中值定理与导数习题
高等数学 第三章中值定理与导数的应用习题课
(5) (1 + x )α = 1 + αx +
α (α − 1)
2!
x2 + L+
α (α − 1)L (α − n + 1)
n!
x n + o( x n )
Ⅲ 导数的应用
一、函数的极值与单调性
1．函数极值的定义 ． x ∈ U ( x0 , δ ), f ( x ) ≤ f ( x0 ), f ( x0 )为极大值. 为极大值.
0 ∞ 其它型： 其它型： ⋅ ∞ , ∞ − ∞ , 0 , 1 , ∞ , 转化为 “ ”型或“ ” 型 0 型或“ 型或 0 ∞
0 ∞ 0
二、泰勒公式
1．泰勒公式 ．
如果函数在含有一点的开区间内具有直到(n+1)阶导数 阶导数 如果函数在含有一点的开区间内具有直到 f ′′( x0 ) f ( n) ( x0 ) 2 f ( x) = f ( x0 ) + f ′( x0 )( x − x0 ) + ( x − x0 ) + L+ ( x − x0 )n + Rn ( x) 2! n! ( n +1) f (ξ ) Rn ( x ) = ( x − x0 ) n+1 拉格朗日型余项 ( n + 1)!
x ∈ U ( x 0 , δ ), f ( x ) ≥ f ( x0 ), f ( x0 )为极小值 .
o
。
2．函数的驻点 ．
f ′( x 0 ) = 0 则 x 0为 f ( x ) 的驻点。 的驻点。
3．函数的单调区间的判别 ．
函数在[a,b]上连续 在(a,b)内可导 上连续,在 内可导. 函数在 上连续 内可导
高等数学——中值定理与导数的应用
2!
4!
11. 两坐标轴 x = 0 ， y = 0 都是函数 f (x) = sin x 的渐近线. x
（） （） （） （）
12. 如果 y = f (x) 在区间 I 内单调，则在区间 I 内没有极值点.
13.
[-1,1]是
y
= 2x 1+ x2
的递增区间.
14. 曲线 y = e−2x 在 (−∞, 0) 是凹的.
B： x0 是 y = f ( x) 的极值点
C： f ′(x0 ) = 0
， x ∈[−1,1]
1
E： f (x) = x3 ， x ∈[−1,1]
（4）如果函数在定义区间上连续，除去有限个点外导数处处存在，则函数单调区间的分
界点（
）
A：一定是驻点
B：一定是导数不存在的点
C：可能是驻点也可能是一阶导数不存在的点
D：一定是极值点
（5）若点 (x0 , f (x0 )) 是曲线 y = f ( x) 的拐点，则 （ A：必有 f ′′(x0 ) = 0 C：可能是 f ′′(x0 ) 也可能是 f ′′(x0 ) 不存在
B： f (x) = x , x ∈[−1,1]
D：
f
(x)
=
ln
sin
x,
x
∈
π [
,
5π
]
66
（2）设函数 f (x) = (x2 + x − 2) cos x ，则方程 f ′(x) = 0 在 (−2,π ) 内根的个数是（ ）
A：0 个
B：至多一个
C：至少 3 个
D：2 个
（3）下列函数中满足拉格朗日中值定理条件的是（ ）
（）
第三章 微分中值定理与导数的应用
微分中值定理例3.1 证明方程322x x +=-有且仅有一实根.例3.2 设()f x 在[]0,a 上连续，在()0,a 内可导，且()0f a =，证明：存在一点()0,a ξ∈，使得()()0f f ξξξ'+=. 例3.4 证明当0>x 时,x x xx <+<+)1ln(1．习题3.11．选择题（1）函数()f x =）.（Ａ） []0,1 （Ｂ） [1,1]- （Ｃ） [2,2]- （Ｄ）34,55⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ （2）下列函数在给定的区间上，满足拉格朗日中值定理条件的是（ ） （Ａ）()f x x =[]1,1- （Ｂ） ()cos f x x = []1,1-（Ｃ）1()f x x=[]1,1- （Ｄ）21,0()1,x x f x x x +≤⎧=⎨+>⎩ []1,1-（3）设()f x 连续可导，且()0f x =有5个不等实根，则()0f x '=至少有（ ）个实根． （Ａ）5 （Ｂ） 1 （Ｃ）4 （Ｄ）3（4）设()f x 在[],a b 连续，在(),a b 内三阶可导，且()0f x =在(),a b 内有5个不等实根，则()0f x '''=至少有（ ）个实根．（Ａ）0 （Ｂ） 1 （Ｃ）2 （Ｄ）3 2.填空题（1）设()(1)(2)(3)(4)f x x x x x x =----，则()0f x '=有 个实根． （2）对函数xy e =在[]0,1上应用拉格朗日中值定理，得到的ξ= ．3．证明方程5321x x x ++=有且仅有一个正实根.4.证明多项式()33f x x x a =-+在[]0,1上至多有一个零点.5.设函数()f x 在闭区间[]0,1上可导,对[]0,1上的任意x 都有0()1f x <<，且对任意()0,1x ∈都有()1f x '≠，证明:在()0,1内有且仅有一个x 使得()f x x =.洛必达法则例3.8 求xx x x x tan tan lim2-→.例3.10 求极限0lim ln x x x +→⋅例3.11 求极限011lim tan x xx →⎛⎫-⎪⎝⎭例3.12 求极限 0lim xx x +→习题3.21．求下列极限 （1）0tan limsin x x x x x→-- （2）2arcsin limsin x x x x x→-（3）011lim ln(1)x x x →⎡⎤-⎢⎥+⎣⎦（4）lim nx x xe →+∞（其中n 是正整数）（5）sin sin limx ax ax a→-- （6）()111155lim0x ax a a x a→-≠-（7）02limsin x xx e exx x-→---（8）011lim sin x xx →⎛⎫-⎪⎝⎭（9）()tan21lim 2xx x π→- （10）()0lim sin xx x +→函数单调性与极值以及曲线凹凸性例3.19讨论22ln y x x =-的单调区间，并求极值例 3.20 设()()()()121,,f x x x x '=-+∈-∞+∞，在1,12⎛⎫⎪⎝⎭内讨论()f x 的单调性和曲线()y f x =凹凸性例3.21设()f x 有二阶连续导数，()0(0)0,lim1x f x f x→'''==，则（ ）（A ） (0)f 不是)(x f 的极值点，()0,(0)f 也不是曲线()y f x =的拐点；（B ） (0)f 是)(x f 的极值点，()0,(0)f 也是曲线()y f x =的拐点； （C ） ()0,(0)f 是曲线()y f x =的拐点；（D ）(0)f 是)(x f 的极小值点.例3.24 当0x >时，证明不等式3sin 6xx x -<．习题3.41．选择题（1）下面说法正确的是（ ）（Ａ）如果可导函数()f x 在(),a b 内单调增加，那么()0f x '>；（Ｂ）如果可导函数()f x 在0x 处有水平切线，那么()f x 在0x 处取得极值； （Ｃ）如果可导函数在(),a b 内只有唯一的驻点，那么该驻点一定是极值点； （Ｄ）如果可导函数()f x 在0x 处取得极值，那么()0f x '=．（2）函数()f x 在点0x x =处连续且取得极小值，则()f x 在0x 处必有（ ）． （Ａ）0()0f x '=且0()0f x ''>； （Ｂ）0()0f x '=； （Ｃ）0()0f x '=或不存在； （Ｄ）0()0f x ''>． （4）曲线arctan y x x =的图形（ ）（Ａ）在(),-∞+∞内是凹的； （Ｂ）在(),-∞+∞内是凸的； （Ｃ）在(),0-∞内是凸的，在()0,+∞内是凹的； （Ｄ）在(),0-∞内是凹的，在()0,+∞内是凸的． （5）函数21x y e +=的单调增区间为（ ）（A ）(),-∞+∞ （B ） [)0,+∞ （C ） [)1,+∞ （D ） (],0-∞（6）设0a <，则当满足条件（ ）时函数 32()38f x ax ax =++为增函数．（Ａ）2x <-； （Ｂ）20x -<<； （Ｃ）0x >； （Ｄ）2x <-或0x >． （7）设函数()f x 及()g x 都在0x x =处取得极大值，()()()F x f x g x =，则()F x 在0x x = 处（ ）（Ａ）必取得极小值； （Ｂ）必取得极大值；（Ｃ）必不取得极值； （Ｄ）是否取得极值不能确定． 2.填空题(1) 函数331y x x =-+的单调减区间为 ； 曲线331y x x =-+的凹区间为 . (2)函数32()31f x x x =++在区间[]3,1-上的最小值为 . （3）设()f x 在[]15,x x 上有连续导数，且()f x '则()f x 在()15,x x 内的极小值点为(4)函数3()1f x x ax =-+在点1x =处取极小值，则a = . （5）方程3310x x -+=，有 个实根. 3．