1. 题目:设函数 \( f(x) = e^x - x^2 \),求 \( f(x) \) 在区间 \( [0,1] \) 上的最大值和最小值。
答案:求导得 \( f'(x) = e^x - 2x \),令 \( f'(x) = 0 \) 解得 \( x = 0 \) 或 \( x = \ln 2 \)。计算 \( f(0) = 1 \),\( f(\ln 2) = 2 - 2\ln 2 \),因为 \( 2 - 2\ln 2 < 1 \),所以函数在 \( x = 0 \) 处取得最大值 1,在 \( x = \ln 2 \) 处取得最小值 \( 2 - 2\ln 2 \)。
2. 题目:已知 \( \lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{x} = 9 \),求 \( \lim_{x \to 0} \frac{\sin 5x}{x} \)。
答案:根据极限的性质,有 \( \lim_{x \to 0} \frac{\sin 5x}{x} = 5 \cdot \lim_{x \to 0} \frac{\sin 5x}{5x} = 5 \cdot 1 = 5 \)。
3. 题目:若 \( \int_0^1 x^2 e^x \, dx = \frac{1}{3} \),求 \( \int_0^1 x^3 e^x \, dx \)。
答案:通过分部积分法,设 \( u = x^2 \),\( dv = e^x dx \),则 \( du = 2x dx \),\( v = e^x \)。于是 \( \int x^2 e^x dx = x^2 e^x - 2 \int x e^x dx \)。再次应用分部积分,得 \( \int x e^x dx = x e^x - \int e^x dx \)。代入原积分,计算得 \( \int_0^1 x^3 e^x dx = \frac{1}{3} \)。
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