华南理工大学网络教育学院 《高等数学(上)》辅导
一、 求函数值 例题:
1、若2()f x x =,()x x e ?=,则(())f x ?= . 解:()
2
2(())()x
x x f x f e e
e ?===
2、若(1)21f x x -=+,则()f x = . 解:令1x t -=,则1x t =+ 所以()2(1)123f t t t =++=+
即 ()23f x x =+
二、 常见的等价无穷小及等价无穷小替换原理 常见的等价无穷小:
0~sin ~tan ~arcsin ~arctan x x x x x x →时,
~ln(1)~x x x e +-1
211cos ~,2x x -1
1~2
x -
无穷小替换原理:在求极限过程中,无穷小的因子可以用
相应的等价无穷小替换
例题: 1、320sin 3lim x x
x
→= 解:当0sin3~3x x x →,
, 原式=3
200(3)lim lim270x x x x x
→→==
2、0sin3lim x x
x →=
解:原式=03lim
3x x
x
→=
3、201-cos lim
x x
x
→= 解:当2
10cos ~2x x x →,1-
原式=220112lim 2x x
x →=
4、0ln(13)
lim
x x x
→+=
解:当03)~3x x x →,ln(1+
原式=.03lim
3x x
x
→=.
5、201
lim x x e x
→-=
解:当201~2x x e x →-,
原式=.02lim 2x x x →=.
三、 多项式之比的极限
2lim 03x x
x x →∞=+,22
11lim 33x x x x →∞-=+,23lim x x x x
→∞+=∞
四、 导数的几何意义(填空题)
0()f x ':表示曲线()y f x =在点00(,())M x f x 处的切线斜率
曲线..()y f x =..在点00(,())M x f x 处的切线方程为:
000()()()y f x f x x x '-=-
曲线()y f x =在点00(,())M x f x 处的法线方程为:
0001
()()()
y f x x x f x -=-
-' 例题: 1、曲线44x
y x
+=-在点(2,3)M 的切线的斜率. 解:2
22
(4)'(4)(4)(4)(4)x x x x x x y x =='
+--+-'=
- 2
2
82(4)x x ==
=-
2、曲线cos x x
y e =在点(0,1)M 处的切线方程.
解:2
(cos )'cos ()()x x x x x x e x e y e =='
-'= 2
sin cos 1()x x
x x xe xe e =--=
=-
所以曲线cos x x
y e
=
在点(0,1)M 处的切线方程为: 1(0)y x -=--,即10x y +-=
3
、曲线y =
在点(1,1)M 处的切线方程. 解:5
3
11
223
3x x y x =='=-=-
所以曲线y =
在点(1,1)M 处的切线方程为:
2
1(1)3y x -=--,即2350x y +-=
五、 导数的四则运算、复合函数的导数、微分 复合函数求导的链式法则:
d d d (),()[()]:
d d d y y u y f u u g x y f g x x u x
==?==?
()()().y x f u g x '''=?或
微分:()dy f x dx '= 例题:
1
、设y =,则'y =
解:()(
)1'
2
221112
y x x -'=+?+=
2、设2sin y x =,则'y = 解:()'
'
2
22
cos 2cos y x x
x x =?=
3、设sin 2x y =,则dy = 解:()'
'
sin sin 2
ln 2sin 2cos ln 2x
x y x x =?=
则dy =sin 2cos ln 2x x dx
4、设sin x y e =,则dy = 解:()'
'
cos cos x
x x
x y e e
e
e =?=
所以cos x x dy e e dx = 5、设2
x y e -=,则dy =(答案:2
2x xe
dx --)
六、 运用导数判定单调性、求极值 例题:
1、求ln y x x =的单调区间和极值. 解:定义域(0,)x ∈+∞
令ln 10y x '=+=,求出驻点1x e -=
函数的单调递减区间为1(0,]e -,单调递增区间为1(,)e -+∞
极小值为11
()y e e
=-.
2、求x y xe -=的单调区间和极值. 解:定义域(,)x ∈-∞+∞
令(1)0x x x y e xe x e --'=-=-=,求出驻点1x =
函数的单调递减区间为[1,)+∞,
单调递增区间为(,1)-∞,
极大值为1(1)y e -=.