确定下列函数的单调区间．（1）223y x x =-+ （2）()cos 02y x x xπ=+≤≤（3）x y x e -=+ （4）y =4．讨论下列函数确定的曲线的凹凸性和拐点． （1）3223124y x x x =+-+ （2）()523539y x x =+-5．证明下列不等式：（1）.证明：当1x >时，x e ex >.（2）证明：当01x <<时，22ln 1x x ->. （3）证明：当0x >时，()2ln 12xx x -<+.（4）证明：当02x π<<时，sin cos x x x >.（7）证明：当0x >时，13x≥-．6．求函数()32()11f x x =-+的极值． 7．求函数y x =在闭区间[]5,1-上的最大值和最小值．9．已知32()f x x ax bx =++在1x =处有极小值2-，求a 和b ．10．当a 为何值时，函数1()sin sin 33f x a x x =+在3x π=处必有极值，它是极大值还是极小值，并求此极值．13．求内接于半径为R 的球圆柱体的体积的最大值.14.在半径为R 的圆内作一个内接矩形，试将矩形的面积的最大值.15. 设有一块边长为a 的正方形铁皮，现将它的四角剪去边长相等的小正方形后，制作一个无盖盒子，问小正方形边长为多少时盒子的容积最大？.16.抛物线22(0)y px p =>和直线x a =(0)a >的内接矩形（一边在x a =上）的宽E F 为多少时，其面积最大？。
高等数学微分中值定理与导数应用习题
微分中值定理与导数应用一、选择题1. 设函数()sin f x x =在[0,]π上满足罗尔中值定理的条件，则罗尔中值定理的结论中的=ξ【 】 A. π B. 2π C. 3πD. 4π2. 下列函数中在闭区间],1[e 上满足拉格朗日中值定理条件的是【 】A. x lnB.x ln ln C.xln 1 D.)2ln(x -3. 设函数)3)(2)(1()(---=x x x x f ，则方程0)('=x f 有【 】A. 一个实根B. 二个实根C. 三个实根D. 无实根4. 下列命题正确的是【 】A. 若0()0f x '=，则0x 是()f x 的极值点B. 若0x 是()f x 的极值点，则0()0f x '=C. 若0()0f x ''=，则()()00x f x ，是()f x 的拐点D. ()0,3是43()23f x x x =++的拐点5. 若在区间I 上，()0,()0,f x f x '''>≤, 则曲线f (x ) 在I 上【 】A. 单调减少且为凹弧B. 单调减少且为凸弧C. 单调增加且为凹弧D. 单调增加且为凸弧 6. 下列命题正确的是【 】A. 若0()0f x '=，则0x 是()f x 的极值点B. 若0x 是()f x 的极值点，则0()0f x '=C. 若0()0f x ''=，则()()00x f x ，是()f x 的拐点D. ()0,3是43()23f x x x =++的拐点7. 若在区间I 上，()0,()0,f x f x '''<≥, 则曲线f (x ) 在I 上【 】A. 单调减少且为凹弧B. 单调减少且为凸弧C. 单调增加且为凹弧D. 单调增加且为凸弧 8. 下列命题正确的是【 】A. 若0()0f x '=，则0x 是()f x 的极值点B. 若0x 是()f x 的极值点，则0()0f x '=C. 若0()0f x ''=，则()()00x f x ，是()f x 的拐点D. ()0,3是43()23f x x x =++的拐点9. 若在区间I 上，()0,()0,f x f x '''>≥, 则曲线f (x ) 在I 上【 】A. 单调减少且为凹弧B. 单调减少且为凸弧C. 单调增加且为凹弧D. 单调增加且为凸弧 10.函数256, y x x =-+在闭区间 [2,3]上满足罗尔定理，则ξ=【 】A. 0B. 12C. 52D. 2 11.函数22y x x =--在闭区间[1,2]-上满足罗尔定理，则ξ=【 】A. 0B. 12C. 1D. 212.函数y =在闭区间[2,2]-上满足罗尔定理，则ξ=【 】A. 0B. 12C. 1D. 2 13.方程410x x --=至少有一个根的区间是【 】A.(0,1/2)B.(1/2,1)C. (2,3)D.(1,2) 14.函数(1)y x x =+.在闭区间[]1,0-上满足罗尔定理的条件，由罗尔定理确定的=ξ 【 】A. 0B. 12-C. 1D.1215.已知函数()32=+f x x x 在闭区间[0,1]上连续，在开区间(0,1)内可导，则拉格朗日定理成立的ξ是【 】 A.± B. C. D. 13±16.设273+=x y ，那么在区间)3,(-∞和),1(+∞内分别为【 】 A.单调增加，单调增加 B.单调增加，单调减小 C.单调减小，单调增加 D.单调减小，单调减小二、填空题1. 曲线53)(23+-=x x x f 的拐点为_____________.2. 曲线x xe x f 2)(=的凹区间为_____________。
第03章微分中值定理与导数的应用习题详解
M 12丿」I 2丿第三章 微分中值定理与导数的应用习题3-11.解：(1)虽然 f(x)在［—1,1］上连续，f(—1) = f(1)，且 f(x)在(—1,1)内可导。
可见，f(x)在［_1,1］上满足罗尔中值定理的条件，因此，必存在一点 匕€(-1,1)，使得f 牡)=0，即:f(X)=cosx, F(X)=1 — sin X 且对任一 x 乏0,—】，F'(X)H 0, ”■. f (x),F (x)满足柯西 I 2丿中值定理条件。
—12©宀2=0，满足、； (2)虽然f(x)在［—1,1］上连续,f(_1)= f (1)，但 f (x)在(—1,1)内 x = 0点不可导。
可 见，f (x)在［ —1,1］上不满足罗尔中值定理的条件，因此未必存在一点 £ £ (_1,1)，使得 f 徉)=0. 2.因为函数是一初等函数，易验证满足条件 3 3 .解：令 y = 3arccos x - arccos(3x - 4x 3), y ‘ = 一 23 —12x 2厂工®®3)2，化简得 y'=0,「. y =c ( C 为常数)，又 y(0.5)=兀，故当-0.5<x<0.5，有 y(x)=兀。
「兀f f 兀、 4 .证明：显然f(x), F(x)都满足在'|0,二I 上连续，在10,二 内可导L 2」 I 2丿 c oxsn ——x、、2丿F Q-F(O)12丿兀--1 2F( x) -1 sixn_c O 弓-x厂(X )_F(x) ZL"2 /兀 X ,，即 tan I - -- U--1，此时l 4 2丿 2f JI「兀X = 2 I — -arctan l — -1L 4l 2显然萨〔0,-〕，即丿」 I 2丿5.解：因为f(0) = f (1)= f (2) = f (3) =0，又因为f(x)在任一区间内都连续而且可导, 所以f (X)在任一区间 0,1 ], 1,2], [2,3]内满足罗尔中值定理的条件， 所以由罗尔定理，得:3" -(0,1), "^(1,2), ©-(2,3),使得：f 徉1 )= 0 r =) &：◎(=), 30 因为6.证明：设f(x) =0的n+1个相异实根为X o V X 1 <X 2 <H( <X n则由罗尔中值定理知：存在J (i =1,2,川n):X0 <：勺1cj ■<X2 vill <-1^Xn ，使得再由罗尔中值定理至少存在So =1,2,川n-1):上11 C 巴21 V ©2 吒 W ©3 V i 11 < J n d W G n ,使得7.解：反证法，倘若 p(X)=0有两个实根，设为X^X 2，由于多项式函数 p(x)在[X 1,X 2]上连续且可导，故由罗尔中值定理存在一点E€(X I ,X 2),使得P 徉)=0,而这与所设p'(x)=0没有实根相矛盾，命题得证。
微分中值定理及导数应用双周练习卷
lim arctan( x a) arctan x
x
x 2
(0) 0
lim x
1
(
1 x
a
)2
2 x3
1
1 x
2
1 lim
2 x
x3 (2ax a2 ) (1 x2 )[1 ( x a)2 ]
()
1 2a
2
a
1
13、lim x0
tan x
x
x2
lim x0
1
e x2
tan x ln x
1
8 x3
由f ( x) 0,得 x 2
f (1) 1,
f (2) 1,
f (4) 1 4
最大值是 f (2) 1； 最小值是 f (1) 1
17、证明：arctan b arctan a b a .
