导数与微分 习题
(高等数学)导数与微分习题
一. 填空题(理工类)1. , 则= _______.解. , 假设, 则, 所以2. 设, 则______.解. ,3. 设函数y = y(x)由方程确定, 则______. 解. , 所以4. 已知f(-x) =-f(x), 且, 则______.解. 由f(-x) =-f(x)得, 所以所以5. 设f(x)可导, 则_______.解.=+=6. 设, 则k = ________.解. , 所以所以7. 已知, 则_______.解. , 所以. 令x2= 2, 所以8. 设f为可导函数, , 则_______.解.9. 设y = f(x)由方程所确定, 则曲线y = f(x)在点(0, 1)处的法线方程为_______.解. 上式二边求导. 所以切线斜率. 法线斜率为, 法线方程为, 即 x-2y + 2 = 0.二. 单项选择题(理工类)1. 设f(x)可导, F(x) = f(x)(1+|sin x|), 则f(0) = 0是F(x)在x = 0处可导的(a) 充分必要条件 (b) 充分但非必要条件 (c) 必要但非充分条件(d) 既非充分又非必要条件解. 必要性:存在, 所以=, 于是======所以, 2f(0) = 0, f(0) = 0充分性:已知f(0) = 0, 所以========所以存在. (a)是答案.2. 已知函数f(x)具有任意阶导数, 且, 则当n为大于2的正整数时, f(x)的n阶导数是(a) (b) (c) (d)解. , 假设=, 所以=, 按数学归纳法=对一切正整数成立. (a)是答案.3. 设函数对任意x均满足f(1 + x) = af(x), 且b, 其中a, b为非零常数, 则(a) f(x)在x = 1处不可导 (b) f(x)在x = 1处可导, 且 a(c) f(x)在x = 1处可导, 且 b (d) f(x)在x = 1处可导, 且ab解. 在f(1 + x) = af(x)中代入=, 所以. (d)是答案注: 因为没有假设可导, 不能对于二边求导.4. 设, 则使存在的最高阶导数n为(a) 0 (b) 1 (c) 2 (d) 3解. .所以n = 2, (c)是答案.5. 设函数y = f(x)在点x0处可导, 当自变量x由x0增加到x0+ ∆x时, 记∆y为f(x)的增量, dy为f(x)的微分, 等于(a) -1 (b) 0 (c) 1 (d) ∞解. 由微分定义∆y = dy + o(∆x), 所以. (b)是答案.6. 设在x = 0处可导, 则(a) a = 1, b = 0 (b) a = 0, b为任意常数 (c) a = 0, b = 0 (d) a = 1, b为任意常数解. 在x = 0处可导一定在x = 0处连续, 所以, 所以b = 0., , 所以 0 = a. (c)是答案.7. 设f(0) = 0, 则f(x)在x = 0处可导的充要条件为(a) h)存在. (b) 存在.(c) h)存在. (d) 存在.解. 由存在可推出(a)中的极限值为, (b)中的极限值为 , (d)中的极限值为, 而(c)中的极限为:;反之(a) 及(c)中的极限值存在, 不一定存在, 举反例如下: y = |x|, 不存在, (a)、(c)二表达式的极限都存在排除(a)及(c). (d)中的极限存在, 不一定存在, 举反例如下: , 排除(d). 所以(b)是答案.由(b)推出存在证明如下:==所以存在.8. 设函数f(x)在(-∞, +∞)上可导, 则(a) 当时, 必有(b) 当时, 必有(c) 当时, 必有(d) 当时, 必有解. (a)不正确. 反例如下: y = x; (b)不正确. 反例如下: ; (c)不正确. 反例如下: ; (d)是答案. 证明如下: 因为, 所以对于充分大的x,单增. 如果, 则证明结束, 否则单增有上界, 则存在(k为有限数). 任取x, 在区间[x, x + 1]上用拉格朗日定理(x < ξ < x + 1)令x → +∞, 于是0 = +∞, 矛盾. 所以.9. 设函数f(x)在x = a处可导, 则函数|f(x)|在x = a处不可导的充分条件是(a) f(a) = 0且. (b) f(a) = 0且.(c) f(a) > 0且. (d) f(a) < 0且.解. (a) 反例f(x) = 0, 取a = 0. 排除(a); (c) 反例: , 取a = 0. f(0) = 1 > 0, , |f(x)| = f(x), 在x = 0可导. 排除(c); (d) 反例: , 取a = 0. 排除(d); 所以(b)是答案. 对于(b)证明如下: 在(b)的条件下证明不存在.不妨假设. . 所以存在δ, 当x ∈ (a-δ, a + δ)时. 所以当x> a时, f(x) > 0. 于是. 当x < a时f(x) < 0. 于是. 所以不存在.三. 计算题(理工类)1.解.2. 已知f(u)可导,解.=3. 设y为x的函数是由方程确定的, 求. 解., 所以4. 已知, 求.解. ,5. 设, 求解. ,6. 设函数f(x)二阶可导, , 且, 求, .解. , 所以=3.所以7. 设曲线x = x(t), y = y(t)由方程组确定. 求该曲线在t = 1处的曲率.解. . 所以所以.所以. 在t = 1的曲率为四. 已知, 其中g(x)有二阶连续导数, 且g(0) = 1(1) 确定a 的值, 使f(x)在x = 0点连续; (2) 求.解. (1) f(x)在x = 0点连续, 所以,所以, 所以g(0) = cos 0 = 1(这说明条件g(0) = 1是多余的). 所以=(2) 方法1:=== (0 < ξ < x)=所以方法2:====五. 已知当x≤ 0时, f(x)有定义且二阶可导, 问a, b, c为何值时二阶可导.解. F(x)连续, 所以, 所以c = f(-0) = f(0);因为F(x)二阶可导, 所以连续, 所以b = , 且存在, 所以, 所以, 所以六. 已知.解., k = 0, 1, 2, …, k = 0, 1, 2, …七. 设, 求.解. 使用莱布尼兹高阶导数公式=所以。
导数与微分练习题及解析
导数与微分练习题及解析在微积分学中,导数和微分是最基本的概念之一。
它们可以帮助我们研究函数的变化率和性质,广泛应用于物理、经济、工程等各个领域。
为了帮助你更好地理解导数和微分的概念,以下是一些练习题及其解析。
练习题1:求函数f(x) = x^2 + 3x + 2在x = 2处的导数和切线方程。
解析:首先,我们求函数f(x)的导数。
使用求导法则,对于多项式函数来说,可以将每一项的指数与系数相乘,并将指数减一,得到函数的导数。
f'(x) = 2x + 3接下来,我们计算x = 2处的导数值。
f'(2) = 2(2) + 3 = 7切线方程的一般形式为y = mx + b,其中m代表斜率,b代表截距。
根据导数的定义,导数即为切线的斜率。
所以切线的斜率为m = 7。
将切点的坐标代入切线方程,我们可以得到b的值。
2 = 7(2) + b2 = 14 + bb = -12最终的切线方程为y = 7x - 12。
练习题2:求函数f(x) = e^x * sin(x)的导数。
解析:考虑到函数f(x) = e^x * sin(x)是两个函数的乘积,我们可以使用乘积法则来求导。
乘积法则的公式为:(uv)' = u'v + uv'对于e^x和sin(x)两个函数,它们的导数分别为e^x和cos(x)。
根据乘积法则,我们可以将这两个导数与原函数进行组合,得到最终的导数为:f'(x) = (e^x * cos(x)) + (e^x * sin(x))练习题3:求函数f(x) = ln(x^2 + 1)的导数和微分。
解析:首先,我们求函数f(x)的导数。
根据链式法则,可以分别计算外函数和内函数的导数。
设内函数为u = x^2 + 1,则内函数的导数为du/dx = 2x。
外函数为f(u) = ln(u),则外函数的导数为df/du = 1/u。
根据链式法则,函数f(x)的导数为:f'(x) = df/du * du/dx= (1/u) * (2x)= 2x / (x^2 + 1)接下来,我们计算函数f(x)的微分。
第三章 导数与微分 习题及答案
第三章 导数与微分同步练习 一、填空 1、若[]1cos 1)0()(lim=--→xf x f x x ,则)0(f '= 。
2、设)100()3)(2)(1()(----=x x x x x x f ,则)0(f '= 。
3、若)(x e f y -=,且x x x f ln )(=',则1=x dxdy = 。
4、若)()(x f x f =-,且3)1(=-'f ,则)1(f '= 。
5、设某商品的需求函数是Q=10-0.2p ,则当价格p=10时,降价10%,需求量将 。
6、设某商品的需求函数为:Q=100-2p ,则当Q=50时,其边际收益为 。
7、已知x x y ln =,则)10(y = 。
8、已知2arcsin )(),2323(x x f x x f y ='+-=,则:0=x dxdy = 。
9、设1111ln22++-+=x x y ,则y '= 。
10、设方程y y x =确定y 是x 的函数,则dy = 。
11、已知()xke x f =',其中k 为常数,求()x f 的反函数的二阶导数=22dyxd 。
二、选择1、设f 可微,则=---→1)1()2(lim1x f x f x ( )A 、)1(-'-x fB 、)1(-'fC 、)1(f '-D 、)2(f ' 2、若2)(0-='x f ,则=--→)()2(lim000x f x x f xx ( )A 、41 B 、41- C 、1 D 、-1 3、设⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0001arctan )(x x xx x f ,则)(x f 在0=x 处( )A 、不连续B 、极限不存在 C、连续且可导 D、连续但不可导 4、下列函数在[]1,1-上可微的有( ) A、x x y sin 32+= B、x x y sin =C、21x x y +=D、x x y cos += 5、设)(x f 为不恒等于零的奇函数,且)0(f '存在,则函数xx f x g )()(=( ) A、在0=x 处极限不存在 B、有跳跃间断点0=x C、在0=x 处右极限不存在 D、有可去间断点0=x6、设函数)(),(21x y x y 的弹性分别为)0(,≠b b a ,则函数)()(21x y x y y =的弹性为( ) A、b a - B、b aC、2112y by ay - D、以上都不对 7、已知)(x f e y =,则y ''=( )A、)(x f e B、)]()([)(x f x f e x f ''+' C、)()(x f e x f '' D、)}()]({[2)(x f x f e x f ''+'8、设函数⎩⎨⎧≤+>+=11)ln()(2x bx x x a x f 在1=x 处可导。
导数与微分习题及答案
第二章 导数与微分(A)1.设函数()x f y =,当自变量x 由0x 改变到x x ∆+0时,相应函数的改变量=∆y ( )A .()x x f ∆+0B .()x x f ∆+0C .()()00x f x x f -∆+D .()x x f ∆02.设()x f 在0x 处可,则()()=∆-∆-→∆xx f x x f x 000lim ( ) A .()0x f '- B .()0x f -' C .()0x f ' D .()02x f '3.函数()x f 在点0x 连续,是()x f 在点0x 可导的 ( )A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件4.设函数()u f y =是可导的,且2x u =,则=dxdy ( ) A .()2x f ' B .()2x f x ' C .()22x f x ' D .()22x f x5.若函数()x f 在点a 连续,则()x f 在点a ( )A .左导数存在;B .右导数存在;C .左右导数都存在D .有定义6.()2-=x x f 在点2=x 处的导数是( )A .1B .0C .-1D .不存在7.曲线545223-+-=x x x y 在点()1,2-处切线斜率等于( )A .8B .12C .-6D .68.设()x f e y =且()x f 二阶可导,则=''y ( )A .()x f eB .()()x f e x f ''C .()()()[]x f x f e x f '''D .()()[](){}x f x f e x f ''+'2 9.若()⎩⎨⎧≥+<=0,2sin 0,x x b x e x f ax 在0=x 处可导,则a ,b 的值应为( ) A .2=a ,1=b B . 1=a ,2=bC .2-=a ,1=bD .2=a ,1-=b10.若函数()x f 在点0x 处有导数,而函数()x g 在点0x 处没有导数,则()()()x g x f x F +=,()()()x g x f x G -=在0x 处( )A .一定都没有导数B .一定都有导数C .恰有一个有导数D .至少一个有导数11.函数()x f 与()x g 在0x 处都没有导数,则()()()x g x f x F +=,()()()x g x f x G -=在0x 处( )A .一定都没有导数B .一定都有导数C .至少一个有导数D .至多一个有导数12.已知()()[]x g f x F =,在0x x =处可导,则( )A .()x f ,()x g 都必须可导B .()x f 必须可导C .()x g 必须可导D .()x f 和()x g 都不一定可导13.xarctg y 1=,则='y ( ) A .211x +- B .211x + C .221x x +- D . 221x x + 14.设()x f 在点a x =处为二阶可导,则()()=-+→hh a f h a f h 0lim ( ) A .()2a f '' B .()a f '' C .()a f ''2 D .()a f ''- 15.设()x f 在()b a ,内连续,且()b a x ,0∈,则在点0x 处( )A .()x f 的极限存在,且可导B .()x f 的极限存在,但不一定可导C .()x f 的极限不存在D .()x f 的极限不一定存在16.设()x f 在点a x =处可导,则()()=--→hh a f a f n 0lim 。
