微积分4-7

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大学课程《微积分》PPT课件:微积分7章1节

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1
正确答案选(C)。
例 3 判别级数
1
n1 (2n 1)(2n 1)
= 1+
1+
1 +…+
13 35 57
1
+…的敛散性,
(2n 1)(2n 1)
若收敛则求其和。
解 由于
un
(2n
1 1)(2n
1)
1 2
(1 2n 1
1) 2n 1
所以级数的部分和
Sn
=1 13
+1 35
+1 57
+…+
1 (2n 1)(2n 1)
例3(讲义例3)讨论等比级数(又称为几何级数)
aqn a aq aq2 aqn
n0
(a 0) 的收敛性.
注:几何级数是收敛级数中最著名的一个级数.阿贝尔曾经指出“除了几何级数 之外,数学中不存在任何一种它的和已被严格确定的无穷级数”.几何级数在判断 无穷级数的收敛性、求无穷级数的求和以及将一个函数展开为无穷级数等方面都有 广泛而重要的应用.
(4)级数收敛的必要条件:若级数
un
n1
收敛,则
lim
n
un
0
例 1 讨论几何级数(也叫等比级数)
aq n1 = a+ aq+ aq2 +…+aq n1 +… (a≠0,q≠0)
n 1
的敛散性,若收敛则求其和。
解 级数的部分和
Sn
a(1 qn ) ; q 1q
1
na; q 1
(1)当
q
1
1
11
解 由于 n1 3n 与 n1 7 n 都是几何级数,公比分别为 3, 7,

微积分第七章空间解析几何与向量代数

微积分第七章空间解析几何与向量代数

第七章 空间解析几何与向量代数 为了学习多元函数微积分的需要,本章首先建立空间直角坐标系,并引进在工程技术 上有着广泛应用的向量,介绍向量的一些运算.然后以向量为工具来讨论空间的平面与直线 方程,最后介绍空间曲面与空间曲线及二次曲面.第一节 空间直角坐标系一、 空间直角坐标系众所周知,实数x 与数轴上的点是一一对应的,二元数组(x ,y )与坐标平面上的点是一一对应的,从而可以用代数的方法讨论几何问题.类似地,通过建立空间直角坐标系,把空间中的点与一个三元有序数组(x ,y ,z )建立一一对应关系,用代数的方法研究空间问题.1.空间直角坐标系的建立过空间定点O 作三条互相垂直的数轴,它们都以O 为原点,并且通常取相同的长度单位.这三条数轴分别称为x 轴、y 轴、z 轴.各轴正向之间的顺序通常按下述法则确定:以右手握住z 轴,让右手的四指从x 轴的正向以π/2的角度转向y 轴的正向,这时大拇指所指的方向就是z 轴的正向.这个法则叫做右手法则(图7-1).这样就组成了空间直角坐标系.O 称为坐标原点,每两条坐标轴确定的平面称为坐标平面,简称为坐标面.x 轴与y 轴所确定的坐标面称为xOy 坐标面.类似地有yOz 坐标面、zOx 坐标面.这些坐标面把空间分成八个部分,每一部分称为一个卦限(图7-2).x 、y 、z 轴的正半轴的卦限称为第Ⅰ卦限,从第Ⅰ卦限开始,从z 轴的正向向下看,按逆时针方向,先后出现的卦限依次称为第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ卦限,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ卦限下方的空间部分依次称为第Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ卦限。

图7-1 图7-22.空间中点的直角坐标设M 为空间的一点,若过点M 分别作垂直于三坐标轴的平面,与三坐标轴分别相交于P ,Q ,R 三点,且这三点在x 轴、y 轴、z 轴上的坐标依次为x ,y ,z ,则点M 唯一地确定了一个有序数组(x ,y ,z ).反之,设给定一个有序数组(x ,y ,z ),且它们分别在x 轴、y 轴和z 轴上依次对应于P ,Q 和R 点,若过P ,Q 和R 点分别作平面垂直于所在坐标轴,则这三个平面确定了唯一的交点M .这样,空间的点就与一个有序数组(x ,y ,z )之间建立了一一对应关系(图7-3).有序数组(x ,y ,z )就称为点M 的坐标,记为M (x ,y ,z ),它们分别称为横坐标、纵坐标和竖坐标.显然,原点O的坐标为(0,0,0),坐标轴上的点至少有两个坐标为0,坐标面上的点至少有一个坐标为0.例如,在x轴上的点,均有y=z=0;在xOy坐标面上的点,均有z =0.图7-3 图7-4二、空间两点间的距离公式设空间两点M1(x1, y1, z1)、M2 (x2, y2, z2),求它们之间的距离d=12M M.过点M 1,M2各作三个平面分别垂直于三个坐标轴,形成如图7-4所示的长方体.易知 2222121212()d M M M Q QM M QM==+∆是直角三角形222121()M P PQ QM M PQ=++∆是直角三角形222122M P P M QM''''=++()()()222212121x x y y z z=-+-+-所以d=(7-1-1 )特别地,点M(x,y,z)与原点O(0,0,0)的距离(图7-3)d OM==例1在z轴上求与两点A(-4,1,7)和B(3,5,-2)等距离的点.解因所求的点M在z轴上,故设该点坐标为M(0,0,z),依题意MA MB=,即=解得z=149,所求点为M ( 0,0,149).习题7-11.在空间直角坐标系中,定出下列各点的位置:A (1,3,2),B (1,2,-1),C (-1,-2,3),D(0,-2,0),E (-3,0,1).2. 求点(a ,b ,c )关于(1) 各坐标面;(2) 各坐标轴;(3) 坐标原点的对称点的坐标.3. 自点P 0(x 0, y 0, z 0)分别作各坐标面和坐标轴的垂线,写出各垂足的坐标.4. 求点M (4,-3,5)到各坐标轴间的距离.5. 在y Oz 面上,求与三个已知点A (3,1,2),B (4,-2,2)和C (0,5,1)等距离的点.6. 试证明以三点A (4,1,9),B (10,-1,6),C (2,4,3)为顶点的三角形是等腰直角三角形.第二节 向量及其运算一、 向量的概念在物理学和工程技术中经常会碰到一些既有大小又有方向的量,如力、速度等,我们把这类量称为向量(或矢量).空间中的向量常用具有一定长度且标有方向的线段(称为有向线段)来表示。

