《高等数学》精品习题答案总汇.pdf
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1、第 1 页 共 112 页第一章第一章 函数函数 极限极限 连续连续一、一、函数函数1.B解析:选项 A、D 中两个函数的定义域均不同,选项 C 中两个函数的对应法则不同,只有选项 B 正确。xxxxxxf234|)(xxxxg2)(2.C解析:两个函数相同必须定义域和对应法则相同,要使二者都相同,只需0 x3.A解析:令,可得,即,可见答案 A 正确。1 xt)1()(tttf)1()(xxxf4.D解析:由函数和的关系验证可知 A,C 为偶函数,B 为非奇非偶函数,D 为)(xf)(xf 奇函数5.A解析:因为,易知最小正周期为,可见选项 A 正确。)3sin(2cos3sinxxxy26
2、.D解析:结合正弦函数的图像,易知的最小正周期为。|sin|xy 7.B解析:验证可知,可见是奇函数。)()(xfxfxxxysincos8.B解析:,可见函数是奇函数。)(sin)()sin()()(xfxeexeexfxxxx)(xf9.1),1sin(1,)1()1(2xxxxxf解析:据已知可得,即01),1sin(01,)1()1(2xxxxxf1),1sin(1,)1()1(2xxxxxf10.4,0解析:解不等式组得004xx40 x11.)10,0(第 2 页 共 112 页解析:解不等式组00lg1xx1000lg10lgxxx12.)3,4解析:分段函数的定义域将各段并起来
3、.13.2)(xxf解析:,所以当时,0,0,0)(),(0)(),()(222xxxxxxxxxf0 x2)(xxf14.xxf4)(解析:xxxxxf42)2()()(22215.()2935xy03x解析:反解出,然后将与互换并写出定义域即可。x2935yxyx16.()xycos31 x0解析:反解出,然后将与互换并写出定义域即可。xyxcos31yx17.())11lg(xy10 x解析:反解出,然后将与互换并写出定义域即可。x)11lg(yxyx二、数列极限和函数极限二、数列极限和函数极限(1 1)抓大头准则)抓大头准则1.2.xxxxx423512lim1242lim223xxx
4、xx 015121lim342xxxxx323121412limxxxxxx3.4.532)32()25()1(limxxxx23)1(1)2(limxxxx 32)3225()321(limxxxxx233)11(1)21(limxxxx 32)3225()3211(limxxxxx1第 3 页 共 112 页5325 5.6.3234)13(limxxxxx11lim4232nnnn 3432332411311lim13limxxxxxxxxxx1)1(lim423422nnnn (2 2)分子分母同乘以共轭式求极限)分子分母同乘以共轭式求极限 1.2.)1(limnnnn41221lim
5、5xxxx nnnnnn1111lim1lim)21)(5()412)(5(lim5xxxxxx 212321412lim5xxxx 3.4.38231limxxx)11(lim22xxxxx )31)(8()24)(8(lim32318xxxxxx112lim22xxxxxx 231)24(lim32318xxxx11111112lim22xxxxx(3 3)计算前)计算前 n n 项和后求极限项和后求极限 1.2.)44241(lim222nnnnn)2141211(limnn 421lim2nnn2)222(lim211211lim11nnnn 218211lim)4(2)1(lim22
6、nnnnnnn23.321132112111 limnn第 4 页 共 112 页)1(2432322212limnnn111413131212111lim2nnn2)111(lim2nn(4 4)通分或因式分解后求极限)通分或因式分解后求极限 1.2.1331lim2331xxxxx)1211(lim21xxx 321)1()1)(1(limxxxxx)1(1lim11lim121xxxxx 221)1(1limxxxx21 3.4.)9631(lim9xxx)8121(lim38xxx )3)(9(9lim93lim99xxxxxxx832lim31328xxxx 6131lim9xx(5
