1
《微积分》练习 100100100
100
题及其解答
1.求极限: .
xe xx
1
1
1
lim
0
解:∵ ,)0(~1 xxe x
∴ . 2
1
2
1
lim
1
lim
1
1
lim
1
1
1
lim
02000
x
e
x
ex
ex
ex
xe
x
x
x
x
x
x
x
x
x
2.求极限: .
xx
ee
xx
x sin
lim
sin
0
解:∵ ,∴ .)0(~1 xxe x 1
sin
1
lim
sin
lim
sin
sin
0
sin
0
xx
e
e
xx
ee
xx
x
x
xx
x
或者:记 ,则当 时, 在 之间满足 Lagrange 定理的条件,存xexf )( 0x )(xf xx sin,
在 ( 介 于 与 之 间 ) , 使 得 , 从 而 x xsin )(
sin
sin
f
xx
ee
xx
,所以, .1)0()(lim
sin
lim
0
sin
0
ff
xx
ee
x
xx
x
1
sin
lim
sin
0
xx
ee
xx
x
3.求极限: . xx
x
xe
1
0
lim
解: ;
1
1
2
0 0
lim lim 1
x
x
e
e
x
x x
x
x x
x
e x e e
e
或者 .
1
2
0 0 0
ln 1
lim lim 2 lim
x
x
x x
x
x x x
e x
e
e x e
x e x
4.求极限: .
0
1
lim 1
x
x
x
解: ,而 ,所以, .0
1
lim ln 1
0
1
lim 1 x
x
x
x
x
e
x
0
ln(1 )1
lim ln 1 lim 0
t
x
t
x
t
x
0
1
lim 1 1
x
x
x
5.求极限: .
)0,0,0(
3lnln
lim
0
cba
x
cba
xxx
x
2
解: .
0 0
ln ln 3 ln ln ln ln
lim lim
3
x x x
x x x
x x x
x x
a b c
a a b b c c abc
x a b c
6.求极限: .
0
lim 0
1 1x
x
x
解: .
1 1
2
1 10 0 01 1
0 1
lim lim lim
1 0 11 1 1 1
x x x
x x x
x
x x
7.求极限: .
20
lim ( 0)
1 1x
x
x
解: .
2 2 2
1 120 0 01 12 2
0 2
lim lim lim
0 2221 1 1 1
x x x
x x x
x
x x
8.求极限: .
0
lim ( 0)
1 1x
x
x
解: .
0
1
lim
21 1x
x
x
9.设
函
关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函
数 在 内 ,讨论 的单调性.)(xf , 0)0(,0)( fxf
x
xf
y
)(
解: , ,
x
xf
xf
x
x
xfxfx
x
xf
y
)(
)(
1)()()(
2 0
)0()()(
x
fxf
x
xf
当 时, ,而 ,则 ,即 ,从而此时0x )0(
)(
f
x
xf
0)( xf )0()( fxf 0y
递增;同理,当 时, 递增.
x
xf
y
)(
0x
x
xf
y
)(
所以, 在 内单调增加.
x
xf
y
)(
,
10.设函数 ,求:(1) 的极大值 ;( 2) 2 2
0
( ) 2 ( 0)
x
f x a t a dt a )(xf M
求 极小时的 值.M a
解 : ( 1 ) , 而 , 所 以xxfaxxf 2)(0)( 0a
;
aaafM 2
3
2
)( 3
(2) 时, ,此时 ,0a 10222
3
2 23
aaaaM
a 04
a
M
3
的极小值为 .M
3
4
)1( M
11.求极限: .
2 20
1 1
lim
sinx x x
解:
2 2
2 2 2 2 40 0 0
sin sin1 1 sin
lim lim lim
sin sinx x x
x x x x
x x
x x x x x
.
3 20 0 0 0
sin sin 1 cos sin 1
lim lim 2 lim 2 lim
3 6 3x x x x
x x x x x x
x x x x
12.求极限: .
xx
x
220 sin
11
lim
解:
2 2
2 2 2 2 2 20 0 0
1 1 sin sin2 2
lim lim lim
sin sin 2 sin sin2x x x
x x x x
x x x x x x x x
;
2 2 20 0
0
cos 2 1 2sin 2
lim lim
sin 2 sin 2 cos 2 2sin 2 6 cos 2 2 sin 2
2sin 2 12lim
2sin 2 34cos 2 sin 22
x x
x
x x
x x x x x x x x x x
x
x
x
x x x
x
13.求极限: .
xxx ln
1
1
1
lim
1
解: ;
2
1
1ln1
1
lim
ln1
1
lim
ln
1
1
1
lim
ln)1(
1ln
lim
ln
1
1
1
lim
11
111
xxxx
x
x
x
x
x
xx
xx
xx
xx
xxx
14.求极限: .