掌握函数的导数与微分练习题
掌握函数的导数与微分练习题函数的导数与微分是微积分的重要内容,对于学习者而言,掌握这一部分知识对于提高解题能力和理解数学概念非常重要。
本文将通过练习题的方式,帮助读者巩固对函数的导数与微分的理解,并培养解题的思维能力。
1. 求解下列函数的导数:(1) f(x) = 3x² - 2x + 1解答:f'(x) = 6x - 2(2) g(x) = 5sin(x) + 2cos(x)解答:g'(x) = 5cos(x) - 2sin(x)2. 对下列函数进行微分:(1) h(x) = x³ - 4x² + 2x解答:dh(x) = 3x² - 8x + 2(2) k(x) = 2e^x + 3ln(x)解答:dk(x) = 2e^x + 3/x3. 求解给定函数在指定点的导数:(1) y = 2x³,求导数在x=2处的值。
解答:y' = 6x²y'(2) = 6(2)² = 24(2) y = x^4 - 2x²,求导数在x=-1处的值。
解答:y' = 4x³ - 4xy'(-1) = 4(-1)³ - 4(-1) = -44. 求解给定函数的极值点:(1) y = x³ - 12x² + 36x解答:为求取极值点,先求导数:y' = 3x² - 24x + 36令y' = 0,求解方程得:x = 2 或 x = 6将以上两个x值代入原函数求y值得到极值点:当x=2时,y = 2³ - 12(2)² + 36(2) = 16 - 48 + 72 = 40当x=6时,y = 6³ - 12(6)² + 36(6) = 216 - 432 + 216 = 0因此,函数y = x³ - 12x² + 36x在x = 2处有极小值,极小值为40,在x = 6处有极大值,极大值为0。
高等数学(林伟初)习题详解习题详解-第3章导数与微分
习题3-11.设某产品的总成本C 是产量q 的函数:2+1C q =,求 (1) 从100q =到102q =时,自变量的改变量q ∆; (2) 从100q =到102q =时,函数的改变量C ∆; (3) 从100q =到102q =时,函数的平均变化率; (4) 总成本在100q =处的变化率. 解:(1) q ∆=102-100=2,(2) (102)(100)C C C ∆=-=22102+1)-(100+1)=404((3) 函数的平均变化率为00()()4042022C q q C q C q q +∆-∆===∆∆. (4) 总成本在100q =处的变化率为100()(100)lim 100q C q C q →--22100100100lim lim (100)200100q q q q q →→-==+=- 2.设()f x =(4)f '.解44()(4)(4)lim4x x f x f f x →→-'==-412x →==3.根据函数导数定义,证明(cos )sin x x '=-.证 根据函数导数定义及“和差化积”公式,得0cos()cos (cos )limh x h x x h →+-'=0sin2limsin()22h hhx h →=-+⋅sin x =-.4.已知()f a k '=,求下列极限:(1) 0()()lim;x f a x f a x→-- (2) 0()()lim x f a x f a x x→+--解 (1) 00()()()()limlim ();x x f a x f a f a x f a f a k x x →→----'=-=-=-- (2) 0()()lim x f a x f a x x →+--=0()()()()lim x f a x f a f a f a x x →+-+--00()()()()lim lim x x f a x f a f a x f a x x→→+---=+-()()2f a f a k ''=+= 5.已知.0)0(=f (0)1f '=,计算极限0(2)lim.x f x x→ 解 00(2)(2)(0)lim=2lim 2(0)22x x f x f x f f x x →→-'== 6.求下列函数的导数: (1) 5y x =;(2) y =(3) x y e -=; (4) 2x x y e =; (5) lg y x =;(6) sin 4y π=解(1) ()545x x '=;(2) 31443()4x x -''==;(3) 1()ln x x x e e e e ----'==-;(4) (2)[(2)](2)ln(2)2(ln 21)x x x x x x e e e e e ''===+;(5) 1(lg )ln10x x '=; (6)(sin )04π'=7.问函数⎩⎨⎧=,,sin )(x x x f 00≥<x x 在0=x 处是否可导?如可导,求其导数.解 考察0=x 处的左、右导数(0)f -'=0(0)(0)lim h f h f h -→+-0sin lim 1,h hh-→==(0)f +'=0(0)(0)lim h f h f h+→+-0lim 1h h h +→==, 所以,函数在0=x 处的可导,且(0)1f '=.8.讨论函数2,0()2,011,1x x f x x x x x ⎧-≤⎪=<<⎨⎪+≥⎩在点0=x 和1x =处的连续性与可导性.解 (1)考察0=x 处的左、右导数(0)f -'=0(0)(0)lim h f h f h-→+-0lim 1,h hh -→-==-(0)f +'=0(0)(0)limh f h f h+→+-02lim 2h hh +→==, 所以,函数在0=x 处不可导;又0lim ()lim ()0(0)x x f x f x f -+→→===,所以,函数在0=x 处连续. (2) 考察1x =处的左、右导数(1)f -'=1()(1)lim 1x f x f x -→--122lim 2,1x x x -→-==-(1)f +'=1()(1)lim 1x f x f x +→--21(1)2lim 2,1x x x +→+-==- 所以,函数在1x =处的可导,且(1)2f '=.9.求等边双曲线x y 1=在点⎪⎭⎫⎝⎛2,21处的切线的斜率, 并写出在该点处的切线方程和法线方程.解 由导数的几何意义,得切线斜率为31/21x x k y x =='⎛⎫'== ⎪⎝⎭1/2214x x ==-=-.所求切线方程为,⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-2142x y 即.044=-+y x法线方程为,⎪⎭⎫⎝⎛-=-21412x y 即.01582=+-y x10.求曲线ln y x =在点(),1e 处的切线与y 轴的交点. 解 曲线ln y x =在点(),1e 处的切线斜率为111x x ek y x e==⎛⎫'=== ⎪⎝⎭故切线方程为11()y x e e-=-.上式中,令0x =,得0y =.所以,曲线ln y x =在点(),1e 处的切线与y 轴的交点为()0,0.习题3-21.求下列函数的导数:(1) 23sin y x x x =+-;(2) y =;(3) ln 2s t +; (4) cos ln y x x x =⋅(5) 11x y x +=-; (6) 21x e y x =+解 (1) y '=23cos x x +-;(2) 57332422()2()()353y x x x x x x ----''''=+-=+-;(3) sin )0s t t '''=+=t ; (4) cos ln (cos )cos (ln )y x x x x x x x ''''=⋅+⋅cos ln sin ln cos x x x x x x =⋅-⋅+ (5) 22(1)(1)(1)(1)2(1)(1)x x x x y x x ''+--+--'==--; (6) 22222()(1)(1)1(1)x x xe e x x e y x x ''+-+'==++ 222222(1)2(1)(1)(1)x x xe x xe x e x x +--==++ . 2.求下列函数在给定点处的导数: (1) arccos ,y x x =求12x y =';(2) tan sec ρθθθ=+,求4;d d πθρθ=(3) ()f x =(0)f '. 解 (1) y '=arccos +(arccos )x x x x ''=arccos x12x y ='=11arccos2-3π(2)2d tan sec sec tan d ρθθθθθθ=++4d 121d 4πθρπθ==+⋅+=2π(3) 331()ln(1)22x f x x e =-+,333()22(1)x f x e '=-+ 故(0)f '333(0)22(11)4f '=-=+3.曲线32y x x =-+上哪一点的切线与直线210x y --=平行?解 231y x '=-,令2y '=,即231=2x -,得=1x 或=-1x ,代入原曲线方程都有:2y =,故所求点为:()1,2或()-1,2.4.求下列函数的导数: (1) x y sin ln =;(2) 310(1)y x =-;(3) 23(cos )y x x =+;(4) y =(5) 22sin sin y x x =⋅; (6) 2tan[ln(1)]y x =+ ;(7) 1sin 2x y = ;(8)ln x xy e=;(9)ln(y x =;(10))0(arcsin 22222>+-=a ax a x a x y 解(1) y '=()1sin sin x x '⋅cos cot sin x x x==; (2) 39323910(1)(1)30(1)y x x x x ''=--=-; (3) 2223(cos )(cos )y x x x x ''=++223(cos )(12cos (sin ))x x x x =++⋅-223(cos )(1sin 2)x x x =+-;(4) 211ln(2)ln(1)32y x x ==--+y '=221(1)3(2)21x x x '-+-+=213(2)1x x x --+; (5) 2222sin cos sin sin cos 2y x x x x x x '=⋅+⋅⋅222sin 2sin 2sin cos x x x x x =⋅+⋅;(6) 222sec [ln(1)][ln(1)]y x x ''=+⋅+=222222212sec [ln(1)](1)sec [ln(1)]11x x x x x x'+⋅+=+++ ; (7) 1sin 12ln 2(sin )xy x ''=⋅=1sin 112ln 2cos ()xx x'⋅1sin22ln 21cos xx x =-;(8)ln ()ln x x x y e x ''= ln 2ln (ln )ln x x x x x x e x ''-==ln 2ln 1ln xx x e x-;(9)y x ''=22'==+;(10)22y '=22=+5.已知)(u f(1) (csc )y f x =; (2) (tan )tan[()]y f x f x =+.解 (1) (csc )(csc )y f x x '''=⋅=(csc )csc cot f x x x '-⋅⋅ (2) 2(tan )(tan )sec [()]()y f x x f x f x ''''=⋅+⋅=22sec (tan )sec [()]()x f x f x f x ''⋅+⋅.习题3-31.求下列由方程所确定的隐函数()y y x =的导数d d y x: (1) 4444x y xy -=-; (2); sin cos()0y x x y +-=;(3) sin 0x y e e xy --=;(4) arctan y x=.解 (1)方程两边同时对自变量x 求导,得33d d 4444d d y y x y y x x x -=--, 整理得 33d ()d y y x x y x -=+,故33d d y x y x y x+=-; (2) d d cos sin sin()(1)0d d y yy x x x y x x+⋅--⋅-= 整理求得d d y x =sin()cos sin()sin x y y xx y x---+(3) d d cos ()0d d x y y y e exy y x x x--+= 求得 d d y x =cos cos x y e y xy e x xy-+(4)2222111.