Đề thi cuối HKI học phần Vi tích phân 1B năm 2024 - 2025 | Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh

Tài liệu đề thi cuối HKI học phần Vi tích phân 1B năm 2024 - 2025 được sưu tầm và biên soạn dưới dạng PDF gồm 06 trang. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đón xem.

Môn:

Vi tích phân 1B 19 tài liệu

Thông tin:
6 trang 1 tháng trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Đề thi cuối HKI học phần Vi tích phân 1B năm 2024 - 2025 | Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh

Tài liệu đề thi cuối HKI học phần Vi tích phân 1B năm 2024 - 2025 được sưu tầm và biên soạn dưới dạng PDF gồm 06 trang. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đón xem.

24 12 lượt tải Tải xuống
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
Học kỳ I Năm học: 2019-2020
LƯU TR
(do Phòng KT-ĐBCL ghi)
Tên học phần:
VI TÍCH PHÂN 1B
HP:
MTH00003
Thời gian làm bài: 90 phút Ngày thi: . . . . . . . . . . . .
Họ tên sinh viên: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MSSV: . . . . . . . . . . . . . .
Ghi chú: Sinh viên không được phép sử dụng tài liệu khi làm bài.
ĐỀ THI 4 U, gồm 2 trang:
Câu 1 (2.5 điểm).
a) Cho hàm số f định bởi f .x/ D
p
.x 1/
2
x 1
khi x ¤ 1; f .1/ D 2. Hàm số f liên tục không, tại
sao? Phác họa đồ thị của f .
b) Chứng minh phương trình ln x D e
x
ít nhất một nghiệm thực.
c) Ký hiệu Œt số nguyên lớn nhất nhưng không lớn hơn t. Xét hàm số f cho bởi f .x/ D
2 cos x
.
y phác họa đồ thị của f trên đoạn Œ
2
3
; 2 cho biết hàm f gián đoạn tại những điểm nào (không
cần chứng minh).
Câu 2 (2.5 điểm).
a) Cho đường cong .C / W y
2
tan x Cln y D y. y viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm .
4
; 1/.
b) Một v cầu bằng thép độ y vỏ 1mm. Giả sử chu vi vòng ngoài của v cầu 3 mét. y dùng
vi phân để ước tính lượng thép làm v cầu, biết thể tích hình cầu đường kính d được cho bởi công thức
V D
6
d
3
(đơn vị thể tích).
c) Một y đo nhịp tim cho một bệnh nhân, đếm số nhịp đập n (nhịp) theo thời gian t (phút) cho kết
quả được ghi lại trong bảng sau
t (phút) 0,5 1 1,5 2 2,5 3
n (nhịp) 35 75 120 170 215 250
Giả sử người ta lập hình n một hàm số theo t. Hãy ước tính độ dốc của đồ thị hàm n tại 1
bằng cách lấy trung bình cộng của hai độ dốc trong hai khoảng Œ0; 5I1 Œ1I1; 5. Trong các thời điểm
t 2 f1I1; 5I2I2; 5g, thời điểm nào tốc độ đập của tim nhanh nhất?
Câu 3 (2.5 điểm).
a) Cho hàm số f liên tục trên R. Biết một số thông tin giá tr hàm f như bảng
x 0 1 3 5 7 9 10
f .x/ 2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3
(i) Tìm xấp xỉ tích phân
Z
9
1
f .x/dx bằng cách phân hoạch Œ1; 9 thành 4 đoạn với điểm mẫu điểm
bên trái của mỗi đoạn con.
