(完整版)第二章导数与微分(答案)
(完整版)第二章.导数和微分答案解析
第二章 导数与微分一 导数（一） 导数的概念（见§2.1） Ⅰ 内容要求（ⅰ）理解导数的概念及其几何意义，了解函数的可导性与连续性之间的关系。
（ⅱ）了解导数作为函数变化率的实际意义，会用导数表达科学技术中一些量的变化率。
Ⅱ 基本题型（ⅰ）用导数定义推证简单初等函数的导数公式1． 用导数定义求证下列导数公式，并记忆下列公式（每题4分）（1）0)(='C （2）21)1(x x-=' （3）xx 21)(='（4）x x sin )(cos -=' （5）a a a xx ln )(=' （6）1)(-='μμμx x（ⅱ）确定简单基本初等函数在某点处的切线方程和法线方程 2．（6分）求x y ln =在)0,1(点处的切线方程及法线方程。
解：xy 1'=，1)1('==k y ，所以 切线方程为1-=x y 法线方程为1+-=x y 3．（6分）求x x y =在)1,1(点处的切线方程。
解：43x y =，41'43-=x y ，43)1('==k y切线方程为1)1(43+-=x y ，即4143+=x y （ⅲ）科技中一些量变化率的导数表示4．填空题（每题4分）（1）若物体的温度T 与时间t 的函数关系为)(t T T =，则该物体的温度随时间的变化速度为 )('t T（2）若某地区t 时刻的人口数为)(t N ，则该地区人口变化速度为 )('t N Ⅲ 疑难题型（ⅰ）分段函数在分段点处的导数计算5. 讨论下列函数在0=x 处的连续性与可导性（1）（7分）|sin |x y =解：在0=x 处连续但不可导（2）（7分）⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,00,1sin x x x x y 解：0)0(lim 0==→f y xxx x x x x ∆=∆-∆∆→∆→∆1sinlim 01sinlim00不存在， 所以)(x f 在0=x 处连续但不可导6．（8分）已知：⎪⎩⎪⎨⎧<-≥=0,0,)(2x x x x x f ，求).(),0(),0(),0(x f f f f ''''-+解：)0(-'f =10lim )0()0(lim 00-=--=-+--→→xx x f x f x x ='+)0(f 00lim )0()0(lim 200=-=-+++→→xx x f x f x x ，不存在)0('f ∴ ∴⎩⎨⎧<->=0,10,2'x x x x f ）（（ⅱ）用导数定义解决的有关抽象函数的题型（自学）7．（7分）设1)0(,0)0(='=f f ，求xx f x f x )3()2(lim 0--→．解：x x f x f x )3()2(lim 0--→=xf x f f x f x )0()3()0()2(lim 0+---→=x f x f x )0()2(lim 0-→+xf x f x )0()3(lim 0+--→=)0(2f 5)0(3=+f8．（7分）对任取的y x ,，总有)()()(y f x f y x f +=+，且)(x f 在0=x 处可导， 求证：)(x f 在),(+∞-∞上处处可导。
高等数学微积分教材答案
高等数学微积分教材答案第一章：导数与微分1.1 导数的定义1.1.1 极限的概念1.1.2 函数的极限1.1.3 导数的定义及计算方法1.2 导数的基本性质1.2.1 可导性与连续性的关系1.2.2 导数的四则运算法则1.2.3 导数的链式法则1.3 高阶导数与隐函数微分1.3.1 高阶导数的定义1.3.2 隐函数的导数计算方法1.4 微分的定义与微分公式1.4.1 微分的定义1.4.2 微分的性质1.4.3 微分公式第二章：微分学的应用2.1 函数的单调性与极值2.1.1 函数单调性的判定2.1.2 函数的极值与最值2.2 函数的凹凸性与拐点2.2.1 函数的凹凸性定义2.2.2 函数的拐点2.3 泰勒公式与函数的近似计算 2.3.1 泰勒公式的定义2.3.2 泰勒公式的应用2.4 最值问题与优化问题2.4.1 最值问题的分析方法2.4.2 优化问题的数学建模第三章：不定积分3.1 原函数与不定积分3.1.1 原函数的定义与性质3.1.2 不定积分的定义3.2 积分基本公式3.2.1 基本积分公式3.2.2 积分的线性性质3.3 第一类换元积分法3.3.1 第一类换元积分法的基本思想 3.3.2 第一类换元积分法的具体步骤3.4 分部积分法与第二类换元积分法 3.4.1 分部积分法的定义与应用3.4.2 第二类换元积分法的基本原理第四章：定积分与定积分的应用4.1 定积分的定义与性质4.1.1 定积分的几何意义4.1.2 定积分的性质4.2 定积分的计算方法4.2.1 定积分的基本计算方法4.2.2 定积分的换元法4.3 定积分的应用4.3.1 曲线与曲面的长度4.3.2 曲线与曲面的面积4.3.3 物理应用中的定积分4.4 微积分基本定理与不定积分的计算方法 4.4.1 微积分基本定理4.4.2 不定积分的计算方法第五章：数项级数5.1 数项级数的概念与性质5.1.1 数项级数的定义5.1.2 数项级数的性质5.2 收敛级数的判别法5.2.1 正项级数的判别法5.2.2 任意项级数的判别法5.3 幂级数与函数展开5.3.1 幂级数的收敛半径5.3.2 幂级数的函数展开5.4 常数项级数的求和5.4.1 等比级数的求和5.4.2 绝对收敛级数的求和第六章：级数的应用6.1 函数展开与泰勒级数6.1.1 函数展开与泰勒级数的概念6.1.2 泰勒级数的求法6.2 常微分方程与级数解6.2.1 常微分方程的基本概念6.2.2 幂级数解的构造6.3 分析几何中的级数应用6.3.1 曲线与曲面的参数方程6.3.2 空间曲线与曲面的求交问题6.4 物理学中的级数应用6.4.1 物理学中的振动问题6.4.2 物理学中的波动问题总结高等数学微积分教材涵盖了导数与微分、微分学的应用、不定积分、定积分与定积分的应用、数项级数和级数的应用等内容。
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 。
同济大学数学系《高等数学》(第7版)(上册)-课后习题详解-第二章 导数与微分【圣才出品】
第二章 导数与微分2.2 课后习题详解习题2-1 导数概念1．设物体绕定轴旋转，在时间间隔[0，t]上转过角度θ，从而转角θ是t的函数：θ＝θ(t)．如果旋转是匀速的，那么称为该物体旋转的角速度．如果旋转是非匀速的，应怎样确定该物体在时刻t 0的角速度？解：物体在时间间隔上的平均角速度在时刻t 0的角速度2．当物体的温度高于周围介质的温度时，物体就不断冷却．若物体的温度T 与时间t 的函数关系为T ＝T(t)，应怎样确定该物体在时刻t 的冷却速度？解：物体在时间间隔上平均冷却速度[,]t t t +∆在时刻t 的冷却速度3．设某工厂生产x件产品的成本为函数C(x)称为成本函数，成本函数C(x)的导数在经济学中称为边际成本．试求（1）当生产100件产品时的边际成本；（2）生产第101件产品的成本，并与（1）中求得的边际成本作比较，说明边际成本的实际意义．即生产第101件产品的成本为79.9元，与（1）中求得的边际成本比较，可以看出边际成本的实际意义是近似表达产量达到x单位时再增加一个单位产品所需的成本．4．设f(x)＝10x2，试按定义求．解：5．证明证：6．下列各题中均假定存在，按照导数定义观察下列极限，指出A表示什么：以下两题中给出了四个结论，从中选出一个正确的结论：7．设则f(x)在x＝1处的（ ）．A．左、右导数都存在B．左导数存在，右导数不存在C．左导数不存在，右导数存在D．左、右导数都不存在【答案】B【解析】 故该函数左导数存在，右导数不存在．8．设f(x)可导，，则f(0)＝0是F(x)在x＝0处可导的（ ）．A．充分必要条件B ．充分条件但非必要条件C ．必要条件但非充分条件D ．既非充分条件又非必要条件【答案】A 【解析】 当f(0)＝0时，，反之当时，f(0)＝0，为充分必要条件．9．求下列函数的导数：10．已知物体的运动规律为s ＝t 3m ，求这物体在t ＝2s 时的速度．解：11．如果f(x)为偶函数，且f ＇(0)存在，证明f ＇(0)＝0．证：f(x)为偶函数，得．因为所以f ＇(0)＝0．。
第二章 导数与微分课后答案
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第二章导数与微分内容概要名称主要内容导数的定义00 0()() ()limxf x x f x f xx∆→+∆-'=∆00 0()() ()limhf x h f xf xh→+-'=()()()limx xf x f xf xx x→-'=-函数的求导法则(1)导数的四则运算法则错误！未找到引用源。
.[()()]()()u x v x u x v x--'''+=+错误！未找到引用源。
.[()()]()()()()u x v x u x v x u x v x'''⋅=+错误！未找到引用源。
.2()()()()()[](()0)()()u x u x v x u x v xv xv x v x''-'=≠(2)复合函数的求导法则(链式法则)dy dy dudx du dx=⋅隐函数的导数(1)求隐函数的导数时,只需将确定隐函数的方程两边同时对自变量x求导,凡遇到含有因变量y的项时,把y当作中间变量看待,再按照复合函数求导法则求之,然后从所得等式中解出dydx (2)对数求导法:对幂指函数()()v xy u x=,可以先在函数两边取对数,然后在等式两边同时对自变量x求导,最后解出所求导数反函数的导数反函数的导数等于直接函数导数的倒数,即1()()f xyϕ'=',其中()x yϕ=为()y f x=的反函数高阶导数(1)直接法:利用基本求导公式及导数的运算法则,对函数逐次地连续求导(2)间接法:利用已知的高阶导数公式,通过导数的四则运算,变量代换等方法,间接求出指定的高阶导数(3)莱布尼茨公式()()nn k n k knkuv C u v-==∑课后习题全解习题2-1★ 1. 用定义求函数3y x =在1x =处的导数.知识点：函数在某点处导数的定义思路：按照三个步骤：(1)求增量；（2）算比值；（3）求极限 解：3323(1)133()()y x x x x ∆=+∆-=∆+∆+∆ 2210033()|lim lim(33())3x x x yx x xyy x x x =∆→∆→∆=+∆+∆∆∆'==+∆+∆=∆ ★ 2. 已知物体的运动规律2()st m =,求该物体在2()t s =时的速度.知识点：导数的定义思路： 根据导数的定义，按照三个步骤求导解: 2222000(2)(2)(2)24|lim lim lim 4t t t t s t s t t tv t t t=∆→∆→∆→+∆-+∆-∆+∆====∆∆∆ 3. 设0()f x '存在，试利用导数的定义求下列极限：知识点：导数的定义思路：利用导数的定义式)()()(lim0000x f hx f h x f h '=-+→求极限★(1)000()()lim x f x x f x x∆→-∆-∆解：0000000()()()()lim lim ()x x f x x f x f x x f x f x x x ∆→∆→-∆--∆-'∆∆＝－＝－－★(2)000()()lim h f x h f x h h→+--解：00000000()()()()()()lim lim h h f x h f x h f x h f x f x f x h h h→→+--+-+--= 000000000()()()()lim lim ()()2()h h f x h f x f x h f x f x f x f x h h→→+---'''=+=+=- ★★ (3)000()()lim2x f x x f x x x∆→+∆--∆∆2解：00000000()()()()()(2)lim lim22x x f x x f x x f x x f x f x f x x x x ∆→∆→+∆--∆+∆-+--∆∆∆2＝000000000()()(2)()113lim lim ()()()2222x x f x x f x f x x f x f x f x f x x x ∆→∆→+∆--∆-'''+∆-∆＝＝+＝ ★★ 4.设()f x 在2x =处连续，且2()lim 22x f x x →=-，求(2)f '.知识点:导数和连续的定义思路: 关键求出(2)f ,再利用导数的定义 解: ()f x 在2x =处连续2(2)lim ()x f f x →∴=又22222()()()lim ()lim(2)lim(2)lim 0lim 0222x x x x x f x f x f x f x x x x x x →→→→→=-⋅=-⋅=⋅=---22(2)0()(2)()(2)limlim 222x x f f x f f x f x x →→∴=-'∴===-- ★ 5.给定抛物线22y x x =-+,求过点(1,2)的切线方程与法线方程.知识点：导数的几何意义思路：利用导数的几何意义得切线的斜率解:21y x '=- ∴切线的斜率1|2111x k y ='==-=∴切线的方程为21(1)y x -=-,即1y x =+法线方程为2(1)(1)y x -=--,即3y x =-+★ 6.求曲线x y e =在点(01)，处的切线方程和法线方程.知识点：导数的几何意义思路：利用导数的几何意义得切线的斜率 解: xy e '= ∴切线的斜率00|1x k y e ='===∴切线的方程为11(0)y x -=-,即1y x =+ 法线方程为11(0)1y x -=--,即1y x =-+★ 7.函数21,01()31,1x x f x x x ⎧+≤<=⎨-≤⎩在点1x =处是否可导?为什么?知识点：函数在某点可导的充要条件思路：利用导数的定义求左右导数，然后利用函数在某点可导的充要条件判别解：11()(1)312(1)lim lim 311x x f x f x f x x +++→→---'===-- 211()(1)12(1)lim lim 211x x f x f x f x x ---→→-+-'===--(1)(1)f f +-''≠ ()f x ∴在1x =处不可导.★ 8.用导数的定义求,0()ln(1),0x x f x x x <⎧=⎨+≥⎩在0x =处的导数.知识点：函数在某点可导的充要条件思路：利用导数的定义求左右导数，然后利用函数在某点可导的充要条件 解: 00()(0)ln(1)0(0)lim lim 100x x f x f x f x x +++→→-+-'===--00()(0)0(0)lim lim 100x x f x f x f x x ---→→--'===--(0)(0)f f +-''= (0)(0)(0)f f f+-'''∴===★★ 9.设sin ,0(),0x x f x x x <⎧=⎨≥⎩,求()f x '.