证：设f ( x) arctan x，(不妨设b a) f ( x) C[a,b]， f ( x) D(a,b)
x
x
二、填空题(每题3分，共15分)
6、曲线y
4x 1 ( x 2)2
的渐近线是
y 0,
x 2.
解：
lim 4x 1 x ( x 2)2
0
y 0是水平渐近线
又
4x 1
lim
x 2
(
x
2)2
x 2是垂直渐近线
7、函数f ( x) 1 x 在[1, 2]上满足拉格朗日中 x
定理的 = 2 .
解： f ( ) f (2) f (1)
21
1
2
1 2
得 2 (舍负)
8、函数f ( x) x 2sin x在区间[0, ]上的
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微分中值定理与导数的应用习题
微分中值定理与导数的应用习题(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第四章 微分中值定理与导数的应用习题§ 微分中值定理1． 填空题（１）函数x x f arctan )(=在]1 ,0[上使拉格朗日中值定理结论成立的ξ是ππ-4．（２）设)5)(3)(2)(1()(----=x x x x x f ，则0)(='x f 有 3 个实根，分别位于区间)5,3(),3,2(),2,1(中．2． 选择题（１）罗尔定理中的三个条件:)(x f 在],[b a 上连续，在),(b a 内可导，且)()(b f a f =，是)(x f 在),(b a 内至少存在一点ξ，使0)(='ξf 成立的（ B ）．A ． 必要条件B ．充分条件C ． 充要条件D ． 既非充分也非必要条件（２）下列函数在]1 ,1[-上满足罗尔定理条件的是（ C ）．A. x e x f =)(B. ||)(x x f =C. 21)(x x f -=D. ⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,00,1sin )(x x xx x f （３）若)(x f 在),(b a 内可导，且21x x 、是),(b a 内任意两点，则至少存在一点ξ，使下式成立（ B ）．A ． ),()()()()(2112b a f x x x f x f ∈'-=-ξξB ． ξξ)()()()(2121f x x x f x f '-=-在12,x x 之间C ． 211221)()()()(x x f x x x f x f <<'-=-ξξD ． 211212)()()()(x x f x x x f x f <<'-=-ξξ3．证明恒等式：)(2cot arctan ∞<<-∞=+x x arc x π．证明： 令x arc x x f cot arctan )(+=，则01111)(22=+-+='x x x f ，所以)(x f 为一常数．设c x f =)(，又因为(1)2f π=，故 )(2cot arctan ∞<<-∞=+x x arc x π．4．若函数)(x f 在),(b a 内具有二阶导数，且)()()(321x f x f x f ==，其中12a x x << 3x b <<，证明:在),(31x x 内至少有一点ξ，使得0)(=''ξf ．证明：由于)(x f 在],[21x x 上连续,在),(21x x 可导,且)()(21x f x f =，根据罗尔定理知，存在),(211x x ∈ξ， 使0)(1='ξf ． 同理存在),(322x x ∈ξ，使0)(2='ξf ． 又)(x f '在],[21ξξ上符合罗尔定理的条件，故有),(31x x ∈ξ，使得0)(=''ξf ．5． 证明方程062132=+++x x x 有且仅有一个实根． 证明：设621)(32x x x x f +++=， 则031)2(,01)0(<-=->=f f ，根据零点存在定理至少存在一个)0,2(-∈ξ， 使得0)(=ξf ．另一方面，假设有),(,21+∞-∞∈x x ，且21x x <，使0)()(21==x f x f ，根据罗尔定理，存在),(21x x ∈η使0)(='ηf ，即02112=++ηη，这与02112>++ηη矛盾．故方程062132=+++x x x 只有一个实根．6． 设函数)(x f 的导函数)(x f '在],[b a 上连续，且0)(,0)(,0)(<><b f c f a f ，其中c 是介于b a ,之间的一个实数． 证明： 存在),(b a ∈ξ, 使0)(='ξf 成立.证明： 由于)(x f 在],[b a 内可导，从而)(x f 在闭区间],[b a 内连续，在开区间(,)a b 内可导．又因为()0,()0f a f c <>，根据零点存在定理，必存在点1(,)a c ξ∈，使得0)(1=ξf ． 同理，存在点2(,)c b ξ∈，使得0)(2=ξf ．因此()f x 在[]21,ξξ上满足罗尔定理的条件，故存在),(b a ∈ξ， 使0)(='ξf 成立．7. 设函数)(x f 在]1,0[上连续, 在)1,0(内可导. 试证:至少存在一点(0,1)ξ∈, 使()2[(1)(0)].f f f ξξ'=-证明： 只需令2)(x x g =，利用柯西中值定理即可证明.8．证明下列不等式（１）当π<<x 0时，x xxcos sin >． 证明： 设t t t t f cos sin )(-=，函数)(t f 在区间],0[x 上满足拉格朗日中值定理的条件，且t t t f sin )(=', 故'()(0)()(0), 0f x f f x x ξξ-=-<<, 即0sin cos sin >=-ξξx x x x (π<<x 0)因此， 当π<<x 0时，x xxcos sin >． （２）当 0>>b a 时，bba b a a b a -<<-ln ． 证明：设x x f ln )(=，则函数在区间[,]b a 上满足拉格朗日中值定理得条件，有'()()()(),f a f b f a b b a ξξ-=-<<因为'1()f x x =，所以1ln ()a a b b ξ=-，又因为b a ξ<<，所以111a bξ<<，从而bba b a a b a -<<-ln ．§ 洛毕达法则1． 填空题 （１） =→xxx 3cos 5cos lim2π35-（２）=++∞→xx x arctan )11ln(lim0 （３）)tan 11(lim 20x x x x -→=31（４）0lim (sin )xx x +→=1２．选择题（１）下列各式运用洛必达法则正确的是（ B ） A ． ==∞→∞→nn nn n en ln limlim 11lim=∞→nn eB ． =-+→x x x x x sin sin lim0 ∞=-+→xxx cos 1cos 1lim 0C ． x x x x x x x x x cos 1cos1sin 2lim sin 1sin lim020-=→→不存在 D ． x x e x 0lim →=11lim 0=→x x e（２） 在以下各式中，极限存在，但不能用洛必达法则计算的是（ C ）A ． x x x sin lim 20→B ． x x xtan 0)1(lim +→ C ． x x x x sin lim +∞→ D ． x nx e x +∞→lim3． 求下列极限（１）n n mm a x a x a x --→lim ．解： n n m m a x a x a x --→lim =nm n m a x a nm nx mx ---→=11lim ．（２）20222lim x x x x -+-→．解： 20222lim xx x x -+-→=x x x x 22ln 22ln 2lim 0-→-=2)2(ln 2)2(ln 2lim 220x x x -→+=2)2(ln ．（３）30tan sin limx xx x -→ ．解：30tan sin lim x x x x -→＝32030)21(lim )1(cos tan lim xx x x x x x x -⋅=-→→＝21-． （４） 20)(arcsin 1sin lim x x e xx --→．解：20)(arcsin 1sin lim x x e x x --→＝201sin lim x x e x x --→＝212sin lim 2cos lim00=+=-→→x e x x e x x x x ．