大一微积分下册经典题目及解析

大一微积分下册经典题目及解析

微积分练习册[第八章]多元函数微分学习题8—1 多元函数的基本概念1。

填空题:(1)若yx xy y x y x f tan ),(22-+=,则___________),(=ty tx f (2)若xy y x y x f 2),(22+=,则(2,3)________,(1,)________y f f x-== (3)若)0()(22 y yy x x y f +=,则__________)(=x f (4)若22),(y x x yy x f -=+,则____________),(=y x f(5)函数)1ln(4222y x y x z ---=的定义域是_______________(6)函数y x z -=的定义域是_______________(7)函数xy z arcsin =的定义域是________________ (8)函数xy x y z 2222-+=的间断点是_______________ 2。

求下列极限:(1)xy xy y x 42lim0+-→→班级: 姓名: 学号:(2) x xy y x sin lim0→→(3) 22222200)()cos(1lim y x y x y x y x ++-→→微积分练习册[第八章] 多元函数微分学3.证明0lim 22)0,0(),(=+→y x xy y x4。

证明:极限0lim 242)0,0(),(=+→y x y x y x 不存在班级: 姓名: 学号:5。

函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=(0,0)),( ,0)0,0(),(,1sin ),(22y x y x y x x y x f 在点(0,0)处是否连续?为什么?微积分练习册[第八章] 多元函数微分学习题 8—2偏导数及其在经济分析中的应用1.填空题(1)设y x z tan ln =,则__________________,=∂∂=∂∂yz x z ; (2)设)(y x e z xy+=,则__________________,=∂∂=∂∂y z x z ; (3)设zy x u =,则________,__________________,=∂∂=∂∂=∂∂z u y u x u ;(4)设x y axc z tan =,则_________________,_________,22222=∂∂∂=∂∂=∂∂y x z yz x z (5)设z yx u )(=,则________2=∂∂∂y x u ; (6)设),(y x f 在点),(b a 处的偏导数存在,则_________),(),(lim 0=--+→xb x a f b x a f x 2。

第7讲微积分发展史

第7讲微积分发展史

第7讲微积分发展史微积分是近代自然科学和工程技术中广泛应用的一种基本数学工具,它创立于17世纪后半叶的西欧,是适应当时社会生产发展和理论科学的需要而产生的,同时又深刻地影响着生产技术和自然科学的发展。

微积分堪称是人类智慧最伟大的成就之一。

一、微积分产生的背景微分和积分的思想早在古代就已经产生了。

公元前3世纪,古希腊数学家、力学家阿基米德的著作《圆的测量》和《论球与圆柱》中就已含有微积分的萌芽,他在研究解决抛物线下的弓形面积、球和球冠面积、螺线下的面积和旋转双曲面的体积等问题中就隐含着近代积分的思想。

极限理论作为微积分的基础,也早在我国的古代就有非常详尽的论述,但当时人们习惯于研究常量和有限的对象,遇到无穷时往往束手无策。

生产力和科学技术的不断发展,为微积分的诞生创造了条件。

1492年哥伦布发现了新大陆,由此证实了大地是球形;1543年,哥白尼发表的《天体运行论》确立了“日心说”;开普勒在1609年提出了有关行星绕日运动的第一、第二定律,1618年他又提出了第三定律;1609年,伽利略用自制的望远镜观察了月亮、金星、木星等星球,把人们的视野引向遥远的地方。

这些科学家拓展了人们对世界的认识,引起了人类思想上的巨变。

16世纪,西欧出现资本主义的萌芽,产生了新的生产关系,社会生产力有了很大的发展。

从17世纪开始,随着社会的进步和生产力的发展,在航海、天文、矿山建设、军事技术等方面有许多课题需要解决,数学也开始进入了“变量数学”时代。

通过这些向数学提出了如下4个问题:(1)由距离和时间的关系求瞬时速度和瞬时加速度;反之,由速度求距离,由加速度求速度。

(2)确定物体运动方向(切线方向)或光学中曲线的切线问题。

(3)求最大、最小值问题。

(4)一般的求积(面积、体积)问题,曲线长问题,以及物体的质量、重心等问题。

在17世纪30年代创立的解析几何学里,可以用字母表示流动坐标,用代数方程刻画一般平面曲线,用代数演算代替对几何量的逻辑推导,从而把对几何图形性质的研究转化为对解析式的研究,使数与形紧密地结合起来。

7-4 一阶线性微分方程(高等数学)

7-4 一阶线性微分方程(高等数学)

§7.4 一阶线性微分方程教学内容:一.一阶线性微分方程一阶线性微分方程的标准形式为()()y P x y Q x '+=,其中()()P x Q x ,为已知连续函数,()Q x 称为方程的自由项.当()0Q x ≠时,称()()y P x y Q x '+=为一阶线性非齐次微分方程.当()0Q x =时,称()0y P x y '+=为()()y P x y Q x '+=所对应的一阶线性齐次微分方程.1. 一阶齐次线性微分方程一阶齐次线性微分方程()0y P x y '+=是可分离变量的微分方程,通解为()d e P x x y C -⎰=.注 对于一阶线性齐次微分方程()0y P x y '+=的求解有两种常用方法:(1)利用分离变量法求其通解;(2)利用通解公式法求其通解.先化为标准形式确定()P x ,再代入通解公式求解.2.一阶非齐次线性微分方程()()y P x y Q x '+=的通解为()()d ()d ()e d e P x x P x x y Q x x C -⎰⎰=+⎰(常数变易法).注:对于一阶非齐次线性微分方程()()y p x y Q x '+=的求解有两种常用方法:(1)先求出对应的齐次方程通解,再利用常数变易法求其通解.(2)直接利用非齐次方程的通解公式求其通解.二.伯努利方程1.形如d ()()(0,1)d n y P x y Q x y n x +=≠的方程为伯努利方程.2.伯努利方程的解法:令1n z y -=,可化成关于z 为未知函数的一阶线性微分方程d (1)()(1)()d z n P x z n Q x x+-=-,解出z 后代入变换关系1n z y -=即得方程原方程的通解.三.例题讲解例1.求微分方程e sin 0y y x -'-=的通解.例2.求2d (21)d y x y x=-的通解. 例3.求20y xy '-=满足03x y ==的特解.例4.医学研究发现,刀割伤口表面恢复的速度为()2d 51d =-≥y t t t (2cm /day ),其中,y 表示伤口 的面积,t 表示时间,假设215cm t y ==,问受伤5天后该病人的伤口表面积为多少.例5.求微分方程)ln ln 1(x y y y x -+='的通解.例6.求方程30xy y x '=>()的通解. 例7.求方程23(0)xy x y x '=+>的通解.例8.求一阶线性微分方程230xy x y x '=+>()满足初始条件12x y ==的特解.例9.已知汽艇在静水中行驶时受到的阻力与汽艇的行驶速度成正比,若一汽艇以10km/h 的速度在静水中行驶时关闭了发动机,经20s 后汽艇的速度减至6km /h ,试确定发动机停止2min 后汽艇的速度. 例10.求解微分方程2d (ln )(0)d y y x y x x x+=>.。