知识点：分段函数的导数思路：分段函数在每一段内可以直接求导，但是在分段点处要利用导数的定义求导 解：当0x <时，()(sin )cos f x x x ''==当0x >时，()1f x x ''== 当0x=时，00()(0)(0)lim lim 10x x f x f xf x x+++→→-'===- _00()(0)sin (0)lim lim 10x x f x f xf x x--→→-'===-(0)1cos ,0()1,0f x x f x x '∴=<⎧'∴=⎨≥⎩ ★★ 10.试讨论函数21sin ,00,0x x y xx ⎧≠⎪=⎨⎪=⎩在0x =处的连续性与可导性. 知识点：函数在某点连续与可导的定义思路：利用函数在某点连续与可导的定义判断解: 201lim ()lim sin0(0)x x f x x f x→→=== ()y f x ∴=在0x =处连续.20001()s i n 01l i m l i m l i m [()s i n ]0x x x x y x x x xx∆→∆→∆→∆-∆∆==∆=∆∆∆ 21s i n y x x∴=在0x =处可导.★★ 11.设()x ϕ在x a =处连续, 22()()()f x x a x ϕ=-,求()f a '.知识点：函数在某点处导数的定义 思路：利用导数的定义求导数 解:()x ϕ在x a =处连续22lim ()()()()()()0()lim lim lim()()2()x ax a x a x a x a f x f a x a x f a x a x a a x a x aϕϕϕϕϕ→→→→∴=---'∴===+=--★★ 12.设不恒为零的奇函数()f x 在0x =处可导,试说明0x =为函数()f x x的何种间断点.知识点：导数以及间断点的定义思路：利用导数的定义求极限解:()f x 为奇函数 (0)(0)(0)f f f ∴=-=- (0)0f ∴= 又()f x 在0x =处可导 '0()(0)l i m (0)0x f x f f x →-∴=-即0()lim (0)x f x f x→'=∴()f x x在0x =处有极限. 0x ∴=为函数()f x x的可去间断点. ★★ 13.当物体的温度高于周围介质的温度时,物体就不断冷却,若物体的温度T 与时间t 的函数关系为()T T t =,应怎样确定该物体在时刻t 的冷却速度?知识点: 导数的定义思路: 导数反映的是函数的变化率,在t 时刻的冷却速度即为函数()T T t =对时间t 的导数 解:t 时刻该物体的温度为()T T t =,则t t +∆时刻物体的温度为()T T t t =+∆,∴物体在t 时刻的冷却速度0()()()lim()t T t t T t dTv t T t t dt∆→+∆-'===∆.★★★ 14.设函数()f x 在其定义域上可导,若()f x 是偶函数,证明()f x '是奇函数;若()f x 是奇函数,则()f x '是偶函数(即求导改变奇偶性).知识点：导数的定义思路：利用导数的定义求导数解:若()f x 为偶函数时, ()()f x f x -=000()()()()()limlim()()lim ()x x x f x x f x f x x f x f x x xf x x f x f x x∆→∆→-∆→-+∆---∆-'∴-=∆∆-∆-'=-∆＝＝-－()f x '∴为奇函数.若()f x 为奇函数时, ()()f x f x -=-000()()()()()limlim()()lim ()x x x f x x f x f x x f x f x x xf x x f x f x x∆→∆→-∆→-+∆----∆+'∴-=∆∆-∆-'=-∆＝＝()f x '∴ 为偶函数. 习题2-2★ 1. 计算下列函数的导数：知识点：基本初等函数的导数和导数的四则运算法则思路：利用基本初等函数的导数和导数的四则运算法则求导数(1)35y x x =+;解: 5(35)(3)(5)32y x x x x x''''=+=+=+(2)2533x x y x e =-+;解: 22(533)(5)(3)(3)103ln 33xxxxxxy x e x e x e '''''=-+=-+=-+(3)2tan sec 1y x x =+-;解: 2(2tan sec 1)(2tan )(sec )(1)2sec sec tan y x x x x x x x '''''=+-=+-=+(4)sin cos y x x =⋅;解: 22(sin cos )(sin )cos sin (cos )cos sin cos 2y x x x x x x x x x ''''=⋅=+=-=(5)3ln y x x =;解: 3332321(ln )()ln (ln )3ln (3ln 1)y x x x x x x x x x x x x''''==+=+=+(6)cos x y e x =;解: (cos )()cos (cos )cos sin xxxxxy e x e x e x e x e x ''''==+=-(7)ln xy x=; 解:2221ln (ln )ln 1ln x xx x x x xx y x x x-''--'=== (8)(1)(2)(3)y x x x =---;解:(1)(2)(3)(1)(2)(3)(1)(2)(3)y x x x x x x x x x ''''=---+---+---(2)(3)(1)(3)(1)(2)x x x x x x =--+--+--(9)1sin 1cos t st+=+;解:22(1sin )(1cos )(1sin )(1cos )cos (1cos )(1sin )(sin )(1cos )(1cos )t t t t t t t t s t t ''++-+++-+-'==++ 21sin cos (1cos )t tt ++=+(10)3sin x x y x x a e =+;解：333(sin )()()sin (sin )()()x xxxxxy x x a e x x x x a e a e '''''''=+=+++21331sin cos ln 3x x x x x x x x a e a a e -=+++(11)2log ln 2y x x =+;解:22221(log )(ln 2)log (log )0log ln 2y x x x x x x x '''''=+=++=+(12)225341x x y x -+=-.解:222222(534)(1)(534)(1)'(1)x x x x x x y x ''-+---+-=-2222222(103)(1)(534)(2)3(61)(1)(1)x x x x x x x x x ----+-+==--★ 2.计算下列函数在指定点处的导数:知识点：基本初等函数的导数和导数的四则运算法则思路：利用基本初等函数的导数和导数的四则运算法则求导数(1)3333x y x =+-,求(0)y ';解:32233()()33(3)x y x x x '''=+=+-- 1(0)3y '∴=(2)2(31)x y e x x =-+,求(0)y '.解:222(31)(31)(23)(2)x x x x y e x x e x x e x e x x ''⎡⎤=-+=-++-=--⎣⎦20(0)(2)1(112)2x x y e x x ='∴=--=--=-★ 3.求曲线22sin y x x =+上横坐标为0x =的点处的切线方程与法线方程.知识点：导数的几何意义，基本初等函数的导数和导数的四则运算法则思路：利用基本初等函数的导数和导数的四则运算法则求导数得切线的斜率解:2cos 2y x x '=+ ∴在0x =的点处切线的斜率0|2cos0202x k y ='==+=又当0x=时,0y = ∴在0x =的点处切线方程为2y x =，法线方程为12y x =-★ 4.写出曲线1y x x=-与x 轴交点处的切线方程.知识点：导数的几何意义，基本初等函数的导数和导数的四则运算法则 思路：利用基本初等函数的导数和导数的四则运算法则求导数得切线的斜率 解:211()1y x xx ''=-=+当0y =时，即10x x-= 解得1x =或1- ∴曲线与x 轴的交点为(1,0),(1,0)-∴点(1,0)处的切线的斜率为11|2x k y ='== ∴切线方程为2(1)y x =-，即22y x =- ∴点(1,0)-处的切线的斜率为21|2x k y =-'== ∴切线方程为2(1)y x =+，即22y x =+★ 5.求下列函数的导数:知识点：基本初等函数的导数以及复合函数的求导法则 思路：利用链式法则求复合函数的导数(1)cos(43)y x =-;解:[]cos(43)(43)sin(43)(3)3sin(43)y x x x x '''=-⋅-=---=-(2)23xy e -=;解:2223323()(3)6x x xy ee x xe ---'''==⋅-=-(3)22y a x =-;解:22222222()1(2)22a x x y x a xa xa x'-'==-=----(4)2tan()y x =;解:22222sec ()()2sec ()y x x x x ''=⋅=(5)arctan()x y e =;解:22()'1()1x xx xe e y e e '==++(6)arcsin(12)y x =-;解:22(12)11(12)x y x x x'-'==----(7)1arccosy x=;解:222211()111||11()1x x y x x x x''=-==--- (8)ln(sec tan )y x x =+;解:211(sec tan )(sec tan sec )sec sec tan sec tan y x x x x x x x x x x''=+=+=++(9)ln(csc cot )y x x =-.解:211(csc cot )(csc cot csc )csc csc cot csc cot y x x x x x x x x x x''=-=⋅-+=--★ 6.求下列函数的导数:知识点：导数的四则运算法则和复合函数的求导法则思路：利用导数的四则运算法则和复合函数的求导法则求导数(1)22(23)15y x x =++;解:222222(1645)(23)15(23)(15)15x x y x x x x x+'''=++++⋅+=+(2)ln ln y x x =+;解:1(ln )11()22ln 2ln x y x x x x x x '''=⋅+=+(3)1ln1x y x+=-;解:211(1)(1)111122()111(1)(1)x x x x x xxy x x xx x x⋅-+⋅+-+-''=⋅=⋅=+-+--⋅(4)ln tan2x y =; 解:21111(tan )sec csc 222sin tan tan 22x x y x x x x ''=⋅=⋅⋅== (5)ln ln y x =;解:11(ln )ln ln y x x x x''=⋅=(6)21arcsin y x x x =-+;解:22222221211(1)1211211x y x x x x x x xxx-''=-+⋅-+=-+⋅+=----(7)2(arcsin )2xy =;解:222arcsin 122arcsin(arcsin )2arcsin ()22221(2)4xx x x x y x x'''=⋅=⋅⋅=--(8)21ln y x =+;解:22222(1ln )2ln (ln )2ln (1)ln 21ln 21ln 21ln 1ln x x x x x x y xxxx x''+'====++++(9)arctanxy e =解:arctan arctan arctan arctan 22()11(arctan )11()22(1)x xxxx e y ex ee x x x x x '''=⋅=⋅=⋅⋅=+++(10)tan 210x x y =;解:tan 2tan 2210ln10(tan 2)10ln10[tan 2sec 2(2)]x xx x y x x x x x x '''=⋅⋅=+⋅ tan 2210ln10(tan 22sec 2)x xx x x =+(11)44ln 1xx e y e =+;解:44411[ln ln(1)]2ln(1)22x x x y e e x e =-+=-+ 4444411(1)2[2ln(1)]222211x x xx xe e y x e e e '+''∴=-+=-⋅=-++ (12)21sin xy e-=.解:222111sin sin sin 2111111(sin )(2sin )(sin )(2sin )(cos )()xxx y ee e x x x x x x---''''=⋅-=⋅-⋅=⋅-⋅⋅21sin 212sin xe x x-=★★ 7.设()f x 为可导函数,求dydx: 知识点：复合函数的导数思路：利用链式法则求复合函数的导数(1)3()y f x =;解:3323()()3()y f x x x f x ''''=⋅=(2)22(sin )(cos )y f x f x =+;解:222222(sin )(sin )(cos )(cos )sin 2[(sin )(cos )]y f x x f x x x f x f x '''''''=⋅+⋅=⋅- (3)1(arcsin )y f x=.解:2211111(arcsin )(arcsin )(arcsin )()11y f f x x xxx ''''=⋅=⋅⋅-- 211(arcsin )||1f x x x '=-⋅-★★ 8.设(1)x f x xe --=,且()f x 可导,求()f x '.知识点：抽象函数的导数思路：利用换元法求函数表达式，然后求导数 解:令1x t -=,则1x t =-(1)1()(1)(1)t t f t t e t e ---∴=-=- 1()(1)x f x x e -∴=- 1111()[(1)](1)(1)()x x x x f x x e x e x e xe ----''''∴=-=-+-=-★★ 9.设()f u 为可导函数，且5(3)f x x +=，求(3),()f x f x ''+.知识点：复合函数的导数思路：)3(+'x f 表示对)3(+x 的导数，)(x f '表示对x 的导数，注意求导的变量 解: 由5(3)f x x +=有 5(3)[(3)3]f x x +=+-44(3)5[(3)3]15f x x x '∴+=+-⋅=令3x t +=,则3x t =- 5()(3)f t t ∴=- 5()(3)f x x ∴=- 54(3)()5f x x x ''∴+==★★ 10.已知1()1xf x x=+，求()f x '. 知识点：抽象函数的导数思路：利用换元法求函数表达式，然后求导数解:令1t x =,则1x t= 11()111t f t t t∴==++ 1()1f x x ∴=+ 211()()1(1)f x x x ''∴==-++ ★★ 11.已知2()()fx x a ϕ=,且1()()ln f x f x a'=,证明()2()x x ϕϕ'=.