diff --git a/素材/整合素材/二次型题目.md b/素材/整合素材/线代素材/二次型题目.md similarity index 100% rename from 素材/整合素材/二次型题目.md rename to 素材/整合素材/线代素材/二次型题目.md diff --git a/线代素材.md b/素材/整合素材/线代素材/线代素材.md similarity index 100% rename from 线代素材.md rename to 素材/整合素材/线代素材/线代素材.md diff --git a/素材/整合素材/高数素材/积分题目.md b/素材/整合素材/高数素材/积分题目.md new file mode 100644 index 0000000..5d546f8 --- /dev/null +++ b/素材/整合素材/高数素材/积分题目.md @@ -0,0 +1,204 @@ + +>[!example] 例题 +>已知 $a_n = \int_0^{n\pi} |\cos x| \, \text dx,\ n=1,2,\cdots$,则下列级数收敛的是( )。 +(A) $\displaystyle \sum_{n=1}^\infty \frac{a_n}{n}$ +(B) $\displaystyle \sum_{n=1}^\infty \frac{a_n}{n^2}$ +(C) $\displaystyle \sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{a_n}{n}$ +(D) $\displaystyle \sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{a_n}{n^2}$ + +>[!note] 解析 +>由于函数 $|\cos x|$ 以 $\pi$ 为周期,所以$$a_n = \int_0^{n\pi} |\cos x| \, \text dx = n \int_0^{\pi} |\cos x| \, \text dx = n \cdot 2 \int_0^{\pi/2} \cos x \, \text dx = 2n\sin x|_0^{\pi/2} = 2n.$$ +>对于选项(A),有 $\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty}\frac{a_n}{n}=\sum_{n=1}^{\infty}2,$ 显然发散; +>对于选项(B),有 $\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty}\frac{a_n}{n^2}=\sum_{n=1}^{\infty}\frac{2}{n},$ 是调和级数的两倍,也发散; +>对于选项(C),有 $\displaystyle\sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{a_n}{n} = \sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{2n}{n} = \sum_{n=1}^\infty (-1)^n 2,$ 通项不趋于 $0$,故发散; +>对于选项(D),有 $\displaystyle\sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{a_n}{n^2} = \sum_{n=1}^\infty (-1)^n \frac{2n}{n^2} = 2 \sum_{n=1}^\infty \frac{(-1)^n}{n}$,为交错级数,由莱布尼兹判别法易知其收敛. +>故选D. + +>[!summary] 题后总结 +>这道题的关键在于利用三角函数的周期性,然后再利用对称性(第二个等号处)简化积分的计算。尤其要注意带绝对值的三角函数,它的定积分基本上只需要对 $\dfrac{\pi}{2}$ 的长度进行研究就可以了(见图)。 + +![[cosx的绝对值.png]] + +>[!example] 例题 +>已知函数 $f(x), g(x)$ 在闭区间 $[a, b]$ 上连续,且 $f(x) > 0$,则极限 $\displaystyle \lim_{n \to \infty} \int_a^b g(x) \sqrt[n]{f(x)} \, \text dx$ 的值为$\underline{\qquad}.