1.设函数0cos xy tdt =⎰,求'(0)y ,'()4y π。
【解】由题设得'()cos y x x =,于是得 '(0)cos01y ==,'()cos442y ππ==。
2.计算下列各导数:⑴20x d dx⎰;【解】20x d dx⎰2)x =2= ⑵1td dt dx ;【解】1td dt dx 1()t ddt dx =-=-=。
⑶cos 2sin cos()x x d t dt dxπ⎰; 【解】cos 2sin cos()x x d t dt dx π⎰0cos 22sin 0[cos()cos()]x xd t dt t dt dx ππ=+⎰⎰ 》0cos 22sin 0cos()cos()x x d d t dt t dt dx dx ππ=+⎰⎰sin cos 2200[cos()]cos()x xd d t dt t dt dx dx ππ=-+⎰⎰ 22cos(sin )(sin )cos(cos )(cos )d dx x x x dx dx ππ=-+22cos(sin )cos cos[(1sin )](sin )x x x x ππ=-+--22cos(sin )cos cos(sin )sin x x x x πππ=---22cos(sin )cos cos(sin )sin x x x x ππ=-+2cos(sin )(sin cos )x x x π=-。
⑷2ln 1x x d dt dx t⎰。
【解】2ln 1x x d dt dx t ⎰21ln 111[]x x d dt dt dx tt =+⎰⎰ 21ln 111x x d d dt dt dx t dx t=+⎰⎰ …2ln 1111[]x x d d dt dt dx t dx t =-+⎰⎰2211(ln )()ln d d x x x dx x dx =-+21112ln x x x x =-⋅+⋅12ln x x x =-+11(2)ln x x=-。
3.设函数()y y x =由方程0cos 0yxt e dt tdt +=⎰⎰所确定,求dydx。
【解法一】方程0cos 0yxt e dt tdt +=⎰⎰中完成积分即为 0sin 0ty x e t+=,亦即为 (1)sin 0ye x -+=,得知1sin ye x =-,解出y ,得ln(1sin )y x =-, 于是得1cos (1sin )1sin 1sin dy d x x dx x dx x -=-=--cos sin 1x x =-。
【解法二】在方程cos 0yxt e dt tdt +=⎰⎰两边对x 求导,注意到()y y x =,得—00[cos ](0)y x t d de dt tdt dx dx+=⎰⎰即得 ()cos 0y d e y x dx+=, 亦即cos 0y dy ex dx +=,解出dy dx ,得cos y dy x dx e=-, 方程0cos 0yxte dt tdt +=⎰⎰中完成积分即为 0sin 0tyx e t+=,亦即为 (1)sin 0ye x -+=,得知1sin ye x =-,再将1sin ye x =-代入cos y dy xdx e=-中, 得cos cos 1sin sin 1dy x x dx x x =-=--。
4.设0sin t x udu =⎰,0cos t y udu =⎰,求dydx。
【解】问题是由参数方程求导【解法一】dy dy dt dx dx dt =0cos sin ttd udu dt d udu dt =⎰⎰cos cot sin t t t ==。
~【解法二】dy dx 00cos sin ttd udud udu =⎰⎰cos sin tdt tdt =cos cot sin tt t==。
5.求下列极限: ⑴20cos limxx t dt x→⎰;【解】这是“”未定型极限,应用洛必达法则,得 200cos limxx t dt x→⎰20cos lim 1x x →=2cos 01==。
⑵02arctan limxx tdt x →⎰;【解】这是“”未定型极限,应用洛必达法则,得 02arctan limxx tdt x →⎰0arctan lim2x xx→= ---- 应用洛必达法则2011lim 2x x →+= ---- 再次应用洛必达法则 $21112102=⋅=+。
⑶22limx x x→⎰;【解】这是“”未定型极限,应用洛必达法则,得22limx x x →⎰0x →= ---- 应用洛必达法则0x →= ---- 完成求导2()'xx →= ---- 整理1=。
⑷2220020()limxt xx t e dt te dt→⎰⎰。
【解】这是“”未定型极限,应用洛必达法则,得 2220020()limxt xx t e dt te dt→⎰⎰2220202limxx t t xx d e dt e dt dx xe →⋅=⎰⎰ ---- 应用洛必达法则;222202limxt xxx e dt e xe →⋅=⎰ ---- 完成求导20x t d e dt dx⎰ 222limxt xx e dtxe →=⎰ ---- 分子分母同消去2x e222202lim2x xx x ee x e→=+ ---- 再次应用洛必达法则202lim 12x x →=+ ---- 分子分母同消去2x e 222120==+⨯。