1
0
lim arcsinx
x
e x
解:∵ ,∴ .arcsin ~ ( 0)x x x
1
1 1
0 0
lim arcsin lim lim
t
t
x
x x
t
x x
e
e x xe
t
15.求极限: .
xx
x
arctan
2
lim
4
解: .
22
2
2
1arctan
2 1lim arctan lim lim lim 1
1 12 1x x x x
x
x
x
x x
x
x
x
16.求极限: .2
1
2
0
lim x
x
x e
解: .
2
2
1
1
2
0
lim lim
t
t
x
x
x t
e
x e
t
17.求极限: .
0
lim sin ln
x
x x
解: .
0 0 0 0
1
ln tan sin
lim sin ln lim lim lim 0
csc csc cotx x x x
x x x
x
x x
x x x x
18.求极限: .2
1
1
lim 1 cot
2 1x
x
x
x
解:
2
2
1 1
1 1
lim 1 cot lim
2 1 1
tan
2 1
x x
x x
x
x
x
x
;
2 2
1 1
2
2
2
1 1lim lim
1 1 21 1 sec 2sec 2 2 1 1 12 2 1 1
4
x x
x x
x x
x x
x x
x x
x
x x
19.求极限: .
xx
xx
x sin
tan
lim
20
解: .
2 2
2 3 2 20 0 0 0 0
tan tan sec 1 1 cos sin2 1
lim lim lim lim lim
sin 3 3 6 3x x x x x
x x x x x x x
x x x x x x
20.求极限: . ln 1 lnlim
cotx
x x
arc x
解:
22 2
2
2
2
1 1 1ln 1 1 1
lim lim lim 1 lim 1.
1 1 1cot 11 1
1
x x x x
x x
x
x x
x
arc x x x
x x x
5
21.求极限: .
2
lim sec tan
x
x x
解: .
2 2 2
1 sin cos
lim sec tan lim lim 0
cos sin
x x x
x x
x x
x x
22.求积分: .cos sin
1 sin 2
x x
dx
x
解:
2
cos sin cos sin 1
1 sin 2 cos sincos sin
x x x x
dx dx dx
x x x
x x
.
2 1 2
ln csc cot
2 2 4 4
sin
4
dx x x C
x
23.求积分: .cos sin
1 sin 2
x x
dx
x
解: .
2 2
cos sin 1 1
cos sin
cos sinsin cos sin cos
x x
dx d x x C
x x
x x x x
24.求积分: .cos sin
1 cos 2
x x
dx
x
解: 2cos sin cos sin 1 sec tansec1 cos2 2cos 2
x x x x
dx dx xdx xdx
x x
. 1 sec ln sec tan
2
x x x C
25.求积分: .
dx
x
xx
2cos1
sincos
解: 2cos sin cos sin 1 csc cot csc1 cos 2 2sin 2
x x x x
dx dx x xdx xdx
x x
. 1 csc ln csc cot
2
x x x C
26.求积分: .cos sin
1 cos 2
x x
dx
x
解: 2cos sin cos sin 1 csc cot csc1 cos 2 2sin 2
x x x x
dx dx x xdx xdx
x x
. 1 csc ln csc cot
2
x x x C
27.求积分: .1 sin
1 cos2
x
dx
x
解: 221 sin 1 sin 1 csc csc1 cos 2 2sin 2
x x
dx dx xdx xdx
x x
. 1 cot ln csc cot
2
x x x C
6
28.求积分: .1 sin
1 cos2
x
dx
x
解: 221 sin 1 sin 1 sec sec tan1 cos 2 2cos 2
x x
dx dx xdx x xdx
x x
. 1 tan sec
2
x x C
29.求积分: .1 cos
1 cos2
x
dx
x
解: 221 cos 1 cos 1 sec sec1 cos2 2cos 2
x x
dx dx xdx xdx
x x
. 1 tan ln sec tan
2
x x x C
30.求积分: .1 cos
1 cos2
x
dx
x
解: .