知识点：复合函数的导数 思路：利用链式法则求导数 解:22()2()()ln [()]2ln ()()f x fx x aa f x a a f x f x ϕ'''=⋅⋅=⋅⋅由1()()ln f x f x a '=，得1()()ln f x f x a'⋅= 2()()22()f x x a x ϕϕ'∴== ★★ 12.设()f x 在(,)-∞+∞内可导,且22()(1)(1)F x f x f x =-+-,证明:(1)(1)F F ''=-知识点: 复合函数的导数思路: 利用链式法则求导解:由22()(1)(1)F x f x f x =-+-,有22()(1)2(1)(2)F x f x x f x x '''=-⋅+-⋅- (1)2(0)2(0)0F f f '''∴=-=(1)2(0)2(0)0F f f '''-=-+= (1)(1)F F ''∴=-★ 13.求下列函数的导数:知识点：复合函数的导数 思路：利用链式法则求导数(1)()y ch shx =;解:()()()y sh shx shx sh shx chx ''=⋅=⋅(2)chx y shx e =⋅;解:2()()()chxchx chx chx chx y shx eshx e shx chx e shx e shx e chx sh x '''=⋅+⋅⋅=⋅+⋅⋅=+(3)(ln )y th x =;解:2211(ln )ln (ln )y x ch x x ch x ''=⋅=⋅ (4)32y sh x ch x =+;解:223()2()32y sh x shx chx chx sh x chx chx shx '''=⋅+⋅=⋅+⋅(5)2()x y arch e =;解:2224411[()]()211xx x x x y arch e e e e e '''==⋅=⋅--(6)2(1)y arsh x =+.解:22212(1)1(1)1(1)x y x x x ''=⋅+=++++习题2-3★ 1.求下列函数的二阶导数:知识点：高阶导数思路：利用基本求导公式及导数的运算法则,对函数逐次求导(1)5342y x x x =++;解:425122y x x '=++ 32024y x x ''=+(2)32x y e -=;解:3232(32)3x x y ex e --''=⋅-= 32323(32)9x x y e x e --'''=⋅-=(3)sin y x x =;解:sin (sin )sin cos y x x x x x x x '''=+=+(sin )cos (cos )2cos sin y x x x x x x x x '''''=++=-(4)sin t y e t -=;解:()sin (sin )(cos sin )ttty e t e t e t t ---'''=+=-()(cos sin )(cos sin )2cos t t t y e t t e t t e t ---''''=-+-=-(5)21y x =-;解:222(1)211x x y xx'-'==---2222222231(1)1(1)11(1)(1)x x x x x x x x y x x x ''-------''=-=-=----(6)2ln(1)y x =-;解:222(1)211x xy x x '-'==--- 2222222(2)(1)2(1)2(1)(1)(1)x x x x x y x x ''---+''=-=---(7)tan y x =;解:2sec y x '= 22sec (sec )2sec tan y x x x x '''=⋅=(8)211y x =+; 解:22222(1)2(1)(1)x xy x x '-+'==-++2222222242423(2)(1)2[(1)]2(1)22(1)262(1)(1)(1)x x x x x x x x x y x x x ''+-⋅++-⋅+⋅-''=-=-=+++(9)2xy xe=.解:2222222()()(12)x x x x x y x ex e e xe x e x ''''=+=+=+222222222()(12)(12)2(12)42(32)x x x x x y e x e x xe x e x xe x ''''=+++=++⋅=+★ 2.设10()(31)f x x =+,求(0)f '''.知识点：高阶导数思路：利用基本求导公式及导数的运算法则,对函数逐次求导 解:99()10(31)(31)30(31)f x x x x ''=+⋅+=+88()309(31)(31)810(31)f x x x x '''=⨯++=+77()8108(31)(31)19440(31)f x x x x ''''=⨯++=+ (0)19440f '''∴= ★ 3.已知物体的运动规律为sin s A t ω=(,A ω是常数),求物体运动的加速度,并验证:2220d s s dtω+=. 知识点：高阶导数思路：利用基本求导公式及导数的运算法则,对函数逐次求导 解:cos s A t ωω'= 2sin s A t ωω''=222sin d s a A t dt ωω∴==- 22222sin sin 0d s s A t A t dtωωωωω∴+=-+=★ 4.验证函数12x x y C e C e λλ-=+(12,,C C λ是常数)满足关系式: 20y y λ''-=知识点：高阶导数思路：利用基本求导公式及导数的运算法则,对函数逐次求导 解:12xx y C eC e λλλλ-'=- 2212x x y C e C e λλλλ-''=+2221212()()0x x x x y y C e C e C e C e λλλλλλλ--''∴-=+-+=★★ 5.设()g x '连续,且2()()()f x x a g x =-,求()f a ''.知识点: 导数的定义思路: 因为()g x ''不一定存在,不能直接求二阶导数,要利用导数的定义求解:2()2()()()()f x x a g x x a g x ''=-+- ()0f a '∴=又()g x ' 连续,但()g x '不一定存在 lim ()()x ag x g a →''∴=()()()()limlim lim[2()()()]2()x ax a x a f x f a f x f a g x x a g x g a x ax a →→→'''-'''∴===+-=-- ★★ 6.若()f x ''存在,求下列函数的二阶导数22:d ydx.知识点: 高阶导数,复合函数的求导法则 思路: 利用链式法则求导 (1)3();y f x =解:32()3y f x x ''=⋅ 32323436()3()36()9()y xf x x f x x xf x x f x ''''''''∴=+⋅=+ (2)ln[()]y f x =.解:()()f x y f x ''= 22()()[()][()]f x f x f x y f x '''⋅-''∴= ★★★ 7.已知2,0()ln(1),0ax bx c x f x x x ⎧++<=⎨+≥⎩在0x =处有二阶导数,试确定参数,,a b c 的值.知识点：可导与连续的定义，以及可导与连续的关系思路：由已知条件得方程组，联立方程组求解解: ()f x 在0x =处有二阶导数 ()f x ∴在0x =处连续，且()f x '在0x =处连续从而有0lim ()(0)x f x f -→=，即2lim ()0x ax bx c -→++= 0c ∴= 又 ()f x 在0x =处可导 (0)(0)f f +-''∴=而0()(0)ln(1)(0)lim lim 10x x f x f x f x x+++→→-+'===-2_00()(0)(0)lim lim 0x x f x f ax bxf b x x--→→-+'===-1b ∴=，且(0)(0)1f f +-''==21,01(),011,0ax x f x x x x +<⎧⎪⎪'∴=>⎨+⎪=⎪⎩ 又()f x 在0x =处二阶可导 (0)(0)f f +-''''∴=而 0011()(0)1(0)lim lim 1x x f x f x f x x+++→→-''-+''===- 00()(0)(21)1(0)lim lim 2x x f x f ax f a x x---→→''-+-''===21a ∴=-，即12a =-8.求下列函数所指定阶的导数:知识点：高阶导数思路: 利用已知的高阶导数公式和莱布尼茨公式求高阶导数★ (1)cos ,x y e x =求(4)y ;解:(4)4(sin )6(cos )4sin (cos )x x x x ye e x e x e x x =+-+-++-★★ (2)ln y x x =,求()n y ;解:()()(1)(ln )(ln )n n n yx x n x -=+121(1)!(2)!(1)(1)n n n n n n x n x x-----=-+⋅- ★★ (3)2132y x x =-+,求()n y ; 解:21113221y x x x x ==--+-- ()()()1111!!()()(1)(1)21(2)(1)n n n n nn n n n y x x x x ++∴=-=-------★★ (4)44sin cos y x x =+,求()n y .解:44222222131sin cos (sin cos )2sin cos 1sin 2cos 4244y x x x x x x x x =+=+-=-=+ ()()11(cos 4)4cos(4)42n n n y x x n π-∴==+⋅ ★★★ 9.作变量代换ln x t =,简化方程2220xd y dy ye dx dx-+=. 知识点: 高阶导数思路: 利用链式法则求导解: 1dy dy dx dy dt dx dt t dx =⋅= dy dy t dt dt ∴=又22222211111()()()d y d dy d dy dy d dy dy d y dx dt dt dt dt t dx t dx t dt dx t dx t dx dt ===-+=-+⋅ 22211dy d yt dt t dx =-+ 22222d y d y dy t t dx dt dt ∴=+代入方程得22220d y t yt dt += 即 220d y y dt+= 习题2-41.求下列方程所确定的隐函数y 的导数dy dx :知识点: 隐函数的导数思路: 方程两边同时对自变量x 求导,凡遇到含有因变量y 的项时,把y 当作中间变量看待,再按照复合函数求导法则求之,然后从所得等式中解出dy dx★(1)x y xy e +=;解:方程两边同时对x 求导,得 (1)x yy xy e y +''+=+解得x yx yy e y e x++-'=-★ (28)2sin()0xy y π-=;解:方程两边同时对x 求导,得 2cos()20y xy y yy ππ''+-⋅=解得22cos()yy y y xππ'=-★ (3)350xy e y x +-=;解:方程两边同时对x 求导,得 2()350xye y xy y y ''⋅++-=解得253xyxy ye y xe y -'=+★ (4)1y y xe =+;解:方程两边同时对x 求导,得 yyy e xe y ''=+解得1yye y xe '=-★ (5)22arctanln yx y x=+.解:方程两边同时对x 求导,得22222222221x yy y x yx y x y x y x'+'-+=++ 即y xy x yy ''-+=+ 解得x y y x y +'=-2.求下列方程所确定的隐函数y 的导数22d ydx :知识点: 隐函数的导数,高阶导数思路: 方程两边同时对自变量x 求导,凡遇到含有因变量y 的项时,把y 当作中间变量看待,再按照复合函数求导法则求之,然后从所得等式中解出dydx,再对一阶导数利用导数四则运算法则和复合函数求导法则求导★★ (1)222222b x a y a b +=解:方程两边同时对x 求导,得 22220b x a yy '+= 解得2'2b xy a y=-22222222242222322323b y xy b a y b x b a b b y a y a a y a a y a y'-+''∴=-⋅=-⋅=-⋅=- ★★ (2)sinln()y x y =+;解: 方程两边同时对x 求导,得 1cos (1)y y y x y ''⋅=++ 解得1()cos 1y x y y '=+- ''2''23(1)cos ()(sin )()cos ()sin [()cos 1][()cos 1]y y x y y y x y y x y yy x y y x y y +++-⋅+-+∴=-=-+-+- ★★ (3)tan()y x y =+.解: 方程两边同时对x 求导,得 2sec ()(1)y x y y ''=++解得222sec ()11sec ()1sec ()1x y y x y x y -+'==--+-+-221cot ()csc ()x y x y =--+=-+ 232csc ()cot ()x y x y =-++3.用对数求导法则求下列函数的导数:知识点: 对数求导法思路: 在函数两边取对数,然后在等式两边同时对自变量x 求导,最后解出所求导数★ (1)2tan (1)x y x =+;解:等式两边同时取对数,得 2ln tan ln(1)y x x =+等式两边同时对x 求导,得22212sec ln(1)tan 1x y x x x y x '=++⋅+2tan 2222tan (1)[sec ln(1)]1xx xy xx x x '∴=++++★★ (2)533322x x y x --=+解: 等式两边同时取对数,得111ln ln(3)ln(32)ln(2)532y x x x =-+--+等式两边同时对x 求导,得11(3)1(32)1(2)5333222x x x y y x x x '''--+'=⋅+⋅-⋅--+ 53332111[]5(3)322(2)2x x y x x x x --'∴=+---++ ★★ (3)452(3)(1)x x y x +-=+解:等式两边同时取对数,得1ln ln(2)4ln(3)5ln(1)2y x x x =++--+等式两边同时对x 求导,得111452231y y x x x '=⋅--+-+ 452(3)145[](1)2(2)31x x y x x x x +-'∴=--++-+★ 4.设函数()y y x =由方程1y y xe -=确定,求(0)y ',并求曲线上其横坐标0x =处点的切线方程与法线方程.知识点:隐函数导数和导数的几何意义思路: 方程两边同时对自变量x 求导,凡遇到含有因变量y 的项时,把y 当作中间变量看待,再按照复合函数求导法则求之,然后从所得等式中解出dy dx解: 方程两边同时对x 求导,得 0yyy e xe y ''--= 解得 1yye y xe '=-当0x =时,1y = ∴在0x =处切线的斜率(0)k y e '==0x ∴=处的切线方程为1y ex -=,即1y ex =+法线方程为11y x e -=-,即11y x e=-+★★ 5.