$ + +>[!note] 解析(?) +>由于 $f(x)$ 在 $[a,b]$ 上连续,由最值定理,存在 $m,M>0$,使得 $m\leqslant f(x)\leqslant M,$ 故$$\sqrt[n]{m} \int_a^b g(x) \, \text dx \leqslant \int_a^b g(x) \sqrt[n]{f(x)} \, \text dx \leqslant \sqrt[n]{M} \int_a^b g(x) \, \text dx.$$又有 $\displaystyle \lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{m} = \lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{M} = 1$,所以由夹逼定理知$$\lim_{n \to \infty} \int_a^b g(x) \sqrt[n]{f(x)} \, \text dx = \int_a^b g(x) \, \text dx.$$ + +>[!summary] 题后总结 +>这道题很妙,妙在想到用夹逼定理。但是这是怎么想到的呢? +>我们观察一下极限的形式:有一个开 $n$ 次根号。这会让我们想到这样一个极限:$$\lim_{n\to\infty}\sqrt[n]a=1,a\gt0.$$从而可以用估值定理和夹逼定理做出这道题……吗? +>不对,我们再看一下这个不等式:$$\sqrt[n]{m} \int_a^b g(x) \, \text dx \leqslant \int_a^b g(x) \sqrt[n]{f(x)} \, \text dx \leqslant \sqrt[n]{M} \int_a^b g(x) \, \text dx,$$它真的成立吗?并不,题中没有给出 $g(x)\gt0$ 的条件,甚至连 $g(x)$ 保持同号得条件都没有,所以并不成立。那么应该怎么做呢?下面给出一种思路。 + +>[!note] 解析 +>仍然利用 $f(x)$ 的最值和这个极限 $\lim\limits_{n\to\infty}\sqrt[n]a=1,a\gt0.$ +>考虑差$\displaystyle\int_a^bg(x)\sqrt[n]{f(x)}\text dx-\int_a^bg(x)\text dx=\int_a^bg(x)(\sqrt[n]{f(x)}-1)\text dx.$ +>由于我们不清楚 $g(x)$ 的符号,所以考虑绝对值 $$\int_a^b|g(x)(\sqrt[n]{f(x)}-1)|\text dx.$$由于 $g(x)$ 在 $[a,b]$ 上连续,所以它必定有界,即存在正数 $G\gt0$,使得 $|g(x)|\leqslant G,$ 故$$0\leqslant\int_a^b|g(x)(\sqrt[n]{f(x)}-1)|\text dx\leqslant G\int_a^b|\sqrt[n]{f(x)}-1|\text dx.$$由于 $\displaystyle\sqrt[n]m-1\leqslant \sqrt[n]{f(x)}-1\leqslant\sqrt[n]M-1,$ 所以 $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\sqrt[n]{f(x)}-1=0,$ 从而 $\displaystyle\lim_{n\to\infty}|\sqrt[n]{f(x)}-1|=0,$ 故$$\displaystyle\lim_{n\to\infty}\int_a^bG|\sqrt[n]{f(x)}-1|=0\qquad(*),$$由夹逼定理知$$\int_a^b|g(x)(\sqrt[n]{f(x)}-1)|\text dx=0,$$故$$\lim_{n \to \infty} \int_a^b g(x) \sqrt[n]{f(x)} \, \text dx = \int_a^b g(x) \, \text dx.$$ + +>[!summary] 题后总结 +>上述方法是怎么想到的呢?其实,我先用画图软件大致确定了答案应该是 $\displaystyle\int_a^bg(x)\text dx,$ 然后想:不知道符号的处理办法应该是加绝对值。但是加绝对值会有这样一个问题:$\displaystyle\lim f(x)=a\Rightarrow \lim |f(x)|=|a|,$ 但 $\displaystyle\lim |f(x)|=|a|\nRightarrow \lim f(x)=a$。但有一种特殊情况:如果 $a=0,$ 那么反过来也是成立的。所以可以考虑被积函数和结果式子的差,这样就可以让极限值为 $0$,从而可以得出结论了。 +>其实上面的证明还有点小瑕疵,就是 $(*)$ 处。里面的极限等于零真的可以推出积分的极限等于零吗?