2
2
1 sin 1 sin 1
csc csc
1 cos2 2sin 2
1 1
cot ln tan cot ln csc cot
2 2 2
x x
dx dx xdx xdx
x x
x
x C or x x x C
31.求积分: .
1
arctan
21
x
e
dx
x
解: .
1
arctan
1 1
arctan arctan
2
1
arctan
1
x
x x
e
dx e d e C
x x
32.求积分: .
2
44
x
x
e
dx
e
解:
2
2 2 2
4 2 22
1 1 1 1
2 2 24 1
1
2
x
e
t
x x
x
x
e e
dx d dt
e t
e
.
22 2
2 41 1ln 1 ln 4
2 2 2 2
x x
x x
e e
c e e C
33.求积分: .
2
1
1 x
dx
e
解: dxe x21
1
)1(
1
1
2
1
1
2
22
2
x
xx
x
ed
e
dx
e
e
Ce
x )1ln(
2
1 2
或者:
x
xxxx
x
de
ee
dx
ee
e 2
2222
2
)1(
1
2
1
)1(
7
. Cexde
e
de
e
xx
x
x
x
)1ln(22
1
1
11
2
1 22
2
2
2
34.求积分: .
21
x
xe
dx
x
解:
2 2
1 1
(1 )
1 1 11 1
x x x
x x
xe xe xe
dx d x xe d d xe
x x x
x x
.
1 1
x x
x
xe e
e dx C
x x
35.求积分: .
2
1
1
dx
x x
解:
2 22
1 1 4 1
1 33 1 2 1
1
4 2 23
dx dx dx
x x
x
x
.
2
2 1 2 1 2 2 1
arctan
2 23 3 3 32 1
1
23
d x x C
x
36.求积分: .
2
1
4 1
dx
x x
解:
2 22
1 1 1 1
4 1 32 3 2
1
3
dx dx dx
x x
x
x
.
2
2
1
3 1 2 3 3 2 33ln ln
23 6 63 2 32 11 33
x
x x
d C C
x
x
x
37.求积分: .1
1 x
dx
e
解:
1
2
1 2 1 1 1
ln
1 1 1 11
x
u e
x
u
dx du du C
u u u u
e
. 1 1ln 2 ln 1 1 2 ln 1 1
1 1
x
x x
x
e
C or x e C or e x C
e
38.求积分: .1 xe dx
8
解:设 ,则 , ,xeu 1 )1ln( 2 ux du
u
u
dx
1
2
2
2
2
2 1 1
1 2
1 1 1
x
u
e dx du du
u u u
1 1 1
2 ln 2 1 ln
1 1 1
x
x
x
u e
u C e C
u
e
. 2 1 2 ln 1 1x xor e x e C
39.求积分: .
2
1
4 4 3
dx
x x
解: .
2
1 1 2 1
ln
4 4 3 8 2 3
x
dx C
x x x
40.求积分: .
2
3 2
2 2
x
dx
x x
解:
2 2 2
3 2 3 2 2 1
2 2 2 2 2 1 (1 )
x x
dx dx
x x x x x
. 23 ln 2 2 arctan(1 )
2
x x x C
41.求积分: .
2
2
4 x
dx
x
解:设 ,则 , ,tx sin2 tx cos24 2 tdtdx cos2
.
2 2
2 2
2
4 4
cot csc 1 cot arcsin
2
x x x
dx tdt t dt t t C C
x x
42.求积分: .
2
2
4 x
dx
x
解:设 ,则 , ,tan2x 24 2secx ddx 2sec2
.
C
x
x
xxC
xx
xx
x
x
Cd
dddx
x
x
2
2
2
22
22
2222
2
4
4ln
4
4
ln
2
14
1sin
1sin
ln
2
1
cscsin
sin1
1
sin
1
sin
sin)sin1(
1
sincos
14
9
43.求积分: .
dx
xx 1)2(
1
解:消去根号,记 ,则 ,1t x 1221 22 txtdtdxtx
.