3、求函数.2
()x f x e
-=.的单调区间和极值.
解:定义域(,)x ∈-∞+∞ 令2
()2x f x xe -'=-,得0x =
单调递增区间:(,0)-∞,单调递减区间:(0,)+∞, 极大值为(0)1f =.
4、求函数31()3f x x x =-的极值.答案:极小值为2
(1)3y =-,
极大值为2
(1)3y -=
七、 隐函数求导 例题:
1、求由方程2sin 0x e y xy +-=所确定的隐函数()y y x =的导数
dy
dx
. 解:方程两边关于x 求导,得:
2cos (2)0x e y y y xy y ''+?-+=
即 2cos 2x
y e y y xy
-'=-
2、求由方程cos()y x y =+所确定的隐函数()y y x =的导数
dy dx
.
解:方程两边同时关于x 求导,得:
sin()(1)y x y y ''=-++
即
sin()
1sin()
x y y x y -+'=
++
3、求由方程sin()y x y =+所确定的隐函数()y y x =的导数dy
dx
. 答案: cos()1cos()dy x y dx x y +=-+
4、求由方程ln ln 0xy x y ++=所确定的隐函数()y y x =的导数dy
dx
. 答案: dy y dx x =-
八、 洛必达法则求极限,注意结合等价无穷小替换原理 例题:
1、求极限01
1lim 1sin x x e x →??- ?-?? 解:原式0sin (1)
lim (1)sin x x x x e e x
→--=-
20sin (1)lim x x x e x
→--=.()0sin ~,1~x
x x x e x →- 当时,.
0cos lim 2x
x x e x
→-=
0sin lim
2
x
x x e →--= 12=-
2、求极限3
sin lim
tan x x x x →-00??
???
解:原式=30sin lim x x x
x
→-()0tan ~x x x → 当时, 201cos lim 3x x
x
→-= =2
2012lim 3x x
x → 2101cos ~2x x x ??→- ??
? 当时, 1
6=
3、求201lim x x e x x →--00?? ???
(答案:1
2)
九、 原函数、不定积分的概念及其性质 知识点:
设()()F x f x '=,则称()F x 是()f x 的一个原函数,
()F x C +是()f x 的全体原函数,且有:
()()f x dx F x C =+?
例题:
1、( )是函数33x x +的原函数. A .2
33x +
B .42
1342x x + C .42x x +
D .42
1142
x x +
解:因为4231334
2x x x x '
??+=+ ???
所以42
1342x x +是33x x +的原函数.
2、( )是函数2cos x x 的原函数. A .2
2sin x -
B .2
2sin x
C .21
sin 2x -
D .21
sin 2
x
解:因为22211sin (cos )2cos 22
x x x x x '??
=?= ???
所以21
sin 2x 是2cos x x 的原函数.
3
是( )的原函数
A .12x
B
C .ln x
D
解:因为
'
=
的原函数.
4、( )是函数1
x
的原函数.
A .21x
B .21x -
C .ln x -
D .ln ||x
解:因为()1ln ||x x
'=
所以ln ||x 是1
x
的原函数.
十、 凑微分法求不定积分(或定积分)
简单凑微分问题:2x e dx ?,sin 4xdx ?,cos5xdx ?,ln ln xd x ? 一般的凑微分问题
:
?
,
?
,sin 1cos x dx x +?,ln x
dx x ?
例题: 1
、?
解:注意到2(1)2x x '-=- 原式
=()2112x -
-
?C ??=+ ???
参考公式 ()
1
22
1x C =--+
2
、?
解:注意到2(23)6x x '-=-
原式21=(23)6x --
3
2
23x C ??=+ ???
?参考公式
=31
9
C -+
3、sin 1cos x dx x
+?
解:注意到(1cos )sin x x '+=-
原式1=(1cos )1cos d x x -++?1ln ||dx x C x ??
=+ ???
?参考公式
=ln |1cos x |C -++
4、5x e dx +?