求曲线2ln(1)arctan x t y t ⎧=+⎨=⎩在1t =对应点处的切线方程和法线方程.知识点: 参数方程表示的函数的导数思路: 利用参数方程表示的函数的求导公式求导解:22111221dy t t dx t t +==+ 11|2t dy dx =∴= 当1t=时,ln 2,4x y π==∴ 在1t =对应点处的切线方程为1(ln 2)42y x π-=-, 即11ln 2224y x π=-+ 法线方程为2(ln 2)4y x π-=--, 即22ln 24y x π=-++6.求下列参数方程所确定的函数的导数dydx:知识点: 参数方程表示的函数的导数思路: 利用参数方程表示的函数的求导公式求导★ (1) 23x at y bt⎧=⎨=⎩; 解:23322t t y dy bt bt dx x at a '==='★ (2) sin cos t tx e t y e t⎧=⎨=⎩; 解:cos sin cos sin sin cos sin cos t t t t t t y dy e t e t t t dx x e t e t t t '--==='++★ (3) 22cos sin x t y t ⎧=⎨=⎩. 解:2sin cos 12cos sin t t y dy t t dx x t t'===-'- 7.求下列参数方程所确定的函数的导数dy dx: 知识点: 参数方程表示的函数的导数思路: 利用参数方程表示的函数的求导公式求一阶导数,再将t 看作中间变量利用复合函数求导法则求二阶导数,★★ (1) 32ttx e y e -⎧=⎨=⎩;解: 22233t t t t t y dy e e dx x e '===-'-22223222414()()()33339t t t tt d y d d dt e e e e dx dx dt dx e -=-=-=-⋅-= ★★ (2) 231x t y t t⎧=-⎨=-⎩;解:22131322t t y dy t t dx x t t'--===-'-22222223131362131()()22424d y d t d t d t t t d x d x t d t t d x t t t----+∴=-=-=-⋅=-- ★★ (3) 2ln(1)arctan x t y t t ⎧=+⎨=-⎩.解: 22111221t t y dy t t t dx x t-'+==='+ 2222111()()22224d y d t d t dt t t dx dx dt dx t t ++===⋅= ★★ 8.落在平静水面上的石头,产生同心波纹,若最外一圈波半径的增大率总是6/2m ,问在2s 末扰动水面面积的增大率为多少?知识点: 导数的定义思路: 导数反映的函数的变化率,列出函数求导解:设最外一圈波半径为r ,则水面面积2s r π=∴扰动水面面积的增大率22ds rdr dr r dt dt dtππ== (*) 在2t s =时,6212r m =⨯=. 6/drm s dt=代入(*)式得22126144(/)dsm s dtππ=⨯⨯=★★ 9.一长为5米得梯子斜靠在墙上.如果梯子下端以0.5米/秒的速率滑离墙壁,试求梯子与墙的夹角为3π时,该夹角的增加率.知识点: 导数的定义思路: 导数反映的函数的变化率,列出函数求导 解:设梯子下端离墙面的距离为L ,则0.5L t =设梯子与墙的夹角为α,则0.5sin 5510L t t α=== arcsin 10t α∴= 当3πα=时,535sin32L π==,即530.52t = 53t ∴=∴当3πα=时,夹角α的增加率为5321110|51()10t d dtt α===- ★★ 10.在中午十二点整甲船以6公里/小时的速率向东行驶,乙船在甲船之北16公里处,以8公里/小时的速率向南行驶,问下午一点整两船相距的速率为多少?知识点: 导数的定义思路: 导数反映的函数的变化率,列出函数求导解:在十二点后t 小时甲船行驶的路程6s t =甲(km),乙船行驶的路程为8s t =乙(km)当02t≤≤时,甲乙两船的距离2222(16)(168)3664(2)s t t t t =+-=+-甲乙∴当1t =时,甲乙两船相距的速率122256200| 2.823664(2)t ds tdt t t =-+==-+-甲乙km/h习题2-5★ 1.已知13-=x y ，在点2=x 处计算当x ∆分别为1，0.1，0.01时的y ∆及dy 之值.知识点：函数增量以及函数微分的定义思路：利用函数增量以及函数微风的定义计算即可解：8)2()2()2(3-∆+=-∆+=∆x f x f y dx dx f dy x 12)2(|2='==)1(当1=∆x 时，19833=-=∆y12112=⨯=dy(2) 当1.0=∆x 时，261.18)1.2(3=-=∆y 2.11.012=⨯=dy(3) 当01.0=∆x 时，120601.08)01.2(3=-=∆y 12.001.012=⨯=dy★ 2.将适当的函数填入下列括号内，使等式成立：知识点：微分形式的不变性思路：利用du u f dy )('=求函数微分(1)xdx d 5)(=解：xdx x d 2)(2= xdx c x d 5)25(2=+∴(2)xdx d ωsin )(=解：xdx x d ωωωsin )(cos -= x d xc xd ωωωs i n )c o s 1(=+-∴ (3)dx xd +=21)(解：dx x x d +=+21))2(ln( dx xc xd +=++∴21))2(ln( (4)dx e d x 2)(-=解：dx e ed x x222)(---= dx e c e d x x 22)21(--=+-∴(5)dx x d 1)(=解：dx xx d 21)(=dx xc xd 1)2(=+∴ (6)xdx d 2sec )(2=解：xdx x d 2sec 2)2(tan 2= x d xc xd 2se c )2t a n 21(2=+∴ 3.求下列函数的微分：知识点：基本初等函数的导数，导数的四则运算法则，复合函数的导数，以及微分的定义 思路：利用dx x f dy )('=求函数微分★ (1)x x y 2ln +=解：x x y 11+=' dx xx dy )11(+=∴★（2）x x y 2sin =解：x x x y 2cos 22sin +=' dx x x x dy )2cos 22(sin +=∴★ (3)22x y x e =解: 22222()()2(1)xx x y x ex e x x e '''=+=+ 22(1)x dy x x e dx ∴=+★ (4)3ln 1y x =-解:3233(1)32(1)1x x y x x '-'==--- 2332(1)x dy dx x ∴=-- ★ (5)2()x x y e e -=+解:222()()2()xxxxxx y e e e e ee ---'=+-=- 222()x x dy e e dx -∴=-★ (6)y x x=-解:()2124x x x y x xx x x'--'==--214x dy dx x x x-∴=-★ (7)221arctan1x y x -=+解:2224221()21111()1x x x y x x x -'+'==--+++ 421x dy dx x =-+ ★★ (8)21cos()x x x y a a arc a =+-解:2222(1)()ln arccos()1[]211x x xx xxxa a y a a a a a a'-'=++----2222ln ln ln cos()ln cos()11x x xx xx xxa a a a a a arc a a a arc a a a =--=---22ln cos()1x x xa a dy arc a dx a ∴=--★★ 4.求方程2()ln()y x x y x y -=--所确定的函数()y y x =的微分dy .知识点: 微分的四则运算法则和微分形式的不变性 思路: 方程两边同时求微分,再解出dy解:方程两边同时求微分, (2)()ln()()(ln())d y x d x y x y x y d x y -=--+--即2()ln()()dx dydy dx dx dy x y x y x y--=--+-⋅-化简得2ln()3ln()x y dy dx x y +-=+-★★ 5.求由方程22cos()xy x y =所确定的函数y 的微分.知识点: 微分的四则运算法则和微分形式的不变性 思路: 方程两边同时求微分,再解出dy解:方程两边同时求微分,得22(cos())()d xy d x y = 即sin()()2()xy dydx xdy xy dx xdy -+=+化简得222sin()sin()2xy y xy dy dx x xy x y +=-+★★ 6.当||x 较小时,证明下列近似公式:知识点: 微分的应用思路: 当||x 较小时,()(0)(0)f x f f x '≈+(1)sin x x ≈解:当||x 较小时,()(0)(0)f x f f x '≈+sin sin0cos0x x x ∴≈+⋅= 即sin x x ≈(2)1x e x ≈+ 解:00x e e e x ≈+ 即1xe x ≈+ (3)11n x x n+≈+解: 11111(10)(10)nnn x x n -+≈+++⋅ 即111n x x n+≈+⋅★★ 7.计算下列格式的近似值:知识点: 微分的应用思路: 当||x 较小时,00()()()f x f x f x x '≈+ (1)1001.002解: 令100(),f x x =则991001()100f x x -'=取01,0.002,x x =∆=得10011.002(1)(1)10.002 1.00002100f f x '≈+∆=+⨯= (2) 0cos29解:令()cos f x x =,则()sin f x x '=-取0306x π==,1180x π∆=-=-,得3cos 29cos(sin )()661802360ππππ≈+-⋅-=+(3) arcsin0.5002解:令()arcsin f x x =,则21()1f x x'=-取00.5,0.0002x x =∆=,得213arcsin 0.5002arcsin 0.50.0002675001(0.5)π≈+⨯=+-。
第二章__导数与微分
t
t
瞬时速度
v(t0
)
lim
t0
s t
lim
t0
s(t0
t) t
s(t0
)
2
2.切线问题 割线的极限位置——切线位置
播放
3
y
割线M0M的斜率为
tanφ y f (x0 x) f (x0 )
x
x
切线M0T的斜率为
o
k tanα lim y x0 x
lim f (x0 x) f (x0 )
(0
h)] h
ln(1
0)
1,
f (0) 1.
f
(x)
1
1, 1
x
,
x0 x0.
27
二、反函数的导数
定理 如果函数x φ(y)在某区间Iy内单调、可导 且φ(y) 0 , 那末它的反函数 y f (x)在对应区间Ix 内也可导 , 且有
f (x) 1 φ (x)
即 反函数的导数等于直接函数导数的倒数.
(
x )
1
x
1 2
1
2
1 2x
.
(x1 )
(1)x11
1 x2
.
17
例8 求函数 f (x) ax(a 0,a 1)的导数. 解 (ax ) lim axh ax
h0 h ax lim ah 1
h0 h ax lna.
即 (ax ) ax lna. (ex ) ex .
18
例9 求函数 y loga x(a 0,a 1)的导数.
即 (sinx) cos x.
16
例7 求函数 y xn(n为正整数)的导数.
解 (xn ) lim (x h)n xn
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 。
高等数学微课版教材答案
高等数学微课版教材答案在高等数学微课版教材中，学生们经常会遇到一些难题，需要及时找到正确的答案才能继续学习。
为了帮助学生更好地理解和应对高等数学微课，以下是一些常见的问题答案，供学生参考。
第一章：函数与极限1. 问题：计算lim(x->2)(x^2 - 4)/(x - 2)答案：由于(x^2 - 4)/(x - 2)的分子分母同时为零，可以将其化简为lim(x->2)(x - 2)，即结果为0。
2. 问题：求函数f(x) = (2^x - 1)/x在x趋近于0时的极限。
答案：通过利用“0/0型极限”的性质，可以将该极限转化为将(2^x - 1)除以x再求x趋近于0时的极限。
根据洛必达法则，可得到结果ln2。
3. 问题：判断函数f(x) = (x^2 - 4)/(x - 2)在x = 2处是否连续。
答案：由于lim(x->2)(x^2 - 4)/(x - 2)存在且有限，且f(2) = 0，并且lim(x->2)f(x) = f(2)，因此函数f(x)在x = 2处是连续的。
第二章：导数与微分1. 问题：求函数f(x) = sin(x)的导数。
答案：通过求导法则，可以得到f'(x) = cos(x)。
2. 问题：计算f(x) = x^2在点x = 2处的斜率。
答案：通过求导，得到函数f(x)的导数为f'(x) = 2x。
将x = 2带入导数表达式中，可以得到斜率为4。
3. 问题：求函数f(x) = e^x在点x = 0处的切线方程。
答案：首先求得f'(x) = e^x。
然后，将x = 0带入导数表达式中，得到斜率为1。
切线方程为y = f(0) + f'(0)(x - 0)，化简后即为y = x + 1。
第三章：定积分1. 问题：计算∫(0 to 2) 2x dx。
答案：根据定积分的定义，将2x代入f(x)，并计算积分，得到结果为4。
2. 问题：求函数f(x) = x^2在区间[1, 3]上的定积分。
第二章 导数与微分
例4
求自由落体运动 s
=
1 2
gt 2
在时刻 t0
的瞬时速度 v(t0 )
.
解
Δs
=
1 2
g (t0
+
Δt)2
−
1 2
gt02
=
gt0Δt
+
1 2
g (Δt )2
Δs Δt
=
gt0Δt
+ 1 g (Δt )2
2 Δt
=
gt0
+
1 2
gΔt
lim
Δt → 0
Δs Δt
=
lim
Δt → 0
(
g
t
0
+
1 2
也随着变动而趋向于极限位置，即直线 M0T .称直线 M0T 为曲线 y = f (x) 在定点
29
M0 处的切线.显然，此时倾角ϕ 趋向于切线 M 0T 的倾角α ，即切线 M 0T 的斜率
为
tan α = lim tanϕ = lim Δy = lim f ( x0 + Δx) − f ( x0 ) .
lim Δy = lim (2x + Δx) = 2x
Δx Δx→0
Δx→0
y′ = ( x2 )′ = 2x .
同理可得 (xn )′ = nxn−1 （ n 为正整数）
例 6 求 y = sin x 的导函数.
解 Δy = sin ( x + Δx) − sin x = 2 cos(x + Δx ) ⋅ sin Δx
d f (x)
dx
x= x0
这时称函数 y = f (x0 ) 在点 x0 处是可导的函数.