7、 5)重要极限)重要极限 1sinlim0 xxx 1.2.332sinlimxxxxxxxxsinsinlim0 22212sinlim33xxx0sin1sin1lim0 xxxxx 3.4.212sinlimxxxxxxxx4sin3553lim2 2222122112sinlimxxxxxxxxxxxxx4414sin3553lim22 212lim22xxx5123553lim422xxxx第 5 页 共 112 页(6 6)重要极限)重要极限或或exxx)11(limexxx10)1(lim 1.2.xxxx)11(limxxx2cot20)tan21(lim xxxx)121(l
8、imxxx2tan120)tan21(lim 1221)121(limxxxxx2tan21202)tan21(limxxx 2 e2e 3.4.xxx3)21ln(lim0ln)2ln(limnnnn 2210)21ln(lim31xxxnnnnnnn)21ln(lim2lnlim 32ln312e2ln)21ln(lim222ennn(7 7)夹逼准则)夹逼准则 1.)2211(lim222nnnnnnnnn记,nnnnnnnnxn2222211,)2(2)1(212222nnnnnnnnnnnnnnyn)1(2)1(112112222nnnnnnnnnnnzn所以,且,nnnzxy21)
9、2(2)1(limlim2nnnnynnn21)1(2)1(limlim2nnnnznnn所以由夹逼准则可知,212211limlim222nnnnnnnnxnnn 2.)41241141(lim222nnnnn第 6 页 共 112 页记,nnnnxn22241241141,nnnnnnnnnyn22224414141141411411412222nnnnnzn所以,且,nnnzxy214limlim2nnnynnn2114limlim2nnznnn所以由夹逼准则可知,nnxlim21)41241141(lim222nnnnn(8 8)有界函数乘以无穷小量)有界函数乘以无穷小量 1.2.xx
10、x1arctanlim20 xxx21sin)2(lim2 当时,函数是有界量 当时,函数是有界量0 xx1arctan2xx21sin 函数是无穷小量,函数是无穷小量,所以2xx2 所以 01arctanlim20 xxx021sin)2(lim2xxx 3.4.xxxcoslim021lim1)211(limnnnn 当时,函数是有界量 所以当时,函数是无穷小量0 xxcosnn1n211 函数是无穷小量,而是有界函数,所以x12cosn 所以 0coslimxxx0cos)211(lim2nnn5.xarcxx1cotlim20 当时,函数是有界量,函数是无穷小量,所以.0 xxarc1
11、cot2x01cotlim20 xarcxx(9 9)等价无穷小量代换)等价无穷小量代换 1.2.xxxxxsintan)cos1(lim01cos1lim20 xexx第 7 页 共 112 页 xxxxsintanlim2130221lim220 xxx )cos1(tanlim2130 xxxx 1cos1lim2120 xxx 3.4.)1ln(2)cos(sin1lim20 xxx)1ln(lim2cos0 xxeexxxx 412sinlim21220 xxx3cos0)1(limxeexxxxx 30coslimxxxxx 21cos1lim20 xxx 5.6.3232443a
12、rcsin)21ln(limxxxxxxx)2cos1(2lim0 32324432limxxxxxxx2022limxxx|2lim0 所以,32322231lim4432limxxxxxx2|2lim0 xxx2|2lim0 xxx 所以不存在21xxx)2cos1(2lim0*(1010)单调有界准则)单调有界准则1.设,试证数列极限存在,并求101xnnxx61),2,1(nnxnnxlim证明:,101xnnxx61,以此类推,由数学归纳法可得1121066xxx,即数列单调递减。又且,nxxxx321nx3101x,同理由数学归纳法可得数列有下界 3336612xxnx第 8 页