确实是可以的,但这是有条件的。我们先给出这道题可以这么做的证明,再说条件是什么。 +>>[!note] 补充证明 +>>由于 $f(x)$ 是连续的,所以 $\sqrt[n]{f(x)}-1$ 也是连续的,从而由积分中值定理可知,存在 $\xi\in(a,b),$ 使得 $\displaystyle \int_a^b\sqrt[n]{f(x)}-1\text dx=\sqrt[n]{f(\xi)}-1\to0\,(n\to\infty).$ +> +>实际上,只有函数“一致连续”才能得出极限和积分号可以互换的结论;就上面这道题而言,就是我们可以先求 $\lim\limits_{n\to\infty}(\sqrt[n]f(x)-1)$ 再求这个积分。有兴趣的可以自行去了解一致连续是什么意思。 +>有趣的是,这道题的第一个解析是原卷的解析,也就是说,出卷老师也没有意识到这个地方不能用夹逼定理。大家不能忘记夹逼定理的方法,但是也要注意具体情形下到底能不能用夹逼定理,这个不等式究竟是否成立。 + +>[!example] 例题 +>已知函数 $\displaystyle f(x) = \begin{cases} \dfrac{1}{1 + \sqrt[3]{x}}, & x \geqslant 0, \\ \dfrac{\arctan x}{1 + x^2}, & x < 0, \end{cases}$ 计算定积分 $\displaystyle I = \int_{-1}^1 f(x) \, \text dx$。 + +>[!note] 解析 +>易知 $\displaystyle I = \int_{-1}^1 f(x) \, dx = \int_{-1}^0 f(x) \, dx + \int_0^1 f(x) \, dx$。 +对于第一部分:$$\begin{aligned} + \int_{-1}^0 f(x) \, dx + &= \int_{-1}^0 \frac{\arctan x}{1+x^2} \, dx \\ + &= \int_{-1}^0 \arctan x \, d(\arctan x) \\ + &= \frac{1}{2} (\arctan x)^2 \bigg|_{-1}^0 \\ + &= -\frac{\pi^2}{32}. + \end{aligned}$$对于第二部分,令 $t = \sqrt[3]{x}$,则 $x = t^3,\ dx = 3t^2 dt$,且当 $x$ 从 $0$ 到 $1$ 时,$t$ 从 $0$ 到 $1$:$$\begin{aligned} + \int_0^1 f(x) \, dx &= \int_0^1 \frac{1}{1+\sqrt[3]{x}} \, dx = \int_0^1 \frac{1}{1+t} \cdot 3t^2 \, dt = 3 \int_0^1 \frac{t^2}{1+t} \, dt \\ + &= 3 \int_0^1 \left( t - 1 + \frac{1}{1+t} \right) \, dt \\ + &= 3 \left[ \frac{1}{2} t^2 - t + \ln |1+t| \right]_0^1 \\ + &= 3 \left( \frac{1}{2} - 1 + \ln 2 \right) \\ + &= 3 \ln 2 - \frac{3}{2}. + \end{aligned}$$ + 故$$I = \int_{-1}^1 f(x) \, dx = \int_{-1}^0 f(x) \, dx + \int_0^1 f(x) \, dx = -\frac{\pi^2}{32} + 3 \ln 2 - \frac{3}{2}.$$ + +>[!summary] 题后总结 +>这道题的关键就是分段。分段函数定积分一定要分段求,剩下的就是换元法和分部积分法能解决的问题了。 + +>[!example] 例题 +>(1) 设 $\displaystyle a_n = 1 + \frac{1}{\sqrt{2}} + \frac{1}{\sqrt{3}} + \cdots + \frac{1}{\sqrt{n}} - 2\sqrt{n}$。证明:数列 $\{a_n\}$ 收敛; +(2) 求极限 $\displaystyle \lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n}} \left( \frac{1}{\sqrt{n+1}} + \frac{1}{\sqrt{n+2}} + \cdots + \frac{1}{\sqrt{2n}} \right)$。 + +>[!note] 解析 +>(1)证明: +>考虑数列的单调性,有 $$a_{n+1}-a_n=\frac{1}{\sqrt{n+1}} - 2\sqrt{n+1} + 2\sqrt{n} = \frac{1}{\sqrt{n+1}} - 2(\sqrt{n+1} - \sqrt{n}),$$由于$\displaystyle\sqrt{n+1} - \sqrt{n} = \frac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}}\gt\frac{1}{2\sqrt{n+1}},$ 所以$$a_{n+1} - a_n = \frac{1}{\sqrt{n+1}} - \frac{2}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}}\lt0,$$即数列 $\{a_n\}$ 单调递减。 +>另一方面,利用定积分进行估计:$$2\sqrt n-2=\int_1^n \frac{1}{\sqrt{x}} \, dx < \sum_{k=1}^n \frac{1}{\sqrt{k}} < 1 + \int_1^n \frac{1}{\sqrt{x}} \, dx=2\sqrt n-1,$$ +>所以 $-2\lt a_n\lt -1.$于是 $\{a_n\}$ 单调递减有下界,故数列收敛。 +>(2) +>**解1:** +>$\displaystyle a_{2n}-a_n=\frac{1}{\sqrt{n+1}} + \frac{1}{\sqrt{n+2}} + \cdots + \frac{1}{\sqrt{2n}}+2(\sqrt{2n}-\sqrt n),$ 故 $$\frac{a_{2n}-a_n}{\sqrt n}=\frac{1}{\sqrt{n}} \left( \frac{1}{\sqrt{n+1}} + \frac{1}{\sqrt{n+2}} + \cdots + \frac{1}{\sqrt{2n}} \right)-2(\sqrt2-1).$$因为 $\{a_n\}$ 收敛,所以 $\displaystyle\lim_{n\to\infty}(a_{2n}-a_n)=0$,故$$\displaystyle \lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n}} \left( \frac{1}{\sqrt{n+1}} + \frac{1}{\sqrt{n+2}} + \cdots + \frac{1}{\sqrt{2n}} \right)=2(\sqrt2-1).$$ +>**解2:** +>利用定积分的定义:$$ +\begin{aligned} +\lim_{n \to \infty} &\frac{1}{\sqrt{n}} \left( \frac{1}{\sqrt{n+1}} + \frac{1}{\sqrt{n+2}} + \cdots + \frac{1}{\sqrt{2n}} \right) \\ +&= \lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} \left( \frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{n}}} + \frac{1}{\sqrt{1+\frac{2}{n}}} + \cdots + \frac{1}{\sqrt{1+\frac{n}{n}}} \right)\\ +&= \int_0^1 \frac{1}{\sqrt{1+x}} \, dx \\ +&= 2\sqrt{1+x} \bigg|_0^1 \\ +&= 2\sqrt{2} - 2. +\end{aligned}$$故所求极限为 $2\sqrt{2} - 2$。 + +>[!summary] 题后总结 +>这道题相当地难!如果没有见过类似的题目,根本想不到第一问要用单调有界定理,第二问要用第一问的数列作差。当然为了呼应这次的标题,我们也提供了用定积分定义的解决方法。 +>这道题的渊源是什么呢?这是一道工科数分的题,我怀疑工科数分和真正的数分用的教材是类似的,因为这道题和下面这道题很像,而下面的题是数分教材里的经典例题…… +>>[!example] 补充例题 +>>记 $\displaystyle b_n=1+\frac{1}{2}+\cdots+\frac{1}{n}-\ln n,$ 求证 $\{b_n\}$ 收敛。并利用这个结果证明 $\displaystyle\ln2=\lim_{n\to\infty}\left(\frac{1}{n+1}+\frac{1}{n+2}+\cdots+\frac{1}{2n}\right).