2
1 2
2arctan 2arctan 1
1( 2) 1
tdt
dx t C x C
t tx x
44.求积分: .
dx
xx
x
2
1
解:记 ,31222 22 txtdtdxtxxt
dt
t
tdt
ttt
dttt
dx
xx
x
2
1
22
2
1
12
2
32
2
1
222
2
.C
x
xC
t
t
2
2
arctan222
2
arctan22
45.求积分: .
dx
xx
x
2
1
解:记 ,11222 22 txtdtdxtxxt
dt
t
tdt
ttt
dttt
dx
xx
x
2
1
22
2
1
12
2
12
2
1
222
2
.C
x
x
xC
t
t
t
22
22
ln
2
2
22
2
2
ln
2
2
2
46.求积分: .2 1
2
x
dx
x
解:记 ,
2 21 3
2 1 2
2 2
t t
t x x dx tdt x
, ,
.
2
2 2 2
2 1 3 1
2 2 1 2 6
2 3 3 3
3 2 1 3
2 3 ln 2 2 1 3 ln
3 2 1 3
x t
dx dt dt t dt
x t t t
t x
t C x C
t x
47.求积分: .1 2
2
x
dx
x
10
解:记 ,
2
3
2
2
1
21
22
t
xtdtdx
t
xxt
.
C
x
xC
t
t
dt
t
tdt
t
dt
t
t
dx
x
x
3
21
arctan32212
3
arctan322
3
1
62
3
3
12
3
2
2
21
222
2
48.求积分: .
dx
x
3 11
1
解:记 ,
dttdx
t
xxt
2
3
3
2
3
,
2
1
1
.
2
2
3
2
3 33
1 3 3 1 3 3 3
1 ln 1
2 1 2 1 4 2 21 1
3 3 3
( 1) 1 ln 1 1
4 2 2
t
dx dt t dt t t t C
t t
x
x x x C
49.求积分: .
dx
x
xx
2
3
21
arcsin
解:设: ,则xu arcsin
;
3 3 2
2 2
2
2 2 2 2
arcsin sin sin
sin sec
cos cos1
sec sec sec ln sec tan
arcsin 1 arcsin 1
ln ln 1 ln 1
21 1 1 1
x x u u u u
dx d u du ud u
u u
x
u u udu u u u u C
x x x
C x x C
x x x x
50.求积分: .
2 21 3
x
dx
x x
解: .
2
2
2 2 22 2
1 1 1 1 1
ln
4 1 3 4 31 3
x x
dx d x C
x x x
x x
51.假设某种商品的需求量 ,商品的总成本是 ,每12000 80Q P 25000 50C Q
单位商品需要纳税 2元,试求使销售利润最大时商品单价 (单位:元)和最大利润额.P
解:收入 ,28012000)8012000( PPPPPQR
总成本 ,PQC 40006250005025000
11
总利润 ,64900016160802 2 PPQCRL
边际利润 ,16160160 PCRL
令 ,得 ,此时 ,有最大利润 (元).0L 101P 0160 L 167080
Max
L
52.一商家销售某种商品的价格 (万元/吨), 为销售量,商品的成本函数
xP 2.07 x
是 (万元).(1)若每销售 1吨商品,政府征税 t(万元),求商家获取最大利润时13 xC
的销售量;(2)t为何值时,政府税收最大?
解:(1)收入 ,总成本 ,22.07)2.07( xxxxPxR 13 xC
税收 ,总利润 ,txT 1)4(2.0 2 xtxTCRL
边际利润 ;令 ,得 ,此时 ,有最txL 44.0 0L tx 5.210 04.0 L
大利润;
(2) , ,令 ,得 ,所以当 时政府税25.210 tttxT tT 510 0T 2t 2t
收最大.
53.求积分: .
3
2 2
arcsin
1
x x
dx
x
解:设 ,则xu arcsin
;
3 3 2
2 2
2 2 2
2
2
arcsin sin sin
sin sec
cos cos1
sec sec sec ln sec tan
arcsin 1
ln
1 1 1
arcsin 1
ln 1 ln 1 .
21
x x u u u u
dx d u du ud u
u u
x
u u udu u u u u C
x x
C
x x x
x
x x C
x
54.已知 的一个原函数为 ,求积分: .( )f x 1 sin lnx x ( )xf x dx
解:∵ , 1 sin( ) 1 sin ln cos lnxf x x x x x
x
∴ ( ) ( ) ( ) ( )xf x dx xdf x xf x f x dx
. 1 sin cos ln 1 sin lnx x x x x x C
55.设 是三阶可导函数, ,而 .求 . f t 0f t
( )
( ) ( )
x f t
y tf t f t
3
3
d y
dx
12
解:由已知, , , ,从而 ; dx f t dt dy tf t dt
dy
dy
dt
t
dx
dx
dt
1
d dy
dt dx
, .