(22)21()xy y x yy y x x y x'-'=+++ 整理求得 2222xy y x yy x y x y ''-+=++ 故 d d y x =x yx y+-.2.求曲线3335x xy y ++=在点(1,1)处的切线方程和法线方程.解 方程两边同时对自变量x 求导,得2233330x y xy y y ''+++=解得 d d y x =22y x y x+-+,在点(1,1)处,(1,1)1y '=-,于是,在点(1,1)处的切线方程为 11(1)y x -=--,即20x y +-=, 法线方程为 11(1)y x -=-即y x =.3.用对数求导法求下列各函数的导数d d y x: (1) sin (0)x y x x =>; (2) a x x y x a x =++;(3) y =(4) (sin )(cos )y x x y =.解 (1)等式两边取对数ln sin ln y x x =⋅两边对x 求导得11cos ln sin ,y x x x y x'=⋅+⋅ 故 s i n d 1cos ln sin d x y x x x x x x ⎛⎫=⋅+⋅ ⎪⎝⎭. (2) ()1ln a x x y ax a a x -''=++()1ln ln 1a x x axa a x x x -=++⋅+(3) []1ln(1)ln(2)ln(3)ln(4)2y x x x x =-+----- 11111121234y y x x x x ⎛⎫'=+-- ⎪----⎝⎭得11111234y x x x x ⎫'=+--⎪----⎭.(4) lnsin ln cos y x x y =lnsin cot ln cos tan y x y x y x y y ''+=-⋅ d d y x =ln cos cot tan ln sin y y x x y x-+ 4.求下列参数方程所确定的函数的导数d d yx:(1) 221x t t y t ⎧=-⎨=-⎩; (2) 33cos sin x a y a θθ⎧=⎨=⎩. 解 (1) d ()d ()y y t x x t '='212t t -=- (2) 22d ()3sin cos d ()3cos (sin )y y a x x a θθθθθθ'⋅=='⋅-=tan θ- 5.求椭圆6cos 4sin x t y t=⎧⎨=⎩在4t π=相应点处的切线方程.解 d ()d ()y y t x x t '='()()4sin 4cos 2cot 6sin 36cos t t t t t '===--'.4t π=时,切线斜率为4d 2d 3t yxπ==-,()4x π=()4y π=.故所求切线方程为2(3y x -=-- .习题3-41.求函数2x y =当x 由1改变到1.005的微分. 解 因为d d 2d ,y y x x x '== 由题设条件知 1x =,d 1.00510.005x x =∆=-= 故所求微分为 d 210.0050.0y =⨯⨯= 2.求函数sin 2y x =在0x =处的微分. 解 所求微分为00d (sin 2)d 2cos2d x x y x x x x =='===2d x 3.求下列各微分d y : (1) 3cos x y e x =; (2) 2sin 2xy x =; (3) 2ln(1)x y e-=+;(4) y = (5) 23xy e x y =+;(6) 221xy x y +=.解 (1) 33d cos d()d(cos )x x y x e e x =+=33cos 3d sin d xxx e x e x x ⋅-⋅=3(3cos sin )d x e x x x -;(2) 22244dsin 2sin 2d 2cos 2d 2sin 2d d x x x x x x x x xy x x x --== 32(cos 2sin 2)d x x x x x-=; (3) 222212d d(1)d 11x xx x xe y e xe ----=+=-++;(4) d y =2)x =+=(5)方程两边对求微分(d d )3d 2d xy e x y y x x y y +=+.整理得 (2)d (3)d xy xy xe y y ye x -=-解得 3d d 2xyxy ye y x xe y-=-;(6) 方程两边对求微分22d 2d 2d d =0y x xy y xy x x y +++.整理得 22(2)d (2)d xy x y y xy x +=-+解得 222d d 2xy y y x x xy+=-+4.计算下列各数的近似值:(1) 0.03e ;(2)解(1) 0.0310.03e ≈+=1.03;(2)==112(1)516=≈-⋅=1.975. 5.在下列等式的括号中填入适当的函数, 使等式成立.(1) d()3d x =; (2) d()2d x x =;(3) d()sin d t t ω=; (4) 2d(cos )(x =.解(1) 3x c +;(2) 2x c +;(3) 1cos t ωω-;(4) 22d(cos )2sin d x x x x =-x = 即d x =,故22d(cos )4x x =-.习题3-51.求下列函数的二阶导数:(1) 38cos y x x x =+-; (2) 2(1)arctan y x x =+; (3) 2x y xe =;(4) x y x =.解(1) 238sin y x x '=++,6cos y x x ''=+; (2) y '=2arctan 1x x +,y ''=222arctan 1xx x ++; (3) y '=2222x x e x e +,y ''=2222244x x x xe xe x e ++=222(32)x xe x +;(4) ln ln y x x =,1ln 1y x y'=+,y '=(ln 1)x x x + y ''=21()(ln 1)(ln 1)(1ln )x x x x x x x x x x x -''+++=++2. 验证函数2312x xy C e C e -=+(其中12,C C 为任意常数)满足方程60y y y '''+-=.证:23122-3x x y C e C e -'=,231249x x y C e C e -''=+232323121212(49)(2-3)6()x x x x x x C e C e C e C e C e C e ---++-+0=. 3.设函数()y f x =二阶可导,求下列函数的二阶导数: (1) (sin )y f x =; (2) 2(ln )y x f x =.解 (1)求导数d (sin )(sin )cos (sin )d yf x x x f x x'''=⋅=⋅,于是22d (cos )(sin )cos (sin )(sin )d yx f x x f x x x'''''=⋅+⋅⋅ =2cos (sin )sin (sin )x f x x f x '''⋅-⋅ (2) d 2(ln )(ln )d y xf x xf x x '=+22d d yx =2(ln )2(ln )(ln )(ln )f x f x f x f x ''''+++=2(ln )3(ln )(ln )f x f x f x '''++. 4.对下列方程所确定的函数)(x y y =求22d d yx:(1) 2y e xy e +=;(2) arctan y x=.解 (1)方程两边对x 求导0y e y y xy ''++=得 yyy e x'=-+. 因此求得222d ()(1)d ()y y y y y e x y e y x e x ''+-⋅+=-+ =2()(1)()y y y y y y y e x y e e x e x e x --+-⋅+++-+=2322()y y y xy ye y e e x +-+;(2) 方程两边对x 求导2222211()1xy yx yy y x yx x'-'+=++得 x yy x y+'=-. 因此求得222d (1)()()(1)d ()y y x y x y y x x y ''+--+-=- = 2232()()x y x y +-5.对下列参数方程所确定的函数)(x y y =求22d d yx:(1) 2323x t t y t t⎧=-⎪⎨=-⎪⎩(1)t ≠; (2) ⎩⎨⎧-=-=)cos 1()sin (t a y t t a x . 解(1) d ()d ()y y t x x t '='2333(1)222t t t -==+-. 故 22d d y x 3(1)222t t '+=-=34(1)t -; (2) d ()d ()y y t x x t '='()()1cos sin 1cos sin a t t ta t t '-==-'-. 故 22d d yxsin ()1cos (1cos )t t a t '-=- 2cos (1cos )sin sin (1cos )(1cos )t t t tt a t --⋅-=-21(1cos )a t --).,2(Z n n t ∈≠π 6.求下列函数的n 阶导数:(1) 2sin y x =; (2) ln(1)y x =+; (3) 112-=x y ; (4) (1)(2)()y x x x x n =+++ .解(1) 2()()1cos 2(sin )()2n n x x -=1cos 211()2(sin 2)2cos 2,2222x x x π-⎛⎫'=-⋅-=-⋅+ ⎪⎝⎭221cos 211()2sin 22cos 2,222222x x x πππ+⎡⎤⎛⎫⎛⎫''=-⋅-+=-⋅++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦2()()1cos 2(sin )()2n n x x +==12cos(2)2n n x π--+;(2) []1ln(1)1x x '+=+[]21ln(1)(1)x x ''+=-+ ,[](3)32ln(1)(1)x x +=+ []()1(1)!ln(1)(1)(1)n n nn x x --+=-+; (3) 21111()1211y x x x ==---+, 故()11(1)!112(1)(1)n n n n n y x x ++⎡⎤-=-⎢⎥-+⎣⎦; (4) 1(1)(2)()(12)n n y x x x x n xn x +=+++=+++++()(1)(1)!!()(1)!22n n n ny n x n x n +=++=++ 复习题3(A )1.已知0()f x k '=(k 为常数),则(1) 000(2)()limx f x x f x x∆→+∆-=∆;(2) 001lim [()()] n n f x f x n→∞+-=(3) 000()(2)lim h f x h f x h h→+--=.1.解 (1)2k ; (2) k ; (3) 3k .(1) 000000(2)()(2)()lim 2lim 2x x f x x f x f x x f x x x∆→∆→+∆-+∆-=∆∆=2k ;(2) 00001()()1lim [()()]lim 1n n f x f x n n f x f x nn→∞→∞+-+-==k ;(3) 000()(2)lim h f x h f x h h →+--=00000()()()(2)lim h f x h f x f x f x h h →+-+--000000()()(2)()lim +2lim 2h h f x h f x f x h f x h h→→+---=-=3k . 2.函数)(x f y =在点0x 处的左导数0()f x -'和右导数0()f x +'都存在,是()f x 在0x 可导的( )A . 充分必要条件;B . 充分但非必要条件;C . 必要但非充分条件;D . 既非充分又非必要条件. 2 .答C . ()f x 在0x 可导的充分必要条件是0()f x -'和0()f x +'都必须存在且相等;反之,0()f x -'和0()f x +'都存在,不能保证()f x 在0x 可导.3.函数()sin f x x =在0=x 处 ()A . 可导;B . 连续但不可导;C . 不连续;D . 极限不存在.3.答B . 函数()sin f x x =在0=x 连续;但(0)1(0)1f f -+''=-≠=,故()s i n f x x =在0=x 不可导.4.设()f x 对定义域中的任意x 均满足(1)()f x mf x +=,且(0)f n '=则必有 ( )A . (1)f '不存在;B . (1)f m '=;C . (1)f n '=;D . (1)f mn '=.4.答D . 0(1)(1)(1)limh f h f f h→+-'=00()(0)()(0)lim lim h h mf h mf f h f m h h →→--== (0)mf mn '==5.解答下列各题:(1)设ln 2y =,求y ';(2) 设a x x a y x a x a =+++(0,1)a a >≠,求d d y x; (3)设22()x y x f e =⋅,)(u f 可导,求d y ;(4) y =d d y x ;(5) 求曲线sin()0xy x y -+=在点(0)π,的切线与法线方程;(6) 已知函数)(x y y =由方程 ⎩⎨⎧==ta y t a x 33sin cos 确定,求d d y x ,22d d y x ; (7) 设(sin )cos 2csc f x x x '=+,求()f x '';(8) 设31x y x =+,求()n y (3)n ≥.5.