(ii) Xét hàm g.x/ WD
Z
x
2
0
f .t C 1/d t: Tính g
0
.2/:
b) Tính tích phân suy rộng
Người ra đề/MSCB: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Người duyệt đề: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chữ ký:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chữ ký:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(i) I
1
D
Z
1
1
ln x
x
3
dx;
(ii) I
2
D
Z
1
0
1
.x C 1/
p
x
dx:
Câu 4 (2.5 điểm).
a) Cho chuỗi lũy thừa
1
X
nD0
.1/
n
.x C 1/
n
2
n
. Chuỗi này chắc chắn hội tụ trên khoảng mở .a; b/ nào đó
phân kỳ bên ngoài đoạn Œa; b. y tìm a; b. Chuỗi y hội tụ khi x D a và x D b hay không?
sao?
b) Xét hàm số f cho bởi f .x/ D .sin x/
2
. y tìm khai triển Taylor của f đến bậc 3 (gọi T
3
.x/)
xung quanh điểm a D
2
. Sau đó tính gần đúng f .91
ı
/ từ khai triển này và cho biết sai số của f .91
ı
/
so với giá tr gần đúng không quá bao nhiêu?
ĐÁP ÁN
Câu Lời giải Điểm
1a
8x ¤ 1;
p
.x 1/
2
x 1
D
jx 1j
x 1
, do đó
f .x/ D
8
ˆ
<
ˆ
:
1 nếux < 1
1 nếu x > 1
2 nếu x D 1
Ta thấy lim
x!1
f .x/ D 1 ¤ 1 D lim
x!1C
f .x/ D 1 nên hàm số f gián đoạn tại 1.
1b
Xét hàm số f cho bởi f .x/ D ln x e
x
, hàm cấp liên tục trên Œ1; e. Hơn nữa
f .1/ D e
1
< 0 và f .e/ D 1 e
e
> 1 e
0
D 0. Theo định giá tr trung gian của
hàm liên tục thì tồn tại số c 2 .1; e/ sao cho f .c/ D 0, nghĩa ln c D e
c
, suy ra đpcm.
1c
Ta 1 cos x < 0 khi
2
3
x <
2
hoặc
2
< x <
3
2
;
0 cos x < 1 khi x 2
h
2
;
2
i
[
h
3
2
; 2
n f0g;
cos x D 1 khi x D 0 hoặc x D 2. Do đó
f .x/ D
2 cos x
D
8
ˆ
ˆ
ˆ
<
ˆ
ˆ
ˆ
:
2 khi
2
3
x <
2
hoặc
2
< x <
3
2
0 khi x 2
h
2
;
2
i
[
h
3
2
; 2
n f0g
2 khi x D 0 hoặc x D 2
Các điểm gián đoạn của f ˙
2
,
3
2
, 0 2.
2a
Một khoảng cong của .C / W y
2
tan x C ln y D y chứa điểm .
4
I1/ được xem đồ thị
của một ẩn hàm y D f .x/. Phương trình tiếp tuyến của .C / tại
4
y D 1 C f
0
.
4
/.x
4
/ (1)
Lấy đạo hàm theo x hai vế của phương trình của .C /, ta được
y
2
cos
2
x
C 2yy
0
tan x C
y
0
y
D y
0
Thay x D
4
và y D 1 vào phương trình trên, ta được 2 C 2f
0
.
4
/ C f
0
.
4
/ D f
0
.
4
/,
suy ra f
0
.
4
/ D 1, thế vào (1) ta phương trình tiếp tuyến cần tìm y D 1 .x
4
/.
1
2b
Đường kính ngoài của quả cầu d
0
D 3 (mét). Đường kính trong d (mét), trong đó
d D d d
0
D 0; 002 (mét). Thể tích hình cầu đường kính d được cho bởi công thức
V .d/ D
6
d
3
(m
3
). Thể tích của v thép làm nên hình cầu
V .3/ V .d/ D V dV D V
0
.3/d D
2
3
2
0; 002 D
9
1000
.m
3
/
2c
Ước tính n
0
.1/ D
1
2
75 35
1 0; 5
C
120 75
1; 5 1
D 85 (nhịp/phút). Tốc độ đập của nhịp tim
tại từng thời điểm cũng độ dốc của các tiếp tuyến của đồ thị hàm n, được ước tính như
sau
n
0
.1; 5/ D
1
2
120 75
1; 5 1
C
170 120
2 1; 5
D 95 (nhịp/phút)
n
0
.2/ D
1
2
170 120
2 1; 5
C
215 170
2; 5 2
D 95 (nhịp/phút)
n
0
.2; 5/ D
1
2
215 170
2; 5 2
C
250 215
3 2; 5
D 80 (nhịp/phút)
Vy hai thời điểm t D 1; 5 và t D 2 thì tim đập nhanh nhất.