2
2
1d y d dy dx
dt dx dtdx f t
3 2
33 2
1
( )
d
f t
d y d d y f t
dx dx dx d f t
f t
56.设 ,求 . 2
0
2 tan( ) sec
x y
x x y tdt x y
2
2
d y
dx
解:对等式两边求导.得
, 2 22 sec 1 sec 1x y y x y y
整理,得
,2sin ( )y x y
2
2
2sin cos 1
d y
x y x y y
dx
. 21 sin 2( ) cos sin 2 2y x y x y x y
57.已知 ,其中 二阶可微,求 . y f x y f u
2
2
d y
dx
解: , . 1y f x y y ( )'
1 ( )
f x y
y
f x y
对 两边再求导, 1y f x y y
, 21y f x y y y f x y
.
2
1
1
y f x y
y
f x y
3
"( )
[1 '( )]
f x y
f x y
58.已知 ,求 .
0
sin
( )
x
t
f x dt
tp
=
-ò 0 ( )f t dt
p
ò
解: 由已知, ,或
sin
( )
x
f x
xp
¢ =
-
sin ( ) ( )x f x xf xp ¢ ¢= -
0 0 0
1 cos sin ( ) ( )
t t t
t xdx f x dx xf x dxp
¢ ¢- = = -ò ò ò
,
0
0 0
( ) (0) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
t t
t
f t f xf x f x dx f t tf t f x dxp p p= - - + = - +ò ò
13
取 , 有 ,
t p=
0
2 1 cos ( ) ( ) ( )f f f x dx
p
p p p p p= - = - +ò
.
0
( ) 2f t dt
p
\ =ò
59.求积分: .
1
2
1
2
1
1
x
x
x e dx
x
+æ ö÷ç + - ÷ç ÷çè øò
解 :
1 1 1 1 1
2 2 2 2 2
1 1 1 1 12
2 2 2 2 2
1 1
1 1
x x x x x
x x x x x
I x e dx e dx x e dx e dx xd e
x x
+ + + + +æ öæ ö æ ö ÷ç÷ ÷ç ç ÷= + - = + - = + ç÷ ÷ç ç ÷÷ ÷ çç ç ÷çè ø è ø è øò ò ò ò ò
.
21 5
2
1
2
3
2
x
x
xe e
+
= =
60.求极限: .
2 2
40
sin
lim
x
x x
x
®
-
解:
2 2
4 30 0
sin sin sin
lim lim
x x
x x x x x x
x x x
® ®
- + -= ×
30
2sin cos
2 22 lim
x
x x
x
x
®
-
=
.
30
2 2sin cos
2 lim
8t
t t t
t
®
-=
20
1 1 cos
lim
2 t
t
t
®
-=
2
20
2sin1 2lim
2 t
t
t
®
=
2
0
sin1 2lim
4
2
t
t
t
®
æ ö÷ç ÷ç ÷ç ÷ç= ÷ç ÷ç ÷ç ÷÷çè ø
1
4
=
而
,
2 2
2 2 3 20 0 0 0 0
sin sin sin 1 cos 1 sin 1
lim lim lim 2 lim 2 lim
sin 3 3 2 3x x x x x
x x x x x x x x
x x x x x x
® ® ® ® ®
- + - -= × = = ´ =
请问以上方法错在哪里?
61.计算 .
1
x
x
xe
dx
e -ò
解:记 ,代入,得( )2 21 1 ln 1x xu e e u x u= - = + = +
原式
( )( )2 2
2
ln 1 1 2
1
u u
u
du
u u
+ +
= +ò
( ) ( )
2
2 2
2
2 ln 1 2 ln 1 2
1
u
u du u u du
u
= + = + - +ò ò
14
.( )22 ln 1 2 2 2 1 2 1 2 1x x xu u u arctgu c x e e arctg e c= + - + + = - - - + - +
62.求积分: .