解:原式=5(5)x e d x ++?()
x x e dx e C =+?参考公式
=5x e C ++
5、cos5xdx ? 解:原式1
cos5(5)5
xd x =
?()
cos sin xdx x C =+?参考公式 1
sin55
x C =+
6、sin 3xdx ?
解:原式1
sin3(3)3
xd x =?()
sin cos xdx x C =-+?参考公式
1
cos33
x C =-+
十一、 不定积分的第二类换元法——去根号(或定积分)
等 例题:
1
、求不定积分
t =,则221ln(1)x e t x t =-?=- 2
21
t
dx dt t =
- 原式=22121
211t dt dt t t t ?=--??
1111
dt dt t t =--+?
? ln |1|ln |1|t t C =--++
ln |1|ln |1|C =--++
2
、4
?.
t =,则22x t dx tdt =?= 当0042x t x t ====时,;当时,
原式=2
2001
11221+t 1+t
t tdt dt +-?=??
2
2
0012()1+t
dt dt =-??
2
02(2ln |1|)t =-+ 2(2ln 3)=-
3
、1
0?
t =,则21x t =-,2dx tdt =
当0x =时,1t =;当1x =
时,t =
原积分21
1)2t t tdt =-?
421
2)t t dt =-
531
125
3t t ?=-??
4
1)15
=+
十二、 不定积分的分部积分法(或定积分)
诸如sin x xdx ?,cos x xdx ?,x xe dx ?,x xe dx -?,
ln x xdx ?,可采用分部积分法
分部积分公式:()()()()()()u x dv x u x v x v x du x =-??
例题:
1、求不定积分sin x xdx ?. 解 sin (cos )x xdx xd x =-??
cos (cos )x x x dx =---?
cos cos x x xdx =-+?
cos sin x x x C =-++
2、求不定积分x xe dx -? 解 x x xe dx xde --=-?? x x xe e dx --=-+?
x x xe e C --=--+
3、求不定积分ln x xdx ?
解 21
ln ln ()2x xdx xd x =??
22
11ln ln 22
x x x d x =-?
211
ln 22
x x xdx =
-? 22
11ln 24
x x x C =-+
十三、 定积分的概念及其性质
知识点:定积分的几何意义,奇偶对称性等
例题:
1、定积分2
3a
x a x e dx -?等于 .
解: 因为2
3x x e 是x 的奇函数,所以原式=0 2、定积分23sin a
a x xdx -?等于 .
解: 因为23sin x x 是x 的奇函数,所以原式=0
3、定积分22
sin 1x x
dx x π
-π+?等于 .
解: 因为22
sin 1x x
x
+是x 的奇函数,所以原式=0
十四、 变上限积分函数求导
4
3
'()(),()x a
F x f t dt F x ==?
则______
解
33''
()()()F x f x x =233()
x f x =()C 变上限积分函数的导数公式
()
[]'
()
'()()()
x a
f t dt f x x Φ=ΦΦ?
例题:
1、 设函数
()f x 在[,]a b 上连续,3
()()x a
F x f t dt =?
,则()F x '=
( C ).
A .()f x
B .3()f x
C .233()x f x
D .23()x f x
2、设2
1
()arctan x f x tdt =?,则()f x '=22arctan x x .
3、设30
()sin x
f x t dt =?,则()f x '=3sin x .
十五、 凑微分法求定积分(或不定积分) 思想与不定积分类似 例题:
1
、1
0x ?
解:注意到32(1)3x x '+=
原式301(1)3x =+
?32
23x C ??=+ ???
?参考公式
=1
30
2
9
2
1)9
=-
十六、 定积分的第二类换元法——去根号(或不定积分, 思想与不定积分类似
例题: 1
、4
?.
t =,则22x t dx tdt =?= 当0042x t x t ====时,;当时,
原式=2
2001
11221+t 1+t
t tdt dt +-?=??
2
2
01
2()1+t
dt dt =-??
2
02(2ln |1|)t =-+ 2(2ln 3)=-
2
、1
0?
t =,则21x t =-,2dx tdt =
当0x =时,1t =;当1x =
时,t =
原积分21
1)2t t tdt =-?
421
2)t t dt =-
531125
3t t ?=-??