3a
(i)
Z
9
1
f .x/dx L
4
D 2
f .1/Cf .3/Cf .5/Cf .7/
D 2.0; 5C1 C1; 5C2/ D 10.
(ii) Với u D x
2
thì g.x/ D
Z
u
0
f .t C 1/d t . Khi đó
g
0
.x/ D
dg
du
du
dx
D f .u C 1/ 2x D 2xf .x
2
C 1/:
Vy g
0
.2/ D 2 2 f .5/ D 4 1; 5 D 6.
2
3b
(i) Trước hết ta tìm nguyên hàm bằng cách đặt u D ln x dv D
1
x
3
dx, chọn v D
1
2x
2
.
Khi đó
Z
ln x
x
3
dx D
Z
udv D uv
Z
vdu D uv C
1
2
Z
1
x
3
dx D
ln x
2x
3
1
4x
2
Vy
Z
1
1
ln x
x
3
dx D lim
t !1
Z
t
1
ln x
x
3
dx D lim
t !1
ln x
2x
3
1
4x
2
t
1
D lim
t !1
ln t
2t
3
1
4t
2
C
1
4
D
1
4
(quy tắc L’Hospital)
(ii) Trước hết ta tìm nguyên hàm bằng cách đặt u D
p
x, x D u
2
, dx D 2udu. Khi đó
Z
1
.x C 1/
p
x
dx D
Z
2du
u
2
C 1
D 2 arctan u D 2 arctan.
p
x/:
Vy
Z
1
0
1
.x C 1/
p
x
dx D lim
t !0C
Z
1
t
1
.x C 1/
p
x
dx D 2 lim
t !0C
arctan.
p
x/
ˇ
ˇ
ˇ
1
t
D 2 lim
t !0C
arctan 1 arctan.
p
t/
D
2
4a
Hệ số tổng quát của chuỗi lũy thừa c
n
D
.1/
n
2
n
. Ta
L D lim
n!1
ˇ
ˇ
ˇ
c
nC1
c
n
ˇ
ˇ
ˇ
D lim
n!1
2
n
2
nC1
D
1
2
và bán kính hội tụ của chuỗi R D
1
L
D 2. Khi jx C 1j < 2, nghĩa x 2 .3; 1/, thì
chuỗi hội tụ. Khi x 62 Œ3; 1 thì chuỗi phân kỳ.
Với x D 3 hay x D 1 thì số hạng tổng quát a
n
của chuỗi thỏa ja
n
j D 1, do đó y .a
n
/
không thể giới hạn bằng 0, suy ra chuỗi phân kỳ.
3
4b
Ta f .x/ D .sin x/
2
D
1
2
1
2
cos 2x, f
.k/
.x/ D 2
k1
cos
2x Ck
2
. Suy ra
f
.k/
.
2
/ D 2
k1
cos.k
2
/; 8k 1
f .
2
/ D 1I f
0
.
2
/ D 0I f
00
.
2
/ D 2I f
000
.
2
/ D 0
T
3
.x/ D
3
X
kD0
1
k!
f
.k/
2

x
2
k
D 1
x
2
2
Ta 91
ı
D
2
C
180
(rad). sin 91
ı
T
3
.
2
C
180
/ D 1
2
180
2
. Sai số
ˇ
ˇ
ˇ
R
3
.
2
/
ˇ
ˇ
ˇ
D
ˇ
ˇ
ˇ
f
.4/
./
4!
180
3
ˇ
ˇ
ˇ
2
3
4!
4
180
4
;
trong đó ta dùng bất đẳng thức
ˇ
ˇ
f
.k/
.x/
ˇ
ˇ
2
k1
.
