A组
4.曲线r=cos2θ在θ=4π处的切线方程为______。
解 曲线参数方程{x=cos2θcosθ,y=cos2θsinθ,θ=4π对应(x0,y0)=(0,0),
dxdy∣∣∣∣θ=4π=−2sin2θcosθ−cos2θsinθ−2sin2θsinθ+cos2θcosθ∣∣∣∣θ=4π=1,
切线方程为y=x。(这道题主要利用了参数方程求解)
B组
6.设f(x)=∣x(3−x)∣,则( )
(A)x=0是f(x)的极值点,但(0,0)不是曲线y=f(x)的拐点;
(B)x=0不是f(x)的极值点,但(0,0)是曲线y=f(x)的拐点;
(C)x=0是f(x)的极值点,且(0,0)是曲线y=f(x)的拐点;
(D)x=0不是f(x)的极值点,且(0,0)也不是曲线y=f(x)的拐点。
解 由于f(x)=∣x(3−x)∣⩾0,f(0)=0,可知x=0为f(x)的极小值点。由f(x)={3x−x2,−3x+x2,0<x<3,x⩽0或x⩾3,可得
f′(x)={3−2x,−3+2x,0<x<3,x<0或x>3.f′′(x)={−2,2,0<x<3,x<0或x>3.
由于在x=0两侧f′′(x)异号,因此(0,f(0))=(0,0)为曲线y=f(x)的拐点。故选(C)。(这道题主要利用了拐点和极值点定义求解)
14.设函数f(x)可导,且满足xf′(x)=f′(−x)+1,f(0)=0,求:
(1)f′(x);
解 在方程xf′(x)=f′(−x)+1中用−x代替x,得−xf′(−x)=f′(x)+1,从而有
{xf′(x)=f′(−x)+1,−xf′(−x)=f′(x)+1.
解得f′(x)=1+x2x−1。
(2)函数f(x)的极值。
解 由f(0)=0,得f(x)−f(0)=∫0x1+t2t−1dt,即f(x)=21ln(1+x2)−arctanx。
由f′(x)=1+x2x−1,得函数f(x)的驻点x0=1,且唯一。而f′′(x)=(1+x2)2−x2+2x+1,所以f′′(1)>0。故f(1)=21ln2−4π是函数f(x)的极小值。(这道题主要利用了构造方程求解)
C组
10.设f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧n→∞limn1(1+cosnx+cosn2x+⋯+cosnn−1x),1,f(−x),x<0.x>0,x=0,
(1)求f′(0);
解 当x>0时,
f(x)=n→∞limn1i=0∑n−1cosnix=n→∞limx1i=0∑n−1cosnix⋅nx=x1∫01costdt=x1sint∣∣∣∣0x=xsinx;
当x<0时,f(−x)=−xsin(−x)=xsinx。
综上所述,f(x)=⎩⎨⎧xsinx,1,x=0,x=0.
故
f′(0)=x→0limx−0f(x)−f(0)=x→0limxxsinx−1=x→0limx2sinx−x=0.
(2)求f(x)在[−π,π]上的最大值。
解 由f(x)是[−π,π]上的偶函数,故只研究[0,π]上的情形即可。
当0<x⩽π时,f′(x)=x2xcosx−sinx,令g(x)=xcosx−sinx,则g′(x)=−xsinx⩽0,且仅当x=π时,g′(x)=0,故g(x)在(0,π]严格单调递减,g(x)<g(0)=0,于是f′(x)<0,f(x)单调递减,则f(x)的最大值在x=0处取得,fmax=f(0)=1。(这道题主要利用了积分定义求解)
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