微积分7-4

微积分7-4
7.4曲线积分与路径的无关性
定理 设开区域D是一个单连通域,函数 P ( x , y ),
Q ( x , y ) 在D内具有一阶连续偏导数,则曲线积分
Pdx Qdy 在D内与路径无关的充要条件是
L
P Q y x
在D内恒成立.
例1 计算 ( x 2 2 xy )dx ( x 2 y 4 )dy .其中L
1 1 cos t sin t sin t cos t 2sin t cos t dt 0 2 2 1 sin 2 t cos 2 t dt 0 2 1 dt . 2 2 0



y ( x ) 2 xy
( x) x2 c ( x) x2
由 (0) 0

知c 0
(0,0)

(1,1)
xy 2dx y ( x )dy xy 2dx x 2 ydy
1
(1,1)
(0,0)
0dx ydy 0
0
1
1 2
例3 计算I
x2 4 y2 L从点 1,0 沿上半圆x 2 y 2 1到点 1,0 .
L
x y dx x 4 dy , 其中
2

Q P x 8 xy 4 y 2 x y 2 2 x 4y

2


所以在不包含原点的单连通区域内曲线积分
1 2
1 4
例2 设曲线积分 xy 2dx y ( x )dy与路径无关,
其中 具有连续的导数, 且 (0) 0 , 计算:
L
(0,0)

大学微积分习题四答案详解

大学微积分习题四答案详解

大学微积分习题四答案详解大学微积分是大多数理工科大学生必修的一门课程,也是他们在学术生涯中的一大挑战。

微积分的学习需要深入理解概念和原理,并通过大量的练习来巩固知识。

在这篇文章中,我将详细解答一些大学微积分习题,帮助读者更好地理解和掌握微积分的知识。

一、定积分的计算首先,我们来看一个关于定积分的问题。

假设有一条曲线y = x^2在区间[0, 2]上,我们需要计算这段曲线与x轴之间的面积。

解答:首先,我们可以将曲线y = x^2分成许多小矩形,每个小矩形的宽度为Δx。

然后,我们可以计算每个小矩形的面积,并将它们相加,即可得到整个曲线与x轴之间的面积。

具体计算步骤如下:1. 将[0, 2]区间分成n个小区间,每个小区间的宽度为Δx = (2-0)/n。

2. 对于每个小区间[i, i+1],我们可以找到该区间内的一个点xi,将其代入曲线方程y = x^2中,得到该点的纵坐标yi = (xi)^2。

3. 计算每个小矩形的面积,即S = Δx * yi。

4. 将所有小矩形的面积相加,即可得到整个曲线与x轴之间的面积。

这个问题的答案是通过求极限得到的,即当n趋向于无穷大时,所得到的面积就是曲线与x轴之间的面积。

计算过程略显繁琐,但可以通过计算机或数值计算方法来近似求解。

二、微分的应用接下来,我们来看一个关于微分的应用问题。

假设有一个圆形的水池,其半径为r,我们需要计算当水池的水位上升h时,水池内的水量的变化量。

解答:首先,我们可以将水池视为一个旋转体,将其切割成许多小圆柱体。

每个小圆柱体的高度为Δh,底面半径为r。

然后,我们可以计算每个小圆柱体的体积,并将它们相加,即可得到水池内的水量的变化量。

具体计算步骤如下:1. 将水池的水位上升h分成n个小区间,每个小区间的高度为Δh = h/n。

2. 对于每个小区间[i, i+1],我们可以找到该区间内的一个高度hi,将其代入圆柱体的体积公式V = πr^2h中,得到该圆柱体的体积Vi = πr^2hi。

微积分第四版课后习题答案

微积分第四版课后习题答案

微积分第四版课后习题答案微积分是数学中的一门重要学科,它研究的是变化和积分的关系。

对于学习微积分的同学来说,课后习题是巩固知识和提高能力的重要途径。

然而,有时候我们会遇到一些难题,没有答案或者不知道如何解答。

为了帮助大家更好地学习微积分,本文将为大家提供微积分第四版课后习题的一些答案和解析。

在微积分的学习中,函数是一个非常重要的概念。

函数是一种映射关系,它将一个自变量的值映射到一个因变量的值。

在微积分中,我们经常需要求解函数的导数和积分。

导数表示函数在某一点的变化率,积分则表示函数在一段区间上的累积效应。

对于求解导数的问题,我们可以使用导数的定义或者一些常用的求导法则。

例如,对于函数 f(x) = x^2,我们可以使用导数的定义来求解它的导数。

根据导数的定义,我们有:f'(x) = lim(h→0) [f(x+h) - f(x)] / h将函数 f(x) = x^2 代入上述公式,我们可以得到:f'(x) = lim(h→0) [(x+h)^2 - x^2] / h化简上述表达式,我们可以得到:f'(x) = lim(h→0) [2xh + h^2] / h继续化简,我们可以得到:f'(x) = lim(h→0) 2x + h由于 h 在趋于 0 的过程中,2x 是一个常数,所以我们可以得到:f'(x) = 2x因此,函数 f(x) = x^2 的导数为 f'(x) = 2x。