$ +> +>除了有界性,证明方法和上面如出一辙!所以第一问不要求大家完全掌握,了解为主;但第二问的解2需要掌握,这是利用定积分定义的经典题目。 + +>[!example] 例题 +>求不定积分 $\displaystyle \int x \tan^2 x \, dx = \underline{\qquad}.$ + +>[!note] 解析 +>$$\begin{aligned} +>\int x\tan^2x\text dx +>&=\int x(sec^2x-1)\text dx\\ +>&=\int x\text d(\tan x)-\int x\text dx\\ +>&=x\tan x-(-\ln|\cos x|)-\frac{x^2}{2}+C\\ +>&=x \tan x + \ln |\cos x| - \dfrac{x^2}{2} + C +>\end{aligned}$$ + +>[!example] 例题 +>已知函数 $f(x)$ 在 $(-\infty, +\infty)$ 内连续,且 +$$\int_0^x t f(x-t) \, \mathrm{d}t = x^3 - \int_0^x f(t) \, \mathrm{d}t.$$ +(1) 验证:$f'(x) + f(x) = 6x$ 且 $f(0) = 0$;(5 分) +(2) 计算定积分 $\displaystyle \int_0^1 \text e^x f(x) \, \mathrm{d}x$。(3 分) + +>[!note] 解析 +>(1)令 $u=x-t$,则$$\begin{aligned} +>-\int_x^0(x-u)f(u)\text du +>&=x\int_0^xf(u)\text du-\int_0^xuf(u)\text du\\ +>&=x^3-\int_0^xf(t)\text dt\\ +>&=x^3-\int_0^xf(u)\text du +>\end{aligned},$$ +>两边求导得$$\int_0^xf(u)\text du+xf(x)-xf(x)=\int_0^xf(u)\text du=3x^2-f(x),\qquad(*)$$ +>再求导得$f'(x) + f(x) = 6x.$ 在 $(*)$ 式中令 $x=0$ 得 $f(0)=0.$ +>(2) +>**解1:** 考虑不定积分 $\displaystyle \int \text e^xf(x)\text dx.$ 用分部积分法得$$\begin{aligned} +>\int \text e^xf(x)\text dx +>&=\int f(x)\text d\text e^x\\ +>&=\text e^xf(x)-\int f'(x)\text e^x\text dx\\ +>&=\text e^xf(x)-\int (6x-f(x))\text e^x\text dx\\ +>&=\text e^xf(x)-6(x-1)\text e^x+\int \text e^xf(x)\text dx +>\end{aligned},$$于是 $\text e^xf(x)=6(x+1)\text e^x+C.$ 由 $f(0)=0$ 知 $C=6,$ 故 $\text e^xf(x)=6(x+1)\text e^x+6.$ +>从而 $\displaystyle \int_0^1\text e^xf(x)\text dx=6(x+2)\text e^x\big|_0^1+6x\big|_0^1=18\text e-6.$ +> +>**解2:** 令 $g(x) = \text e^x f(x)$,则 $g(0)=0$,且$$g'(x) = \text e^x [f'(x)+f(x)] = 6x \text e^x.$$ +积分得$$g(x) = \int 6x \text e^x \, \mathrm{d}x = 6(x-1)\text e^x + C.$$ +代入 $g(0)=0$ 得 $0 = 6(0-1) + C$,即 $C=6$,所以$$g(x) = 6(x-1)\text e^x + 6. +$$于是$$\begin{aligned} +\int_0^1 \text e^x f(x) \, \mathrm{d}x +&= \int_0^1 \left[ 6(x-1)\text e^x + 6 \right] \, \mathrm{d}x \\ +&= \left[ 6(x-2)\text e^x + 6x \right]_0^1 \\ +&= ( -6\text e + 6) - (-12) \\ +&= 18 - 6\text e. +\end{aligned}$$ + +>[!summary] 题后总结 +>第一问需要用到两个东西:(1)换元,把函数里的 $x$ 拿到函数外面来;(2)定积分的值与被积变量无关。