（５）xx x x xx ln 1lim 1+--→．解： )ln 1()(x x x x x +='，x x x x xx ln 1lim 1+--→＝xx x x x 11)ln 1(1lim 1+-+-→＝22111)ln 1(limx x x x x xx x --+-→2])ln 1([lim 1221=++=++→x x x x x x ．（６） )111(lim 0--→x x e x ．解：2121lim )1(1lim )111(lim 22000==---=--→→→x xe x x e e x x x x x x x（７） x x xtan 0)1(lim +→ ．解：1)1(lim 202000sin limcsc 1lim cot ln limln tan lim tan 0=====+→+→+→+→+----→x xx x xxxx xx x x x x eeeex．（８）)31ln()21ln(lim xx x +++∞→．解： )31ln()21ln(lim x x x +++∞→=2ln 23ln(12)12lim ln(12)3lim 3lim1x x x x x x x x x →+∞→+∞→+∞+++===xxx 212lim 2ln 3++∞→=2ln 3．（９） n n n ∞→lim ．解： 因为1lim 1limln 1lim ===∞→∞→∞→xxxx x x x eex ，所以n n n ∞→lim =1．§函数的单调性与曲线的凹凸性1． 填空题（１） 函数)ln(422x x y -=的单调增加区间是),21()0,21(+∞- ，单调减少区间)21,0()21,( --∞．（２）若函数)(x f 二阶导数存在，且0)0(,0)(=>''f x f ，则xx f x F )()(=在+∞<<x 0上是单调 增加 ．（３）函数12+=ax y 在),0(∞+内单调增加，则a 0>．（４）若点（1，3)为曲线23bx ax y +=的拐点，则=a 23-，=b 29，曲线的凹区间为)1,(-∞，凸区间为),1(∞．2． 单项选择题（１）下列函数中，（ A ）在指定区间内是单调减少的函数. A . x y -=2 ),(∞+-∞ B . x y e = )0,(-∞ C . x y ln = ),0(∞+ D . x y sin = ),0(π（２）设)12)(1()(+-='x x x f ，则在区间)1,21(内（ B ）．A. )(x f y =单调增加，曲线)(x f y =为凹的B. )(x f y = 单调减少，曲线)(x f y =为凹的C. )(x f y =单调减少，曲线)(x f y =为凸的 Ｄ．)(x f y =单调增加，曲线)(x f y =为凸的（３）)(x f 在),(+∞-∞内可导, 且21,x x ∀,当 21x x >时, )()(21x f x f >,则( D ) A. 任意0)(,>'x f x B. 任意0)(,≤-'x f x C. )(x f -单调增 D. )(x f --单调增（４）设函数)(x f 在]1,0[上二阶导数大于0, 则下列关系式成立的是（ B ） A. )0()1()0()1(f f f f ->'>' B. )0()0()1()1(f f f f '>->' C. )0()1()0()1(f f f f '>'>- D. )0()1()0()1(f f f f '>->' 2． 求下列函数的单调区间 （１）1--=x e y x ．解：1-='x e y ，当0>x 时，0>'y ,所以函数在区间),0[+∞为单调增加； 当0<x 时，0<'y ，所以函数在区间]0,(-∞为单调减少．（２）(2y x =-解：)1(31031-='-x x y ，当1>x ，或0<x 时，0>'y ,所以函数在区间),1[]0,(+∞-∞ 为单调增加； 当01x <<时，0<'y ，所以函数在区间]1,0[为单调减少．（３）)1ln(2x x y ++=解： 011111222>+=++++='x x x x x y ，故函数在),(+∞-∞单调增加．3． 证明下列不等式（１）证明： 对任意实数a 和b , 成立不等式||1||||1||||1||b b a a b a b a +++≤+++．证明：令x x x f +=1)(，则0)1(1)(2>+='x x f ， )(x f 在) , 0 [∞+内单调增加. 于是, 由 |||| ||b a b a +≤+, 就有 ) |||| () || (b a f b a f +≤+, 即||1||||1||||||1||||||1||||||1||||||1||b b a a b a b b a a b a b a b a b a +++≤+++++=+++≤+++（２）当1>x 时, 1)1(2ln +->x x x ．证明：设)1(2ln )1()(--+=x x x x f ， 11ln )('-+=xx x f ，由于当1x >时，211()0f x x x''=->, 因此)(x f '在),1[+∞单调递增, 当 1x >时, 0)1()(='>'f x f , 故)(x f 在),1[+∞单调递增, 当 1>x 时, 有0)1()(=>f x f .故当1>x 时,0)1(2ln )1()(>--+=x x x x f , 因此1)1(2ln +->x x x ．（３）当 0>x 时，6sin 3x x x ->．证明：设6sin )(3x x x x f +-=, 021cos )(2=+-='x x x f ，当0>x ，()sin 0f x x x ''=->，所以)(x f '在),0[+∞单调递增, 当 0>x 时, 0)0()(='>'f x f , 故)(x f 在),0[+∞单调递增, 从而当 0>x 时, 有0)0()(=>f x f . 因此当 0>x 时，6sin 3x x x ->．4． 讨论方程k x x =-sin 2π(其中k 为常数)在)2,0(π内有几个实根．解：设()sin ,2x x x k πϕ=-- 则()x ϕ在]2,0[π连续, 且k k -=-=)2(,)0(πϕϕ，由()1cos 02x x πϕ'=-=，得2arccos x π=为)2,0(π内的唯一驻点．()x ϕ在2[0,arccos ]π上单调减少，在2[arccos ,]2ππ上单调增加．故k ---=242arccos )2(arccos 2πππϕ为极小值，因此)(x ϕ在]2,0[π的最大值是k -,最小值是k ---242arccos 2ππ．（１） 当,0≥k 或242arccos 2--<ππk 时,方程在)2,0(π内无实根；（２） 当0242arccos 2<<--k ππ时,有两个实根； （３） 当242arccos 2--=ππk 时，有唯一实根．5． 试确定曲线d cx bx ax y +++=23中的a 、b 、c 、d ，使得2-=x 处曲线有水平切线，)10,1(-为拐点，且点)44,2(-在曲线上．解： c bx ax y ++='232,b ax y 26+=''，所以2323(2)2(2)062010(2)(2)(2)44a b c a b a b c d a b c d ⎧-+-+=⎪+=⎪⎨+++=-⎪⎪-+-+-+=⎩ 解得： 16,24,3,1=-=-==d c b a ．6．求下列函数图形的拐点及凹或凸的区间（１）12-+=x xx y解： 222)1(11-+-='x x y , 323)1(62-+=''x xx y , 令0=''y ,得0=x ，当1x =±时y ''不存在．当01<<-x 或1>x 时, 0>''y ,当1-<x 或10<<x 时, 0<''y ．故曲线12-+=x xx y 在)1,0()1,( --∞上是凸的, 在区间和),1()0,1(+∞- 上是凹的，曲线的拐点为)0,0(． （２）32)52(x x y -=拐点及凹或凸的区间解：y '=，y''=． 当0=x 时，y y ''',不存在；当21-=x 时，0=''y ．故曲线在)21,(--∞上是凸的, 在),21(+∞-上是凹的，)23,21(3--是曲线的拐点,7．利用凹凸性证明: 当π<<x 0时, πxx >2sin证明：令πx x x f -=2sin )(, 则π12cos 21)(-='x x f , 2sin 41)(xx f -=''．