对于求解积分的问题,我们可以使用积分的定义或者一些常用的积分法则。

例如,对于函数 f(x) = 2x,我们可以使用积分的定义来求解它的积分。

根据积分的定义,我们有:∫f(x)dx = lim(n→∞) Σ[f(xi)Δx]将函数 f(x) = 2x 代入上述公式,我们可以得到:∫2xdx = lim(n→∞) Σ[2xiΔx]化简上述表达式,我们可以得到:∫2xdx = lim(n→∞) 2Σ[xiΔx]继续化简,我们可以得到:∫2xdx = 2lim(n→∞) Σ[xiΔx]由于 n 在趋于无穷大的过程中,Σ[xiΔx] 是一个常数,所以我们可以得到:∫2xdx = 2Σ[xiΔx]因此,函数 f(x) = 2x 的积分为∫2xdx = x^2 + C,其中 C 为常数。

微积分 高数4 1-8

微积分 高数4  1-8

即 sin x ~ x ( x 0).
当 x 0 时, x 与 x 是等价无穷小. sin
例1 证明 : 当x 0时, tan x sin x为x的三阶无穷小.
tan x sin x 解 lim x0 x3 1 sin x 1 cos x lim ( ) 2 x 0 cos x x x 1 sin x 1 cos x 1 lim lim lim , 2 x 0 cos x x 0 x x 0 x 2
一、填空题: tan 3 x lim 1、 =__________. x 0 sin 2 x arcsin x n 2、lim =________. x 0 (sin x ) m ln(1 2 x ) 3、lim =_________. x0 x 1 x sin x 1 4、lim =________. 2 x0 x arctan x x lim 2 n sin n =________. 5、n 2
o( x ) 1 o( x 2 ) 5 x x 2 x 5. lim x0 o( x ) 3 3 x
三、小结
1、无穷小的比较
反映了同一过程中, 两无穷小趋于零的速度 快慢, 但并不是所有的无穷小都可进行比较.
高(低)阶无穷小; 等价无穷小; 无穷小的阶.
2、等价无穷小的代换:
求极限的又一种方法, 注意适用条件.
tan 2 x 例3 求 lim . x 0 1 cos x
2
1 2 解 当x 0时, 1 cos x ~ x , tan 2 x ~ 2 x . 2 2 (2 x ) 原式 lim 8. x0 1 2 x 2
若未定式的分子或分母为若干个因子的乘积,则 可对其中的任意一个或几个无穷小因子作等价无 穷小代换,而不会改变原式的极限.

《微积分》各章习题及详细答案

《微积分》各章习题及详细答案

第一章 函数极限与连续一、填空题1、已知x x f cos 1)2(sin +=,则=)(cos x f 。

2、=-+→∞)1()34(lim22x x x x 。

3、0→x 时,x x sin tan -是x 的 阶无穷小。

4、01sin lim 0=→xx kx 成立的k 为 。

5、=-∞→x e xx arctan lim 。

6、⎩⎨⎧≤+>+=0,0,1)(x b x x e x f x 在0=x 处连续,则=b .7、=+→xx x 6)13ln(lim 0 。

8、设)(x f 的定义域是]1,0[,则)(ln x f 的定义域是__________。

9、函数)2ln(1++=x y 的反函数为_________。

10、设a 是非零常数,则________)(lim =-+∞→xx ax a x 。

11、已知当0→x 时,1)1(312-+ax 与1cos -x 是等价无穷小,则常数________=a 。

12、函数xxx f +=13arcsin )(的定义域是__________。

13、lim ____________x →+∞=。

14、设8)2(lim =-+∞→xx ax a x ,则=a ________.15、)2)(1(lim n n n n n -++++∞→=____________。

二、选择题1、设)(),(x g x f 是],[l l -上的偶函数,)(x h 是],[l l -上的奇函数,则 中所给的函数必为奇函数。

(A))()(x g x f +;(B))()(x h x f +;(C ))]()()[(x h x g x f +;(D ))()()(x h x g x f 。

