考研数学例题

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定理1(拉格朗日型余项)

设f(x)在含有x0的区间(a,b)内n?1阶可导,则对任一x?(a,b),有

f(x)?f(x0)?f?(x0)(x?x0)?f(n?1)(?)(n?1)!f??(x0)2!(x?x0)???2f(n)(x0)n!(x?x0)n?Rn(x) 其中 Rn(x)?(x?x0)n?1,?在x0与x之间.

定理2(佩亚诺型余项) 设f(x)在x0点n阶可导,则

f(x)?f(x0)?f?(x0)(x?x0)?f??(x0)2!(x?x0)???2f(n)(x0)n!(x?x0)n?Rn(x) 其中 Rn(x)??(x?x0)n, (x?x0)。 二、导数的应用 1洛必达法则: 若 1)

x?x0limf(x)?limF(x)?0;(?)

x?x02) f(x)、F(x)在x0点的某去心邻域内可导,且F?(x)?0; 3) limf?(x)?A(或?); F?(x)?limf?(x). F?(x)x?x0则 limf(x)F(x)x?x0x?x0 注:洛必达法则可用来求七种类型不定式的极限,即

00,

??,0??,???,1?,?0,00.

2 函数的单调性

设f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导。

1)若在(a,b)内f?(x)?0,则f(x)在[a,b]上单调增; 2)若在(a,b)内f?(x)?0,则f(x)在[a,b]上单调减; 3 函数的极值与最值

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1)极值:

(1) 极值的必要条件:设f(x)在x0处可导,且在x0处取得极值,则

f?(x0)?0;

(2) 极值的充分条件: a)(第一充分条件)

设f?(x0)?0(或f(x)在x0处连续),且f(x)在x0的某去心邻域U(x0,?) 内可导

(1)若x?(x0??,x0)时,f?(x)?0,而x?(x0,x0??)时,f?(x)?0,则

, f(x) 在x0处取得极大值;

(2)若x?(x0??,x0)时,f?(x)?0,而x?(x0,x0??)时,f?(x)?0,则

, f(x) 在x0处取得极小值;

(3)若x?U(x0,?)时,f?(x)的符号保持不变,则f(x)在x0处没有极值; b) (第二充分条件)

若f?(x0)?0,f??(x0)?0,则f(x)在x0处取得极值。其中当f??(x0)?0时极小,当f??(x0)?0时极大。

2)最值:(1)求连续函数f(x)在[a,b]上的最值; (2)应用题。 4 曲线的凹向与拐点 1)凹向:

(1)定义:凹 f( 凸 f(x1?x22x1?x22)?)?f(x1)?f(x2)2f(x1)?f(x2)2??

(2)判定:若在区间I上f??(x)?0(?0),则曲线y?f(x)在I上是凹(凸)

的。

2)拐点:

(1)定义:连续曲线上两侧凹向发生变化的点;

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(2)判定:(一个必要两个充分) 5 曲线的渐近线 1)水平渐近线

若limf(x)?A(或limf(x)?A,或limf(x)?A)那么y?A是曲线

x??x???x???y?f(x)水平渐近线.

2)垂直渐近线

若limf(x)??(或limf(x)??,或limf(x)??),那么x?x0是曲线

x?x0?x?x0?x?x0y?f(x)的垂直渐近线.

3)斜渐近线 若limf(x)xx???a 且 lim?f(x)?ax??b(或x???,或x???),那么

x??y?ax?b是曲线y?f(x)的斜渐近线.

8 曲率与曲率半径:(数三不要求)

曲率??|y??|(1?y?2)213(直角);??

|y??x??y?x??|(参数).

(x?2?y?2)3/2曲率半径 R?常考题型

1. 洛必达法则求极限;

? 2. 求函数的极值和最值,确定曲线的凹向和拐点; 3. 求渐近线; 4. 方程的根; 5. 不等式的证明; 6. 中值定理证明题 【例1】 lim(1?x2)tanx?1?24x. ()

?【例2】 lim(x?0sinxx1)1?cosx. (e3)

?1 15

【例3】 f(x)二阶可导 f(0)?0, f?(0)?1, f??(0)?2

求 limf(x)?xx2x?0

f(x)?2,则

x?01?cosx【例4】 已知f(x)在x?0的某个邻域内连续,且f(0)?0,lim在点

x?0 处f(x)

(A)不可导. (B)可导,且f?(0)?0. (C)取得极大值. (D)取得极小值.

【例5】在半径为R的球中内接一直圆锥,试求圆锥的最大体积. (【例6】曲线y?1?ln(1?ex)渐近线的条数为 xln(1?x)x?. lnx1?x3281?R3)

(A)0. (B)1. (C)2. (D)3. [ ] 【例7】 利用导数证明:当x?1,时【例8】 求证:方程x?p?qcosx?0恰有一个实根,其中p,q为常数,且0?q?1. 【例9】设a1?a2???an?0,求证:方程nanxn?1?(n?1)an?1xn?2??2a2x?a1?0在

(0,1)内至少有一个实根.

【例10】 设f(x)在区间?a,b?上连续,在(a,b)上二阶可导,且

f(a)?f(b)?f(c)(a?c?b),证明存在??(a,b),使f??(?)=0.

【例11】设f(x)在[a,b]上二阶可导,f(a)?f(b)?0,且存在c?(a,b)使f(c)?0.试证:??,??(a,b),f?(?)?0,f??(?)?0.

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