高等数学第二章课后习题答案
第二章 导数与微分1. ()().1,102-'=f x x f 试按定义求设200200(1)(1)10(1)10'(1)lim lim1020lim lim(1020)20x x x x f x f x f x xx x x x∆→∆→∆→∆→-+∆--∆---==∆∆∆-∆==∆-=-∆2. 下列各题中均假定()0x f '存在，按导数定义观察下列极限，指出此极限表示什么, 并将答案填在括号内。
⑴ ()()=∆-∆-→∆xx f x x f x 000lim（0'()f x -）； ⑵ ()=→∆xx f x 0lim （'(0)f ）， 其中()()存在；且0,00f f '= ⑶ ()()=--+→hh x f h x f h 000lim（02'()f x ）.3. 求下列函数的导数：⑴ ='=y x y ,4则34x ⑵ ='=y x y ,32则1323x -⑶ ='=y xy ,1则3212x -- ⑷ ='=y x x y ,53则115165x 4． 求曲线. 21,3 cos 程处的切线方程和法线方上点⎪⎭⎫⎝⎛=πx y'sin ,'()32y x y π=-=-所以切线方程为1()223y x π-=--2(1)03y +-+=班级 姓名学号法线方程为1)23y x π-=-化简得3)0x π+-= 5. 讨论函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0 001sin 2x x xx y 在0=x 处的连续性和可导性. 20(0)01lim sin 0(0)()x f x f x→===因为有界量乘以无穷小 所以函数在0x =处连续因为 20001s i n(0)(0)1l i m l i m l i ms i n 0x x x x f x f x x x xx∆→∆→∆→∆+∆-==∆=∆∆∆ 所以函数在0x =处可导.6. 已知()()()()是否存在？又及求 0 ,0 0 ,0 2f f f x x x x x f '''⎩⎨⎧<-≥=-+ 2'00(0)(0)(0)lim lim 0h h f h f h f hh +→+→++-==='00(0)(0)(0)limlim 1h h f h f hf hh -→-→++--===- ''(0)(0)f f +-≠ '(0)f ∴不存在7. ()(). , 0 0sin x f x x x x x f '⎩⎨⎧≥<=求已知当0x <时, '()(sin )'cos f x x x ==; 当0x >时, '()()'1f x x ==;班级 姓名学号当0x =时'00(0)(0)(0)limlim 1h h f h f hf hh +→→+-===＋＋ '00(0)(0)sin (0)limlim 1h h f h f h f h h-→-→+-===－ '(0)1f ∴=综上，cos ,0'()1,0x x f x x <⎧=⎨≥⎩8. 求下列函数的导数：（1）;54323-+-=x x x y （2）;1227445+-+=x xx y 2222222232242222csc cot (1)2csc 2'(1)2(1)csc cot 4csc (1)23(3)(3ln )(2ln )(2)'(3ln )(94)ln 32(3ln )x x x x xy x x x x x x x x x x x x x x x y x x x x x x x x x x -+-=+-+-=+++-++=+-+-+=+ 2'364y x x =-+652'20282y x x x ---=--+ （3）;3253xx e x y +-= （4）;1sec tan 2-+=x x y2'152ln 23x x y x e =-+ 2'2s e c s e c t a ny x x x =+班级 姓名学号（5）;log 3lg 2ln 2x x x y +-= （6）()();7432x x y -+=123'ln10ln 2y x x x =-+ '422y x =--（7）;ln x xy =（8）;cos ln 2x x x y = 21ln 'x xx y x-= 221'2ln cos cos ln sin y x x x x x x x x x =+- 21ln x x-= 22l n c o s c o s l n s i n x x x x x x x x =+- （9）;1csc 22xxy +=2222csc cot (1)2csc 2'(1)x x x x xy x -+-=+ 2222(1)csc cot 4csc (1)x x x x xx -+-=+ （10）.ln 3ln 223x x x x y ++=2232223(3)(3ln )(2ln )(2)'(3ln )x x x x x x x x y x x ++-++=+ 4222(94)ln 32(3ln )x x x x x xx x -+-+=+ 9. 已知. ,cos 21sin 4πϕϕρϕϕϕρ=+=d d 求因为1s i n c o s s i n2d d ρϕϕϕϕϕ=+-班级 姓名学号所以4222422284d d πϕρπϕ==+-=+10. .1轴交点处的切线方程与写出曲线x xx y -= 令0y =，得11x x ==-或 因为2'1y x -=+， 所以 11'2,'2x x y y ==-==曲线在(1,0)处的切线方程为2(1)y x =-，即220x y --=； 曲线在(1,0)-处的切线方程为2(1)y x =+，即220x y -+=。
微积分第五版影印版)课后练习题含答案
微积分第五版影印版课后练习题含答案本文提供微积分第五版影印版课后练习题及其答案，方便读者进行练习和自我检验。
前言微积分是高等数学中最基础也是最重要的一门学科，在各个领域中都有广泛的应用。
本文提供微积分第五版影印版的课后练习题及其答案，希望读者通过练习，加深对微积分的理解，提高自己的能力。
课后习题第一章函数与极限1.1 函数的概念与性质1.已知函数f(x)=2x+1，求f(3)。
答案：$f(3)=2 \\times 3 +1=7$。
2.已知函数y=x2+1，求y(2)。
答案：y(2)=22+1=5。
3.已知函数f(x)=x3+3x，求f(−2)。
答案：$f(-2)=(-2)^3+3 \\times (-2)=-8-6=-14$。
…注：为了节约篇幅，本文仅列举几道习题及其答案。
第二章导数与微分2.1 导数的概念1.求函数y=x2在x=1的导数。
答案：y′=2x|x=1=2。
…第三章微分中值定理与导数的应用3.1 中值定理及其应用1.证明函数y=x2在区间[0,1]上满足罗尔定理的条件。
答案：由罗尔定理可得，若f(a)=f(b)，且f(x)在[a,b]上连续，f(x)在(a,b)内可导，那么必存在一点 $c\\in(a,b)$，使f′(c)=0。
在本题中，f(0)=0，f(1)=1，f(x)=x2在[0,1]上连续，f(x)在(0,1)内可导，于是满足罗尔定理的条件。
…第四章曲线的性质与应用4.1 曲率1.求函数y=x3在点(1,1)处的曲率半径。
答案：函数y=x3的导函数为y′=3x2，曲率公式为$R=\\frac{[1+(y')^2]^{3/2}}{|y''|}$。
在点(1,1)处，$y'=3\\times1^2=3$，y″=6x|x=1=6。
代入公式得$R=\\frac{[1+3^2]^{3/2}}{|6|}=\\frac{10\\sqrt{10}}{9}$。
…结语本文提供了微积分第五版影印版的课后习题及其答案，希望对读者有所帮助。
微积分第二章习题参考答案
,
y
3 2(1)3 (t 2)4
3 2(1)3 (t 1)4
,
y(n)
n!(1)n (t 2)n1
n!(1)n (t 1)n1
n!(1)n ( (t
1 2)n1
(t
1 1)n1
).
四.求下列函数所指定阶的导娄数.
1. y sh , y(100) . y sh ch , y 2ch sh , y 3sh ch , y(4) 4ch sh,
五.(1)
1 dy dx d arctan y dx 1 y2 dy,
x0
x0
x
x
2时,f ( x)在x 0处连续.
六.
设f
(
x
)存在,
求下列函数y的二阶时数
d2y dx 2
.
(1) y f (e x ).
y e x f (e x ),
y e x f (e x ) e2x f (e x ),
(2) f ( x) 0, y ln f ( x).
y f ( x) . f (x)
2.当 1时,函数在x 0处可导,
当 1时,函数在x 0处不可导.
三.解. f (1) f (1 0) 1, f (1 0) a b,
b 1 a;
又
f(1)
lim
x10
x2 1 x1
2,
f
(1)
lim
x 1 0
(ax b) x1
1
(ax 1 a) 1
lim
a,
2. tan t ;
3. 2 ln(1 x) dx; 1 x
4. 8tan(1 2 x2 )sec2(1 2 x2 ) xdx;
(t )(1 t ) (t )
(完整版)第二章导数与微分部分考研真题及解答
第二章 导数与微分 2.1导数的概念01.1)设f (0)=0，则f (x )在点x =0可导的充要条件为 （ B ）（A ）01lim(1cosh)h f h →-存在 （B ）01lim (1)h h f e h →-存在 （C ）01lim (sinh)h f h h →-存在 （D ）01lim [(2)()]h f h f h h→-存在03.3) 设f (x )为不恒等于零的奇函数，且)0(f '存在，则函数xx f x g )()(=(A) 在x =0处左极限不存在. (B) 有跳跃间断点x =0.(C) 在x =0处右极限不存在. (D) 有可去间断点x =0. [ D ] 03.4) 设函数)(1)(3x x x f ϕ-=，其中)(x ϕ在x =1处连续，则0)1(=ϕ是f (x )在x =1处可导的 [ A ](A) 充分必要条件. （B ）必要但非充分条件.(C) 充分但非必要条件 . (D) 既非充分也非必要条件. 05.12)设函数n nn xx f 31lim )(+=∞→，则f (x )在),(+∞-∞内 [ C ](A) 处处可导. (B) 恰有一个不可导点. (C) 恰有两个不可导点. (D) 至少有三个不可导点. 05.34) 以下四个命题中，正确的是 [ C ] (A ) 若)(x f '在（0，1）内连续，则f (x )在（0，1）内有界. (B) 若)(x f 在（0，1）内连续，则f (x )在（0，1）内有界. (C) 若)(x f '在（0，1）内有界，则f (x )在（0，1）内有界. (D) 若)(x f 在（0，1）内有界，则)(x f '在（0，1）内有界. (取f (x )=x1，x x f =)(反例排除) 06.34) 设函数()f x 在x =0处连续,且()22lim1n f h h→=,则 （ C ）(A )()()'000f f -=且存在(B)()()'010f f -=且存在(C)()()'000f f +=且存在 (D)()()'010f f +=且存在07.1234) 设函数f (x )在x =0处连续，下列命题错误的是： （ D ）（反例：()f x x =）(A ) 若0()limx f x x →存在，则f (0)=0. (B) 若0()()lim x f x f x x→+-存在，则f (0)=0.(C) 若0()lim x f x x →存在，则(0)f '存在. (D) 若0()()lim x f x f x x→--存在，则(0)f '存在04.2) 设函数()f x 在（,-∞+∞）上有定义, 在区间[0,2]上, 2()(4)f x x x =-, 若对任意的x 都满足()(2)f x k f x =+, 其中k 为常数.(Ⅰ)写出()f x 在[2,0]-上的表达式; (Ⅱ)问k 为何值时, ()f x 在0x =处可导. 【详解】(Ⅰ)当20x -≤<,即022x ≤+<时,()(2)f x k f x =+2(2)[(2)4](2)(4)k x x kx x x =++-=++.(Ⅱ)由题设知 (0)0f =.200()(0)(4)(0)lim lim 40x x f x f x x f x x+++→→--'===-- 00()(0)(2)(4)(0)lim lim 80x x f x f kx x x f k x x ---→→-++'===-.令(0)(0)f f -+''=, 得12k =-. 即当12k =-时, ()f x 在0x =处可导.2.2导数的运算法则06.2)设函数()g x 可微,1()(),(1)1,(1)2,g x h x e h g +''===则g (1)等于[C]（A ）ln31- （B ）ln31-- （C ）ln21--（D ）ln21-03.3) 已知曲线b x a x y +-=233与x 轴相切，则2b 可以通过a 表示为=2b 64a .03.3) 设,0,0,0,1cos )(=≠⎪⎩⎪⎨⎧=x x xx x f 若若λ其导函数在x =0处连续，则λ的取值范围是2>λ. 04.1) 曲线y=ln x 上与直线1=+y x 垂直的切线方程为 1-=x y .04.4) 设1ln arctan 22+-=x xxe e e y ，则1121+-==e e dx dy x .05.2) 设xx y )sin 1(+=，则π=x dy=dx π- .09农）设2()ln(4cos 2)f x x x =+，则()8f π'=41π+ 10.2)已知一个长方形的长l 以2cm/s 的速率增加，宽w 以3cm/s 的速率增加，则当12cm l =，5cm w =时，它的对角线增加速率为3cm/s2.3高阶导数06.34) 设函数()2f x x =在的某领域内可导,且()()(),21f x f x e f '==,则()2f '''=32e（复合求高阶导） 07.234)设函数1,23y x =+则()(0)n y =12(1)!().33n n n - 10.2)函数ln(12)y x =-在0x =处的n 阶导数()(0)n y =2(1)!n n --2.4隐函数导数 由参数方程确定的函数的导数 01.2)设函数()y f x =由方程2cos()1x ye xy e +-=-所确定，则曲线()yf x =在点(0,1)处的法线方程为220x y -+=03.2) 设函数y =f (x )由方程4ln 2y x xy =+所确定，则曲线y =f (x )在点(1,1)处的切线方程是x-y =0 .08.1)曲线()sin ln()xy y x x +-=在点(0,1)处的切线方程是1y x =+02.1)已知函数()y y x =由方程2610ye xy x ++-=确定，则(0)y ''= -209.2) 设()y y x =是方程1yxy e x +=+确定的隐函数，则202|x dy dx== -306.2) 设函数()y y x =由方程1yy xe =-确定，则x dy dx==e-02.2)已知曲线的极坐标方程是1cos r θ=-，求曲线上对应于6πθ=处的切线与法线的直角坐标方程.07.2) 曲线2cos cos ,1sin x t t y t⎧=+⎨=+⎩上对应于4t π=03.2) 设函数y =y (x )由参数方程)1(,21ln 2112>⎪⎩⎪⎨⎧=+=⎰+t du u e y t x t u所确定，求.922=x dx y d【详解】由t et t t e dt dy t ln 2122ln 21ln 21+=⋅+=+，t dtdx4=，得,)ln 21(24ln 212t e t t et dtdx dt dy dx dy +=+== 所以 dtdx dx dy dt d dx y d 1)(22==t t t e 412)ln 21(122⋅⋅+-⋅ =.)ln 21(422t t e+-当x =9时，由221t x +=及t >1得t =2, 故.)2ln 21(16)ln 21(42222922+-=+-===et t edx y d t x 07.2) 已知函数f (u )具有二阶导数，且(0)1f '=，函数y =y (x )由方程11y y xe --=所确定，设(ln sin )z f y x =-，求2002,.x x dzd z dxdx ==【详解】(ln sin )(cos )dz y f y x x dx y''=-⋅-，22222(cos )(sin )d z y y y y f x f x dx y y ''''-'''=⋅-+⋅+ 在11y y xe--=中, 令x = 0 得y =1 . 而由11y y xe --=两边对x 求导得110y y y e xe y --''--=再对x 求导得 111210y y y y y ey e y xe y xe y ----'''''''----=将x =0, y =1代入上面两式得 (0)1,(0) 2.y y '''== 故(0)(00)0,x dz f dx='=-=202(0)(21) 1.x d z f dx ='=⋅-=10.2)设函数()y f x =由参数方程22()x t t y t ψ⎧=+⎨=⎩，(1)t >-所确定，其中()t ψ具有2阶导数，且5(1),2ψ=(1)6,ψ'=已知2234(1)d y dx t =+，求函数()t ψ.2.5微分及其应用02.2)设函数()f u 可导，2()y f x =当自变量x 在1x =-处取增量0.1x ∆=-时，相应的函数增量y ∆的线性主部为0.1，则(1)f '= （ D ） （A ）-1. （B ）0.1. （C ）1. （D ）0.5.06.1234) 设函数()y f x =具有二阶导数，且()0,()0f x f x '''>>，x ∆为自变量x 在0x 处的增量，y ∆与dy 分别为()f x 在点0x 处对应的增量与微分，若0x ∆>，则 [ A ] (A )0.dy y <<∆ （B ）0.y dy <∆< (C) 0.y dy ∆<<（D ）0.dy y <∆<弹性07.34)设某商品的需求函数为1602Q P =-，其中Q ，P 分别表示需求量和价格，如果该商品需求弹性的绝对值等于1，则商品的价格是 （ D ） (A ) 10. (B) 20. (C) 30. (D) 40.01.34)设生产函数为,Q AL K αβ=其中Q 是产出量，L 是劳动投入量，K 是资本投入量，而,,A αβ均为大于零的参数，则当1Q =时K 关于L 的弹性为αβ-09.3) 设某产品的需求函数为Q=Q(P)，其对应价格P 的弹性ζ=0.2，则当需求量为1000件时，价格增加1元会使产品收益增加 12000 元10.3)设某商品的收益函数为()R p ，收益弹性为31p +，其中p 为价格，且(1)1R =，则()R p =313p pe-02.4)设某商品需求量Q 是价格p 的单调减少函数：(),Q Q p =其需求弹性2220.192p pη=>-（1）设R 为总收益函数，证明(1)dRQ dpη=-.（2）求6p =时，总收益对价格的弹性，并说明其经济意义.04.34) 设某商品的需求函数为Q = 100 - 5P ，其中价格P ∈ (0 , 20)，Q 为需求量.(I) 求需求量对价格的弹性d E (d E > 0)；(II) 推导)1(d E Q dPdR-=(其中R 为收益)，并用弹性d E 说明价格在何范围内变化时，降低价格反而使收益增加. 【详解】(I) PPdP dQ Q P E d -==20. (II) 由R = PQ ，得)1()1(d E Q dPdQ Q P Q dP dQ P Q dP dR -=+=+=. 又由120=-=P P E d ，得P = 10. 当10 < P < 20时，d E > 1，于是0<dPdR，故当10 < P < 20时，降低价格反而使收益增加.。
