问答题
问答题 证明拉格朗日中值定理:若函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,6)内可导,则存在ξ∈(a,b),使得f(b)-f(a)=f'(ξ)(b-a).
【正确答案】取F(x)=f(x)-[*], 由题意知F(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,且 [*] 根据罗尔定理,存在ξ∈(a,b),使得[*],即 f(b)-f(a)=f'(ξ)(b-a).
【答案解析】
问答题 证明:若函数f(x)在x=0处连续,在(0,δ)(δ>0)内可导.且,则存在,且
【正确答案】对于任意的t∈(0,δ),函数f(x)在[0,t]上连续,在(0,t)内可导,由右导数定义及拉格朗日中值定理
[*],其中ξ∈(0,t).
由于[*],且当t→0+时,ξ→0+,所以[*],故[*]存在,且[*]=A.
【答案解析】本题主要考查拉格朗日中值定理的证明及其应用.
问答题 求函数
【正确答案】解 f(x)的定义域为(-∞,+∞),由于 [*] 所以f(x)的驻点为x=0,±1. 列表讨论如下, [*] 因此,f(x)的单调增加区间为(-1,0)及(1,+∞),单调减少区间为(-∞,-1)及(0,1);极小值为f(±1)=0,极大值为[*].
【答案解析】本题是一道综合题.主要考查变上限积分求导及确定函数单调区间和极值的方法.
问答题 求方程karctanx-x=0不同实根的个数,其中k为参数.
【正确答案】解1 令f(x)=karctanx=x,则f(x)是(-∞,+∞)上的奇函数,且 f(0)=0,[*]. 当k-1≤0即k≤1时,f'(x)<0(x≠0),f(x)在(-∞,+∞)内单调减少,方程f(x)=0只有一个实根x=0. 当k-1>0即k>1时,在[*]内,f'(x)>0,f(x)单调增加;在[*]内,f'(x)<0,f(x)单调减少,所以[*]是f(x)在(0,+∞)内的最大值. 由于f(0)=0,所以[*]>0. 又因为[*],所以存在ξ∈[*],使得f(ξ)=0. 由f(x)是奇函数及其单调性可知:当k>1时,方程f(x)=0有且仅有三个不同实根x=-ξ,x=0,x=ξ 解2 令f(x)=karctanx-x,显然f(x)是奇函数,则其零点关于原点对称,f(0)=0,只需讨论f(x)在(0,+∞)上零点的个数,为此,令 g(x)=[*]-k x∈(0,+∞) g(x)与f(x)在(0,+∞)内零点个数相同, [*] 则g'(x)>0 x∈(0,+∞) g(x)单调增,又 [*] 若k≤1,g(x)在(0,+∞)内无零点,原方程有唯一实根x=0; 若k>1.g(x)在(0,+∞)内有唯一零点,原方程有三个实根.
【答案解析】本题是一道带有参数的方程根的个数的问题,主要考查求解此类问题的方法.
问答题 证明:
【正确答案】△证1 令[*],-1<x<1. 显然f(x)为偶函数,因此,只要证明 f(x)≥0 x∈[0,1) 由于 [*]当x∈(0,1)时,[*], 则[*] 从而有 f(x)>0 x∈(0,1) 又 f(0)=0 则 f(x)≥0 x∈[0,1) 故原不等式成立. △证2 由证1知,只要证明f(x)≥0 x∈[0,1)为此,先证cosx≥1-[*],x∈[0,1) 令 g(x)=cosx-1+[*],由于 g'(x)=-sinx+x>0 x∈(0,1) 又 g(0)=0,则g(x)≥0 x∈[0,1) 要证f(x)≥0,只要证明 [*] 即,只要证[*] x∈[0,1) 令 [*]=ln(1+x)-ln(1-x)-x 则 [*] x∈(0,1) 又[*],则[*] x∈[0,1] 故 [*] (-1<x<1) 证3 记[*],则 [*] [*] 当-1<x<1时,由于[*],1+cosx≤2,所以f"(x)≥2>0,从而f'(x)单调增加 又因为f'(0)=0,所以,当-1<x<0时,f'(x)<0;当0<x<1时,f'(x)>0,于是,f(0)=0是函数f(x)在(-1,1)内的最小值. 从而当-1<x<1时,f(x)≥f(0)=0,即 [*]
【答案解析】本题主要考查函数不等式的证明.所用的方法是一种最常用的方法,利用单调性证明不等式,前两种方法中利用了奇偶性使证明更简单.