解(1)y '=22=2cot x x ⋅(2) y '=1ln ()a x x ax a a x -'++由对数求导法,可求得()(1ln )x x x x x '=+故y '=1ln (1ln )a x x ax a a x x -+++; (3) 2222d 2d ()()d x x x y x x f e x f e e '=⋅+⋅=22222()d ()2d x x x xf e x x f e e x '+⋅⋅ =2222[()()]d x x x x f e xe f e x '+⋅;(4)取对数 1ln ln (ln ln )(ln ln )2b y x b a x a x b a ⎡⎤=+-+-⎢⎥⎣⎦两边求导 1y y '=1ln 2b b a a x x ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭故y '=1ln 2b a b ax -⎛⎫+ ⎪⎝⎭(5) 两边求导cos()(1)0y xy x y y '+-++=得cos()cos()x y yy x x y +-'=-+,故(0)1+1y ππ-'=, 因此切线方程为 1()1y x ππ=--+,法线方程为(1)()y x ππ=+-; (6) d ()d ()y y t x x t '='223sin cos 3cos (sin )a t t a t t ⋅=⋅-=tan t - 22d d y x 2(tan )3cos (sin )t a t t '-=⋅-22sec 3cos (sin )t a t t -=⋅-=4sec 3sin t a t; (7) 由21(sin )cos 2csc 12sin sin f x x x x x'=+=-+知21()12f x x x '=-+故()f x ''=214x x--;(8) 3321111111x x y x x x x x -+===-+++++ ()n y =1(1)!(1)n nn x +-⋅+(3)n ≥. 6.设函数2,(),ax b f x x +⎧=⎨⎩ 11x x <≥在1x =处可导,求,a b 的值.6.解:因可导必连续,所以211lim ()lim 1x x ax b x -+→→+==,得1a b += 考察1x =处的左、右导数(1)f -'=1()(1)lim 1x f x f x -→--111lim lim 11x x ax b ax a a x x --→→+--===--(1)f +'=1()(1)lim 1x f x f x +→--211lim 2,1x x x +→-==- 所以,得到2,1a b ==-.7. 设函数()g x 在x a =点连续, 且()()()f x x a g x =-, 证明()f x 在x a =的可导,并求出()f a '.7.证:因()g x 在x a =点连续,故lim ()()x ag x g a →=,又()()limx a f x f a x a →-- ()()0limlim ()()x a x a x a g x g x g a x a →→--===- 故()f x 在x a =的可导,()f a '=()g a8.验证函数12y C C e =+其中12,C C 为任意常数)满足方程420xy y y '''+-=.8.证:因12y C C e '=-,12121(4y C C e C C e x''=-++故12121424(4xy y y x C C e C C e x ⎡⎤'''+-=-++⎢⎥⎣⎦(121220C C e C C e ⎤+--+=⎥⎦232323121212(49)(2-3)6()x x x x x x C e C e C e C e C e C e ---++-+0=.(B )1. 设函数()f x 在0x =连续,下列命题错误的是( )A . 若0()lim x f x x→存在,则(0)0f =;B . 若0()lim x f x x→存在,则(0)f '存在;C . 若0(2)()lim x f x f x x→+存在,则(0)0f =;D . 若0()()lim x f x f x x→--存在,则(0)f '存在.1.答:D .A .正确,因为0()limx f x x→存在,则0l i m ()=0x f x →,又()f x 在0x =连续,所以0(0)l i m ()=0x f f x →=; B .正确,因为若0()limx f x x →存在,则0()(0)(0)lim x f x f f x →-'==0()lim x f x x →存在;C .正确,因若0(2)()lim x f x f x x→+存在,则0lim (2)()=lim (2)lim ()=2(0)0x x x f x f x f x f x f →→→++=[],故(0)0f =;D .错,如()f x x =, 0()()lim0x f x f x x→--=,但(0)f '不存在.2. 若21()lim (1)tx x f t t x→∞=+,则()f t '= .2. 2(12)t t e +,221()lim (1)txt x f t t te x→∞=+=,所以()f t '=2()t te '=2(12)t t e +.3.设周期函数()f x 在()-∞∞,周期为3,且0(1)(1)li m 13x f f xx→--=,则曲线)(x f y =在点(4(4))f ,的切线斜率为 .3. -3,00(4)(4)(1)(1)(4)limlim x x f x f f x f f x x →→+-+-'==0(1)(1)limx f f x x →-+=-=0(1)(1)lim x f f t t →--=-0(1)(1)3lim 33x f f x x→--=-=-, 4. 已知(1)(2)(10)()(1)(2)(10)x x x f x x x x ---=+++ ,求(1)f '.4. 解:(1)f '1()(1)lim 1x f x f x →-=-1(1)(2)(10)(1)(2)(10) lim 1x x x x x x x x →---+++=- 1(2)(10)1(2)(9)lim (1)(2)(10) 2391011x x x x x x →---⋅--==+++⋅⋅⋅ =1110 - 5.设()f a '存在,求()()lim x a xf a af x x a→--.5. 解:()()()()()()lim lim x a x a xf a af x xf a af a af a af x x a x a→→--+-=--()()()lim x a f x f a f a a x a→-=--=()()f a af a '-6.设()max{f x x =,在区间(02),内求()f x '.6.解:()max{,f x x x ==⎪⎩0112x x <≤<<,考察1x =处的左、右导数(1)f -'=1()(1)lim 1x f x f x -→--1111lim lim ,12x x x --→→===-(1)f +'=1()(1)lim 1x f x f x +→--11lim 1,1x x x +→-==- 所以,函数在1x =处不可导.故所求导数为:1()1,f x ⎧⎪'=⎨⎪⎩0112x x <<<< 7. 设函数()g x 在0x x =点连续, 且()()f x x a g x =-, 讨论()f x 在0x x =的可导性.7. 解:0000000()()()()limlimx x x x x x g x f x f x f x x x x x →→--'==-- (1)若0()0g x ≠,则0000()lim x x x x g x x x →--不存在,此时()f x 在0x x =不可导(2)若0()0g x =,则0000()()lim 0x x x x g x f x x x →-'==-,此时()f x 在0x x =可导.8. 验证下列命题:(1) 若定义在()-∞∞,内以周期为T 的周期函数()f x 可微,则()f x '也是以周期为T 的周期函数.(2) 若函数()f x 在()a a -,内是可微奇(偶)函数,则()f x '()a a -,内必为偶(奇)函数. 8. 证: (1)因()()f x T f x +=,又0()()()lim h f x h f x f x h→+-'=,因此00()()()()()lim lim h h f x T h f x T f x h f x f x T h h→→++-++-'+===()f x '(2) 若函数()f x 在()a a -,内是可微奇函数,则有0()()()lim h f x h f x f x h →-+--'-=0()()lim h f x h f x h →--+=0()()lim h f x h f x h→--=-=()f x ', 即证得:若函数()f x 在()a a -,内是可微奇函数,则()f x '()a a -,内必为偶函数. 同理可证得:若函数()f x 在()a a -,内是可微偶函数,则()f x '()a a -,内必为奇函数.9. 设函数()f x 可微,且()()()2f x y f x f y xy +=+-,(0)3f '=,求()f x . 9. 解:由()()()2f x y f x f y xy +=+-,令0x y ==,则(0)(0)(0)f f f =+,得(0)0f =()()()limy f x y f x f x y →+-'=0()()2()limy f x f y xy f x y→+--= 0()lim2y f y x y→=-(0)232f x x '=-=-因此()f x 23x x C =-+(C 为任意常数),又(0)0f =则C =0,故()f x 23x x =- 10. 设在()-∞∞,内函数()f x 有定义, 且(0)0f =,(0)f C '=(0C ≠),又2()s i n c o s xg x e x x =+, 对任意,x y 有关系式()()()()()f x y f x g y f y g x +=+成立,证明()()f x C g x '=⋅10. 证:0()()()lim y f x y f x f x y →+-'=0()()()()()lim y f x g y f y g x f x y→+-=00()1()()lim()limy y g y f y f x g x y y →→-=+00()(0)()(0)()lim ()limy y g y g f y f f x g x y y→→--=+ =()(0)()(0)f x g g x f ''+又 2()sin sin 2sin x x g x e x e x x '=+-,得(0)0g '= 故 ()()f x C g x '=⋅.。
导数与微分习题及答案
导数与微分习题及答案导数与微分习题及答案在数学学科中,导数与微分是非常重要的概念。
它们不仅在数学分析中有广泛的应用,还在物理、经济学等领域中起着重要的作用。
本文将为大家提供一些导数与微分的习题,并附上详细的答案,希望能够帮助大家更好地理解和掌握这一内容。
1. 习题一:求函数 f(x) = x^2 + 3x - 2 在点 x = 2 处的导数。
解答:根据导数的定义,我们有f'(x) = lim(h→0) [f(x+h) - f(x)] / h。
代入函数 f(x) = x^2 + 3x - 2 和 x = 2,得到f'(2) = lim(h→0) [(2+h)^2 + 3(2+h) - 2 - (2^2 + 3(2) - 2)] / h。
化简后得到f'(2) = lim(h→0) [4h + h^2 + 6h] / h = lim(h→0) (h^2 + 10h) / h = lim(h→0) (h + 10) = 10。
因此,函数 f(x) = x^2 + 3x - 2 在点 x = 2 处的导数为 10。
2. 习题二:求函数 g(x) = 2sin(x) + cos(x) 在点x = π/4 处的导数。
解答:同样地,我们可以利用导数的定义来求解。
根据定义,g'(x) = lim(h→0) [g(x+h) - g(x)] / h。
代入函数 g(x) = 2sin(x) + cos(x) 和x = π/4,得到g'(π/4) = lim(h→0) [2sin(π/4+h) + cos(π/4+h) - (2sin(π/4) + cos(π/4))] / h。
化简后得到g'(π/4) = lim(h→0) [2(sin(π/4)cos(h) + cos(π/4)sin(h)) + (cos(π/4)cos(h) -sin(π/4)sin(h))] / h。
第三章 导数与微分习题
习 题 三1.根据导数的定义求下列函数的导数:(1)221x y -= (2)21x y = (3)32x y =2.给定函数f (x )=ax 2+bx +c ,其中a 、b 、c 为常量,求:)(x f ',)0(f ',)21(f ',)2(a b f -' 3.一物体的运动方程为s =t 3+10,求该物体在t =3时的瞬时速度。
4.求在抛物线y =x 2上点x =3处的切线方程。
5.自变量x 取哪些值时,抛物线y =x 2与y =x 3的切线平行?6.函数⎪⎩⎪⎨⎧≤-<≤+=x x x x x f 113101)(2在点x =1处是否可导?为什么?7.讨论函数y =x|x|在点x =0处的可导性。