2、xxx +-=11)(α,31)(x x -=β,则当1→x 时有 。

(A)α是比β高阶的无穷小; (B)α是比β低阶的无穷小; (C )α与β是同阶无穷小; (D )βα~。

微积分第四版习题答案

微积分第四版习题答案

微积分第四版习题答案微积分是数学中的一门重要学科,它研究的是函数的变化和极限。

对于学习微积分的学生来说,习题是巩固知识和提高能力的重要途径。

然而,对于微积分第四版习题的答案,很多学生可能会感到困惑。

在本文中,我将为大家提供微积分第四版习题的答案,希望能够帮助到大家。

第一章:函数与极限1.1 函数的概念与性质1.1.1 习题答案1. a) 函数的定义域是实数集,值域是实数集。

b) 函数的奇偶性与定义域无关,只与函数的表达式有关。

c) 函数的周期性与定义域无关,只与函数的表达式有关。

1.1.2 习题答案1. a) 函数的图像是一条抛物线,开口向上。

b) 函数的图像关于x轴对称,是一个偶函数。

c) 函数的图像关于y轴对称,是一个奇函数。

1.2 一元函数的极限1.2.1 习题答案1. a) 当x趋于无穷大时,函数的极限为无穷大。

b) 当x趋于无穷小时,函数的极限为0。

c) 当x趋于无穷小时,函数的极限不存在。

1.2.2 习题答案1. a) 函数的极限存在,且等于2。

b) 函数的极限不存在。

c) 函数的极限存在,且等于0。

第二章:导数与微分2.1 导数的概念与性质2.1.1 习题答案1. a) 函数在x=1处的导数为2。

b) 函数在x=0处的导数不存在。

c) 函数在x=2处的导数为1。

2.1.2 习题答案1. a) 函数在x=1处的导数为-1。

b) 函数在x=0处的导数不存在。

c) 函数在x=2处的导数为2。

2.2 函数的求导法则2.2.1 习题答案1. a) 函数的导数为f'(x) = 3x^2 - 2x + 1。

b) 函数的导数为f'(x) = 4x^3 - 6x^2 + 2x。

c) 函数的导数为f'(x) = 2x^2 + 4x - 2。

2.2.2 习题答案1. a) 函数的导数为f'(x) = 2x^3 + 3x^2 - 4x + 1。

b) 函数的导数为f'(x) = 3x^2 + 4x - 1。

微积分七个基本定理

微积分七个基本定理

微积分七个基本定理
1、定义域定理(积分定义域定理):如果函数f(x)有连续的导数f'(x),那么f(x)在定义域内具有定义连续性。

2、基本定理(积分基本定理):设内一区间上有一函数f(x),若f(x)在这区间上存在连续的导数f'(x),那么f(x)的定积分就存在,且可以用反常积分形式表示。

3、基本定理(积分变换定理):如果函数f(x)和函数g(x)都在某一区间(a,b)上具有反常积分,则有f(x)g(x)在区间(a,b)上有定积分。

4、分部积分定理(部分积分定理):若f(x)是a到b范围内任意一点x上的可积函数,则有∫f(x)dx=∫f(x)dx+∫f(x)dx。

5、置换定理:积分置换定理正如名字说的,即把函数f(x)的变量由x换成g(x)的变量,在规定的变换空间内,得到的积分值相等。

6、定理(积分级数定理):积分级数定理表明,若函数f(x)在区间[a,b]上连续,那么函数的定积分值等同于其积分级数的和。

7、变量替换定理:变量替换定理定义为:如果函数f(x)与变量x 具有连续导数,且变量u=g(x)具有连续导数,那么:∫f(u)d u=∫f (x)g'(x)dx。

4.2微积分基本公式

4.2微积分基本公式
则一定有 G(x) F(x) C.
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4.2.3 微积分基本公式
经济应用数学
定理4.3 设函数 f (x) 在区间 [a,b] 上连续,F(x)
是 f (x) 在 [a,b] 上的一个原函数,则
b
a f (x)dx F (b) F (a)
此公式称为牛顿—莱布尼玆公式,也称为微积 分基本公式.
du 0
dx
2 x sin u 2x sin x
4.
f ( x)
x2 dt u
0
1
t
3
u
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x2
u 0
1
dt t
3
·u(
u
x
)
=
1 1 u3 ·2 x
2x = 1 x6
(u x2 )
15
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经济应用数学
5.
dy
dx
=
x3 x2
1 t 2dt = x
d dx
cos x et2 dt ,
1
ecos2 x (cos x) sin x ecos2 x ,
lim
x0
1 et2 dt
cos x
x2
lim sin x ecos2 x
x0
2x
1. 2e
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经济应用数学
7.
lim
x0
0 sint 2dt
2x
lim
当 x 在a, b上任意变动,则对于每一个 x 值

课件11: 1.4.2 微积分基本定理

课件11:  1.4.2 微积分基本定理

a
(2)-a x2dx(a>0).
解:(1)12x+1x-x12dx=12xdx+121xdx-12x12dx =12x212+lnx21+1x12=12×(4-1)+ln2+12-1=1+ln2. (2)由 x2=x-(xx(≥x0<)0),得- a a x2dx=0axdx+-0 a(-x) dx=12x2a0-12x2-0 a=a2.
π
π
解析:- π2 π
2
(1+cos x) dx=x2-2π+sin x2-2π=π+2.
答案:π+2

题型二 求定积分中的参数问题
例2 [解]
1
已知 f(a)=0(2ax2-a2x)dx,求 f(a)的最大值. 因为01(2ax2-a2x)dx=23ax3-12a2x201=23a-12a2.
所以 f(a)=23a-12a2=-12a2-43a+49+29=-12a-232+29.
所以当 a=23时,f(a)有最大值29.
f′(1)=2a+b=1,②
又由1f(x)dx=1(ax2+bx+c)
0
0
dx=316知a3+b2+c=316.③
①②③联立,解得 a=-1,b=3,c=2,
所以函数 f(x)的解析式为 f(x)=-x2+3x+2.
题型三 求平面图形的面积 例 3 求由抛物线 y2=8x(y>0)与直线 x+y-6=0 及 y=0 所围 成图形的面积.
1.4.2 微积分基本定理
学习目标
1.理解微积分基本定理的含义. 2.能利用微积分基本定理求函数的定积分.
新知提炼
微积分基本定理 如果 F′(x)=f(x),且 f(x)在[a,b]上可积,则bf(x)dx=F__(b_)_-__F_(_a_)

4-7导数在不等式证明中的应用

4-7导数在不等式证明中的应用
max f ( x) M .
xI
要证明 f ( x) m( x I ) ,则只需证明
min f ( x) m.
xI
24-10
例 4.7.10
设 f ( x) x (1 x) , x [0,1] ,其中常数
p p
1 p 1, 证明 p1 f ( x) 1,x [0,1] 。 (例 4.7.4 另证) 2
例 x 0,

x (0, ) , 2

所以 ( x) 在 (0, ) 内为凸函数。又 (0) ( ) 0 ,故点 2 2
(0,0),( ,0) 在曲线 y ( x) 上,所连的弦 y 0, x (0, ) 在曲 2 2
1

x,
1 1 其中1 1 x ,所以 1,得 1 x x 1 x x, 1 x

1 ln(1 x) x , x 0 。 此结论要记住。 1 x
24-7
例 4.7.8
x x 1 ( 1 x ) e 1。 当 时,证明
分析: (1 x)e
有 f ( x) f ( ) ,即 x sin x, x (0, ) . 2 2
24-4

2
2

4.7.2 利用凹凸性证明不等式
设 y f ( x) 二阶可导,则下列为凹函数的判断方法
x1 x2 f ( x1 ) f ( x2 ) ⑴ f( ) 2 2 ( x1 x2 ) 。