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。
2第二章导数与微分1
2第二章导数与微分1 D0x x =．根据导数的几何意义及直线的点斜式方程，可得曲线()y f x =在点00(,)M x y 处的切线方程和法线方程分别为：切线方程：000()()y y f x x x '-=-； 法线方程：0001()()y y x x f x -=--'． 5．函数可导性与连续性的关系 如果函数()y f x =在点0x 处可导，则()f x 在点0x 处必连续，但反之不一定成立，即函数()y f x =在点0x 处连续，它在该点不一定可导．（二）基本求导法则与导数公式1．常数和基本初等函数的导数公式（1）()0C '= ； （2）1()x x μμμ-'=； （3）(sin )cos x x '= ； （4）(cos )sin x x '=-； （5）2(tan )sec x x '= ； （6）(cot )csc x x '=-；（7）(sec )sec tan x x x'= ； （8）(csc )csc cot x x x '=-；（9）()ln x x a a a '= ； （10）()x x e e '= ； （11）1(log )ln a x x a'= ；（12）1(ln )x x'=；（13）2(arcsin )1x x'=- ； （14）2(arccos )1x x'=- ；（15）21(arctan )1x x '=+ ； （16）21(arccot )1x x'=-+ ．2．函数的和、差、积、商的求导法则 设函数()u u x =，()v v x =都可导，则 （1）()u v u v '''±=± ； （2）()Cu Cu ''=（C 是常数）； （3）()uv u v uv '''=+ ；（4）2()u u v uv v v''-'= （0v ≠）．3．复合函数的求导法则 设()y f u =，而()u g x =且()f u 及()g x 都可导，则复合函数[()]y f g x =的导数为dy dy dudx du dx=⋅ 或()()()y x f u g x '''=⋅．（三）高阶导数1．定义一般的，函数()y f x =的导数()y f x ''=仍然是x 的函数．我们把()y f x ''=的导数叫做函数()y f x =的二阶导数，记作y ''或22d ydx ，即()y y ''''=或22d y d dy dx dx dx ⎛⎫= ⎪⎝⎭．相应地，把()y f x =的导数()f x '叫做函数()y f x =的一阶导数．类似地，二阶导数的导数叫做三阶导数，三阶导数的导数叫做四阶导数，，一般的，(1)n -阶导数的导数叫做n 阶导数，分别记作y '''，(4)y，，()n y 或33d y dx ，44d ydx，，n nd ydx．函数()y f x =具有n 阶导数，也常说成函数()f x 为n 阶可导．如果函数()f x 在点x 处具有n 阶导数，那么()f x 在点x 的某一邻域内必定具有一切低于n 阶的导数．二阶及二阶以上的导数统称为高阶导数．（四）隐函数的导数函数的对应法则由方程(,)0F x y =所确定，即如果方程(,)0F x y =确定了一个函数关系()y f x =，则称()y f x =是由方程(,)0F x y =所确定的隐函数形式．隐函数的求导方法主要有以下两种：1．方程两边对x 求导，求导时要把y 看作中间变量．例如：求由方程0y e xy e +-=所确定的隐函数的导数dy dx．解：方程两边分别对x 求导，()(0)y x x e xy e ''+-= ，得0ydy dy e y x dx dx++= ， 从而ydy ydx x e =-+．2．一元隐函数存在定理x y F dydx F '=-'． 例如：求由方程0y e xy e +-=所确定的隐函数的导数dydx． 解：设(,)y F x y e xy e =+-，则()()yx yy y e xy e F dy y x dx F e x e xy e y∂+-'∂=-=-=-∂'++-∂ ．（五）由参数方程所确定的函数的导数一般地，若参数方程()()x t y t ϕφ=⎧⎨=⎩确定y 是x 的函数，则称此函数关系所表达的函数为由该参数方程所确定的函数，其导数为()()dy t dx t φϕ'='，上式也可写成dy dy dt dxdx dt=．其二阶导函数公式为223()()()()()d y t t t t dx t φϕφϕϕ''''''-=' ．（六）幂指函数的导数一般地，对于形如()()v x u x （()0u x >，()1u x ≠）的函数，通常称为幂指函数．对于幂指函数的导数，通常有以下两种方法： 1．复合函数求导法将幂指函数()()v x u x 利用指数函数和对数函数的性质化为()ln ()v x u x e 的形式，然后利用复合函数求导法进行求导，最后再把结果中的()ln ()v x u x e 恢复为()()v x u x 的形式．例如：求幂指函数xy x =的导数dydx．解：因ln x x xx e = ，故()ln ln (ln )(1ln )x xx x x dy d e e x x x x dx dx'==⋅=+． 2．对数求导法对原函数两边取自然对数，然后看成隐函数来求y 对x 的导数．例如：求幂指函数x y x =的导数dy dx．解：对幂指函数x y x =两边取对数，得 ln ln y x x =，该式两边对x 求导，其中y 是x 的函数，得11ln dy x y dx ⋅=+，故 (1ln )(1ln )x dy y x x x dx=+=+． 二、函数的微分1．定义：可导函数()y f x =在点0x 处的微分为00()x x dy f x dx ='= ；可导函数()y f x =在任意一点x 处的微分为()dy f x dx '=．2．可导与可微的关系 函数()y f x =在点x 处可微的充分必要条件是()y f x =在点x 处可导，即可微必可导，可导必可微．3．基本初等函数的微分公式（1）()0d C dx = ； （2）1()d x x dx μμμ-=； （3）(sin )cos d x xdx = ； （4）(cos )sin d x xdx =-； （5）2(tan )sec d x xdx = ； （6）(cot )csc d x xdx =-；（7）(sec )sec tan d x x xdx= ； （8）(csc )csc cot d x x xdx =- ；（9）()ln x x d a a adx = ； （10）()x x d e e dx =；（11）1(log )ln a d x dxx a= ； （12）1(ln )d x dx x=；（13）2(arcsin )1d x dxx=- ； （14）2(arccos )1d x dx x=- ；（15）21(arctan )1d x dx x=+ ； （16）21(arccot )1d x dx x=-+ ．4．函数和、差、积、商的微分法则 设函数()u u x =，()v v x =都可导，则 （1）()d u v du dv ±=± ； （2）()d Cu Cdu =（C 是常数）； （3）()d uv vdu udv =+ ； （4）2()u vdu udv d vv-= （0v ≠）．5．复合函数的微分法则 设()y f u =及()u g x =都可导，则复合函数[()]y f g x =的微分为()()x dy y dx f u g x dx'''==．由于()g x dx du '=，所以复合函数[()]y f g x =的微分公式也可写成()dy f u du '=或udy y du '=． 由此可见，无论u 是自变量还是中间变量，微分形式()dy f u du '=保持不变．这一性质称为微分形式的不变性．该性质表明，当变换自变量时，微分形式()dy f u du '=并不改变．【典型例题】【例2-1】以下各题中均假定0()f x '存在，指出A 表示什么．1．000()()lim x f x x f x A x∆→-∆-=∆． 解：根据导数的定义式，因0x ∆→时，0x -∆→，故0000000()()()()lim lim ()x x f x x f x f x x f x f x x x∆→∆→-∆--∆-'=-=-∆-∆， 即0()A f x '=-．2．设0()lim x f x A x→=，其中(0)0f =，且(0)f '存在． 解：因(0)0f =，且(0)f '存在，故0()()(0)limlim (0)0x x f x f x f f x x →→-'==-，即(0)A f '=． 3．000()()lim h f x h f x h A h→+--=． 解：根据导数的定义式，因0h →时，0h -→，故00000000()()()()()()limlimh h f x h f x h f x h f x f x f x h h h→→+--+-+--= 00000()()[()()]limh f x h f x f x h f x h →+----= 000000()()()()limlimh h f x h f x f x h f x h h→→+---=+- 000()()2()f x f x f x '''=+=，即 02()A f x '=．【例2-2】分段函数在分界点处的导数问题． 1．讨论函数322,1()3,1x x f x x x ⎧≤⎪=⎨⎪>⎩在1x =处的可导性．解：根据导数的定义式，3211122()(1)233(1)lim lim lim(1)2113x x x x f x f f x x x x ----→→→--'===++=--， 2112()(1)3(1)lim lim 11x x x f x f f x x +++→→--'===+∞--， 故()f x 在1x =处的左导数(1)2f -'=，右导数不存在，所以()f x 在1x =处不可导． 2．讨论函数21sin ,0()0,0x x f x xx ⎧≠⎪=⎨⎪=⎩ 在0x =处的可导性． 解：因20001sin 0()(0)1(0)lim lim lim sin 00x x x x f x f x f x x x x→→→--'====-， 故函数()f x 在0x =处可导． 3．已知函数2,1(),1x x f x ax b x ⎧≤=⎨+>⎩ 在1x =处连续且可导，求常数a 和b 的值．解：由连续性，因(1)1f =，211(1)lim ()lim 1x x f f x x ---→→===， 11(1)lim ()lim()x x f f x ax b a b +++→→==+=+，从而1a b +=① 再由可导性，2111()(1)1(1)lim lim lim(1)211x x x f x f x f x x x ----→→→--'===+=--， 11()(1)1(1)lim lim 11x x f x f ax b f x x +++→→-+-'==--，而由①可得1b a =-，代入(1)f +'，得11()(1)(1)lim lim 11x x f x f ax af a x x +++→→--'===--，再由(1)(1)f f -+''=可得2a =，代入①式得1b =-．【例2-3】已知sin ,0(),0x x f x x x <⎧=⎨≥⎩ ，求()f x '．解：当0x <时，()(sin )cos f x x x''==，当0x ≥时，()()1f x x ''==，当0x =时的导数需要用导数的定义来求．0()(0)sin (0)lim lim 10x x f x f xf x x ---→→-'===-， 00()(0)0(0)lim lim 10x x f x f x f x x+++→→--'===-， (0)(0)1f f -+''==，故 (0)1f '=，从而 cos ,0()1,0x x f x x <⎧'=⎨≥⎩．【例2-4】求下列函数的导数． 1．(sin cos )x y e x x =+．解： ()(sin cos )(sin cos )x x y e x x e x x '''=+++(sin cos )(cos sin )x x e x x e x x =++-2cos x e x =．2．22sin 1xy x=+．解：222222sin cos 111x x x y x x x ''⎛⎫⎛⎫'==⋅ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭2222222(1)(2)cos 1(1)x x x x x +-=⋅++22222(1)2cos (1)1x x x x -=++．3．ln cos()x y e =． 解：1ln cos()cos()cos()xxx y e e e '''⎡⎤⎡⎤==⋅⎣⎦⎣⎦1sin()()cos()x xx e e e '⎡⎤=⋅-⋅⎣⎦ 1sin()cos()x x x e e e ⎡⎤=⋅-⋅⎣⎦ tan()x x e e =-． 4．2ln(1)y x x =++．解：222ln(1)(1)1y x x x x x x '⎡⎤''=++=++⎣⎦++ 2221121x x x ⎡⎤'=⋅+⎢+++⎣ 22111x x x ⎡⎤=⋅+⎢+++⎣ 222111x x x x+=+++21x=+．【例2-5】求下列幂指函数的导数． 1．sin x y x = （0x >）． 解：sin sin ln sin ln ()()(sin ln )x x x x x y x e e x x ''''===⋅ sin ln 1(cos ln sin )x xex x x x=⋅+⋅sin sin (cos ln )x xx x x x=+． 说明：本题也可采用对数求导法，即：对幂指函数sin x y x =两边取对数，得ln sin ln y x x =，该式两边对x 求导，其中y 是x 的函数，得11cos ln sin y x x x y x'⋅=+⋅， 故1(cos ln sin )y y x x x x '=+⋅sin sin (cos ln )x xx x x x=+．2．1xx y x ⎛⎫= ⎪+⎝⎭（0x >）．解：ln ln 11ln 11x x x x x x xx x y e e x x x ++'''⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫'===⋅⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥++⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎣⎦ ln11ln 11xx xx x x ex x x x +⎡⎤'+⎛⎫⎢⎥=⋅+⋅⋅ ⎪++⎢⎥⎝⎭⎣⎦()ln1211ln 11x x xx x x x ex x x x +⎡⎤++-=⋅+⋅⋅⎢⎥++⎢⎥⎣⎦1ln 111xx x x x x ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭．说明：本题也可采用对数求导法，即：对幂指函数1xx y x ⎛⎫= ⎪+⎝⎭两边取对数，得ln ln 1xy x x=+，该式两边对x 求导，其中y 是x 的函数，得111ln ln 1111x x x x y x y x x x x x'+⎛⎫'⋅=+⋅⋅=+ ⎪++++⎝⎭ ， 故11ln ln 11111xx x x y y x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫'=+=+ ⎪ ⎪ ⎪+++++⎝⎭⎝⎭⎝⎭．