8.用导数定义求⎩⎨⎧≥+<=0)1ln(1)(x s x xx f 在点x =0处的导数。
9.设⎩⎨⎧<<--+≤<-+=101101)1ln()(x xx x x x f 讨论f (x )在x =0处的连续性与可导性。
10.函数⎪⎩⎪⎨⎧=+≠=0)1ln(1sin )(12x s x x x f x 在点x =0处是否继续?是否可导?11.讨论⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<≤<+≤<+≤=x xx x x x x x f 2212101201)(2在x =0,x =1,x =2处的连续性与可导性。
12.求下列各函数的导数(其中a ,b 为常量):(1)532+-=x x y (2)b a x y +=(3)3412+-=xx y (4)2222x x y += (5)x x y 31-= (6))12(2-=x x y(7))11)(1(-+=x x y (8)x x y 2)1(+=(9)ba b ax y ++= (10)))((b x a x y --=(10))1)(1(a b bx ax y ++=13.求下列各函数的导数(其中a ,b ,c ,d ,n 为常量):(1))3)(2)(1(+++=x x x y(2)x x y ln =(3)x x y n ln = (4)x y alog = (5)11-+=x x y (6)215xx y += (7)x x x y --=223 (8)n cx b a y += (9)x x y ln 1ln 1+-= (10)2211xx x x y +--+= 14.求下列各函数的导数:(1)x x x y cos sin += (2)xx y cos 1-=(3)x x x y tan tan -= (4)xx y cos 1sin 5+= (5)x x x x y sin sin += (6)x x x y ln sin ⋅= 15.求曲线x y sin =在点x =π处的切线方程。
导数与微分练习题及习题详细解答
第二章 导数与微分练习题及习题详细解答练习题2.11.已知质点作直线运动的方程为23s t =+,求该质点在5t =时的瞬时速度.解 由引例2.1可知,质点在任意时刻的瞬时速度d 2d sv t t==.代入5t =,得10v =. 2.求曲线cos y x =在点π(6处的切线方程和法线方程. 解 由导数的几何意义知,曲线cos y x =在π(6点切线的斜率 ππ661(cos )(sin )2x x k x x =='==-=-,所以,切线方程为1π()226y x -=--,即612π=0x y +-.法线方程为π2()6y x =-,即1262π=0x y -+. 3.讨论函数32,0()31,013,1x f x x x x x ⎧≤⎪=+<≤⎨⎪+>⎩在0x =和1=x 处的连续性与可导性.解 在0x =处,0lim ()lim 22x x f x --→→==,0lim ()lim (31)1x x f x x ++→→=+=, 由于0lim ()lim ()x x f x f x -+→→≠,所以不连续,根据可导与连续的关系知,也不可导. 在1x =处,11lim ()lim(31)4x x f x x --→→=+=,311lim ()lim(3)4x x f x x ++→→=+=,(1)4f =, 所以连续.又00(1)(1)3(1)lim lim 3x x f x f xf x x---∆→∆→+∆-∆'===∆∆, 2300(1)(1)33()()(1)lim lim 3x x f x f x x x f x x+++∆→∆→+∆-∆+∆+∆'===∆∆,所以可导.4.已知函数()f x 在点0x 处可导,且0()f x A '=,求下列极限:000(5)()(1)limx f x x f x x ∆→-∆-∆; 000(2)()(2)lim h f x h f x h →+-解 (1)000000(5)()(5)()55()55limlim x x f x x f x f x x f x f x A x x ∆→∆→-∆--∆-'=-=-=-∆-∆;(2)000000(2)()(2)()22()22limlim h h f x h f x f x h f x f x A h h →→+-+-'===.5.求抛物线2y x =上平行于直线43y x =-+的切线方程.解 由于切线平行于43y x =-+,所以斜率为4k =-.又2k y x '==,所以2x =-.对应于抛物线上的点为(2,4)-,所以切线方程为44(2)y x -=-+,即440x y ++=.练习题2.21.求下列函数的导数:(1)100(21)y x =-; (2)22e xxy +=;(3)sin(3π)y x =+; (4)2cos y x =; (5)2e sin x y x =; (6)2ln(1)y x =+; (7)tan 2y x =; (8)cot 3y x =; (9)arctan(31)y x =+; (10)arcsin(41)y x =+. 解 (1)9999100(21)(21)200(21)y x x x ''=--=-; (2)22222e (2)e (41)xxxxy x x x ++''=+=+;(3)cos(3π)(3π)3cos(3π)y x x x ''=+⋅+=+; (4)2cos (cos )2sin cos sin 2y x x x x x ''=⋅=-=-;(5)22222(e )sin e (sin )2e sin e cos e (2sin cos )xxxxxy x x x x x x '''=+=+=+; (6)22212(1)11x y x x x''=⋅+=++; (7)22sec 2(2)2sec 2y x x x ''=⋅=; (8)22csc 3(3)3csc 3y x x x ''=-⋅=-;(9)2213(31)1(31)1(31)y x x x ''=⋅+=++++;(10)(41)y x ''=+=2.设y =d d y x .解对于y =[]1ln ln(1)ln(2)ln(3)ln(4)3y x x x x =+++-+-+ 两边对x 求导,得111111()31234y y x x x x '=+--++++ 所以1111()1234y x x x x '=+--++++ 3.求曲线31x ty t =+⎧⎨=⎩上,点(1,0)处的切线方程. 解 点(1,0)对应参数t 的值为0. 设k 为曲线上对应(1,0)点的切线斜率,则32000d ()30d (1)1t t t y t t k x t ==='===='+,于是,所求切线方程为0y =,即x 轴.4.求由方程3330y x xy --=所确定的隐函数的导数d d y x. 解 方程两边对x 求导,可得22333()0y y x y xy ''--+=由上式解出y ',便得隐函数的导数为22x yy y x+'=-(20y x -≠). 练习题2.31.求下列函数的微分:(1)22sin 34y x x x =+-+; (2)2ln y x x x =-; (3)2(arccos )1y x =-; (4)arctan y x x =; (5)ln tan 2x y =; (6)sin ln 57xy x x x x=++-; (7)1cos 2xy -=; (8)3(e e )x x y -=+.解 (1)22d (sin 34)d (2sin 23)d y x x x x x x x '=+-+=+-; (2)2d (ln )d (ln 12)d y x x x x x x x '=-=+-; (3)2d ((arccos )1)d y x x x '=-=;(4)2d (arctan )d (arctan )d 1xy x x x x x x '==++; (5)2111d (ln tan )d sec d d csc d 222sin tan 2x x y x x x x x x x '==⋅⋅==;(6)2sin cos sin d (ln 57)d (ln 6)d x x x xy x x x x x x x x-'=++-=++; (7)11cos cos d (2)d 2ln 2sec tan d xxy x x x x --'==-⋅;(8)32d (e e )d 3(e e )(e e )d x x x x x xy x x ---'⎡⎤=+=+-⎣⎦. 2.填空. (1)23d d()x x =(2)21d d()1x x =+ (3)2cos2d d()x x = (4)21d d()x x= 解 (1)3x C +; (2)arctan x C +; (3)sin 2x C +; (4)1C x-+. 3解=()f x =064x =,1x ∆=.因为000()()()f x x f x f x x '+∆≈+∆,()f x ''==所以1188.062516=≈=+=.4.半径为10m 的圆盘,当半径改变1cm 时,其面积大约改变多少?解 圆盘面积函数为2S πR =,并取0R 10m =,R 1cm 0.01m ∆==.因为 S 2πR '= 所以面积改变量2S dS 2πR R 2π100.010.2π0.628m ∆≈=⋅∆=⨯⨯=≈.习题二1.如果函数()f x 在点0x 可导,求:(1)000()()limh f x h f x h →--; (2)000()()lim h f x h f x h hαβ→+--.解 (1)0000000()()()()limlim ()h h f x h f x f x h f x f x h h →-→----'=-=--; (2)00000000()()()()()()lim lim h h f x h f x h f x h f x f x f x h h hαβαβ→→+--+-+--=0000000()()()()limlim ()()h h f x h f x f x h f x f x h hαβαβαβαβ→→+---'=+=+-2.求函数3y x =在点(2,8)处的切线方程和法线方程. 解 由导数的几何意义,得3222()312x x k x x =='===切,112k =-法. 所以,切线方程为812(2)y x -=-即12160x y --=.法线方程为18(2)12y x -=--即12980x y +-=.3.设2, 1(), 1x x f x ax b x ⎧≤=⎨+>⎩,试确定,a b 的值,使()f x 在1x =处可导.解 若()f x 在1x =处可导,则必在1x =处连续.1lim ()1x f x -→=,1lim ()x f x a b +→=+, 11lim ()lim ()x x f x f x -+→→=,即1a b +=. 又2111()(1)1(1)limlim lim(1)211x x x f x f x f x x x ----→→→--'===+=--, 111()(1)1(1)(1)lim lim lim 111x x x f x f ax b a x f a x x x ++-+→→→-+--'====--- 所以 2a =,1b =-. 4.求下列各函数的导数:(1)231251y x x x =-++; (2)2sin y x x =; (3)1cos y x x =+; (4)1ln 1ln xy x-=+.解 (1)23413(251)45y x x x x x''=-++=++;(2)22(sin )2sin cos y x x x x x x ''==+; (3)221(cos )sin 1()cos (cos )(cos )x x x y x x x x x x '+-''==-=+++;(4)21ln (1ln )(1ln )(1ln )(1ln )()1ln (1ln )x x x x x y x x ''--+--+''==++ 2211(1ln )(1ln )2(1ln )(1ln )x x x x x x x -+--==-++ . 5.求下列函数的导数:(1)36()y x x =-; (2)y =;(3)2sin (21)y x =-; (4)21sin y x x=; (5)ln1xy x=-; (6)[]ln ln(ln )y x =; (7)ln(y x =; (8)arcsin 2x y x =+解 (1)3533526()()6()(31)y x x x x x x x ''=--=--;(2)322(1)y x -'==-; (3)2sin(21)cos(21)(21)2sin(42)y x x x x ''=-⋅-⋅-=-; (4)22221111111()sin(sin )2sin cos ()2sin cos y x x x x x x x x x x x x'''=+=+⋅-=-; (5)lnln ln(1)1x y x x x ==---,∴1111(1)y x x x x -'=-=--; (6)[]{}[]1ln ln(ln )ln(ln )(ln )ln ln(ln )y x x x x x x ''''=⋅⋅=;(7)((1y x ''==+=;(8)1arcsin22x y '=++arcsin arcsin 22x x=+=.6.若以310cm /s 的速率给一个球形气球充气,那么当气球半径为2cm 时,它的表面积增加的有多快?