13、共 112 页因此,由单调有界准则知,数列必有极限。不妨设,nxaxnnlim则由可知,解得或(舍去)nnnnxx6limlim1aa63a2a所以3limnnx2.已知,证明数列的极限存在,并求)3(1nnnxxx),2,1(nnxnnxlim证明:由可知,因此数列是有界数列。0)3(n nx x30nxnx又且,)3(23)3(21nnnnnnnnnnxxxxxxxxxx而二次函数,)23()(tttf30 t1)当,即时,所以230 t230nx0)(tf0)3()23(1nnnnnnnxxxxxxx即数列单调递增,且有上界,因此,由单调有界准则知,数列必有极限。不nx23nx妨设,则由
14、可知,解得或axnnlim)3(limlim1nnnnnxxx)3(aaa23a(舍去),所以.0a23limnnx2)当,即时,所以323 t323nx0)(tf0)3()23(1nnnnnnnxxxxxxx即数列单调递减,且有下界,因此,由单调有界准则知,数列必有极限。不nx23nx妨设,则由可知,解得或axnnlim)3(limlim1nnnnnxxx)3(aaa23a(舍去)所以,综合 1)2)可知,.0a23limnnx23limnnx三、三、连续连续(1 1)函数在一点处的连续性)函数在一点处的连续性 1.),2)1,(解析:此函数在其定义域内处处连续,故只需要求定义域即可。2.2
15、a 解析:由函数在处连续的定义可得0 x)0()(lim)(lim00fxfxfxx2a 3.),0(a第 9 页 共 112 页 解析:由函数在处右连续知,而,1x)1()(lim1fxfx)1(011cos)1(lim1fxxax 故必须有.0a 4.9 解析:由函数的连续性可知,)(xf9)2(3)2sin(lim3)2sin(3sinlim00fxxfxxfxxxx 5.问、为何值时,函数在点和处均连续ab4,42,2,)(2xxxbaxxexfx2x4x 解:,222lim)(limeexfxxxbabaxxfxx2)(lim)(lim22 因为函数在处连续,因此)(xf2x)(li
16、m2xfx)2()(lim2fxfx 即 22eba,babaxxfxx4)(lim)(lim4416lim)(lim244xxfxx 因为函数在处连续,因此)(xf4x)(lim4xfx)4()(lim4fxfx 即 164ba 由解得,2218ea1622 eb(2 2)函数在一点处的间断函数在一点处的间断 1.设,求函数的间断点,并说明间断点所属类型01),1ln(0,)(11xxxexfx)(xf 解:因为,0)1ln(lim)(lim00 xxfxx11100lim)(limeexfxxx 所以,是函数的第一类跳跃间断点。)(lim)(lim00 xfxfxx0 x)(xf 又因,0
17、lim)(lim1111xxxexf1111lim)(limxxxexf 所以不存在,是函数的第二类无穷间断点)(lim1xfx1x)(xf 2.设函数,求它的间断点并说明所属类型.23|ln)(2xxxxf 解:,都是间断点,由于,0 x1x2x23|lnlim)(lim200 xxxxfxx,所以和都是函数)1)(2(|lnlim23|lnlim)(lim2222xxxxxxxfxxx0 x2x)(xf第 10 页 共 112 页 的第二类无穷间断点。又因,而函数1321lim23lnlim)(lim1211xxxxxxfxxx在)(xf处无定义,所以是函数的第一类可去间断点。1x1x)(
18、xf3.讨论函数的间断点,并指明属于哪一种类型.xxf1sin11)(解:显然是间断点,再由可知()0 x11sinxkx221Zk 即,故和()是间断点)14(2kxZk 0 x)14(2kxZk 又因不存在,所以是函数的振荡间断点。xxfxx1sin11lim)(lim000 x)(xf而,所以()是函数xxfkxkx1sin11lim)(lim)14(2)14(2)14(2kxZk 的无穷间断点。)(xf(3)闭区间上连续函数的性质)闭区间上连续函数的性质 1.D 解析:由已知条件可知函数在上满足零点定理的条件,即选项 C 正确。再)(xf,ba 由和的导数定义及函数极限的保号性可知,选
19、项 A 和 B 正确,选项 D 错误。)(af)(bf 2.证明方程恰有三个实根。0193 xx 证明:令,19)(3xxxfRx 所以函数处处连续,且,)(xf01)0(f011)2(f0)2(f0)4(f,所以在闭区间,上都满足零点定理的条件,所0)4(f)(xf2,40,22,0以 分别至少存在,和,使得,)2,4(1)0,2(2)4,0(30)(1f0)(2f第 11 页 共 112 页,又且函数是三次函数,所以方程恰有三个0)(3f19)(3xxxf0193 xx实根。3.设函数在闭区间上连续,且恒为正。证明:对于任意,且)(xf,ba21xx ,必存在一点,使得.),(,21bax