当π<<x 0时, 0)(<''x f , 故函数πxx x f -=2sin )(的图形在),0(π上是凸的, 从而曲线)(x f y =在线段AB （其中)(,()),0(,0(ππf B f A ）的上方，又0)()0(==πf f , 因此0)(>x f ,即πxx >2sin ．§ 函数的极值与最大值最小值1． 填空题（１）函数x x y 2=取极小值的点是1ln 2x =-．（２） 函数31232)1()(--=x x x f 在区间]2,0[上的最大值为322)21(=f ，最小值为(0)1f =- ．2．选择题（１） 设)(x f 在),(+∞-∞内有二阶导数，0)(0='x f ，问)(x f 还要满足以下哪个条件，则)(0x f 必是)(x f 的最大值（ C ）A ． 0x x =是)(x f 的唯一驻点B ． 0x x =是)(x f 的极大值点C ． )(x f ''在),(+∞-∞内恒为负D ． )(x f ''不为零（２） 已知)(x f 对任意)(x f y =满足x e x f x x f x --='+''1)]([3)(2，若00()0 (0)f x x '=≠，则（ B ）A. )(0x f 为)(x f 的极大值B. )(0x f 为)(x f 的极小值C. ))(,00x f x （为拐点D. )(0x f 不是极值点, ))(,00x f x （不是拐点（３）若)(x f 在0x 至少二阶可导, 且1)()()(lim 2000-=--→x x x f x f x x ,则函数)(x f 在0x 处( Ａ )A ． 取得极大值B ． 取得极小值C ． 无极值D ． 不一定有极值3． 求下列函数的极值（１） ()3/223x x x f -=．解：由13()10f x x-'=-=，得1=x ．4''31(),(1)03f x x f -''=>，所以函数在1=x 点取得极小值．（２）xx x f 1)(=．解：定义域为),0(+∞，11ln 21, (1ln )x xxy ey xx x '==-， 令0y '=得驻点x e =，当(0,)x e ∈时，0y '>，当(,)x e ∈+∞时，0y '<．因此ee e y 1)(=为极大值．4． 求14123223+-+=x x x y 的在]4,3[-上的最大值与最小值． 解：(3)23, (4)132y y -==．由266120y x x '=+-=，得1=x , 2-=x ．而34)2(,7)1(=-=y y , 所以最大值为132，最小值为7．5． 在半径为R 的球内作一个内接圆锥体，问此圆锥体的高、底半径为何值时，其体积V 最大．解：设圆锥体的高为h , 底半径为r ,故圆锥体的体积为h r V 2 31π=，由于222)(R r R h =+-，因此)2( 31)(2h Rh h h V -=π )20(R h <<，由0)34( 31)(2=-='h Rh h V π，得34R h =，此时R r 322=．由于内接锥体体积的最大值一定存在,且在)2,0(R 的内部取得. 现在0)(='h V 在)2,0(R 内只有一个根,故当34R h =, R r 322=时, 内接锥体体积的最大．6. 工厂C 与铁路线的垂直距离AC 为20km , A 点到火车站B 的距离为100km . 欲修一条从工厂到铁路的公路CD , 已知铁路与公路每公里运费之比为3:5，为了使火车站B 与工厂C 间的运费最省, 问D 点应选在何处解: 设AD x = B 与C 间的运费为y , 则 )100(340052x k x k y -++= （1000≤≤x ）， 其中k 是某一正数．由 0)34005(2=-+='x xk y 得15=x 由于ky x 400|0== ky x 380|15==2100511500|+==x y 其中以k y x 380|15==为最小 因此当AD 15=x km 时 总运费为最省．7． 宽为b 的运河垂直地流向宽为a 的运河. 设河岸是直的,问木料从一条运河流到另一条运河去,其长度最长为多少解： 问题转化为求过点C 的线段AB 的最大值. 设木料的长度为l , y CB x AC ==,，木料与河岸的夹角为t ，则l y x =+，且t b y t a x sin ,cos ==,t b t a l sin cos += )2,0(π∈t ． 则ttb t t a l 22sin cos cos sin -='， 由0='l 得3tan abt =, 此时233232)(b a l +=，故木料最长为233232)(b a l +=．§ 函数图形的描绘１．求23)1(+=x x y 的渐近线. 解：由 -∞=+-→231)1(lim x x x ，所以1x =为曲线)(x f y =的铅直渐近线．因为 2)1(lim )(lim ,1)1(lim lim 2322-=-+=-=+=∞→∞→∞→∞→x x x x y x x x y x x x x所以2-=x y 为曲线)(x f y =的斜渐近线．第四章 综合练习题1．填空题（１） 01ln(1)1lim sin limarctan x x x x x x→→+∞++= 0 ． （２） 函数)1ln(+-=x x y 在区间)0,1(-内单调减少，在区间),0(+∞内单调增加．（３） 曲线)1ln(1x e xy ++=的渐近线是00==y x 和． （４）=-→x x x cos 02)(tan lim π1 ． 2． 求下列极限 （１） 2)1ln(sin 1tan 1limxx x xx x -++-+→解：20)1ln(sin 1tan 1limx x x xx x -++-+→＝xx x x x x x x sin 1tan 11])1[ln(sin tan lim 0+++⋅-+-→ ＝x x x x x x x tan lim)1ln(cos 1lim 2100→→⋅-+-＝x x xx -+-→)1ln(cos 1lim 210＝111sin lim 210-+→xx x ＝21)1(sin lim210-=+-→x x x x ． （２） xe e x x x x a a x x 1sin)(1cos)1cos 11sin (lim 21-+-+∞→ 解：x e e x x x x a a x x 1sin )(1cos )1cos 11sin (lim 21-+-+∞→=xe e x x x x x a x 1sin)1(1cos )1cos 11sin (lim 212-+-∞→=x x e x x x a x 1)1(1cos11sin lim 22+-∞→ =a x a e xx x x x x x e 2432223131sin 11cos 11cos 1lim1-=-+-∞→． 3． 求证当0>x 时， )1ln(212x x x +<-．证明： 令221)1ln()(x x x x f +-+=, 则21()111x f x x x x'=-+=++, 当0>x 时, ()0f x '>，故)(x f 在),0[+∞单调增． 当0>x 时，有()(0)0f x f >=，即)1ln(212x x x +<-． 4． 设)(x f 在],[b a 上可导且4≥-a b ，证明：存在点),(0b a x ∈使)(1)(020x f x f +<'.证明： 设)(arctan )(x f x F =, 则)(1)()(2x f x f x F +'='，且2|)(|π≤x F ．由拉格朗日中值定理知, 存在),(0b a x ∈，使)()()(0x F a b a F b F '=--, 即 14422|)(||)(|)()()(1)(020<=+≤-+≤--=+'πππa b a F b F a b a F b F x f x f ．5． 设函数)(),(x g x f 在],[b a 上连续,在),(b a 内具有二阶导数且存在相等的最大值, 且)()(a g a f =, )()(b g b f =, 证明： 存在),(b a ∈ξ,使得)()(ξξg f ''=''．证明： 设)(),(x g x f 分别在),(,21b a x x ∈取得最大值M ， 则12()()f x g x M ==, 且12()()0f x g x ''==． 令)()()(x g x f x F -=．