第二点很容易被忘记。 +>第二问的两种解法都是有来头的。 +>解法1源自分部积分法,如果你尝试对需要求的定积分进行分部积分法,然后再用第一问的结论带进去,就会发现 $\displaystyle\int_0^1\text e^xf(x)\text dx$ 这一项被消掉了,这时如果你相对敏锐一点就会想到——这一项在不定积分中也会被消掉!这样我们就可以直接求出 $f(x)$ 的表达式了,再求定积分自然不在话下。剩下要注意就是不要忘记积分常数。 +>解法2的思路类似于微分中值定理的题。我们看第一问的结论 $f'(x) + f(x) = 6x$,是不是很像微分中值定理中我们要凑的 $(\text e^xf(x))'$?这样就产生了第二种思路。后面的过程中仍然要注意不要忘记积分常数。 + +>[!examle] 例题 +>记 $\displaystyle I_n = \int_0^{\frac{\pi}{4}} \sec^n x \, \mathrm{d}x, \ (n=0,1,2,\cdots)$。 +(1) 证明:当 $n \geq 2$ 时,$\displaystyle I_n = \frac{2^{\frac{n-2}{2}}}{n-1} + \frac{n-2}{n-1} I_{n-2}$; +(2) 计算 $I_3$ 的值。 + +>[!note] 解析 +>(1)证明:$$\begin{aligned} +I_n &= \int_0^{\frac{\pi}{4}} \sec^n x \, \mathrm{d}x = \int_0^{\frac{\pi}{4}} \sec^{n-2} x \cdot \sec^2 x \, \mathrm{d}x \\ +&= \int_0^{\frac{\pi}{4}} \sec^{n-2} x \, \mathrm{d}(\tan x) \\ +&= \left[ \tan x \sec^{n-2} x \right]_0^{\frac{\pi}{4}} - \int_0^{\frac{\pi}{4}} \tan x \cdot (n-2) \sec^{n-3} x \cdot \sec x \tan x \, \mathrm{d}x \\ +&= 1 \cdot 2^{\frac{n-2}{2}} - (n-2) \int_0^{\frac{\pi}{4}} \tan^2 x \sec^{n-2} x \, \mathrm{d}x \\ +&= 2^{\frac{n-2}{2}} - (n-2) \int_0^{\frac{\pi}{4}} (\sec^2 x - 1) \sec^{n-2} x \, \mathrm{d}x \\ +&= 2^{\frac{n-2}{2}} - (n-2) \left( I_n - I_{n-2} \right), +\end{aligned}$$ +>故$\displaystyle I_n = \frac{2^{\frac{n-2}{2}}}{n-1} + \frac{n-2}{n-1} I_{n-2}.$ +>(2)$\displaystyle I_1=\int_0^\frac{\pi}{4}\sec x\text dx=[\ln|\sec x+\tan x|]_0^\frac{\pi}{4}=\ln(\sqrt2+1).$ +>故$\displaystyle I_3=\frac{2^{\frac{3-2}{2}}}{3-1} + \frac{3-2}{3-1} I_{3-2} = \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{1}{2} I_1 = \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{1}{2} \ln(\sqrt{2} + 1).$ + +>[!summary] 题后总结 +>因为要证明的式子中是 $I_n$ 和 $I_{n-2}$,中间隔了两项,所以在凑的时候也要凑一个 $\sec^2x$ 出来;而且 $\text d(\tan x)=\sec^2x\text dx$,用平方也更好凑一点。 + +>[!example] 例题 +>已知函数 $$f_n(x)=\int_0^xt^2(1-t)\sin^{2n}t\text dt,\qquad x\in(-\infty,+\infty),$$其中 $n$ 为正整数。 +>(1)证明:对任意正整数 $n$,函数 $f_n(x)$ 在 $x=1$ 处取得最大值; +>(2)记 $a_n=f_n(1),n=1,2,\cdots$,试判断级数 $\sum\limits_{n=1}^\infty a_n$ 的敛散性。 + +>[!note] 解析 +>(1)$f'_n(x)=x^2(1-x)\sin^{2n}x$,令 $f'_n(x)=0$,得 $x=0,1,\pm n\pi(n=1,2,\cdots)$ +>当 $0\lt x\lt1$ 时,$x^2\gt0$,$1-x\gt0$,$\sin^{2n}x\gt0$,故 $f'_n(x)\gt0$;当 $x\gt1$ 时,$x^2\gt0$,$1-x\lt0$,$\sin^{2n}x\gt0$,故 $f'_n(x)\gt0$,故 $f'_n(x)\lt0$。因此 $f_n(x)$ 在 $x=1$ 左侧递增,右侧递减,从而 $x=1$ 为 $f_n(x)$ 的极大值点,也是最大值点。 +> +>(2)当 $t\in[0,1]$ 时,有 $0\leqslant\sin t\leqslant t$,故$$\begin{aligned} +>0\leqslant a_n +>&=\int_0^1t^2(1-t)\sin^{2n}t\text dt\\ +>&\leqslant\int_0^1t^{2n+2}(1-t)\text dt\\ +>&=\frac{t^{2n+3}}{2n+3}\bigg|_0^1-\frac{t^{2n+4}}{2n+4}\bigg|_0^1\\ +>&=\frac{1}{(2n+3)(2n+4)}. +>\end{aligned}$$ +>又$$\lim_{n\to\infty}\dfrac{(2n+3)(2n+4)}{n^2}=4,$$由比较判别法知 $\displaystyle\sum_{n=1}^\infty\frac{1}{(2n+3)(2n+4)}$ 收敛,故 $\displaystyle \sum_{n=1}^\infty a_n$ 收敛。 + +>[!summary] 题后总结 +>第一问就是单调性的分析。 +>第二问把积分和级数结合起来,关键在于放缩。至于放缩的技巧……只能说,多练吧,有一个记一个。 + +>[!example] 例题 +>已知 $f'(x)=\arctan (x^2-1)$,$f(1)=0$,求 $\displaystyle\int_0^1f(x)\text dx$。 + +>[!note] 解析 +>用分部积分法得 $$I=xf(x)|^1_0-\int_0^1xf'(x)\text dx=-\int_0^1x\arctan(x^2-1)\text dx.$$ +>令 $u=x^2-1$,则 $\text du=2x\text dx$,于是 $$I=-\frac{1}{2}\int_{-1}^0\arctan u\text du=-\frac{1}{2}((u\arctan u)|_{-1}^0-\frac{1}{2}\ln(1+u^2)|_{-1}^0)=\frac{\pi}{8}-\frac{1}{4}\ln2.$$ + + diff --git a/素材/谏学高数者十思疏.md b/素材/谏学高数者十思疏.md index 9b6d18b..e442cbb 100644 --- a/素材/谏学高数者十思疏.md +++ b/素材/谏学高数者十思疏.md @@ -1 +1 @@ -学高数者,诚能见等价,则思加减不能替;将有洛,则思代换以化简;念复合,则思漏层而求导;惧积分,则思不定以加C;乐微分,则思dx而莫忘;忧定积,则思牛莱而相减;虑换元,则思积分上下限;惧级数,则思判别勿用错;项所加,则思无因忽以谬导;拐所及,则思无因x而漏y。总此十思,宏兹九章,简能而任之,择善而从之,则牛顿尽其谋,莱氏竭其力,泰勒播其惠,柯西效其忠。文理争驰,学生无事,可以尽数分之乐,可以养高代之寿。 \ No newline at end of file +学高数者,诚能见等价,则思加减不能替;将有洛,则思代换以化简;念复合,则思勿漏层而求导;惧积分,则思不定以加C;乐微分,则思dx而莫忘;忧定积,则思牛莱而相减;虑换元,则思积分上下限;惧级数,则思判别勿用错;项所加,则思无因忽以谬导;拐所及,则思无因x而漏y。总此十思,宏兹九章,简能而任之,择善而从之,则牛顿尽其谋,莱氏竭其力,泰勒播其惠,柯西效其忠。文理争驰,学生无事,可以尽数分之乐,可以养高代之寿。 \ No newline at end of file diff --git a/编写小组/讲义/图片/cosx的绝对值.png b/编写小组/讲义/图片/cosx的绝对值.png new file mode 100644 index 0000000..fa7b417 Binary files /dev/null and b/编写小组/讲义/图片/cosx的绝对值.png differ