20、x,21xx)()()(21xfxff 证明:函数在闭区间上连续,且恒为正,)(xf,ba 令,任取,且,)(ln)(xfxF,1bax,2bax 21xx,21xxx 在闭区间上连续,所以在闭区间上必有最大)(xF,21xxx)(xF,21xxx 值和最小值,即,MmMxFm)(1MxFm)(2,所以由介值定理可知,至少存在一点,使得MxFxFm2)()(21,21xx,所以,即2)()()(21xFxFF)(ln)(ln21)(ln21xfxff。)()()(21xfxff 4.证明:方程在内必有唯一实根,并求121xxxxnn)1,0(nx.),4,3,2(limnxnn 证明:令,()
21、1)(21xxxxxfnn 1,0 x4,3,2n 所以函数在闭区间上连续,又且,)(xf 1,0 x01)0(f01)1(nf 所以由零点定理可知,至少存在一点使得)1,0(0)(f 即方程在内至少有一个实根。121xxxxnn)1,0(又因,所以函数在上严格单012)1()(21xxnnxxfnn)(xf 1,0 x 调递增。所以方程在内必有唯一实根.121xxxxnn)1,0(nx 所以011)(1 1)()()()(21nnnnnnnnnnnxxxxxxxxf 所以(因,)11)(1 limnnnnnxxx0)(lim2nnx10nx第 12 页 共 112 页 所以,即.11nnxx
22、21nx单元测试题单元测试题1.A解析:对于选项 A,数列是一摆动数列,可以找到它的奇子列为常数列,偶子列nu0为常数列,所以发散,易知选项 B,C,D 都收敛。12.D解析:由数列收敛与其子列收敛的关系可知,选项 D 正确。3.A解析:由函数在点处极限存在的定义和充要条件可知选项 A 正确。)(xf0 x4.D解析:由易知,选项 D 正确。1121lim220 xxx5.C解析:由有界函数乘以无穷小量仍为无穷小量可知,选项 C 正确。6.D解析:由,可见为偶函)()()()()(xfeexeexeexxfxxxxxx)(xf数,选项 D 正确。7.D解析:因为存在推不出和都存在,因此,也)(
23、)(limxxgx)(limxgx)(limxx)(limxfx不一定存在,或者可以举反例,如,1)(2xxf2)(2xxg2)(xx,但不存在;对于存在的情况,容易举例,只要0)()(limxxgx)(limxfx)(limxfx满足夹逼准则即可,所以正确答案选 D.8.B解析:因为xxxxxxxxxxxxxx)1ln(lim)1ln(lim)1ln()1ln(lim11lnlim0000,因此,选项 B 正确。1)1(limlimlim000 xxxxxxxx9.A第 13 页 共 112 页解析:由重要极限和可知选项 B,C,D 都错误;对于选项exxx10)1(limexxx)11(l
24、imA,)11ln(0)11ln(00limlim)11(limxxxxxxxeexx且0111lim1)1(111lim1)11ln(lim)11ln(lim022000 xxxxxxxxxxxx所以,故选项 A 正确。1limlim)11(lim0)11ln(0)11ln(00eeexxxxxxxxx10.C 解析:由,由零点定理,并结合函数011)4(f05)1(f011)5(f单调性可知,方程在内有两个不同的实根,可见选项 C 正确。0)(xf)0,(11.B解析:由已知条件可知,函数在闭区间上恒大于零,即选项 B 正确。反正法,)(xf,ba假设存在,使得,则由零点定理可得有零点,这
25、与已知条件,0bax 0)(0 xf)(xf(无零点)矛盾。12.B解析:因为,21321lim)(lim1100 xxxxeexf313211lim321lim)(lim1101100 xxxxxxxeeeexf可见是函数的跳跃间断点,即选项 B 正确。0 x)(xf13.C解析:因为,故答案 C 正)(|sin|cos|)2cos(|)2sin(|)2(xfxxxxxf确。14.A解析:利用重要极限可知,和;可见选项 B 和 C1sinlim0 xxx111sinlim1sinlimxxxxxx第 14 页 共 112 页错误,由无穷小量乘以有界函数仍为无穷小量可知,故01sinlim0
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