当21x x =时, 0)()()(1===x F b F a F , 由罗尔定理知, 存在),(),,(1211b x x a ∈∈ξξ, 使 0)()(21='='ξξF F , 进一步由罗尔定理知, 存在),(21x x ∈ξ，使0)(=''ξF ，即)()(ξξg f ''=''当21x x ≠时, 0)()(11≥-=x g M x F ,0)()(22≤-=M x f x F ，由零点存在定理可知，存在],[211x x ∈ξ，使0)(1=ξF ． 由于0)()(==b F a F ，由前面证明知, 存在),(b a ∈ξ，使0)(=''ξF ，即)()(ξξg f ''=''．6． 设0≤k ,证明方程112=+x kx 有且仅有一个正的实根．证明：设11)(2-+=x kx x f ． 当0=k ，显然112=x只有一个正的实根．下考虑0<k 时的情况．先证存在性： 因为)(x f 在),0(+∞内连续，且+∞=→)(lim 0x f x ，-∞=+∞→)(lim x f x ，由零点存在定理知，至少存在一个),0(+∞∈ξ，使0)(=ξf ，即112=+x kx 至少有一个正的实根．再证唯一性：假设有12,0x x >，且21x x <，使0)()(21==x f x f ，根据罗尔定理，存在12(,)(0,)x x η∈⊂+∞，使0)(='ηf ，即023=-ηk ，从而023>=ηk ，这与0<k 矛盾．故方程112=+x kx 只有一个正的实根．7． 对某工厂的上午班工人的工作效率的研究表明，一个中等水平的工人早上8时开始工作，在t 小时之后，生产出t t t t Q 129)(23++-=个产品．问：在早上几点钟这个工人工作效率最高解：因为12183)()(2++-='=t t t Q t x ,186)()(+-=''='t t Q t x , 令0)(='t x ,得3=t ． 又当3t <时，()0x t '>．函数()x t 在[0,3]上单调增加；当3t >时，()0x t '<，函数()x t 在[3,)+∞上单调减少．故当3=t 时，)(t x 达到最大, 即上午11时这个工人的工作效率最高．。
第三章 微分中值定理和导数的应用习题66道
第三章 微分中值定理和导数的应用3．1 验证罗尔定理对函数21x y -=在区间]1,1[-上的正确性。
3．2 验证罗尔定理对函数x y sin ln =在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡65,6ππ上的正确性。
3．3 不用求函数)4)(3)(2)(1()(----=x x x x x f 的导数，说明0)(/=x f 有几个实根，并指出它们所在的区间。
3．4 试证明对函数r qx px y ++=2应用拉格朗日中值定理时所求得的点ξ总是位于区间的正中间。
3．5 验证担格朗日定理对于函数x x f arctan )(=在区间[0，1]上的正确性。
3．6 对函数3)(x x f =及1)(2+=x x g 在区间[1，2]上验证柯西中值定理的正确性。
3．7 对函数x x f sin )(=，x x g cos )(=在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,0π验证柯西中值定理的正确性。
3．8 对函数2)(x x f =，x x g =)(在区间[1，4]上验证柯西中值定理的正确性。
3．9 试证当⎪⎭⎫ ⎝⎛-∈2,2ππx 时，|tan |||x x ≤（等号只有在0=x 时成立）。
3．10 证明下列不等式：（1）b a b a -≤-arctan arctan ；（2）y x y x -≤-sin sin ；（3）)()(11y x nx y x y x ny n n n n -<-<--- （y x n >>,1）；（4）如果20παβ<≤<，试证：αβαβαββα22cos tan tan cos -≤-≤-； （5）设0>n ，试证：1111arctan 1arctan 1)1(122+<+-<++n n n n 。
3．11 试证：21arctan arcsin xx x -= （11<<-x ）。
3．12 若k x f =)(/，k 为常数，试证：b kx x f +=)(。
高等数学第三章微分中值定理与导数的应用试题库(附带答案)
>第三章 微分中值定理与导数的应用一、选择题1、则，且存在，，设 ,1)x (f )x (f )x (f 0)x (f 0)x (f 00000-=+''''='>（ ）是否为极值点不能断定的极值点 不是 的极小值点是的极大值点 是0000x )D ()x (f x )C ( )x (f x )B ()x (f x )A (2、处必有在则处连续且取得极大值，在点函数 x )x (f x x )x (f y 00==（ ）0)x (f )B ( 0)x ('f )A (00<''= 或不存在 且 0)x (f )D (0)x (f 0)x (f )C (0'00=<''=3、的凸区间是 x e y x -=（ ）) , 2( (D) ) , (2 (C) 2) , ( (B) 2) , ( (A)∞+-∞+--∞-∞，4、在区间 [-1，1] 上满足罗尔定理条件的函数是 （ ）(A)xx sin )x (f = (B)2)1x ()x (f += (C) 3 2x )x (f = (D)1x )x (f 2+=5、设f (x) 和g (x) 都在x=a 处取得极大值，F (x)=f (x)g (x)，则F(x)在x=a 处（ ） (A) 必取得极大值 (B)必取得极小值 (C)不取极值 (D)不能确定是否取得极值6、满足罗尔定理的区间是使函数 )x 1(x y 322-=（ ）(A) [-1,1] (B) [0,1] (C) [-2,2] (D) ]5 4, 5 3[- 7、x 2 e x y -=的凹区间是（ ）(A))2,(-∞ (B) )2,(--∞ (C) ) 1(∞+， (D) ) 1(∞+-，&8、函数)x (f 在0x x = 处连续，若0x 为)x (f 的极值点，则必有（ ） ．(A)0)(0='x f (B)0)(0≠'x f (C)0)(0='x f 或)(0x f '不存在 (D))(0x f '不存在 9、当a= ( ) 时，处取到极值在 3x 3sin3x asinx f(x)π=+=（ ） (A) 1 (B) 2 (C)3 π(D) 010、间是适合罗尔定理条件的区使函数 )x 1(x )x (f 322-=（ ）]5 4, 5 3[)D ( ]2,2[)C ( ]1,1[)B ( ]1,0[)A (--- 11、()，则上的凹弧与凸弧分界点为连续曲线，若 )x (f y )x (f x 00=（ ）的极值必定不是的极值点为必定为曲线的驻点， 必为曲线的拐点， )x (f x )D ( )x (f x )C ( ))x (f x ( )B ( ))x (f x ( )A (000000、二、填空题 1、__________________e y82x的凸区间是曲线-=．2、______________ 2 x y x 的极小值点是函数=．3、的凸区间为曲线x 3 e y x+=_____________________ ． 4、函数f （x ）＝x x 3-在[0,3]上满足罗尔定理的条件，由罗尔定理确定的罗尔中值点ξ＝ ． 5、设曲线y ＝a 23bx x +以点（1，3）为拐点，则数组（a ，b ）＝ ． 6、函数1x 3x y 3+-=在区间 [-2,0] 上的最大值为 ，最小值为 ． 7、函数 x sin ln y =在 [65, 6 ππ] 上的罗尔中值点ξ= ． …8、1 x y +=在区间 [ 1，3 ] 的拉格朗日中值点ξ = _______________． 9、______________ 2 x y x 的极小值点是函数=． 10、______________ 2x y x 的极小值点是函数⋅=。
第四章 中值定理与导数的应用习题