解 设气球的体积为V ,半径为R ,表面积为S ,则34π3V R =,24πS R =. d d d d d d V V R t R t =⋅,d d d d d d S S Rt R t =⋅, 2d d d d dV 12d 8πd d d d dt 4πd S S V R V R t R t V R R t ∴=⋅⋅=⋅⋅=, 将3d 10cm /s d V t =,2cm R =代入得,2d 10cm /s d St=.7.求下列函数的高阶导数:(1)2sin 2y x x =,求y '''; (2)y =5x y =''. 解 (1)Q 22sin 22cos2y x x x x '=+,22sin 24cos24cos24sin 2y x x x x x x x ''=++-22sin 28cos 24sin 2x x x x x =+-,∴24cos28cos216sin 28sin 28cos2y x x x x x x x x '''=+---212cos 224sin 28cos 2x x x x x =--.(2)Q 2y '==y ''==23222(24)(16)x x x -=-,∴5x y =''1027=. 8.求由下列方程所确定的隐函数的导数: (1)3330y x xy +-=; (2)arctan ln yx=. 解 (1)方程两边对x 求导,得22333()0y y x y xy ''+-+=,从中解出y ',得22y x y y x-'=-. (2)方程两边对x 求导,得2222112221()xy y x yy y x x y x''-+⋅=⋅++, 从中解出y ',得x yy x y+'=-. 9.用对数求导法求下列各函数的导数:(1)y =; (2)cos (sin )x y x = (s i n 0)x >.解 (1)方程两边取对数,得11ln ln(23)ln(6)ln(1)43y x x x =++--+,两边对x 求导,得1211234(6)3(1)y y x x x '=+-+-+, 即211[234(6)3(1)y x x x '=+-+-+ (2)方程两边取对数,得cos ln ln(sin )cos lnsin x y x x x ==⋅两边对x 求导,得11sin ln sin cos cos sin y x x x x y x'=-⋅+⋅⋅ sin lnsin cos cot x x x x =-⋅+⋅,即cos (sin )(sin lnsin cos cot )x y x x x x x '=-⋅+⋅.10.求由下列各参数方程所确定的函数()y y x =的导数:(1)33cos sin x a t y b t ⎧=⎪⎨=⎪⎩; (2)e cos e sin tt x t y t ⎧=⎪⎨=⎪⎩,求π2d d t y x =. 解 (1)22d d 3sin cos d tan d d 3cos sin d yy b t t bt t x x a t t a t===--;(2)Q d d e (sin cos )sin cos d d d e (cos sin )cos sin d t t yy t t t tt x x t t t t t++===--, ∴π2d d t y x =π2sin cos 101cos sin 01t t tt t=++===---. 11.求下列函数的微分: (1)ln sin2x y =; (2)1arctan 1x y x+=-; (3)e 0x yxy -=; (4)24ln y y x +=.解 (1)111d (lnsin )d (cos )d cot d 22222sin 2x x xy x x x x '==⋅⋅=; (2)2221(1)(1)1d d d 1(1)11()1x x y x x x x x x-++=⋅=+-++- (3)方程两边同时取微分,得d(e )d()0x yxy -=,2d de (d d )0x yy x x yy x x y y-⋅-+=, 整理得22d d xy y y x x xy-=+.(4)方程两边同时取微分,得312d d 4d y y y x x y+=, 整理得324d d 21x yy x y =+.12.利用微分求近似值:(1)sin3030︒'; (2解 (1)设()sin f x x =,则0π306x ︒==,π30360x '∆==,()cos f x x '=.11 / 11 000sin3030()()()f x x f x f x x ︒''=+∆≈+∆πππsincos 0.507666360=+⋅≈ (2)设()f x =064x =,1x ∆=,561()6f x x -'=.000()()()f x x f x f x x '=+∆≈+∆5611(64)12 2.00526192-⋅=+≈ 13.已知单摆的振动周期2T =2980cm/s g =,l 为摆长(单位为cm ),设原摆长为20cm ,为使周期T 增大0.05s ,摆长约需加长多少?解由2T =224πgT l =,02T =0.05s T ∆=,22πgT l '=. 所以027d 0.050.050.05 2.23cm 2ππgT l l l T '∆≈=⋅∆=⋅===≈, 即摆长约需加长2.23cm .。
导数与微分习题及答案
第二章导数与微分(A)1 .设函数y 二f x ,当自变量x 由x 0改变到x 0 * e x 时,相应函数的改变量 y =()A. f x 0 : =x B . fx^_x C . f x 0 : =x f x 0D . f x 0 x2. 设f(x )在 x 处可,则曲区弋ix °)= () A. - f x oB . f -X 。
C . f x oD . 2f x o3 .函数f x 在点x 0连续,是f x 在点x 0可导的( )A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件4.设函数y = f u 是可导的,且u =x 2,则dy=()dxA. f x 2B . xf x 2C . 2xf x 2D . x 2f x 25. 若函数f x 在点a 连续,则f x 在点a () A .左导数存在;B .右导数存在;C .左右导数都存在D .有定义6 . f(x)=x-2在点x=2处的导数是() A . 1 B . 0 C . -1 D .不存在 7.曲线y =2x 3 -5x 2 • 4x -5在点2,-1处切线斜率等于()A . 8B . 12C . -6D . 68. 设y=e f 卜且f(x 二阶可导,则y"=() A . e f (x ) B . e f *)f "(x ) C . e f (x )〔f "(x f "(x jD . e f (x X 【f *(x 9 + f*(x 》e axx < 09. 若f"〔b+sin2x, x,0在x=°处可导'则a,b的值应为()717118.210. 若函数f x 在点X o 处有导数,而函数 g x 在点X o 处没有导数,则 F X 二 f X g X , G X A f X — g X 在 x ° 处()A .一定都没有导数B . 一定都有导数C .恰有一个有导数D .至少一个有导数11. 函数fx 与g X 在X o 处都没有导数,则Fx 二fx^gx , G x i= f x -g x 在 X o 处()A .一定都没有导数B . 一定都有导数C .至少一个有导数D .至多一个有导数12. 已知F x 二f !g x 1,在x 二X 。
(完整版)导数与微分习题及答案
第二章 导数与微分(A)1.设函数()x f y =,当自变量x 由0x 改变到x x ∆+0时,相应函数的改变量=∆y ( )A .()x x f ∆+0B .()x x f ∆+0C .()()00x f x x f -∆+D .()x x f ∆0 2.设()x f 在0x 处可,则()()=∆-∆-→∆xx f x x f x 000lim( )A .()0x f '-B .()0x f -'C .()0x f 'D .()02x f ' 3.函数()x f 在点0x 连续,是()x f 在点0x 可导的 ( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件 4.设函数()u f y =是可导的,且2x u =,则=dxdy( ) A .()2x f ' B .()2x f x ' C .()22x f x ' D .()22x f x 5.若函数()x f 在点a 连续,则()x f 在点a ( )A .左导数存在;B .右导数存在;C .左右导数都存在D .有定义 6.()2-=x x f 在点2=x 处的导数是( ) A .1 B .0 C .-1 D .不存在7.曲线545223-+-=x x x y 在点()1,2-处切线斜率等于( ) A .8 B .12 C .-6 D .68.设()x f e y =且()x f 二阶可导,则=''y ( )A .()x f e B .()()x f e x f '' C .()()()[]x f x f e x f ''' D .()()[](){}x f x f e x f ''+'29.若()⎩⎨⎧≥+<=0,2sin 0,x x b x e x f ax 在0=x 处可导,则a ,b 的值应为( )A .2=a ,1=bB . 1=a ,2=bC .2-=a ,1=bD .2=a ,1-=b10.若函数()x f 在点0x 处有导数,而函数()x g 在点0x 处没有导数,则()()()x g x f x F +=,()()()x g x f x G -=在0x 处( )A .一定都没有导数B .一定都有导数C .恰有一个有导数D .至少一个有导数11.函数()x f 与()x g 在0x 处都没有导数,则()()()x g x f x F +=,()()()x g x f x G -=在0x 处( )A .一定都没有导数B .一定都有导数C .至少一个有导数D .至多一个有导数 12.已知()()[]x g f x F =,在0x x =处可导,则( ) A .()x f ,()x g 都必须可导 B .()x f 必须可导C .()x g 必须可导D .()x f 和()x g 都不一定可导13.xarctg y 1=,则='y ( )A .211x +-B .211x + C .221x x +- D . 221x x +14.设()x f 在点a x =处为二阶可导,则()()=-+→hh a f h a f h 0lim ( )A .()2a f '' B .()a f '' C .()a f ''2 D .()a f ''- 15.设()x f 在()b a ,内连续,且()b a x ,0∈,则在点0x 处( )A .()x f 的极限存在,且可导B .()x f 的极限存在,但不一定可导C .()x f 的极限不存在D .()x f 的极限不一定存在 16.设()x f 在点a x =处可导,则()()=--→hh a f a f n 0lim。
导数和微分相关习题
1、 设00()0,()4f x f x '==,试求极限00()lim4x f x x x∆→−−−−−−+∆=∆; 2、 设23()3x x f x ax bx ⎧≥=⎨+<⎩是确定,a b 的值,使得f 在3x =处可导;a=6,b 任意实数3、 求下列函数的导函数:(1)3()f x x =,2230()30xx f x xx ⎧≥⎪'=⎨-<⎪⎩;4、 (2)10()00=0x f x x x >⎧⎪'=<⎨⎪⎩不存在 5、 设函数1sin0()()0mx x f x m xx ⎧≠⎪=⎨⎪=⎩为正整数,(1)试问m 等于何值时,f 在0x =连续;m 为任意实数(2))试问m 等于何值时,f 在0x =可导。
2m ≥6、 求下列函数的稳定点:(1)()sin cos f x x x =-;稳定点是0,1,24x k k ππ=-=±±(2)()ln f x x x =-。
稳定点1x =7、 设(0)(0)0g g '==,1()sin0(),0g x x f x xx ⎧≠⎪=⎨⎪=⎩求(0)f '=08、 设f 是定义在R 上的函数,且对任何12,,x x R ∈都有:1212()()()f x x f x f x +=⋅,若(0)1f '=,证明:对任何x R ∈,都有()()f x f x '=。
9、 证明:若0()f x '存在,则0000()()lim 2()x f x x f x x f x x∆→+∆--∆'=∆;10、求下列函数在指定点的导数:(1)设43()325f x x x =++,求(0),(1)f f '';(2)设()cos xf x x=,求(0),()f f π'';(3)设()f x =(0),(1),(4)f f f '''。
高等数学题库第02章(导数与微分)
