短区间积分与含参积分极限

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短区间积分看三件事:

被积函数主部区间长度上限阶数

常用动作:

  • 上限是 ,被积函数在 附近一致可展开,直接抓主部。
  • 上限是 ,先判断上限阶数。
  • 被积函数含 、,可换元 固定区间。
  • 嵌套积分先设整体为 ,连续求导到首个非零阶。

代表题详解

来源:1000 强化篇第 1 章 4。

原题:求

解析

令 ,则 ,该换元对 与 都成立。分子记为 :

在固定区间 上一致有

因此

分母:,故

补充解法:积分求导

设,由含参数变上限积分公式,上限项在 处为 ,所以,再次求导,上限项仍为 :,短区间上 。若 ,则 。连续使用两次洛必达后得到同一极限 。

模板

若被积函数中同时出现 和 :

固定到 后,所有小量都由 控制,主项更稳。

必考同类题

880 综合填空 3

原题:设,求。

,令 ,,则,由于 ,

880 综合解答 8

原题:求极限

,所以

分子,分母,答案:

880 综合解答 9

原题:求极限

当 ,

因此

分子整体为 乘上该积分,所以,分母,故极限

1000 基础篇第 2 章 3

原题:设 非负有界,,求,若 非负有界,

答案:

1000 强化篇第 1 章 2

原题:求极限。

令 。取对数:,故 。补定义 后, 在 处连续。由积分平均值定理,存在介于 与 之间的 ,使,因 ,所以

1000 强化篇第 1 章 6

原题:设函数 在点 的某邻域内可微,且

求

设,连续求导:

由 ,得,而,洛必达三次:

1000 强化篇第 1 章 7

原题:设 在点 的某邻域内连续,且当 时, 与 为等价无穷小,则当 时,是的( )。

A. 等价无穷小 B. 同阶但非等价无穷小 C. 高阶无穷小 D. 低阶无穷小

因 且 在去心邻域内连续非零, 在每个单侧邻域内符号固定。又

由积分等价定理,两积分的比值趋于 ,故为

同阶但非等价

1000 强化篇第 1 章 9

原题:设当 时,与 是等价无穷小量,则 。

A. B. C. D.

由 ,所以

积分后,答案:

1000 强化篇第 2 章 4

原题:设

求

A. B. C. D.

设

令 ,

又,故,于是

补充题:1000 强化篇第 2 章 9

原题:已知,计算,标准积分:,所以

1000 强化篇第 2 章 10

原题:设数列 的通项,计算

,由 Wallis 型递推,又,故

拓展同类题

1000 强化篇第 1 章 19

原题:当 时,以下无穷小量阶数最高的是( )。

A.

B.

C.

D.

逐项取被积函数主部:

  • A:,积分为 阶。
  • B:,积分为 阶。
  • C:,积分为 阶。
  • D:,上限 ,积分为 阶。

因此阶数最高的是

1000 强化篇第 1 章 20

原题:设函数 在点 的某一邻域内可导,且 ,求

若 ,则 。

极限

1000 强化篇第 1 章 26

原题:当 时,以下无穷小中阶数最高的是( )。

A. B. C. D.

逐项看阶数:

  • A:被积函数趋于 ,上限 ,一阶。
  • B:被积函数趋于 ,上限 ,二阶。
  • C:被积函数在 处趋于 ,一阶。
  • D:,,积分为六阶。

阶数最高选

易错点

  • 积分上限的阶数会进入答案。
  • 被积函数趋于非零常数时,积分阶数等于上限阶数。
  • 被积函数本身也有零点时,阶数要叠加。
  • 含 的短区间题,优先换元 或直接检查一致等价。

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