第四章 中值定理与导数的应用一、填空题1、函数4)(x x f =在区间[1,2]上满足拉格朗日中值定理，则ξ=_______.2、设)4)(3)(2)(1()(----=x x x x x f ，方程0)(='x f 有____个根，它们分别在区间_________上3.如果函数)(x f 在区间I 上的导数__________，那么)(x f 在区间I 上是一个常数.4、xx y 82+=(0>x )在区间_____单调减少，在区间_____单调增加. 5、.曲线)1ln(2x y +=在区间_____上是凸的,在区间_____上是凹的,拐点为_____6、若)(x f 在[a,b]上连续、在(a,b)内二阶可导且 _____ ，则)(x f 在[a,b]上的曲线是凹的.7、若()bx ax x x f ++=35在x = 1时有极值56，则a = ，b = . 8、()x f 二阶可导，()0x f '' = 0是曲线()x f y =上点_____为拐点的 条件.9、函数y=sinx-cosx 在区间(0,2π)内的极大值点是_____,极小值点是_____.10、函数2x y e -=的单调递增区间为_____，最大值为11、设函数()x f 在点0x 处具有导数，且在0x 处取得极值，则该函数在0x 处的导数()='0x f 。
12、()x x f ln =在[1，e ]上满足拉格朗日定理条件，则在（1，e ）内存在一点=ξ ，使()()11=-⋅'e f ξ13、若()x f 在[0，1]上连续，在（0，1）内可导，且()00=f ，()11=f ，由拉格朗日定理，必存在点∈ξ（0，1），使()()='⋅ξξf e f .14、()()()()321---=x x x x x f ，则方程()0='x f ，有 个实根。
高等数学3.1----微分中值定理习题带答案
37第三章微分中值定理与导数的应用第一节微分中值定理一、填空题1.函数221y x x =-+在[1,1]-上满足拉格朗日中值定理的ξ=0.2.函数32()29123f x x x x =-+-的驻点为121,2x x ==.3.在曲线33(11)y x x x =--≤≤上，平行于连接曲线弧两端点的弦的切线方程为提示：曲线的两端点分别为(1,2),(1,2)--，从而切线斜率为2-，又 233y x '=-，2332x ∴-=-即33x =±，∴切点33,,33⎛⎛-⎝⎝∴切线方程为22y x y x +=+=-.二、单项选择题1.下列函数在给定区间上满足罗尔定理条件的是A .A．256,y x x=-+[2,3]B.e ,xy x -=[0,1]C.y =[0,2]D.1,51,5x x y x +<⎧=⎨≥⎩，[0,5]提示：选项C 在点1x =不连续，选项D 在点5x =不连续，选项B 中使e (1)xy x -'=-为零的点为1(0,1)∉.2.函数3y x =在[1,2]-上满足拉格朗日中值定理的ξ=B .A.0B.1C.12D.323.设1,0,()a b ab f x x<<=，则a x b <<时，使得()()()()f b f a f b a ξ'-=-成立的ξC .38A .只有一点B.只有两点C.不存在D.是否存在与,a b 取值有关三、解答题1.已知()f x 在[0,1]上连续，在(0,1)内可导，且(0)1,(1)0f f ==.求证：在(0,1)内至少存在一点ξ，使得()()f f ξξξ'=-.证明：令()()F x xf x =，则()F x 在[]0,1上连续，在()0,1内可导，且()()00,00,F f ==()()110F f ==，即()()01F F =；由罗尔定理可得，在()0,1内至少存在一点ξ，使得()0F ξ'=；故()()0f f ξξξ'+=，即()()f f ξξξ'=-．2.证明恒等式πarctan arccot 2x x +=.证明：令()arctan arccot f x x x =+，则()2211011f x x x'=-=++，故(),f x C =()x -∞<<+∞．令0x =得π2C =，所以πarctan arccot 2x x +=．3.试用拉格朗日中值定理证明：当1x >时，不等式e e xx >成立.证明：令()e xf x =，则()f x 在区间[]1,x 上满足拉格朗日中值定理的条件，由拉格朗日中值定理可得，至少存在一点(1,)x ξ∈，使得e e e (1)xx ξ-=-，由于1ξ>，所以e e ξ>，从而e e e (1)e(1)x x x ξ-=->-，即e e xx >．4.证明方程510x x +-=只有一个正实根.证明：令()51f x x x =+-，则()()01,11f f =-=；由零点定理得，函数()f x 在()0,1内至少有一个零点．故方程510x x +-=至少有一正实根．下面证明唯一性（反证法）．假设有两个正实根()1212,x x x x <，则()()120f x f x ==．又()f x 在[]12,x x 上连续，在()12,x x 内可导，由罗尔定理可得，至少存在一点()12,x x ξ∈，39使得()0f ξ'=，即4510ξ+=，不成立，从而假设不成立，所以方程510x x +-=只有一个正实根.。
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习题3一、填空题1．设，则有_________个根，它们分别位于_ _______区间；2．函数在上满足拉格朗日定理条件的；３．函数与在区间上满足柯西定理条件的；4．函数在上满足拉格朗日中值定理条件的；５．；6．；7．;8．函数的单调减区间是；9．设在可导，则是在点处取得极值的条件；10．函数在及取得极值，则；11. 函数的极小值是;12．函数的单调增区间为；13. 函数的极小值点是；14. 函数在上的最大值为，最小值为；14. 函数在的最小值为;15. 设点是曲线的拐点,则;16. 曲线的下凹区间为,曲线的拐点为;17. 曲线的上凹区间为;18. 曲线的拐点为;19. 若是的四次多项式函数,它有两个拐点,并且在点处的切线平行于轴,那么函数的表达式是;20. 曲线的拐点为;21. 曲线的水平渐近线的方程是,垂直渐近线的方程是;22. 的垂直渐近线为; 水平渐近线为;23. 曲线在的曲率;24. 曲线的曲率计算公式为;25. 抛物线在顶点处的曲率为;二. 单项选择题1. 罗尔定理中的三个条件;在上连续,在可导,且是在至少存在一点,使得成立的( ).必要条件充分条件充要条件既非充分也非必要2. 函数，则（）.在任意闭区间上罗尔定理一定成立；在上罗尔定理不成立；在上罗尔定理成立；在任意闭区间上，罗尔定理都不成立；3. 设函数在区间上连续,在开区间上可导,且,,则必有( ).; ;4. 下列函数在上满足拉格朗日中值定理条件的是( ).; ; ;5. 函数,它在( ).不满足拉格朗日中值定理的条件;满足拉格朗日中值定理的条件,且;满足中值定理的条件,但无法求出的表达式;不满足中值定理条件,但有满足中值定理的结论.6. 若在开区间可导,且是任意两点,则至少存在一点使得下式成立( ).;7. 设是的可导函数,是的任意两点,则( ) .在之间恰有一个,使得在之间至少存在一点,使得对于与之间的任一点,均有8. 若在开区间可导,且对任意两点恒有,则必有( ).(常数)9. 已知函数,则方程有( ).分别位于区间的三个根;四个根,它们分别为;四个根,分别位于分别位于区间的三个根;10. 若为可导函数,为开区间一定点,而且有,则在闭区间上必总有( ).11. 若,则方程( ).无实根有唯一实根有三个实根有重实根12. 若在区间上二次可微,且(),则方程在上( ).没有实根有重实根有无穷多实根有且仅有一个实根13. 求极限时,下列各种方确的是( ).用洛必达法则后,求得极限为0;因为不存在,所以上述极限不存在;原式=因为不能用洛必达法则,故极限不存在;14. 设为未定型, 则存在是也存在的( ).必要条件充分条件充要条件既非充分也非必要条件15. 若与可导,, 且,则( ).必有存在,且必有存在,且如果存在,且如果存在,不一定有16. 函数在( ).单调增加单调减少单调增加,其余区间单调减少单调减少,其余区间单调增加17. 已知在上连续,在可导,且当时,有,又,则( ).在上单调增加, 且;在上单调增加, 且;在上单调减少, 且;在上单调增加, 但正负符号无法确定.18. 当时,有不等式( )成立.当时,当时当时,当时19. 函数的图形,在( ).处处是凸的; 处处是凹的;为凸的,在为凹的为凹的,在为凸的.20. 若在区间,函数的一阶导数,二阶导数,则函数在此区间是( ).单调减少,曲线上凹; 单调增加,曲线上凹;单调减少,曲线下凹单调增加,曲线下凹.21. 曲线的凹凸区间是( ).为其凹区间; 为其凸区间;当时,曲线是凸的, 时是凹的;当时,曲线是凹的, 时是凸的;22. 曲线( ).有一个拐点; 有二个拐点; 有三个拐点; 无拐点;23. 