【高等数学第七版课后习题答案】《高等数学》是大学理工科学生必修的一门基础课程,其内容涵盖函数、极限、导数、积分、级数等多个重要知识点。第七版教材在内容编排上更加系统、严谨,适合不同层次的学生学习和参考。为了帮助读者更好地掌握知识点,以下是对部分典型课后习题的总结与解答,以表格形式呈现,便于查阅和理解。
一、章节概览与习题类型
章节 | 内容主题 | 主要题型 | 重点知识点 |
第一章 | 函数与极限 | 极限计算、函数连续性 | 数列极限、函数极限、无穷小量、连续性 |
第二章 | 导数与微分 | 求导法则、高阶导数、隐函数求导 | 导数定义、求导公式、微分中值定理 |
第三章 | 微分中值定理与导数应用 | 极值问题、单调性、凹凸性 | 罗尔定理、拉格朗日定理、泰勒展开 |
第四章 | 不定积分 | 积分方法、换元积分、分部积分 | 基本积分公式、不定积分计算 |
第五章 | 定积分 | 定积分性质、牛顿-莱布尼茨公式 | 定积分计算、积分中值定理 |
第六章 | 定积分的应用 | 面积、体积、弧长 | 平面图形面积、旋转体体积、曲线弧长 |
第七章 | 微分方程 | 一阶线性方程、可分离变量方程 | 方程求解、通解与特解 |
二、典型习题解答(部分)
以下为各章节中具有代表性的习题及其解答,供参考。
第一章:函数与极限
题号 | 题目 | 解答 |
1.1.3 | 计算极限 $\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}$ | $\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$ |
1.2.5 | 判断函数 $f(x) = \frac{x^2 - 1}{x - 1}$ 在 $x=1$ 处是否连续 | $f(x)$ 在 $x=1$ 处不连续,但可去间断点 |
1.3.7 | 求极限 $\lim_{x \to \infty} \left(1 + \frac{1}{x}\right)^x$ | $\lim_{x \to \infty} \left(1 + \frac{1}{x}\right)^x = e$ |
第二章:导数与微分
题号 | 题目 | 解答 |
2.1.4 | 求函数 $y = \ln(\cos x)$ 的导数 | $y' = -\tan x$ |
2.2.8 | 求 $y = x^3 e^x$ 的导数 | $y' = x^2 e^x (3 + x)$ |
2.3.12 | 求 $y = \sqrt{x^2 + 1}$ 的二阶导数 | $y'' = \frac{1}{(x^2 + 1)^{3/2}}$ |
第三章:微分中值定理与导数应用
题号 | 题目 | 解答 |
3.1.6 | 证明方程 $x^3 - 3x + 1 = 0$ 在区间 $(-2, 0)$ 内至少有一个实根 | 使用介值定理,结合函数值符号变化进行证明 |
3.2.9 | 求函数 $f(x) = x^3 - 3x$ 的极值 | 极大值:$f(-1) = 2$;极小值:$f(1) = -2$ |
3.3.11 | 求曲线 $y = x^3 - 3x$ 的凹凸区间 | 凹区间:$(-\infty, 0)$;凸区间:$(0, +\infty)$ |
第四章:不定积分
题号 | 题目 | 解答 |
4.1.5 | 计算 $\int x^2 \cos x \, dx$ | 使用分部积分法,结果为 $x^2 \sin x + 2x \cos x - 2 \sin x + C$ |
4.2.8 | 计算 $\int \frac{1}{x^2 + 4} \, dx$ | $\frac{1}{2} \arctan\left(\frac{x}{2}\right) + C$ |
4.3.12 | 计算 $\int \frac{x}{x^2 + 1} \, dx$ | $\frac{1}{2} \ln(x^2 + 1) + C$ |
第五章:定积分
题号 | 题目 | 解答 |
5.1.4 | 计算 $\int_0^1 x^2 \, dx$ | $\frac{1}{3}$ |
5.2.7 | 计算 $\int_0^{\pi} \sin x \, dx$ | $2$ |
5.3.10 | 利用牛顿-莱布尼茨公式计算 $\int_1^e \frac{1}{x} \, dx$ | $1$ |
第六章:定积分的应用
题号 | 题目 | 解答 |
6.1.3 | 求由曲线 $y = x^2$ 和 $y = 2x$ 所围成的平面图形面积 | 面积为 $\frac{4}{3}$ |
6.2.6 | 求由曲线 $y = \sqrt{x}$ 和 $x = 0$ 绕 x 轴旋转所得的体积 | 体积为 $\frac{\pi}{2}$ |
6.3.9 | 求曲线 $y = x^2$ 在区间 $[0, 1]$ 上的弧长 | 弧长为 $\frac{1}{2} \left( \sqrt{5} + \sinh^{-1}(1) \right)$ |
第七章:微分方程
题号 | 题目 | 解答 |
7.1.4 | 解方程 $y' + y = e^x$ | 通解为 $y = e^{-x}(C + x)$ |
7.2.7 | 解方程 $xy' + y = x^2$ | 通解为 $y = x + \frac{C}{x}$ |
7.3.10 | 解方程 $y' = \frac{y}{x} + x$ | 通解为 $y = x^2 + Cx$ |
三、总结
通过对《高等数学》第七版课后习题的整理与分析,可以看出该教材注重基础知识的巩固与综合能力的培养。通过反复练习和深入理解,有助于提升学生的数学思维能力和解题技巧。
建议在学习过程中,不仅要关注答案本身,更要理解每一步的推导逻辑,这样才能真正掌握知识,提高解题效率。
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