线 y ( x) 的下方,所以 ( x) 0 ,即
x sin x, x (0, ) 。 2
24-6
2

第1章 1.4 1.4.2 微积分基本定理

第1章 1.4 1.4.2 微积分基本定理

1.4.2微积分基本定理学习目标核心素养1.理解并掌握微积分基本定理.(重点、易混点)2.能用微积分基本定理求定积分.(难点)3.能用定积分解决有关的问题.1.通过微积分基本定理的学习,培养学生的数学抽象、逻辑推理素养. 2.借助定理求定积分和利用定积分求参数,提升学生的数学运算素养.微积分基本定理1.F′(x)从a到b的积分等于F(x)在两端点的取值之差.2.如果F′(x)=f(x),且f(x)在[a,b]上可积,则⎠⎛ab f(x)d x=F(b)-F(a).其中F(x)叫做f(x)的一个原函数.由于[F(x)+c]′=f(x),F(x)+c也是f(x)的原函数,其中c为常数.一般地,原函数在[a,b]上的改变量F(b)-F(a)简记作F(x)|b a.因此,微积分基本定理可以写成形式:⎠⎛ab f(x)d x=F(x)|b a=F(b)-F(a).1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)微积分基本定理中,被积函数f(x)是原函数F(x)的导数.()(2)应用微积分基本定理求定积分的值时,为了计算方便通常取原函数的常数项为0. ()(3)应用微积分基本定理求定积分的值时,被积函数在积分区间上必须是连续函数.( )[答案] (1)√ (2)√ (3)√2.若a =⎠⎛01(x -2)d x ,则被积函数的原函数为( )A .f (x )=x -2B .f (x )=x -2+C C .f (x )=12x 2-2x +C D .f (x )=x 2-2x[解析] 由微积分基本定理知,f ′(x )=x -2, ∵⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-2x +C ′=x -2, ∴选C. [答案] C利用微积分基本定理求定积分【例1】 (1)定积分⎠⎛01(2x +e x )d x 的值为( )A .e +2B .e +1C .eD .e -1(2)求下列定积分.①⎠⎛12(x 2+2x +3)d x ;②⎠⎜⎛0π2sin 2x 2d x . [解析] (1)⎠⎛01(2x +e x )d x =(x 2+e x )| 10=(12+e)-(02+e 0)=1+e -1=e.[答案] C(2)①⎠⎛12(x 2+2x +3)d x=⎠⎛12x 2d x +⎠⎛122x d x +⎠⎛123d x=x 33| 21+x 2| 21+3x | 21=253. ②sin 2x2=1-cos x2,而⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -12sin x ′=12-12cos x =sin 2x 2, ∴⎠⎜⎛0π2sin 2x 2d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -12sin x | π20=π4-12=π-24.求简单的定积分关键注意两点1.掌握基本函数的导数以及导数的运算法则,正确求解被积函数的原函数,当原函数不易求时,可将被积函数适当变形后再求解.2.精确定位积分区间,分清积分下限与积分上限.1.(1)若⎠⎛01(kx +1)d x =2,则k 的值为( )A .1B .2C .3D .4(2)⎠⎛12x -1x 2d x =________.[解析] (1)⎠⎛01(kx +1)d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫12kx 2+x | 10=12k +1=2,∴k =2.(2)⎠⎛12x -1x 2d x =⎠⎛12⎝⎛⎭⎪⎫1x -1x 2d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +1x | 21=⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 2+12-(ln 1+1)=ln 2-12. [答案] (1)B (2)ln 2-12求分段函数的定积分(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧sin x ,0≤x <π2,1,π2≤x ≤2,x -1,2<x ≤4,求⎠⎛04f (x )d x ;(2)⎠⎛02|x 2-1|d x .[思路探究] (1)按f (x )的分段标准,分成⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2,⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,2,(2,4]三段求定积分,再求和.(2)先去掉绝对值号,化成分段函数,再分段求定积分.[解] (1)⎠⎛04f (x )d x =⎠⎜⎛0π2sin x d x +⎠⎜⎛π221d x +⎠⎛24(x -1)d x =(-cos x )⎪⎪⎪⎪π20+x ⎪⎪⎪⎪2π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-x ⎪⎪⎪42=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫2-π2+(4-0)=7-π2.(2)⎠⎛02|x 2-1|d x =⎠⎛01(1-x 2)d x +⎠⎛12(x 2-1)d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x -13x 3⎪⎪⎪ 10+⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-x ⎪⎪⎪21=2.1.本例(2)中被积函数f (x )含有绝对值号,可先求函数f (x )的零点,结合积分区间,分段求解.2.分段函数在区间[a ,b ]上的定积分可分成n 段定积分和的形式,分段的标准可按照函数的分段标准进行.3.带绝对值号的解析式,可先化为分段函数,然后求解.2.计算定积分:⎠⎛-33 (|2x +3|+|3-2x |)d x .[解] 设f (x )=|2x +3|+|3-2x |,x ∈[-3,3],则f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-4x ,-3≤x <-32,6,-32≤x ≤32,4x ,32<x ≤3.利用定积分求参数1.满足F ′(x )=f (x )的函数F (x )唯一吗?提示:不唯一,它们相差一个常数,但不影响定积分的值. 2.如何求对称区间上的定积分?提示:在求对称区间上的定积分时,应首先考虑函数性质和积分的性质,使解决问题的方法尽可能简便.【例3】 已知f (x )是一次函数,其图象过点(1,4),且⎠⎛01f (x )d x =1,求f (x )的解析式.[思路探究] 设出函数解析式,由题中条件建立两方程,联立求解. [解] 设f (x )=kx +b (k ≠0),因为函数的图象过点(1,4),所以k +b =4.① 又⎠⎛01f (x )d x =⎠⎛01(kx +b )d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫k 2x 2+bx ⎪⎪⎪10=k 2+b ,所以k 2+b =1.②由①②得k =6,b =-2,所以f (x )=6x -2.1.含有参数的定积分可以与方程、函数或不等式综合起来考查,利用微积分基本定理计算定积分是解决此类综合问题的前提.2.计算含有参数的定积分,必须分清积分变量与被积函数f (x )、积分上限与积分下限、积分区间与函数F (x )等概念.上例中,若把“已知f (x )是一次函数”改为“已知f (x )=ax 2+bx (a ≠0)”,其余条件不变,求f (x )的解析式.[解] ∵函数的图象过点(1,4),∴a +b =4,又⎠⎛01f (x )d x =⎠⎛01(ax 2+bx )d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫a 3x 3+b 2x 2| 10=a 3+b 2,∴a 3+b 2=1,②由①②得a =6,b =-2, 所以f (x )=6x 2-2x .1.下列值等于1的是( ) A.⎠⎛01x d xB.⎠⎛01(x +1)d xC.⎠⎛011d xD.⎠⎛0112d x[解析] 选项A ,因为⎝⎛⎭⎪⎫x 22′=x ,所以⎠⎛01x d x =x 22| 10=12;选项B ,因为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22+x ′=x +1,所以⎠⎛01(x +1)d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22+x | 10=32;选项C ,因为x ′=1,所以⎠⎛011d x =x | 10=1;选项D ,因为⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ′=12,所以⎠⎛0112d x =12x | 10=12.[答案] C2.⎠⎜⎜⎛-π2π2(sin x +cos x )d x 的值是( )A .0 B.π4 C .2 D .4 [解析]⎠⎜⎜⎛-π2π2 (sin x +cos x )d x =⎠⎜⎜⎛-π2π2sin x d x +[答案] C3.计算⎠⎛01x 2d x =________.[解析] 由于⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3′=x 2,所以⎠⎛01x 2d x =13x 3| 10=13.[答案] 13 4.⎠⎛49x (1+x )d x 等于________.[解析] ⎠⎛49x (1+x )d x =⎠⎛49(x +x )d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫23x 32+12x 2⎪⎪⎪94 =⎝ ⎛⎭⎪⎫23×932+12×92-⎝ ⎛⎭⎪⎫23×432+12×42 =4516. [答案] 45165.已知f (x )=ax +b ,且⎠⎛-11f 2(x )d x =1,求f (a )的取值范围.[解] 由f (x )=ax +b ,⎠⎛-11f 2(x )d x =1,得2a 2+6b 2=3,2a 2=3-6b 2≥0,所以-22≤b ≤22,所以f (a )=a 2+b =-3b 2+b +32=-3⎝ ⎛⎭⎪⎫b -162+1912,所以-22≤f (a )≤1912.。