4
| 1/6

Preview text:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM MÃ LƯU TRỮ (do Phòng KT-ĐBCL ghi)
ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN
Học kỳ I – Năm học: 2019-2020 Tên học phần: VI TÍCH PHÂN 1B Mã HP: MTH00003 Thời gian làm bài: 90 phút Ngày thi: . . . . . . . . . . . . Họ và tên sinh viên:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MSSV: . . . . . . . . . . . . . .
Ghi chú: Sinh viên không được phép sử dụng tài liệu khi làm bài.
ĐỀ THI CÓ 4 CÂU, gồm 2 trang:
Câu 1 (2.5 điểm). p.x 1/2
a) Cho hàm số f định bởi f .x/ D
khi x ¤ 1; f .1/ D 2. Hàm số f có liên tục không, tại x 1
sao? Phác họa đồ thị của f .
b) Chứng minh phương trình ln x D e x có ít nhất một nghiệm thực.
c) Ký hiệu Œt là số nguyên lớn nhất nhưng không lớn hơn t. Xét hàm số f cho bởi f .x/ D 2 cos x. 2
Hãy phác họa đồ thị của f trên đoạn Œ
; 2 và cho biết hàm f gián đoạn tại những điểm nào (không 3 cần chứng minh).
Câu 2 (2.5 điểm).
a) Cho đường cong .C / W y2 tan x C ln y D y. Hãy viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm . ; 1/. 4
b) Một vỏ cầu bằng thép có độ dày vỏ là 1mm. Giả sử chu vi vòng ngoài của vỏ cầu là 3 mét. Hãy dùng
vi phân để ước tính lượng thép làm vỏ cầu, biết thể tích hình cầu đường kính d được cho bởi công thức V D d 3 (đơn vị thể tích). 6
c) Một máy đo nhịp tim cho một bệnh nhân, đếm số nhịp đập n (nhịp) theo thời gian t (phút) và cho kết
quả được ghi lại trong bảng sau t (phút) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 n (nhịp) 35 75 120 170 215 250
Giả sử người ta lập mô hình n là một hàm số theo t . Hãy ước tính độ dốc của đồ thị hàm n tại 1
bằng cách lấy trung bình cộng của hai độ dốc trong hai khoảng Œ0; 5I 1 và Œ1I 1; 5. Trong các thời điểm
t 2 f1I 1; 5I 2I 2; 5g, ở thời điểm nào tốc độ đập của tim là nhanh nhất?
Câu 3 (2.5 điểm).
a)
Cho hàm số f liên tục trên R. Biết một số thông tin giá trị hàm f như bảng x 0 1 3 5 7 9 10 f .x/ 2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3 Z 9
(i) Tìm xấp xỉ tích phân
f .x/dx bằng cách phân hoạch Œ1; 9 thành 4 đoạn với điểm mẫu là điểm 1
bên trái của mỗi đoạn con. Z x2 (ii) Xét hàm g.x/ WD f .t C 1/dt: Tính g0.2/: 0
b) Tính tích phân suy rộng
Người ra đề/MSCB: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Người duyệt đề: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chữ ký: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chữ ký: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Z 1 ln x Z 1 1 (i) I1 D dx; (ii) I2 D dx: 1 x3 . 0 x C 1/px
Câu 4 (2.5 điểm). 1 . X 1/n.x C 1/n
a) Cho chuỗi lũy thừa
. Chuỗi này chắc chắn hội tụ trên khoảng mở .a; b/ nào đó và 2n nD0
phân kỳ bên ngoài đoạn Œa; b. Hãy tìm a; b. Chuỗi này có hội tụ khi x D a và x D b hay không? Vì sao?
