在考研数学二的微积分部分,一道典型的题目如下:
题目: 已知函数 \( f(x) = e^{x^2} \),求函数在区间 \([0,1]\) 上的平均值。
解答过程:
1. 计算定积分: 首先,我们需要计算函数 \( f(x) \) 在区间 \([0,1]\) 上的定积分 \( \int_0^1 e^{x^2} \, dx \)。
由于这个积分没有初等函数的解析解,我们可以使用数值积分方法或者查表得到近似值。这里假设我们得到的结果为 \( I \)。
2. 计算函数值: 计算 \( f(0) \) 和 \( f(1) \),得到 \( f(0) = 1 \) 和 \( f(1) = e \)。
3. 求平均值: 根据定积分的定义,函数 \( f(x) \) 在区间 \([0,1]\) 上的平均值 \( A \) 可以表示为:
\[
A = \frac{\int_0^1 f(x) \, dx + \frac{1}{2}(f(0) + f(1))}{1}
\]
将 \( I \) 和 \( f(0), f(1) \) 的值代入,得到:
\[
A = \frac{I + \frac{1}{2}(1 + e)}{1}
\]
最终答案: 函数 \( f(x) = e^{x^2} \) 在区间 \([0,1]\) 上的平均值 \( A \) 为 \( \frac{I + \frac{1}{2}(1 + e)}{1} \),其中 \( I \) 为 \( f(x) \) 在该区间上的定积分。
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