( )1
2
0
ln 1
1
x
dx
x
+
+ò
解:令 , , , ,
1
1
t
x
t
-= +
2
1
1
x
t
+ = + ( )2
2
1
dt
dx
t
= -
+
( )
( )
22
2
2
2 11
1 1
1 1
t
t
x
t
t
+æ ö- ÷ç+ = + =÷ç ÷÷çè ø+ +
代入 ,则
( )1
2
0
ln 1
1
x
I dx
x
+=
+ò
( ) ( )
( ) ( )
2
1 1
22 20 0
ln 1 1 2 2
ln
1 12 1 1
x t
I dx dt
x tt
t
+ += = ×
+ ++ +ò ò
( ) ( )1 1 1
2 2 2
0 0 0
1
1 20
ln 2 ln 1 ln 1ln 2
1 1 1
1
2 ln 2 ln 2
1 4
t x
dt dt dx
t t x
I dt
t
p
- + += = -
+ + +
\ = =
+
ò ò ò
ò
.
1
1 2
0
1 1
ln 2
2 1
I dx
x
\ = × +ò ln 28
p=
63.求积分: .
( )
1
0 2 1
dx
x x- -ò
解:记 21 1 2t x x t dx tdt= - = - = -
当 时, ;当 时, ,则0x= t 1= 1x = 0t =
原式 .
1
1
02
0
2
2
1 2
dt arctgt
t
p= = =-ò
64.设 在 内有意义,且( 1)可导;(2)有反函数 ;(3)( )F x ( )0,+¥ ( )xj
.求 .( )( )
5 3
2 2
1
1
5
F x
t dt x xj
æ ö÷ç ÷= -ç ÷ç ÷çè øò ( )F x
解:由(3)可知, 时, ,0x= ( )( )
0
1
0
F
t dtj =ò ( )0 1F =
记 ,则 为其反函数( )x F y= ( )y xj=
且 或( )( )F y yj = ( )( )F x xj =
对(3)的式子两边求导,有
15
,即 .( )( ) ( )
23
32
1 1
2 3
F x F x x xj
¢ = - ( )
23
32
1 1
2 3
x F x x x
¢× = -
化简有 ( )
3
1
2 3
x
F x
x x
¢ = -
( )
23
32
3
1 1 1
3 22 3
x
F x dx x x c
x x
æ ö÷ç\ = - = - +÷ç ÷÷çè øò
而 ,故 .( )0 1F = ( )
23
32
1 1
1
3 2
F x x x= - +
65.求积分: .
( )
1
0 1
dx
x x-ò
解:
( )
( )
( )
1 1
2 20 0
2 12
1 2 1 1 2 1
d x
dx
I
x x
-= =
- - - -ò ò
.
1 1
2 21 0
2
1 1
dt dt
t t
-
= =
- -ò ò
1
0
2arcsin t p= =
66.求积分: .
( )
1
0 2 22 1
xdx
x x- -
ò
解:令 sin 0
2
x t t
p= < <
.( )2 2 202 2
0 0
sin cos
cos
1 cos 1 cos 4
t d t
I dt arctg t
t t
p p
p
p= = - = - =+ +ò ò
67.证明: .( )
4
0
1 1
2 1 2
n
tg xdx
n n
p
< <+ ò
证明:记 ,则 .
1
4
2
0 0 1
n
n
n
t
I tg xdx dt
t
p
= = +ò ò ( )
1 1
2 1 2n
I
n n
< <+
68.求积分: .
2
4
4
sin
1 x
x
dx
e
p
p -- +ò
解: .
2
24 4
0
4
sin 1 1
sin
1 1 1x x x
x
dx xdx
e e e
p p
p - --
æ ö÷ç= + ÷ç ÷çè ø+ + +ò ò
24
0
2
sin
8
xdx
p
p-= =ò
69.设 ,且 ,则方程 0在( ) [ ],f x C a bÎ ( ) 0f x > ( ) ( )
1x x
a b
f x dx dx
f x
+ =ò ò ( ),a b
16
内有几个根.