微积分基本公式(48)

微积分基本公式(48)
5
'(x) f (x) 或
d dx
x
a
f (t)dt
f (x)
重要意义:
(1)肯定了连续函数的原函数是存在的.
(2)初步揭示了积分学中的定积分与原函数之 间的联系.
f ( x)dx ax f (t )d t C
6
(三)牛顿 - 莱布尼兹公式
设函数 f (x) 在 区间 [ a , b ] 上连续,考察定积分
x
x
xa f (t)dt a t f (t)dt
22
x
(x t) f (t)dt
例5:设 F ( x) a ( x a)2
, 求 limF ( x) x a
其中,f (x) 为连续函数。
d
x
(x t) f (t)dt
解: limF ( x) lim d x a
x a
xa
2( x a)
因此 ( x) F ( x) F (a) , 即
x
f (t)d t F(x) F(a)
a
b
再在该式两边同取 x = b 得
f ( x)d x F (b) F7 (a)
a
定理3:设函数 f (x) 在 区间 [ a , b ] 上连续,
F(x) 是 f (x) 在 [ a , b ] 上的一个原函数,则
b t
经过的距离为:
a
S
b v(t)d t s(b) s(a)
0
a
s(a) s(t) s(b) s
速度函数 v (t) 在时间区间 [ a , b ] 上的定积
分等于其原函数 s (t) 在区间端点的函数值之差
上述特殊问题中得出来的关系,在一定条件下具有
普遍性。

微积分:4.7 反常积分

微积分:4.7     反常积分

2
dx 0 1 x2
反常积分
dx 1 x2
的几何意义
y
y
1
1 x
2
O
x
思考
分析
原积分发散 !
注意: 对反常积分, 只有在收敛的条件下才能使用 “偶倍奇零” 的性质,否则会出现错误 .
例 证明反常积分 e pxdx, 当p 0时收敛, a
当p 0时发散.

e pxdx
a
e px p
a
eap ,
p ,
当p 0时, 当p 0时,
当p 0时 收敛, 其值为 eap , p
当p 0时 发散.
证明反常积分
1
1 x pdx,
当p
1时 收 敛,
当p 1时发散.
证 (1)
p 1,
1
1 xp
dx
1 dx 1x
ln
x
1
(2)
p 1,
1
1 xp
dx
x1 1
p
p1
, p 1 1 ,p1
1 p
因此 当p 1时 收敛, 其值为 1 ;
p1
当p 1时发散.
dx
例 求 (1 x 2 )5
1 x2
解 令x tan t, dx sec2 tdt,
dx
(1 x 2 )5
2 sec2 tdt
(sec2 t )5
2
2
cos8
tdt
2
1 3
3( x 1)3 3( x 1)3
0
1
3[0 (1)] 3[3 2 0]
3(1 3 2 )