第二章 导数与微分习题一一、选择题1.设)(x f 在a x =处可导,则=+--→hh a f h a f h )()(lim( )A.)(2'a fB. )('a fC. )(2'a f -D.0 2.设0)0(=f ,则下述所论极限存在,则=→xx f x )(lim( ) A. )0(f B. )0('f C. )('x f D.03.函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=000,1arctan )(x x xx x f ,,则)(x f 在点0=x 处( ) A.间断 B.连续,但不可导 C.可导 D.可导且2)0('π=f4.在3=x 处可导,则常数a 和b 的一组值为( )A.6和9B.-6和-9C.6和-9D.-6和95.已知)4)(3)(2)(1()(----=x x x x x f ,且!3)('=k f ,则=k ( ) A.4 B.3 C.2 D.16. 设)(x f 是偶函数,且在0=x 处可导,则)0('f =( ) A.1 B.-1 C.0 D.以上都不对7.设曲线21x e y -=与直线1-=x 的焦点为p ,则曲线在点p 处的切线方程是( ) A.022=+-y x B. 012=++y x C. 032=-+y x D. 032=+-y x8. 已知曲线L 的参数方程是⎪⎩⎪⎨⎧==2sin cos ty tx ,则曲线L 上3π=t 出法线方程是( ) A. 0142=+-y x B. 0124=--y x C. 0342=-+y x D. 0324=-+y x 二.填空题1.设函数)()()(22x g a x x f -=,其中)(x g 在点a x =处连续=)('a f .2.设函数)(x f 在()+∞∞-,可导,)1()1()(22x f x f x F -+-=,则=)1('F .3.设x x x f +=sin )(ln ,则=)('x f .4.设)0(1>=x xy x ,则='y . 5.设x z x y ∙=2,则=dy .6.设π<<x 0,则=∙+)cot 1(x x d )(cot x d7.已知)(2)(x fa x =ϕ,且)(2)('x x ϕϕ=,则=)('x f .8.)(2b x f y +=,则=''y .9.设)(x y y =由y y x =+)(ϕ确定,若)('y ϕ存在且1)('≠y ϕ,则=dxdy. 三.下列各题中均假定)(0'x f 存在,按照导数定义,求出下列各题中的A 值( ) (1)=∆-∆-→∆x x f x x f x )()(lim 000A(2)=→xx f x )(limA 设存在且)0(,0)0('f f = (3)=-+→hx f h x f h )()3(lim000A(4)=--+→hh x f h x f h )()2(lim000A四.设函数()⎩⎨⎧>+≤+=2212x b x x ax x f 在2=x 处可导,求常数a 和b 的值.五.设函数()⎩⎨⎧≥-<=0202x bx x ae x f x 在点0=x 处可导,求常数a 和b 的值.习题二一、选择题1. 2)('=a f ,则=--+→xx a f x a f x )()(lim0( ) A.2 B.-2 C.4 D.-42.设函数)(x f 和)(x g 在0=x 处可导,0)0()0(==g f ,且0)0('≠g ,则=→)()(limx g x f x ( )A.)0()0(''g fB. )()(''x g x f C. )0()0('g f D. )()('x g x f3.下列函数中,在0=x 处既连续又可导的是( ) A.x xx f =)( B. ⎩⎨⎧≤>-=0sin 0,1)(x x x x x f , C. ⎩⎨⎧≥+<=0)1ln(0,)(x x x x x f , D.x y sin =4.满足)()()('''b f a f b a f +=+的函数)(x f =( ) A.2x B.3x C.x e D.x ln5.设)100()4)(3)(2)(1()(++-+-=x x x x x x x f ,则=)1('f ( ) A.!101 B.100!101-C. !100-D. 99!100 6.设a 是实数,函数⎪⎩⎪⎨⎧≤>-∙-=101,11c o s )1(1)(x x x x x f a ,则)(x f 在1=x 处可导时,必有( )A.1-≤aB.01<<-aC.10<≤aD.1≥a7.若)(x f 的一阶导数与二阶导数都存在,且均不等于零,其反函数为)(y x ϕ=,则=)(''y ϕ( )A.)(1''x f B.[]2''')()(x f x f C. []2''')()(x f x f - D. []3''')()(x f x f - 二.填空题1.若对任意实数x ,函数)(x f 满足)()(x f x f -=-,且0)(0'≠=-k x f , 则=)(0'x f .2.已知)(x f e y =,其中f 二阶可导,则=''y .3.设xx x f +=⎪⎭⎫ ⎝⎛11,则=)('x f .4.设抛物线2ax y =与曲线x y ln =相切,则a = .5.设)1ln(2-+=x x y ,则='y .6.设曲线ax x y +=3与曲线c bx y +=2在点()0,1-处相切,其中c b a ,,为常数, 则a = ,b = , c = . 三.求下列函数的一阶导数:1.2ln 222+-=a x x y2.211xx y -+=3.21ln xxy += 4.x x y 2ln +=5.()x x y 32cos 3sin ∙=6.x y arcsin ln 3=7.x x y 2sec arctan ∙=8.xxx y tan 1sin +=9.()22sin sin xxy = 10.xx y ln 2=11.()x x y ln arcsin = 12.()x x y cos cos -=习题三一、选择题1.下列函数中,在0=x 处不可导的是( ) A.x y sin = B. x y cos = C.2ln =y D.x y =2. 下列函数中,在0=x 处可导的是( )A. x y ln =B. x y cos =C. x y sin =D. ⎩⎨⎧≥<=00,2x x x x y ,3.若函数⎩⎨⎧≥-<=0,0,)(2x bx a x e x f x 在0=x 处可导,则b a 、的值必为( )A.1-==b aB. 2,1=-=b aC. 2,1-==b aD. 2==b a4.设函数)(x f 在1=x 处可导,且21)1()31(lim=∆-∆-→∆x f x f x ,则=)1('f ( )A.31B. 61C. 61- D. 31- 5.曲线x e x y +=在0=x 处的切线方程是( )A.012=+-y xB. 022=+-y xC. 01=+-y xD. 02=+-y x 6.曲线1213123+++=bx x x y 在点(0,1)处的切线与x 轴交点的坐标是( ) A.(-1,0) B.⎪⎭⎫ ⎝⎛-0,61 C.(1,0) D. ⎪⎭⎫⎝⎛0,617.设xey 2sin =,则=dy ( )A.)(sin 2x d e xB. )(sin 2sin 2x d e x C. )(sin 2sin 2sin x xd e x∙ D. )(sin 2sin x d e x8.若函数)(x f y =有21)(0'=x f ,则当0→∆x 时,)(x f 在点0x 处的微分是( ) A.与x ∆等价的无穷小量 B.与x ∆同阶,但不等价的无穷小量 C.比x ∆高阶的无穷小量 D. 比x ∆低阶的无穷小量 二.填空题1设函数)(x f 在2=x 处可导,且2)1('=f ,则=+-+→h nh f mh f h )2()2(lim0 。
高等数学-——导数与微分练习题.pdf
C:若函数 f (x) 在点 x0 处不可导,则函数 f (x) 在点 x0 处左、右导数只有一个不存在
x≥0
()
(5)若 f (x) = x −1 , 则 f (x) 在 x = 1 处可导
()
(6) f (x) = 3 x 在 (−∞, +∞) 内均可导
()
(7)若函数 f (u) 可导,则 [ f (ln x)]′ = f ′(ln x)
()
(8)若 y = x2ex ,则 y′′ − 2 y′ + y = 0
dx
五、证明题
1.
设函数
f (x) = arctan 1+ x ,证明 dy 1− x
=
x
1 2+
1
dx
2.
证明:函数
f
(
x
)
=
⎧ ax + b, ⎨⎩ex −1, x
x ≤
> 0
0
在 x = 0 处可导的充要条件是 a = 1, b = 0 .
3.
证明:
f
(
x)
=
⎧⎪ ⎨
x3
sin
1 x
,
x
≠
0
在定义域内处处可微.
则 a, b 之值为(
)
A: a = 2,b = −1 B: a = 1,b = −3
C: a = 0,b = −2
D: a = −3,b = 1
(5)下列结论正确的是(
)
A:若左、右导数都存在,则函数 f (x) 在点 x0 处可导
B:函数 f (x) 在点 x0 处不可导的充要条件是左、右导数都不存在
⎛ ⎜⎝
arctan
导数与微分练习题答案
高等数学练习题第二章导数与微分第一节导数观点一.填空题1. 若f (x0)存在,则lim f (x0x)f (x)= f ( x0)x 0x2. 若f (x0)存在,lim f (xh) f ( xh)=2 f ( x0).h 0hlim0f ( x3 x) f ( x)=3 f ( x0).x x3. 设f ( x0)2x 1, 则lim4x 0 f ( x0 2 x) f ( x0 ) )4.已知物体的运动规律为 s t t 2(米),则物体在t 2秒时的刹时速度为 5(米/秒)5. 曲线y cosx 上点(,1)处的切线方程为 3 x 2 y 10 ,法线323方程为2x3y3202 36.用箭头 ? 或? 表示在一点处函数极限存在、连续、可导、可微之间的关系,可微可导|连续极限存在。
二、选择题1.设 f (0) 0 ,且 f ( 0) 存在,则 lim f ( x)=xx 0[B](A)f ( x)(B) f (0)(C) f (0)(D)1f (0)22.设 f ( x) 在 x 处可导, a ,b为常数,则lim f (x a x) f (x b x) =x 0x [ B ](A)f (x)( B)( a b) f (x)(C)(a b) f (x)(D)a bf (x)23.函数在点 x0处连续是在该点 x0处可导的条件[ B ](A)充足但不是必需(B)必需但不是充足( C)充足必需(D)即非充足也非必需4.设曲线y x2x 2 在点M 处的切线斜率为,则点M的坐标为3[ B ]( A) (0,1)( B) (1, 0)(C) ( 0,0)(D) (1,1)5.设函数 f ( x) | sin x |,则 f (x)在x 0处[ B ](A)不连续。
(B)连续,但不行导。
(C) 可导,但不连续。
(D)可导,且导数也连续。
三、设函数 f ( x)x2x 1为了使函数 f (x) 在x 1 处连续且可导,ax b x1a ,b应取什么值。
最新高等数学(同济第五版)第二章导数与微分-练习题册
第二章 导 数 与 微 分第 一 节 作 业一、填空题:1. 假定:,)('0按照导数定义存在x f.)()(lim )2(.)()(lim)1(000000=--+=∆-∆-→→∆h h x f h x f x x f x x f h x2. 设=⋅=',5322y xx x y 则 .3. 曲线y=e x 在点(0,1)处的切线方程为 .4. 已知物体的运动规律为 s=t 3(米),则这物体在t=2(秒)时的速度为 . 二、选择题(单选):1. 设f(x)=x(x-1)(x+2)(x-3)(x+4)…(x+100),则f’(1)的值等于: (A )101!; (B )100!101-; (C )-100; (D ).99!100 答:( ).1)(;1)(;21)(;0)(:)0(',0,00,1)(.22-⎪⎩⎪⎨⎧=≠-=-D C B A f x x x e x f x为则设答:( ) 三、试解下列各题:1. 讨论函数.00,00,1sin 处的连续性与可导性在=⎪⎩⎪⎨⎧=≠=x x x xx y2. 已知).(',0,,sin )(x f x x x x x f 求⎩⎨⎧≥<=3. 设?,,1)(,1,1,)(2应取什么值处可导在为了使b a x x f x b ax x x x f =⎩⎨⎧>+≤=四、试证明下列各题:1. 证明:双曲线xy=a 2上任一点处的切线与两坐标轴构成的三角形的面积等于2a2.2. 如果f(x)为偶函数,且f’(0)存在,证明f’(0)=0.第 二 节 作 业一、填空题:.)]sin )(cos cos [(sin .2.',3ln .12=+-=+=x x x x dxdy x e y x则设二、选择题(单选):.)()()(;)()()(;)()()(;)()()(:,)(,)(00必可导必不可导必不可导必可导处则在不可导可导处设在x g x f D x g x f C x g x f B x g x f A x x g x f x -+答:( ) 三、试解下列各题: 1. 设.,cos 21sin 4πϕϕρϕϕϕρ=+=d d 求2. 求曲线y=2sinx+x 2上横坐标为x=0的点处的切线方程和法线方程。
导数和微分练习题(答案版)
1. 13arctan )1()(2+--=x x x x f ,求f’(1) 2. 设1lim )()1()1(2+++=--∞>-x n x n n e b ax e x x f 是区间),(+∞-∞内是可导函数,试确定常数a,b 3. 设f(x)是周期为2的周期函数,且在点x=1处连续,22cos ]3)(ln[lim 1=+>-xx f x π,求曲线y=f(x)在(-1,f(-1))处的切线方程。
