(x1)e
。
444
1
(x1)e
x
。
4
所以原方程的通解为
y(c<
br>1
xc
2
)e
3、解:将
f(x)x
性微分方
程,所以
x
0
f(u)du
两边对
x
求导并整理得,
f
(x)f(x)1
,这是一阶线
第89页
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f(x)e
(
e
dx1dx
dxc)e
x
(
e
x
dx
c)e
x
(e
x
c)
,
又由
f(x)
x
x
0
f(u)du
可知
f(0)0
,从而
c1
,
所以所求
f(x)e1
。
4、解:因曲线积分
x
B
A
y
所以有
[sinxf(x)]dx
f(x)dy
与路径无关,
x
11sinx
为一阶线性方程,所以
f
(x)[sinxf(x)]
,整理得
f
(x)
f(x)
xxx
f(x)e
x
dx1
sinx
x
dx
11
(
edx
c)(
sinxdxc)(cosxc)
,
xxx
1
又因
f(
)1
,得
c
1
,
所以所求
f(x)
1
(cosx
1)
。
x
5、证明:因为
y
1
(x)
,y
2
(x),y
3
(x)
都是方程
y
P(x)y
Q(x)yf(x)
的特解,
所以
y
1
y
2
和
y
2
y
3
都是方
程
y
P(x)y
Q(x)yf(x)
对应齐次
方程的解,
又因
y
1
y
2
不恒等于常数,所
以
y
1
y
2
和
y
2
y
3线性无关,
y
2
y
3
从而对应齐次方程的通解为
Y
c
1
(y
1
y
2
)c
2
(y
2
y
3
)
,
所以原方程的通解为
yYy
1
c
1
(y
1
y
2
)c
2
(
y
2
y
3
)y
1
,
即
y
(1c
1
)y
1
(c
2
c
1
)y<
br>2
c
2
y
3
。
6、解:设质点速度和时间的关系
为
vv(t)
,则由题意有
mv
k
1
tk
2
v,v(0)0
,
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《高等数学》单元测试及详细解答 陆航学院数理教研室编 <
br>整理得
v
k
2
k
v
1
t
,这是一阶线性方程,从而
mm
kkk
k
ve
m
dt
k
222
dt
2
tt
2
t
k
1
t
m
k
1
t
m
k
1
mk
1
m
(
edtc
)e(
edtc)t
2
ce
m
,
mm
k
2
k
2
由
v(0)0
得
c
mk
1
,
2
k
2
2
t
k1
mk
1
mk
1
m
所有所求
v(t
)t
2
2
e
。
k
2
k
2<
br>k
2
k
第91页