11
0
1
dx x
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. 例 求下列函数的反函数
x −1, x < 0, 1 y = lg(1− x), Df = (− ∞,0), 2 y = 2 ) ) x , x ≥ 0.
解答过程应注意: 10 x , D 解答过程应注意: 反解出 = f -1 (y) 20 互换符号 且写出 f -1 .
x + 1, x < −1, K : y = 1 − 10 , x∈(0,+∞), 2 y = ey 1 ) ) x ≥ 0. x,
⇒ xsinx = esinxlnx , 是初等函数 .
形如 [ f ( x )] g ( x ) 的函数 ( f ( x ), g ( x ) 是初等函数 ), 其中 f ( x ) > 0 , 称之为幂指函数 .
因此幂指函数是初等函 数 . 因为 [ f ( x )]g ( x ) = e g ( x ) ln f ( x ),
{
1 f (, f . 例 .已知 ( x)的定义域为0 1),求 (ln x)的定义域
2 F 例 . 求指定的复合函数 及其定义域
2 2
1. y = f (u) = 1+ u2 , u = g(x) = lg 1+ x2 , F由f和g复合而成 .
3. y = f (u) = u − 2, u = g(x) = sinx, F由g和f复合而成 .
2.倍角公式
(1)sin 2α = 2 sin α cos α (2)cos 2α = cos 2 α − sin 2 α = 1 − 2 sin 2 α = 2 cos 2 α − 1
1 (3)sin α = (1 − cos 2α ) 2 1 2 (4)cos α = (1 + cos 2α ) 2
* 使得Qd = Qs的价格 0成为市场均衡价 p .
20 常用三角公式) sin(α + β), sinα + sinβ, sinαcosβ等的计算 常用三角公式) . 如
π π π π 1 因y = sinx在− , 上↑, 故函数 = sinx,∈ − , 有反函数 y x , 2 2 2 2 π π , 称为反正弦函数 记y = arcsin x,易知 ∈−1,1], arcsin x ∈ − , . x [ 2 2 0 2 类似可得⇒ 注意其定义域与值域 y = arccos x, y = arctan x, y = arc cot x,
教材P16例3, 例 教材
( ) 2. y = f (u) = 1+ u , u = g(x) = lg(1+ x ), F由g和f复合而成 .
若改为f和 复合 复合, 若改为 和g复合 不可行! 不可行!
八. 初等函数 I. 基本初等函数 6类) ( f 1. 常)(x) ≡ C, 2. 幂)(x) = xα , α常数, 且α ≠ 0, f ↑, α > 0, α x 幂函数 在第一象限的单调性特 : 点 ↓, α < 0. 3. 指)(x) = ax , 常数 > 0且a ≠ 1, Rf = (0,+∞), f a
2
3.积化和差公式 1 (1)sin α cos β = [sin(α + β ) + sin(α − β )] 2 1 (2)cos α sin β = [sin(α + β ) − sin(α − β )] 2 1 (3)cos α cos β = [cos(α + β ) + cos(α − β )] 2 1 (4)sin α sin β = − [cos(α + β ) − cos(α − β )] 2
4. 对)(x) = loga x, 常数a > 0, a ≠ 1, Df = (0,+∞), f
1 , , 注: 特别地 y = loge x = ln x= ex , 其中e ≈ 2.71828L. ,
20 y = ax与y = loga x互为反函数 ,
30 指 对) ( 数函数的换底公式 ⇒ ax = bx logb a , 特别地 ax = exlna , , logb x ln x loga x = , 特别地 loga x = , . logb a ln a
三角函数
5. 三角) = sinx, y = cos x, y = tan x, y = cot x, 三角) y 1 1 sec , 余割” csc , 及 正割” x = “正割” “余割” x = cos x sinx 注: 掌握以下要点 10 sinx, cos x, tan x, cot x的周期 单调区间 , .
, ⇒自学相关例子 从略.
需求供给函数
10 需求函数 d = fd (p), ↓, 线性化模型 Q ⇒ Qd = a − bp, 其中 , b为正常数 a .
II. 需求函数与供给函数 —以价格 为自变量 — p
20 供给函数 s = fs (p), ↑, 线性化模型 Q ⇒ Qs = −c + dp, 其中 , d为正常数 c .
. 六 反函数
1. 反函数概念——见教材 定义1.8. P12定义
2. 本原函数 与反函数 −1的关系 f f
10 Df −1 =Rf , Rf −1 =Df .
20 本原函数与反函数的图 关于 = x对称 y . 像
* 判断: 严格单调函数必有反函 ( ) 判断: 1 ) 数 √ 2 若函数 (x)存在反函数 则f (x)必为 f 上的单调函数 ×) f , D ) (
cos
α−β
II. 初等函数 , ——基本初等函数经有限 次的四则运算与复合运 算所得的函数并
且在定义域内具有统一 的表达式。 的表达式。 1 2 2 如 y = ax + bx + c, y = ln2arccos x + x −1, 3
y , 思考: 是否为初等函数? 思考:= xsinx , x > 0是否为初等函数?若是如何经基本初等函数 . , . 运算得 若不是 说明理由
0
6. 反三角) 反三角)
* arcsin(− x) =− arcsin x, arccos(− x) = π − arccos x.
初等函数
1.和(差)角公式
(1)sin(α ± β ) = sin α cos β ± cos α sin β (2)cos(α ± β ) = cos α cos β m sin α sin β
x
复合函数
. 七 复合函数
所构成的新函数(x) = f [g(x)], 其中 ∈x x ∈ Dg , 且 (x) ∈ Df }. F g x
y . 称F(x)是由函数 = f (u)和u = g(x)复合而成的复合函数
注意顺序哦! 注意顺序哦!
g f 1. Dg →Rg , Df →Rf , 若Rg ∩ Df ≠ φ, 则 g 可得到由 , f依次作用
隐函数
简单的经济函数 三) I. 总成本函数 总收入函数及总利润函 , 数 ——以产量 销售量) (销售量) 为自变量
10 总成本函数C(x), ,线性化模型 C(x) = a + bx, ⇒ ↑
30 总利润函数 (x) = R(x) − C(x). L
20 总收入函数 (x) = p ⋅ x, R
4.和差化积公式
(1)sin α + sin β = 2 sin
α+β
2 2 α+β α−β (2)sin α − sin β = 2 cos sin 2 2 α+β α−β (3)cos α + cos β = 2 cos cos 2 2 α+β α−β (4)cos α − cos β = −2 sin sin 2 2
* 分段函数一般不是初等 函数.
试找出一个是初等函数的分段函数 应用举例
. 例 指出下列函数由哪些基 本初等函数复合而成
1 y = arccos e )
( )
x
2 y = xtanx )
1 2
1 ) . 解: 原函数由y = arccos u, u = ev , v = x 复合而成
2 原函数由 = eu , u = tan x ⋅ ln x复合而成 这里 为两个基本初等函数 y ) ( u 的乘积) . 的乘积)
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