解: 记 , ,( ) ( ) ( )
1x x
a b
F x f t dt dt
f t
= +ò ò ( ) ( ) ( )
1 1
0
a b
b a
F a dt dt
f t f t
= = - <ò ò
,而 . ;( ) ( ) 0b
a
F b f x dx= >ò ( ) 0f x > [ ],x a bÎ ( ) ( ) ( )
1
0F x f x
f x
¢ = + >
在 内严格单调增加.因此, 在 内只有一个根.( )F x\ ( ),a b ( )F x ( ),a b
70. 在 上连续可微,且满足 .试证存在一点 .使( )f x [ )0,1 ( ) ( )
1
2
0
1 2f xf x dx= ò ( )0,1x Î
.( ) ( ) 0f fx x x¢+ =
证:设 . 则 ,( ) ( )F x xf x= ( ) ( )0 0 0 0F f= ´ =
.( ) ( ) ( ) ( )
1 1
2 2
0 0
1 1 1 2 2F f xf x dx F x dx= ´ = = ´ò ò
由于 在 上可 微,由 积分中 值定理 ,必存 在一点 ,使 得( )F x [ ]0,1 10,
2
h
æ ö÷çÎ ÷ç ÷çè ø
,在 上, 满足 Rolle 定理的三个条件,固而存在( ) ( ) ( )11 2
2
F F Fh h= ´ ´ = [ ],1h ( )F x
,使得 . 即 .x ( ),1hÎ ( )0,1Ì ( ) 0F x¢ = ( ) ( ) 0f fx x x¢+ =
71.设 求 , .( )
1
1
0
1
0 0
x
x
xe
x
f x
e
x
ìïïïï ¹ï= íï +ïïï =ïî
( )0f-¢ ( )0f+¢
解: 由 知( ) ( ) ( )
0
0
0
0
lim
x x
f x f x
f x
x x
®
-¢ =
-
( )0f-¢
( ) ( )
1
1
0 0
0
lim lim lim 0
0 1
1
t
x
t
t
x x
x
f x f
e e
x e
e
- - ®-¥® ®
-= = = =- ++
( )0f+¢ ( ) ( )
1
1
0 0
0
lim lim lim 1
0 1
1
t
x
t
t
x x
x
f x f
e e
x e
e
+ + ®+¥® ®
-= = = =
- ++
17
另, 时0x ¹ ( )
1 1
21
1
1
1
x x
x
e e
x
f x
e
æ ö÷ç ÷- +ç ÷ç ÷çè ø¢ =
æ ö÷ç ÷+ç ÷ç ÷çè ø
;( )0f-¢ ( )
1 1
210 0
1
1
lim lim
1
x x
x x
x
e e
x
f x
e
- -® ®
æ ö÷ç ÷- +ç ÷ç ÷çè ø¢= =
æ ö÷ç ÷+ç ÷ç ÷çè ø
( )
( )
1
2
1
lim 0
1
u u
u
x
u u
e u e
e
=
®-¥
- +
¾¾¾® =
+
( )0f+¢ ( )
1 1
210 0
1
1
lim lim
1
x x
x x
x
e e
x
f x
e
+ +® ®
æ ö÷ç ÷- +ç ÷ç ÷çè ø¢= =
æ ö÷ç ÷+ç ÷ç ÷çè ø
( )
( )2
1
lim
1
u u
u u
e u e
e
®+¥
- +
=
+
( ) ( )
( )
1 1
lim
2 1
u u u u
u u
u
e u e e e
e e
®+¥
- + + -
=
+
( )
22
lim
2 1
u u
u u
u
e ue
e e
®+¥
-=
+
.( )
2 2 1
lim lim 1
22 1
u u
u
u
u u
e u e
ee
®+¥ ®+¥
- -= = =
+
72.设 在 上连续,且 ,证明:必存在 ,使( )f x [ ]0,n ( ) ( ) ( )0f f n n N= Î ( )0,nx Î
.( ) ( )1f fx x+ =
证明:记 ,则 在 上连续,因而有最大(小)值( ) ( ) ( )1x f x f xj = + - ( )xj [ ]0, 1n-
, , ;( )M m ( )m x Mj£ £ [ ]0, 1x nÎ -
而
, ,…, ;( ) ( ) ( )0 1 0f fj = - ( ) ( ) ( )1 2 1f fj = - ( ) ( ) ( )1 1n f n f nj - = - -
从而
,
( ) ( ) ( )
1 1
0 0
1
0
n n
k k
k f k f k
m M
n n
j
- -
= =
é ù+ -ë û
£ = = £
å å
故而,必存在 ,使 ,即( )0,nx Î ( ) 0j x =
.( ) ( )1f fx x+ =
18
73.证明:函数 在 上一致连续.3)( xxf 1,0
证明:任取两点 , ,