【例2-6】用对数求导法求下列函数的导数．1．x y y x = （0x >）．解：等式两边取对数，得ln ln x y y x =，两边对x 求导，注意y 是x 的函数，得ln ln x yy y y x y x ''+⋅=+ ，整理得(ln )ln x yx y y y x'-=-， 则22ln ln ln ln yy y xy yx y xx xy x x y--'==-- ．2．22512x y x +=+．解：等式两边取对数，得22225511ln lnln 222x y x x +==++，即2212ln ln(1)ln(2)5y x x =+-+，也即 2210ln 5ln(1)ln(2)y x x =+-+， 两边对x求导，注意y是x的函数，得221010212x x y y x x '=-++ ，故22222251021101215102y x x x x x y x x x x x +⎛⎫⎛'=-=- ⎪ ++++⎝⎭⎝+ ．【例2-7】求下列抽象函数的导数．1．已知函数()y f x =可导，求函数1sin ()xy f e =的导数dy dx． 解：111sin sin sin ()()()x x x dy d f e f e e dx dx ⎡⎤'==⋅⎢⎥⎣⎦11sin sin 1()()sin x xf e e x '=⋅⋅1111sin sin sinsin 22cos cos ()()sin sin xxx xx x f e ee f e x x-=⋅⋅=- ．2．设函数()f x 和()g x 可导，且22()()0f x g x +≠，试求函数22()()y f x g x =+dydx．解：222222()()()()2()()f xg x dy d f x g x dx dxf xg x '⎡⎤+⎣⎦=+=+22222()()()()f xg x f x g x ''''==++ ．【例2-8】求由下列方程所确定的隐函数()y y x =的导数．1．220x xy y -+=．解：方程两边分别对x求导，得220dy dyx y x y dx dx--⋅+⋅=，整理得(2)2dyx y x y dx-=-，故22dy x y dx x y -=- ．说明：此题也可用隐函数存在定理来求解，即：设22(,)F x y x xy y =-+， 则2222x y F dy x y x ydx F x y x y'--=-=-='-+- ．2．1y y xe =+．解：方程两边分别对x 求导，得 0y y dy dy e xe dx dx=++⋅，整理的(1)yydy xe e dx-=，故1y y dy e dx xe =- ．说明：此题也可用隐函数存在定理来求解，即：设(,)1y F x y xe y =+-， 则11y yx y yy F dy e e dx F xe xe'=-=-='-- ．【例2-9】求由下列参数方程所确定的函数()y y x =的导数．1．2ttx e y e-⎧=⎨=⎩ ．解：()()21222t t t t t dy e dy e dt dx dx e e e dt--'-====-' ．2．111x t t y t ⎧=⎪⎪+⎨⎪=⎪+⎩．解：()()2211111111t t t dy t dy t dt dx dx dt t t '+-⎛⎫ ⎪++⎝⎭====--'⎛⎫ ⎪++⎝⎭．【例2-10】求下列函数的微分． 1．22()tan (12)f x x =+． 解：因22222()tan (12)2tan(12)sec (12)4f x x x x x ''⎡⎤=+=+⋅+⋅⎣⎦， 故222()8tan(12)sec (12)dy f x dx x x x dx '==++．2．21()x f x -=解：因()22211122()211x xxxef x ee x x---''==⋅=---故212()1x dy f x dx dx x-'==-．3．2()arctan 1f x x x =-解：因(2221()arctan 12arctan 1x f x x x x x x '-'=-=-+，故2()2arctan 121dy f x dx x x dx x x ⎡'==-+⎢-⎣． 4．22()sin ln(1)f x x x =+． 解：因222222()sin ln(1)2sin cos ln(1)sin 1x f x x x x x x x x ''⎡⎤=+=++⎣⎦+，故2222sin ()sin 2ln(1)1x x dy f x dx x x dx x ⎡⎤'==++⎢⎥+⎣⎦． 【例2-11】求曲线x y xe -=在点(0,1)处的切线方程和法线方程．解：()x x x y xe e xe ---''==-，01x y ='=，故曲线在点(0,1)处的切线方程为11(0)y x -=⋅-，即 10x y -+=；法线方程为11(0)y x -=-⋅-即 10x y +-=．【例2-12】求曲线224x xy y ++=在点(2,2)-处的切线方程和法线方程．解：这是由隐函数所确定的曲线，按隐函数求导数，有220x y xy y y ''+++⋅=，即 22x yy x y+'=-+ ；由导数的几何意义，曲线在点(2,2)-处的斜率为2222212x x y y x y y x y===-=-+'=-=+，故曲线在点(2,2)-处的切线方程为 21(2)y x +=⋅-，即 40x y --=；法线方程为21(2)y x +=-⋅-，即 0x y +=．【例2-13】求椭圆2cos 4sin x t y t=⎧⎨=⎩在点4t π=处的切线方程和法线方程．解：将4t π=代入椭圆方程，得曲线上对应的点为(2,22)，又4cos 2cot 2sin t t y ty tx t''===-'-，切线斜率为442cot 2t t y tππ=='=-=-，故所求切线方程为222(2)y x -=--，即 2420x y +-=；所求法线方程为 122(2)2y x -=--，即 2520x y +-=．【历年真题】一、选择题1．（2010年，1分）已知(1)1f '=，则0(12)(1)limx f x f x∆→-∆-∆等于（ ）（A ）1 （B ）1-（C ）2 （D ）2-解：根据导数的定义，0(12)(1)[1(2)](1)lim2lim2x x f x f f x f x x∆→∆→-∆-+-∆-=-∆-∆ 2(1)2f '=-=-，选（D ）．2．（2010年，1分）曲线2y x =在点(1,1)处的法线方程为（ ）（A ）y x =（B ）322x y =-+（C ）322x y =+（D ）322x y =--解：根据导数的几何意义，切线的斜率1122x x k y x=='===，故法线方程为11(1)2y x -=--，即 322x y =-+，选（B ）． 3．（2010年，1分）设函数()f x 在点0x 处不连续，则（ ）（A ）0()f x '存在 （B ）0()f x '不存在（C ）lim ()x f x →∞必存在 （D ）()f x 在点0x 处可微解：根据“可导必连续”，则“不连续一定不可导”，选项（B ）正确． 4．（2009年，1分）若000()()lim h f x h f x h A h→+--=，则A =（）（A ）0()f x ' （B ）02()f x ' （C ）0（D ）01()2f x '解：000()()lim h f x h f x h A h→+--= 00000()()[()()]limh f x h f x f x h f x h →+----= 000000()()()()limlimh h f x h f x f x h f x h h→→+---=+- 000()()2()f x f x f x '''=+=，选项（B ）正确．5．（2008年，3分）函数()f x x =，在点0x =处()f x （ ）（A ）可导 （B ）间断 （C ）连续不可导 （D ）连续可导解：由()f x x =的图象可知，()f x 在点0x =处连续但不可导，选项（C ）正确．说明：()f x x =的连续性和可导性，也可根据连续和导数的定义推得．6．（2008年，3分）设()f x 在0x 处可导，且0()0f x '≠，则0()f x '不等于（ ） （A ）000()()limx xf x f x x x →-- （B ）000()()limx f x x f x x∆→+∆-∆（C ）000()()limx f x x f x x∆→-∆-∆ （D ）000()()lim()x f x x f x x ∆→-∆--∆解：根据导数的定义，选项（C ）符合题意． 7．（2007年，3分）下列选项中可作为函数()f x 在点0x 处的导数定义的选项是（ ）（A ）001lim [()()]n n f x f x n→∞+- （B ）000()()limx xf x f x x x →--（C ）000()()limx f x x f x x x ∆→+∆--∆∆ （D ）000(3)()limx f x x f x x x∆→+∆-+∆∆ 解：选项（A ）000001()()1lim [()()]lim ()1n n f x f x n n f x f x f x nn+→∞→∞+-'+-==，选项（C ）0000()()lim 2()x f x x f x x f x x∆→+∆--∆'=∆， 选项（D ）0000(3)()lim 2()x f x x f x x f x x∆→+∆-+∆'=∆，故选（B ）． 8．（2007年，3分）若()f u 可导，且(2)x y f =，则dy =（ ）（A ）(2)x f dx ' （B ）(2)2x x f d '（C ）[(2)]2x x f d ' （D ）(2)2x x f dx '解：因(2)(2)2(2)2ln 2x x x x x dy df f d f dx ''===，故选项（B ）正确．9．（2006年，2分）设()u x ，()v x 为可导函数，则()ud v=（ ）（A ）dudv（B ）2vdu udvu- （C ）2udv vduu + （D ）2udv vduu- 解：222()()u u u v uv u vdx uv dx vdu udvd dx dx v v v v v''''---'====，选（B ）．10．（2005年，3分）设()(1)(2)(99)f x x x x x =---，则(0)f '=（ ）（A ）99!- （B ）0 （C ）99!（D ）99解：当0x =时，()f x '中除(1)(2)(99)x x x ---项外，其他全为零，故(0)(01)(02)(099)99!f '=---=-，选项（A ）正确．11．（2005年，3分）设ln y x =，则()n y =（ ） （A ）(1)!n n n x -- （B ）2(1)(1)!n n n x ---（C ）1(1)(1)!n n n x ---- （D ）11(1)!n n n x --+-解：由ln y x =可得，1y x'=，21y x''=-，433222!xy xx x-'''=-==， 2(4)64233!x yx x⋅=-=-，，对比可知，选项（C ）正确．12．（2005年，3分）2sin ()d xd x =（）（A ）cos x （B ）sin x - （C ）cos 2x（D ）cos 2x x解：2sin cos cos ()22d x xdx x d x xdxx==，选项（D ）正确． 二、填空题1．（2010年，2分）若曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线平行于直线23y x =-，则0()f x '= ． 解：切线与直线平行，则切线的斜率与直线的斜率相等，故0()2f x '=．2．（2010年，2分）设cos(sin )y x =，则dy = ． 解：cos(sin )sin(sin )cos dy d x x xdx ==-．3．（2008年，4分）曲线21y x =+在点(1,2)的切线的斜率等于 ．解：由导数的几何意义可知，切线斜率(1,2)(1,2)22k y x'===．4．（2008年，4分）由参数方程cos sin x ty t=⎧⎨=⎩确定的dy dx= ．解：(sin )cos cot (cos )sin t t y dy t tt dx t tx ''====-'-'． 5．（2006年，2分）曲线2sin y x x =+在点(,1)22ππ+处的切线方程是 ．解：切线的斜率(,1)(,1)2222(12sin cos )1k y x x ππππ++'==+=，故切线方程为(1)1()22y x ππ-+=⋅-，即1y x =+．6．（2006年，2分）函数2()(1)f x x x x =-不可导点的个数是 ．解：2222(1),0()(1),0x x x f x x x x ⎧+≥=⎨-+<⎩ ，显然，当0x ≠时，()f x 可导； 当0x =时，2200()(0)(1)(0)lim lim 00x x f x f x x f x x+++→→-+'===-， 2200()(0)(1)(0)lim lim 00x x f x f x x f x x-+-→→--+'===-，故 (0)0f '=． 故函数()f x 的不可导点的个数为0．7．（2006年，2分）设1(1)x y x=+，则dy = ．解：因11ln(1)ln(1)21111[(1)][][ln(1)()]11x x x x xy e e x x x x x++'''=+==++⋅⋅-+111(1)[ln(1)]1x x x x =++-+，故 111(1)[ln(1)]1x dy dx x x x =++-+．三、计算题1．（2010年，5分）设函数()y y x =由方程2xy x y=+所确定，求x dy dx=．解：方程2xy x y =+两边对x 求导，考虑到y 是x 的函数，得2ln 2()1xy dy dy y xdx dx⋅+=+，整理得2ln 22ln 21xyxydy dyy x dx dx+⋅=+，故2ln 2112ln 2xy xydy y dx x -=-．当0x =时，代入原方程可得1y =，所以012ln 21ln 21ln 2112ln 21xy x x xy y dy y dxx ===--===--． 说明：当得到2ln 2()1xy dy dy y x dxdx⋅+=+后，也可直接将0x =，1y =代入，得ln 21dydx =+，故 0ln 21x dy dx==-．2．（2010年，5分）求函数sin x y x =（0x >）的导数．解：sin sin ln sin ln sin ln 1()()()(cos ln sin )x x x x x x xy x e e e x x x x ''''====+⋅sin sin (cos ln )x xx x x x=+． 3．（2009年，5分）设22sin 1xy x=+，求dy dx．解：因22sin1xy x =+，故22(sin )1dy x dx x'=+ 2222222222(1)22222cos cos 1(1)(1)1x x x x x xx x x x+-⋅-=⋅=++++． 4．（2006年，4分）设()f x 可导，且22()f x a x'=-，求22()df a x dx-．解：222222()()df a x f a x a x dx''-=-⋅- 22222222222()a x xx a xa a x -==----． 5．（2005年，5分）已知sin ,0(),0x tdtx f x xa x ⎧⎪≠=⎨⎪=⎩⎰ ．（1）()f x 在0x =处连续，求a ； （2）求()f x '． 解：（1）因 0sin lim ()lim limsin 0x x x x tdt f x x x→→→===⎰，故由()f x在0x =处连续可得，0lim ()(0)x f x f →=，即 0a =．（2）当0x ≠时，002sin sin sin ()x x tdt x x tdtf x x x '⎛⎫- ⎪'== ⎪⎝⎭⎰⎰；当0x =时，02000sin sin ()(0)(0)limlim limxxx x x tdt tdt f x f xf x xx→→→-'===-⎰⎰0sin 1lim22x x x →==． 故02sin sin ,0()1,02x x x tdtx x f x x ⎧-⎪≠⎪'=⎨⎪=⎪⎩⎰ ．。
(完整版)第二章导数与微分(答案)