若点为曲线的拐点,则( ).必有存在且等于零; 必有存在但不一定等于零;如果存在,必等于零; 如果存在,必不等于零.24. 设函数在处有,在处不存在,则( ).及一定都是极值点; 只有是极值点;及都可能不是极值点; 及至少有一个点是极值点.25. 曲线 ( ).有极值点,但无拐点; 有拐点,但无极值点;是极值点, 是拐点; 既无极值点又无拐点.26. 若连续函数在闭区间上有唯一的极大值和极小值,则( ).极大值一定是最大值,极小值一定是最小值;极大值一定是最大值,或极小值一定是最小值;极大值不一定是最大值,极小值不一定是最小值;极大值必大于极小值.27. 函数在区间上的最小值为( ).; 0 ; 1 ; 无最小值.28. 指出曲线的渐近线( ).没有水平渐近线,也没有斜渐近线;为垂直渐近线,无水平渐近线;既有垂直渐近线,又有水平渐近线;只有水平渐近线.29. 曲线的渐近线有( ).1条 ; 2条 ; 3条 ; 4条 ;30. 设在可导,且对于任意,当时有,则( ).对于任意 ; 对于任意 ;函数单调增加 ; 函数单调增加.31. 设函数在上则或的大小顺序是( ).;; .32. 设有二阶连续导数,且,则( ).是的极大值; 是的极小值;是曲线的拐点;不是的极值, 不是曲线的拐点.33. 在区间,方程( ).无实根 ; 有且仅有一个实根; 有且仅有两个实根; 有无穷多个实根34. 设时,与是同阶无穷小,则为( ).1 ;2 ;3 ;4 .35. 函数不可导点的个数是( ).3 ; 2 ; 1 ; 0 .36. 设函数在的某个邻域连续，且为其极大值，则存在当时，必有（）。
；；37．函数在取得极值，则（）。
0 ；； 1 ； 2 。
38．下列曲线集邮水平渐近线，又有垂直渐近线的是（）。
；；；。
39．设为正整数，则（）。
； 1 ；0 ；40．=（）。
1 ；；；。
三. 计算题1. 求下列极限:;2.求极限: ;3.求极限: ;4. 求极限: ;5. 求极限: ;6. 求极限: ;7. 求极限: ;8. 求极限:;9. 求极限: ;10. 求极限: ;11. 求极限: ;12. 求极限: ;13. 求极限: ;14. 求极限: .15. 按(x-4)的幂展开多项式x4-5x3+x2-3x+4.16. 应用麦克劳林公式, 按x幂展开函数f(x)=(x2-3x+1)3.17. 求函数按(x-4)的幂展开的带有拉格朗日型余项的3阶泰勒公式.18.. 求函数按(x+1)的幂展开的带有拉格朗日型余项的n阶泰勒公式.19..求函数f(x)=tan x的带有拉格朗日型余项的3阶麦克劳林公式.20. 判定函数f(x)=arctan x-x单调性.21. 判定函数f(x)=x+cos x (0≤x≤2π)的单调性.22. 确定下列函数的单调区间:y=2x3-6x2-18x-7;23. 确定下列函数的单调区间:(x>0);24. 确定下列函数的单调区间:;25. 确定下列函数的单调区间:y=(x-1)(x+1)3;26. 确定下列函数的单调区间:27. 确定下列函数的单调区间:y=x n e-x(n>0, x≥0);28. 确定下列函数的单调区间:y=x+|sin 2x|.29. 判定下列曲线的凹凸性:y=4x-x2 ;30. 判定下列曲线的凹凸性: (x>0);31. 判定下列曲线的凹凸性: y=x arctan x ;32.. 求下列函数图形的拐点及凹或凸的区间:.y=x3-5x2+3x+5 ;33. 求下列函数图形的拐点及凹或凸的区间 : y=xe-x ;34. 求下列函数图形的拐点及凹或凸的区间: y=(x+1)4+e x;35. 求下列函数图形的拐点及凹或凸的区间 : y=ln(x2+1);36. 试决定曲线y=ax3+bx2+cx+d中的a、b、c、d, 使得x=-2处曲线有水平切线, (1,-10)为拐点, 且点(-2, 44)在曲线上.37. 试决定y=k(x2-3)2中k的值, 使曲线的拐点处的法线通过原点.38. 求函数的极值:y=2x3-6x2-18x+7;39. 求函数的极值:y=x-ln(1+x) ;40. 求函数的极值:;41. 求函数的极值:;42. 求函数的极值:y=e x cos x ;43. 求函数的极值:;44. 求函数的极值:y=x+tan x .45. 试问a为何值时,函数在处取得极值？它是极大值还是极小值？并求此极值.46. 求下列函数的最大值、最小值:y=2x3-3x2,-1≤x≤4;47. 问函数y=2x3-6x2-18x-7(1≤x≤4)在何处取得最大值？并求出它的最大值.48. 问函数(x<0)在何处取得最小值？49. 问函数(x≥0)在何处取得最大值？50. 求椭圆4x2+y2=4在点(0, 2)处的曲率.51. 求曲线y=lnsec x在点(x,y)处的曲率及曲率半径.52. 求抛物线y=x2-4x+3在其顶点处的曲率及曲率半径.53. 求曲线x=a cos3t,y=a sin 3t在t=t0处的曲率.四.证明题1.验证罗尔定理对函数y=ln sin x在区间上的正确性.2.验证拉格朗日中值定理对函数y=4x3-5x2+x-2在区间[0, 1]上的正确性.3.对函数f(x)=sin x及F(x)=x+cos x在区间上验证柯西中值定理的正确性.4.不用求出函数f(x)=(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)的导数，说明方程f'(x)=0有几个实根, 并指出它们所在的区间.5．证明恒等式: (-1≤x≤1).6．若方程a0x n+a1x n-1+ ⋅⋅⋅+ a n-1x=0有一个正根x0, 证明方程nx n-1+a1(n-1)x n-2 + ⋅⋅⋅+a n-1 =0a必有一个小于x0的正根.7．设a>b>0, n>1,证明:nb n-1(a-b)<a n-b n<na n-1(a-b) .8．设a>b>0, 证明:9．证明下列不等式:(1)|arctan a-arctan b|≤|a-b|;(2)当x>1时, e x>e⋅x.10．证明方程x5+x-1=0只有一个正根.11．证明下列不等式:当x>0时,;12. 证明下列不等式:当x>0时,;13. 证明下列不等式:当时, sin x+tan x>2x;14. 证明下列不等式:当时,;15．设=0, 证明多项式f(x)=a0+a1x+⋅ ⋅ ⋅+a n x n在(0,1)至少有一个零点.16．设f(x)在[0, a]上连续, 在(0, a)可导, 且f(a)=0, 证明存在一点ξ∈(0, a), 使f(ξ)+ξf'(ξ)=0.17．设0<a<b, 函数f(x)在[a, b]上连续, 在(a, b)可导, 试利用柯西中值定理, 证明存在一点ξ∈(a, b)使.18．设f(x)、g(x)都是可导函数, 且|f'(x)|<g'(x), 证明: 当x>a时, |f(x)-f(a)|<g(x)-g(a).19．设函数在上连续，在具有二阶导数，且连接点和的直线与交于点，证明：存在，使.20. 设在连续, 在可导,,且为单调增函数,令,证明:在为单调增函数.21. 设函数对一切,满足方程,证明:当在点处取得极值,则此极值必是极小值.22. 证明: 当时,.五.应用题1. 某车间靠墙壁要盖一间长方形小屋,现有存砖只够砌20cm长的墙壁,问应围成怎样的长方形才能使这间小屋的面积最大？2. 某地区防空洞的截面拟建成矩形加半圆,截面的面积为5m2,问底宽x为多少时才能使截面的周长最小,从而使建造时所用的材料最省？3. .从一块半径为的圆铁片上挖去一个扇形做成一漏斗(如图),问留下的扇形的中心角ϕ取多大时,做成的漏斗的容积最大？4. 求接于椭圆且两边分别平行于坐标轴的面积最大的矩形.5. 欲作一个容积为3000的无盖圆柱形蓄水池,已知池底单位面积造价为池壁单位面积造价的3倍,问蓄水池的尺寸怎样设计才能使得总造价最省?6. 已知球的半径为,试在它的接圆柱体中,求出具有最大侧面积的圆柱体的底半径与高.7. 求点到曲线的最短距离.8. 一艘停泊在海之中的军舰,离海岸垂直距离9,离海岸上的兵营,今欲从舰上送信到兵营,已知送信人步行的速度为,划船速度是,问送信人应该在何处上岸,才能使信在最短的时间到达兵营.(假定海岸线是直的)9. 与码头位于一条东西向直线形河流的同一侧,河岸边的厂离码头10公里,厂在码头的正北方4公里,今要在两厂之间修一条公路,如果延河岸筑路费用为3千元/公里,不沿河岸筑路费用为5千元/公里,问此公路沿河岸修筑几公里,才使筑路总费用最省?。