高等数学考研习题解析

更新时间:2025-11-28 14:37:28
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在高等数学考研习题解析中,关键在于深刻理解基本概念和定理,并灵活运用它们解决实际问题。以下是对几个典型习题的解析:

1. 习题:求函数$f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x$的极值。

解析:首先,求出函数的一阶导数$f'(x) = 3x^2 - 12x + 9$,令$f'(x) = 0$,解得$x_1 = 1$,$x_2 = 3$。然后,求出函数的二阶导数$f''(x) = 6x - 12$,代入$x_1$和$x_2$,得$f''(1) = -6 < 0$,$f''(3) = 6 > 0$。因此,$x=1$是$f(x)$的极大值点,$x=3$是$f(x)$的极小值点。

2. 习题:求极限$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}$。

解析:这是一个常见的极限问题,可以使用洛必达法则或等价无穷小替换的方法求解。这里我们使用等价无穷小替换,因为当$x \to 0$时,$\sin x \sim x$,所以$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{x}{x} = 1$。

3. 习题:求定积分$\int_0^{\pi} x^2 \sin x \, dx$。

解析:这是一个定积分问题,可以使用分部积分法求解。设$u = x^2$,$dv = \sin x \, dx$,则$du = 2x \, dx$,$v = -\cos x$。根据分部积分公式,得$\int x^2 \sin x \, dx = -x^2 \cos x + 2 \int x \cos x \, dx$。再次使用分部积分法,设$u = x$,$dv = \cos x \, dx$,则$du = dx$,$v = \sin x$。最终得到$\int_0^{\pi} x^2 \sin x \, dx = -\pi^2 \cos \pi + 2 \sin \pi - 2 \int_0^{\pi} \sin x \, dx = \pi^2 + 2$。

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