6.当x 为何值时,函数2()xt I x te dt -=⎰有极值。
【解】由给定的函数2()xt I x te dt -=⎰可见,其定义域为(,)-∞+∞,由于2'()x I x xe -=,可得()I x 有唯一驻点0x =,无不可导点, 显见,当0x <时,'()0I x <,当0x >时,'()0I x >, 可知,函数()I x 在点0x =处取得极小值。
,7.计算下列定积分:⑴22411()x dx x +⎰; 【解】22411()x dx x +⎰321311()33x x=-33111(21)(1)332=---218=。
⑵4dx +⎰;【解】4dx +⎰1924()x x dx =+⎰3292421()32x x =+33222221(94)(94)32=-+- 21(278)(8116)32=-+-2716=。
⑶211dx x +;【解】211dx x +arctan==36ππ=-6π=。
⑷2201dx a x +;【解】2201dx a x +22111()dx x a a =+02111()xd x a a a=+ (1a=1arctan 0)a =-1a=13a π=⋅3a π=。
⑸420213311x x dx x -+++⎰; 【解】420213311x x dx x -+++⎰02211(3)1x dx x -=++⎰31(arctan )x x -=+30(1)arctan 0arctan(1)=--+--10arctan1=++14π=+。
⑹1011e dx x -+⎰;【解】1011e dx x-+⎰101(1)1e d x x -=++⎰1ln(1)e x -=+ln ln1e =-1=。
⑺240tan xdx π⎰;【解】240tan xdx π⎰240(sec 1)x dx π=-⎰40(tan )x x π=-tan44ππ=-14π=-。
—⑻240cos ()2xdx π⎰;【解】240cos ()2x dx π⎰401cos 2x dx π+=⎰41(sin )2x x π=+1(sin )244ππ=+84π=+。
⑼212x dx -⎰;【解】212x dx -⎰021022x dx x dx -=+⎰⎰0210(2)2x dx xdx -=-+⎰⎰2221x x -=-+22[0(1)](20)=---+-5=。
⑽20sin x dx π⎰;【解】20sin x dx π⎰20sin sin x dx x dx πππ=+⎰⎰20sin (sin )xdx x dx πππ=+-⎰⎰20cos cos xxπππ=-+(cos cos0)(cos 2cos )πππ=--+-(11)[1(1)]=---+--4=。
⑾;<【解】=340cos x dx π=3242cos cos ]x dx x dx πππ=+⎰⎰3242cos cos )xdx xdx πππ=-⎰⎰32402sin )xxπππ=-3sin 0)(sinsin )]242πππ=---0)(1)]2=---1=。
⑿2()f x dx ⎰,其中21, 1()1, 12x x f x x x +≤⎧⎪=⎨>⎪⎩。
【解】2()f x dx ⎰121()()f x dx f x dx =+⎰⎰122011(1)2x dx x dx =++⎰⎰2132111()26x x x =++11(1)(81)26=++-83=。
8.设2, [0,1)(), [1,2]x x f x x x ⎧∈=⎨∈⎩,求0()()x x f t dt Φ=⎰在[0,2]上的表达式,并讨论()x Φ在(0,2)内的连续性。
【解】当0x =时,0()()0x f t dt Φ==⎰3013x x ==;当(0,1)x ∈时,0()()xx f t dt Φ=⎰20xt dt =⎰313x t =313x =; [当1x =时,1(1)()f t dt Φ=⎰120t dt =⎰311133t ==3113x x ==2111()26x x ==-;当(1,2)x ∈时,0()()xx f t dt Φ=⎰11()()xf t dt f t dt =+⎰⎰1201x t dt tdt =+⎰⎰312011132x t t =+211(1)32x =+-21126x =-, 当2x =时,2(2)()f t dt Φ=⎰121()()f t dt f t dt =+⎰⎰12201t dt tdt =+⎰⎰3122011132t t =+211(21)32=+-116=2211()26x x ==-,于是,321, [0,1)3()11, [1,2]26x x x x x ⎧∈⎪⎪Φ=⎨⎪-∈⎪⎩,由于初等函数313x 在[0,1)内连续,初等函数21126x -在(1,2]内连续,故要讨论()x Φ在(0,2)内的连续性,仅须讨论()x Φ在1x =处的连续性,由于31111lim ()lim 33x x x x --→→Φ==,211111lim ()lim()263x x x x ++→→Φ=-=, 且(1)Φ2111()26x x ==-13=,可知()x Φ在1x =处连续,、从而,()x Φ在(0,2)内连续。