4. 设函数在),(+∞-∞内有定义,对任意的x,y 都有)()()(x f e y f e y x f y x +=+,e f =)0(',求f (x )的表达式5. 设函数0,)(;0,)()(==≠-=-x a x f x x e x x f xϕ,其中的)(x ϕ具有二阶导数,且1)0(',1)0(-==ϕϕ1) 确定常数a 的值,使得f (x )在x=0时连续2) 求f’(x);3) 讨论f’(x)在区间),(+∞-∞内的连续性6. 设函数)()()(x g x f x F =,如果f(x)在x 0点可导,g (x )在x 0点连续不可导,证明:F(x)在x 0点可导⇔f(x 0)=07. 设曲线y=f(x)与曲线y e y x =-++)14tan(π在(1,0)处有公切线. 1)求公切线方程2)计算极限)1(lim +∞>-n n nf n 8. 设f(x)是周期为3的连续函数,在点x=0的某一邻域内恒有x x x f x f 2tan 6)tan 1(2)tan 1(+=--+,已知f(x)在点x=1处可导,求曲线y=f(x)在点(10.f(10))处的切线方程。
9. 设函数f(x)在x ≤x 0时具有二阶导数,00200,)()()(;),()(x x c x x b x x a x F x x x f x F >+-+-=≤=,试确定常数a ,b ,c ,使得F(x)在x 0处二阶可导。
导数与微分习题及答案
C . a =—2 , b =1D . a = 2 , b = —1第二章导数与微分(A)1. 设函数y = f (x ),当自变量x 由x o 改变到Xo +A X 时,相应函数的改变量A. f (x 0+A x )B. )+i xC. f (x 0+A x )—)D. f(x 0 2 .设 f (x 准 X 0 处可,则匹 f (X0-")—f (X0)=()A. — f '(x0)B. f '(—X0)C. f '(x0)D. 2f '(X0) 3.函数f (x 在点x 0连续,是f (x )在点x 0可导的( )5.若函数f(x )在点a 连续,则f(x )在点a ( )A.左导数存在;B.右导数存在; C .左右导数都存在 D .有定义 6.f (x )=x -2|在点x=2处的导数是() A . 1 B . 0 C . -1 D .不存在7.曲线y =2x 3 -5x 2+4x -5在点(2,-1 )处切线斜率等于( )A. 8B. 12C. -6D. 6 &设y=e 逹且f(x 厂阶可导,则/=() B . e f*)f “(X ) C . e f (X f (x )r(x » D . e f (XX f (x 护 +f “(x 9B . a =1, b = 2A .必要不充分条件 B. 充分不必要条件C.充分必要条件4.设函数y = f(u 是可导的,且UA . f '(X 2 )B . xf T x 2 )C . 既不充分也不必要条件 =x 2,则 ¥=()dx2xf T x 2 ) D . X 2 f (X 2 )A . e f(x9.若f (x )才axe ,b +sin2x, X <0X >0在x=0处可导,则a , b 的值应为( )10. 若函数f(x )在点X o 处有导数,而函数 g(x )在点X o 处没有导数,则 F(x )= f (x )+g (x ), G(x )= f (X )—g(x )在 x 处( )11. 函数f (x )与g (x )在x o 处都没有 导数,贝U F (x )= f (x )+g (x ), G(x )= f (X )—g(x 在 X o 处( )12.已知 F (x )=f [g (x )],在 x = x o 处可导,则()113. y = arctg ,则 y'=()Xf (a +hf (a )——h ——=() hA. 乎 B .3 C. 2f® D . —f®15.设f (x )在(a, b 内连续,且X o 巳a, b ),则在点x o 处( )A. f (x )的极限存在,且可导B. f (x )的极限存在,但不一定可导16.设f (x )在点x = a 处可导,则『八3h L设函数y = y (x )由方程xy-eX +e y=0所确定,则y'(0) =A .一定都没有导数 B •—定都有导数 C.恰有一个有导数D.至少一个有导数A .一定都没有导数 B. —定都有导数 C.至少一个有导数D .至多一个有导数A. f(x ), g(x 都必须可导B. f (x )必须可导C. g(x )必须可导D. f (X )和g(x )都不一定可导 B.1 1+x 2C.2X1 +x 22X 1 +14.设f(x )在点x = a 处为二阶可导,则 lh m o C. f(x )的极限不存在D . f(x )的极限不一定存在17. 函数y = X +1导数不存在的点 18.设函数 f (x )=sin 〔2x +巴〕 I 2丿19.若函数 y=eX(cosx+sinx ),贝U dy = 若 f (x )可导,y = f {f 【f (x W ,则―25.讨论下列函数在x=0处的连续性与可导性: -1 Cxsin- , X H 0 x0, X =0设 y = f (g x e f (X )且 f '(X )存在,求 dy 。
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(2)
1 2x 1 2x sec sec 1 2+ 4 2 = csc x + y′ = 2 . 1 x x x tan 1 + tan 2 1 + 3cos 2 2 4 2 2
(3) (4)
y ′ = n sin n −1 xcox cos nx − n sin n x sin nx = n sin n −1 x cos(n + 1) x .
= 16 (3 3 − π ) . 9
解
(1)
f ′(ϕ ) = 3cos 3ϕ +
(2)
y′ = −
1 2 arcsin 2 x + , y′ x= 2 x x 1 − 4 x2
3 4
(3)
y ′ = −15e −5 x + 5, y ′ x =−1 = 5(1 − 3e5 ) .
3
7. (1) (3)
y = arcsin
1
(5)
y=
(6)
y=
x + 1 + x2
(7) (9)
解
y = x arcsin
y = ln chx +
(8) (10)
2 y = sh ch3x ; x y = a a + xa + a x .
x a a
(1)
y′ =
sec x tan x + sec2 x = sec x . sec x + tan x
切线方程为: y = x − e , 法线方程为:
y = −x + e .
5.
(1)
求下列函数的导数:
y = e−3 x ;
2
(2) (4)
(6) (8)
2 2
y = cos(4 − 3x 2 ) ; y = (arcsin x) 2 ;
y = cos 2 (tan 3 x) ; y=xx.
(3) (5)
s′ = (1 + sin t )′(1 + cos t ) − (1 + sin t )(1 + cos t )′ 1 + cos t + sin t = . (1 + cos t )2 (1 + cos t ) 2 1 2 gt , 2
以初速 v0 竖直上抛的物体, 其上升高度 s 与时间 t 的关系是 s = v0 t −
第二节
导数的运算法则
习题 2-2
1. (1) 解 (2) 2. (1) (3) (5)
推导余切函数及余割函数的导数公式: (cot x)′ = − csc2 x ; (1)
(cot x)′ = (
(2)
(csc x)′ = − csc x cot x .
cos x (cos x)′ sin x − (sin x)′ cos x 1 )′ = = − 2 = − csc2 x . 2 sin x sin x sin x
2 arcsin x 1 − x2
2
(4)
y ′ = 2(arcsin x)(arcsin x)′ =
.
(5) (6)
y ′ = a tan x ln a(tan x 2 )′ = a tan x ln a sec2 x 2 ( x 2 )′ = 2ln a ⋅ x sec2 x 2 a tan x . y ′ = 2cos(tan 3 x)[cos(tan 3 x)]′ = −2cos(tan 3 x)sin(tan 3 x)(tan 3 x)′ = −3sin(2 tan 3 x) tan 2 x(tan x)′ = −3tan 2 x sec2 x sin(2 tan 3 x) .
(2)
y ′ = f ′(sin 2 x)2sin x cos x − f ′(cos 2 x)2sin x cos x = sin 2 x[ f ′(sin 2 x) − f ′(cos 2 x)] . f ′( x ) 1 f ( x) 2 x g ′( x 2 )2 x f ′( x ) 2 xg ′( x 2 ) = + . 1 + g 2 ( x2 ) 2 x f ( x ) 1 + g 2 ( x2 )
x a
y ′ = a a ln a (a x )′ + a a x a
−1
+ a x ln a ( x a )′
4
a
= ln 2 aa x a a + a a x a
x
a
−1
+ a ln ax a −1a x .
a
8. (1) (3)
解
设 f ( x) 和 g ( x) 都可导, 求下列函数 y 的导数
y′ = −(1 + x) − (1 − x) 1 . =− 2 (1 + x) 1− x 1− x (1 + x) 2 x(1 − x) 1− 2 1+ x 1+ x 1 1
(5)
y′ =
2 x cos x 2 sin 2 x − sin x 2 2sin x cos x 2 x cos x 2 sin x − 2sin x 2 cos x = . sin 4 x sin 3 x 1 ( x + 1 + x 2 )2 (1 + 2x 2 1 + x2 )=− 1 1 + x2 ( x + 1 + x2 ) .
(1) 该物体的速度 v(t ) ; (2) 该物体到达最高点的时刻.
解
(1) v(t ) = s ′ = v0 − gt .
v0 . g
(2) 物体到达最高点时, v(t ) = 0 , 即 v0 − gt = 0 , 从而 t = 4.
解
求曲线 y = x(ln x − 1) 上横坐标为 x = e 的点处的切线方程和法线方程. 该点为 (e, 0) , 所求切线的斜率为 y ′ x =e = (ln x − 1 + 1) x =e = ln x x =e = 1 , 从而
(6)
y′ = −
(7)
y ′ = arcsin
x 1 +x 2 2
1 1− x 4
2
+
x = arcsin . 2 2 4−x
2
−2 x
(8) (9) (10)
2 2 2 2 2 2 y ′ = ch (− 2 )ch3x + 3sh sh3x = − 2 ch ch3 x + 3sh sh3x . x x x x x x y′ = shx shx 1 −2 = thx(1 − 2 ) = th 3 x . 3 chx 2ch x ch x
(3)
y′ =
+
2 f ( x) f ′( x) + (4) y′ =
2
g ′( x) 2 g ( x)
2 f ( x) + g ( x)
=
4 f ( x) f ′( x) g ( x) + g ′( x) 4 f 2 ( x ) + g ( x ) g ( x)
.
9. 设 f ( x) 在 (−l , l ) 内可导, 证明: 如果 f ( x) 是偶函数, 则 f ′( x) 是奇函数; 如 果 f ( x) 是奇函数, 则 f ′( x) 是偶函数. 证 如 果 f ( x) 是 偶 函 数 , 则 有 f (− x) = f ( x) , 对 等 式 两 边 对 x 求 导 , ′ 有, − f (− x) = f ′( x) , 从而 f ′(− x) = − f ′( x) , 即 f ′( x) 是奇函数. 如 果 f ( x ) 是 奇 函 数 , 则 有 f ( − x) = − f ( x) , 对 等 式 两 边 对 x 求 导 , 有, − f ′(− x) = − f ′( x) , 从而 f ′(− x) = f ′( x) , 即 f ′( x) 是偶函数.
5
(7)
解
y = arctan(e x ) ;
y = a tan x (a > 0) ;
y=2
sin 2 1 x
2
;
(1)
y ′ = e−3 x (−3x 2 )′ = −6 xe−3 x .
2
(2) (3)
y ′ = − sin(4 − 3x 2 )(4 − 3 x 2 )′ = 6 x sin(4 − 3x 2 ) . y′ = (e x )′ ex = . 1 + e2 x 1 + e2 x
sin 2 1 x sin 2 1 1 1 ln 2(sin 2 )′ = 2 x 2 ln 2sin (sin )′ x x x 1
2
2
(7)
y′ = 2
=2
sin 2
1 x 2ln 2sin
1 1 1 ln 2 sin 2 2 cos ( )′ = − 2 2 x sin . x x x x x 1 1 1 1 − ln x x ( ln x)′ = x x (− 2 ln x + 2 ) = x. x x x x2
(5)
y ′ = ( x3 )′ log 2x + x3 (log 2 x )′ = 3x 2 log 2x + x3
1 1 = x 2 (3log 2x + ). x ln 2 ln 2
1
(6) (7)
y′ =
(ln x)′ x − ln x 1 − ln x . = x2 x2
y ′ = ( x 2 )′ ln x cos x + x 2 (ln x)′ cos x + x 2 ln x(cos x)′
1
1
(8) 6. (1) (2) (3)