第二章 导数与微分(一)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 ( C )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 )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 ) 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( C ) 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 ( D )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( D ) 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 ) A ．8 B ．12 C ．-6 D ．68．设()x f e y =且()x f 二阶可导，则=''y ( D )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 )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 )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( D )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 ) 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 )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 )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( B )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()a f '。
大学教材高等数学上答案
大学教材高等数学上答案第一章：极限与连续性1.1 极限的概念与性质1.2 无穷大与无穷小1.3 极限存在准则1.4 极限运算法则1.5 两个重要极限1.6 函数连续性第二章：导数与微分2.1 导数的概念2.2 导数的基本公式2.3 常见函数的导数2.4 高阶导数2.5 隐函数与参数方程2.6 微分与微分近似第三章：微分中值定理与导数的应用3.1 罗尔定理与拉格朗日中值定理3.2 导数的应用3.3 泰勒公式与多项式逼近3.4 曲线凹凸性与拐点3.5 最值与最优化问题第四章：不定积分4.1 不定积分的概念与性质4.2 基本积分公式与常见积分4.3 积分方法与换元积分法4.4 分部积分法与三角函数积分4.5 有理函数的积分4.6 径向函数的积分第五章：定积分5.1 定积分的概念与性质5.2 牛顿-莱布尼茨公式5.3 定积分的计算5.4 反常积分5.5 曲线的弧长与曲面的面积第六章：定积分的应用6.1 几何应用6.2 物理应用6.3 概率统计应用6.4 空间曲线的长度6.5 平面曲线的面积6.6 周期函数的平均值与均值公式第七章：常微分方程7.1 基本概念与术语7.2 可分离变量方程7.3 一阶线性微分方程7.4 高阶常系数线性微分方程7.5 非齐次线性微分方程7.6 二阶常系数线性微分方程7.7 模拟与改进第八章：多元函数微分学8.1 多元函数的极限与连续性8.2 偏导数与全微分8.3 隐函数与逆函数8.4 方向导数与梯度8.5 高阶导数与泰勒展开8.6 多元函数的极值与条件极值第九章：多元函数积分学9.1 二重积分的概念与性质9.2 二重积分的计算9.3 二重积分的应用9.4 三重积分的概念与性质9.5 三重积分的计算9.6 三重积分的应用第十章：曲线积分与曲面积分10.1 第一类曲线积分10.2 第二类曲线积分10.3 基本的曲线积分计算10.4 曲线积分的应用10.5 第一类曲面积分10.6 第二类曲面积分10.7 张量计算第十一章：向量场与无散场11.1 向量场11.2 梯度场与势函数11.3 散度与无散场11.4 协变导数与无旋场第十二章：级数12.1 数项级数的概念与性质12.2 正项级数的审敛法12.3 一般级数12.4 幂级数与函数展开12.5 函数与级数之间的转换本文是关于大学教材高等数学上的答案整理，按照教材的章节顺序进行内容概述，考虑到篇幅限制，只给出了每一章的主要内容。
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x 第二章导数与微分(一)f X 0 X f X 0Ix 0X3 .函数f x 在点x 0连续，是f x 在点x 0可导的（A ）5. 若函数f x 在点a 连续，则f x 在点a （ D ）C . a6. f x x 2 在点X 2处的导数是（D ） 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 ）A . 8B . 12C . -6D . 68.设y e f x 且fx 二阶可导，则y （ D ）A . e f xB f X r e ff X££fX丄2x C . e f x f x D . ef x9.若 f x axe , x 0在x 0处可导，则a ， b 的值应为 b sin2x,(A ) A .左导数存在； B .右导数存在； C .左右导数都存在 1 .设函数y f x ，当自变量x 由x 0改变到X ox 时，相应函数的改变量f x 0 x B .f x 0 x C . f x 0X f X 0 f X 。
x2 .设f x 在x o 处可，则limf X 0 B .X oC . f X 0D . 2 f X 0A .必要不充分条件B . 充分不必要条件C .充分必要条件既不充分也不必要条件4.设函数y f u 是可导的，且ux2，则 dy ( C )x 2 B . xf x 2C .2 22xf x D . x f xD .有定义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 0 处（A ）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11.函数fx 与g x 在x 0处都没有导数，则Fxg x 在 x o 处(D )13 . y arctg 1，贝U yxA .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 xf g x ，在 X X 。
处可导，则（A）g x 都必须可导B . f x 必须可导C . g x 必须可导D .x 都不一定可导B.11 x2C.x21 X22x2x14.设f x在点a处为二阶可导, hh hC. 2f a15.设f x在a,b内连续，且X。
a,b，则在点X。
处（BA f xC .f x16.设f X 17.函数y18.设函数19.设函数的极限存在，且可导的极限不存在在点x a处可导，则B. f x的极限存在，但不一定可导D . f x的极限不一定存在n m ofa f a hhX 1导数不存在的点X 1 of x sin 2x ，贝U f —2 4y y X由方程xy e x e y0所确定，则y'0 —1 ___ o1lnx 在点P e,1处的切线方程y 1 x e 。
e(1)y si nx21.若 f xx t 2 2t ，则巴1/2 。
y ln 1 tdxt 022.若函数 y x e cosxsin x ，贝U dy -x2e cosx 。
23.若 f x 可导， y f f f x ，则yf f f x f f x fx24.曲线5y232x1 5在点 0, 11处的切线方程是y 1255 3o0处的连续性与可导性:讨论下列函数在 25.x x 0。
解: v lim sinxxsi n0 •- yf xf 0sin xf 0 lim ------- l im -0处连续x x又 0x 0x 0sinx 在 xlimf x f 0sin xf 0 lim -limx 0 x 0 x 0 xf 0 f 0，故 y sin x在xlim x 0 0处不可导。
sin x 1x.1 xsin , x 0,1解：T lim xsi nx 0 x，二函数在 x 0处连续 又limx1 xsinx- 0x xlim sin-不存在。
x 0 x在x 0处不可导。
20. 曲线y26.已知f sinx, x 0x, x 040 时，f Xcosx , x1,y ln』4xe 1 已知yIn eIn cosx, x 1, xln ee f可以求得f 0 114x In e存在'求..1 x 3 11 x 3y ln^xp x已知 2ln .1 x 3 3ln |x|2「1 13x _3X 2_2 J x 3x31 x 3「1x 3 7.x 1 x 7 xln xx 71 7xxln x1 exln x x x lnx77， 两边取自然对数可得:求dY xln 7解:27. 解:28. 解:29.解:30. 解: 31.解:32. 解:1x 5ln 1 x In y In | x 21 4ln 3 x两边对x求导得：1 2x24」3 x5」x4x5x 2x2 5 Fl33.设x2存在，求解: dx x22x,d2ydx2x2 4x22f x2。
(二)1 .设函数f 在点0可导, f 0 0，贝Ulimx CC.不存在3，则l x m0X oA. -3B. 6C. -9D. -123•若函数f x 则mHh-o3h4.设f x x22x1,2, 11则A .不连续B. 连续，但不可导C.连续，且有一阶导数有任意阶导数5.函数f x x1J2A .不连续B.连续不可导C.连续且仅有一阶导数D.连续且有二阶导数6 •要使函数.1sin ,x0,0处的导函数连续，则n应取何值？（ D ）7.设函数f x有连续的二阶导数，且2，则极限x叫等于（D ）-18.设f x 0的某领域内有定义,0，且当x 0时，f等价无穷小量,C. f 0不存在 D .不能断定 f 0的存在性9.设f x为奇函数，且 f X。
2，则f x c ( C )A. -2 C. 210.设函数 3 x 4，则f 0(B)B. 24C. 36 D .4811 .已知x 0时，f f 0是x的等价无穷小量, f 0 f 0 2hhA . -2B . -1 C .2 D .不存在12 .若f x 在x。
可导, 在x。
处（B ）A.必可导连续但不一定可导C. 一疋不可导不连续13 .若f u可导，且y sin f e x，则dy cos f e x dx o14 .设y x是由方程y sin y x (0 1，常数）所定义的函数，则sin y2y15 .若f x 在x a 处可导，则 limh 0f a nh f a mhh16.若为二阶可微函数Inx 2的y212 4x 22x 2x2 24x 4 x 2^2x 2 x17. 已知f x1 .2 -sin x , x0,18. 已知a si nt a cost t cost tsi nt则dx-1。
dyd 2x dy 2& 2。
3a19.1 15 5!16 2x 161 55!1----- 。
、6 x 20.x 2 arctg -x0,c X 1 2xarctg x 1,2x 1 x 2limf xx 00_,21 .已知f xx 2e 12x1,解：x 0时,x 2e 2x2x 3ex 2x 2e 4x2e x x 21 23xlim x 0 x x im 022xe x2x3x 22|i 2e xlinx 0x 2ex m 03x 2x 2 t= 2limt 0te2lim 2 t 0 12Xe222. 解: 23. 证:24. 证 证:X ag2a2XmaH maH x Xg 2a2Xag a 如果 f x 为偶函数， 且 f 0存在, 证明f 00。
••• f 0存在，••• f0 f 0 f0，而f 0.. f x f lim 0x tlim -----t f 0 r f t f 0 limx 0 x 0t 0tt 0t• •• f 0f 0，• • f 0 0。
设f x 对任意的实数论、x 2有f 捲x 2 f x 1 f x 2 ，且 f1，试f xx f xf x fx f xx limlimx , f x 0 f x f 0，可得 f 01。
从而f x limx 0xx 0 上..f x f 0 f x f 0f x lim x 0xx f x 。
25.已知 y xarctgx In 、1 x 2，求 y 。
解: y 1xarctgx — In 1xarctgxx 1 2x 1 x 221 x 2arctgx26.已知y arCSin f^ x 2，求八解: y2si nx 1 2 sin x2si nx 1 2 sin x2 sin x2cosx 2 sinx cos 2 si nx 1...2 cos 2x22 sin x3 / 3 2 2sinx2 sinx27.设 y a x 1 a 2x arccosa x ，求 dy 。
2x |a In a x . ---------- arccosa dx .1 a 2xcost cost tsintsin tcostd y dx 21tcost t 一X tcost tsint cost t sin t costsin t costsin ti -1 _ v3 1d 2y2 3 221 厂dx 2t -也-吋3。
32xe ，求 y 。
1解: In y —xIn |x|In | sin x | - In 11 e xx.11 1cosx x e yy 2 x si nx 21 e x一 xsinx ：1设 28. y 1 1,xsomx 1 ctgx21 e x29.设In cost sin t t costdx dx 2t -3解: dya x■Ja 2x arccosa xdxIn a2a 2x ln a----------- arccosa .1 a 2x1 a 2x Ldx2xa解:型览 dx x t t cost30.函数y y x 由方程arctg - In . x 1 2 y 2确定，求dy。
x dx解；两边对x 求导得：1 2yx 2y丄弩 2yy ，解得：y 7。
1 y x2 x yx yx(三)1. 可微的周期函数其导数(A ) A .一定仍是周期函数，且周期相同 B. 一定仍是周期函数，但周期不一定相同 C.一定不是周期函数 D .不一定是周期函数2. 若f x 为1,1内的可导奇函数，贝U f x ( B )A .必有 1,1内的奇函数 C .必为l,l 内的非奇非偶函数13. 设 f x x n sin (x 0)且 f 0B .必为l,l 内的偶函数D .可能为奇函数，也可能为偶函数 0,则f x 在x 0处(C )C .仅有一阶导数D .可能有二阶导数(A )A.高阶无穷小 B .等价无穷小 C .低价无穷小 D .不可比较6.函数y f x 在某点处有增量 x0.2，对应的函数增量的主部等于0.8,1A .令当lim f x limx n sin 丄 f 00时才可微x 0x 0xB .在任何条件下都可微C .当且仅当n 2时才可微1 D .因为sin-在x0处无定义，所以不可微x4.设 fx x a x ，而 a 处连续但不可导，则f x 在x a 处C )A .连续但不可导B .可能可导，也可能不可导 5.若f x 为可微分函数，当x0时，贝U 在点x 处的y dy 是关于x 的B. a 1，b 1 D. a 1， b 1内有定义，若当x ,时，恒有f x x 2，则x 0是f X 的（C ）atgx b 7. Iimx 0cln 1 2x1 cosx22，其中a 3c 20,则必有（D ) d(1A \ e )A . b 4dB . b 4dC . a 4cD . a4cln 1 x8 .设 limx 0ax 2 Xbx 2 2，则（ A )A . 4B . 0.16C . 4D . 1.610.设f X 在,内可导，且对任意X 1，X 2，当X 1X 2时，都有f X 1f X 2，则(D )A .对任意x ， f x 0B .对任意x ， f x 0C .函数f x 单调增加D .函数 f x 单调增加11.设f x 可导,F x f x 1sinx ，若使FX 在x 0处可导，则必有(A )A . f 0 0B . f 0 0C . f 0 f 0 0D . f 0 f 0C .左导数不存在，但右导数存在D .左、右导数都不存在12.设当x0时，e x ax 2 bx 1是比x 2高阶的无穷小，则（A)b b1 oa a2boa2br*a9.设 f x2 3 3x，2x ,x 1则f X 在点x 1处的(B ) X 1A .左、右导数都存在B .左导数存在，但右导数不存在 1A . a ， b 12 C . a —， b 12 13.设函数f x 在区间A •间断点B .连续而不可导点140时，e tgx e x 与x n 是同阶无穷小，则n 为（C ）15.函数f xx 2 x 2 x 3 x 不可导点的个数是（B ） A . 3 B . 2 C . 1 D . 016.已知函数yy x在任意点x 处的增量 y y x2 且当x 0时,1 x 2是x 的高阶无穷小， y 0，则 y 1 ( D)A . 2B .C . e 刁D . e 刁1 COS c------- ,x 0 17.设fx 、x 其中g x 是有界函数，则fx 在x 0处（D ）2x g x , x 0A .极限不存在B .极限存在，但不连续C .连续，但不可导D .可导1118.在区间 ， 内，方程x$ xp cosx 0（C ）20.若f x 是可导函数，且f x sin 2 sin x 1 ， f 04，则f x 的反21 .若f x 在x e 点处且有连续的一阶导数，且f e 2e 1，则d cos -J xlim f e 1 __ ox 0dx22.设f x x 331 1 g x ，其中g x 在点x 1处连续，且g 16，则f 11996 oC.可导的点，且f 0 0 D •可导的点，且f 014.设 xA .无实根B .有且仅有一个实根C .有且仅有两个实根D .有无穷多个实根19.In t dy t m '则贏1"，丄二时,nd y dx n1n1mm 1 m n 1 n 1!函数xy 当自变量取4时的导数值为1 sin2 sin 1a 123.设f x cos——x0, 1则当a的值为_>01时,x 1处连续，当a的值为>2 时, 1可导。