积分比较、符号与平均值

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方法选择

  • 同区间比较先做点态比较;权函数在区间两端地位不同,再关于中点配对。
  • 变动积分区间要先画出被积函数符号,最小积分通常覆盖全部负值区间。
  • 区间平均值等于积分除以区间长度;已知原函数时,注意原函数在瑕点两侧是否属于同一分支。
  • 二重积分或嵌套积分优先交换次序,把累计量化成简单权函数。

必考

880 第3章综合选择 4

原题

设 , 则( ).

A.

B.

C.

D.

解析

因为 ,有 。比较 时,将 关于 配到 : 在前半段为正,而权函数 随 减少,因此正贡献权重大于负贡献,故 。选 。

880 第3章综合选择 5

原题

设 在 上可导, , 则在 内, 有 ( ).

A.

B.

C.

D.

解析

,,所以 严格增加且严格凹。由 ,图像位于弦 上方:,又 ,所以对任意 ,,选 。

880 第3章综合解答 20

原题

证明: 的最大值为 , 且。

解析

,故 在 上增加,在 上不增加,最大值为 。

在 上 ,因此

880 第3章综合解答 28

原题

设曲线 上任一点 处的切线斜率为 ,且 在 处取得极小值 0.

(I) 求 及 的其他极值;

(Ⅱ) 证明: .

解析

极小值点满足 ,故 。 时 为极大值点,舍去;所以 。

由 和 ,得

另一个驻点为 ,它是极大值点,极大值为 。

当 时,

再令 。有 ,故 ,整理即得

1000 基础篇第8章 4

原题

设 则( ).

(A)

(B)

(C)

(D)

解析

。对 ,,故 。

又,因为两边之差在 处为 ,其导数非负。于是 。所以 ,选 。

1000 基础篇第8章 5

原题

设 是 内的正值连续函数,且 , ,则 和 的可能取值是( ).

(A) -2, 1

(B)-2,3

(C)2, -1

(D)2, -3

解析

,且由 严格减少,,只有 满足这些关系,选 。

1000 基础篇第8章 6

原题

设 若 取得最小值,则 .

(A)

(B)

(C)

(D) (1,2)

解析

在 上为负, 在 上为负;其余区间上被积函数非负。要使积分最小,应恰好覆盖全部负值区间,故 ,选 。

1000 基础篇第8章 7

原题

设函数 在 上连续,若在 内 ,则对任意的 ,有( ).

(A)

(B)

(C)

(D)

解析

在 上 。 单调增加,所以 ,在同向区间 上积分得 A。选 。

1000 基础篇第8章 25

原题

下列表达式中正确的是( ).

(A)

(B)

(C) 连续,

(D) 连续,

解析

选项 B 左端被积函数为奇函数,积分为 ;右端第一项为奇函数,第二项严格为正,所以右端大于 。B 正确。

A 中 ;C 缺少 ;D 缺少偶性。故选 。

拓展

1000 基础篇第8章 18

原题

定积分 的值满足( ).

(A)

(B)

(C)

(D)

解析

在正半轴递减,且 于 ,所以,又,故 。选 。

1000 基础篇第10章 7

原题

已知函数 ,则 在(0,1)上的平均值为 ____.

解析

区间长度为 。交换积分次序:

1000 基础篇第10章 18

原题

函数 在区间 上的平均值为 ____.

解析

区间长度为 。令 :

1000 强化篇第10章 13

原题

已知 是函数 的一个原函数, 则 在 上的平均值为 ____.

解析

记原函数 。它在 的两侧有不同极限:,。分段计算:

区间长度为 ,平均值为 。

1000 强化篇第10章 14

原题

已知函数 在 上连续,在 内是函数 的一个原函数,且 ,则 在区间 上的平均值为 ____.

解析

由 ,,交换次序:

1000 强化篇第10章 17

原题

已知函数 在 上连续,在 内是函数 的一个原函数,且 则 在区间 上的平均值为 ____.

解析

记 。由 ,交换积分次序:

对话补充题

累计积分的单调性

原题

设 在 上连续,且,当 时,判断 与 的大小。

解析

令 ,则 。因此,由 ,可得 ,继而 。所以 严格增加,

补充题

复合被积函数与常数比较

原题

设

判断的大小。

解析

当时,且于,所以,由,

故。复合积分比较先确定内层值域,再为外层函数选择可积的上下界。

指数核压住累计积分

原题

设,在上连续有界,为常数。证明在上有界。

解析

设。对,

所以上界与无关,有界。题设没有给出,洛必达法则无法直接保证的极限存在;统一估值足以完成证明。

的积分范围

原题

设,判断所在的区间:

  • (A)
  • (B)
  • (C)
  • (D)

解析

在上,,积分得

故选。是可去间断点,补定义后可直接使用定积分保序性。

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