b) Xét hàm số f cho bởi f .x/ D .sin x/2. Hãy tìm khai triển Taylor của f đến bậc 3 (gọi là T3.x/) xung quanh điểm a D
. Sau đó tính gần đúng f .91ı/ từ khai triển này và cho biết sai số của f .91ı/ 2
so với giá trị gần đúng không quá bao nhiêu? ĐÁP ÁN Câu Lời giải Điểm p.x 1/2 jx 1j 8x ¤ 1; D , do đó x 1 x 1 8 1 nếux < 1 ˆ < 1a f .x/ D 1 nếu x > 1 ˆ :2 nếu x D 1
Ta thấy lim f .x/ D 1 ¤ 1 D lim f .x/ D 1 nên hàm số f gián đoạn tại 1. x!1 x!1C
Xét hàm số f cho bởi f .x/ D ln x
e x, là hàm sơ cấp liên tục trên Œ1; e. Hơn nữa 1b
f .1/ D e 1 < 0 và f .e/ D 1 e e > 1 e0 D 0. Theo định lý giá trị trung gian của
hàm liên tục thì tồn tại số c 2 .1; e/ sao cho f .c/ D 0, nghĩa là ln c D e c, suy ra đpcm. 2 3 Ta có 1 cos x < 0 khi x < hoặc < x < ; 3 2 2 2 h i h3 0 cos x < 1 khi x 2 ; [ ; 2 n f0g; 2 2 2
cos x D 1 khi x D 0 hoặc x D 2. Do đó 8 2 3 1c ˆ 2 khi x < hoặc < x < ˆ ˆ 3 2 2 2 < f .x/ D 2 cos x D h i h3 0 khi x 2 ; [ ; 2 n f0g ˆ 2 2 2 ˆ ˆ :2 khi x D 0 hoặc x D 2 3
Các điểm gián đoạn của f là ˙ , , 0 và 2. 2 2
Một khoảng cong của .C / W y2 tan x C ln y D y chứa điểm . I 1/ được xem là đồ thị 4
của một ẩn hàm y D f .x/. Phương trình tiếp tuyến của .C / tại là 4 y D 1 C f 0. /.x / (1) 4 4
Lấy đạo hàm theo x ở hai vế của phương trình của .C /, ta được 2a y2 y0 C 2yy0 tan x C D y0 cos2 x y Thay x D
và y D 1 vào phương trình trên, ta được 2 C 2f 0. / C f 0. / D f 0. /, 4 4 4 4
suy ra f 0. / D 1, thế vào (1) ta có phương trình tiếp tuyến cần tìm y D 1 .x /. 4 4 1
Đường kính ngoài của quả cầu là d0 D 3 (mét). Đường kính trong là d (mét), trong đó
d D d d0 D 0; 002 (mét). Thể tích hình cầu đường kính d được cho bởi công thức V .d/ D
d 3 (m3). Thể tích của vỏ thép làm nên hình cầu là 6 2b 9 V .3/ V .d/ D V dV D V 0.3/d D 32 0; 002 D .m3/ 2 1000 1 75 35 120 75 Ước tính n0.1/ D C
D 85 (nhịp/phút). Tốc độ đập của nhịp tim 2 1 0; 5 1; 5 1
tại từng thời điểm cũng là độ dốc của các tiếp tuyến của đồ thị hàm n, được ước tính như sau 1 120 75 170 120 n0.1; 5/ D C D 95 (nhịp/phút) 2 1; 5 1 2 1; 5 2c 1 170 120 215 170 n0.2/ D C D 95 (nhịp/phút) 2 2 1; 5 2; 5 2 1 215 170 250 215 n0.2; 5/ D C D 80 (nhịp/phút) 2 2; 5 2 3 2; 5
Vậy ở hai thời điểm t D 1; 5 và t D 2 thì tim đập nhanh nhất. Z 9 (i)
f .x/dx L4 D 2f .1/Cf .3/Cf .5/Cf .7/ D 2.0; 5C1C1; 5C2/ D 10. 1 Z u
(ii) Với u D x2 thì g.x/ D f .t C 1/dt. Khi đó 3a 0 dg du g0.x/ D D f .u C 1/ 2x D 2xf .x2 C 1/: du dx
Vậy g0.2/ D 2 2 f .5/ D 4 1; 5 D 6. 2 1 1
(i) Trước hết ta tìm nguyên hàm bằng cách đặt u D ln x và dv D dx, chọn v D . x3 2x2 Khi đó Z ln x Z Z 1 Z 1 ln x 1 dx D udv D uv vdu D uv C dx D x3 2 x3 2x3 4x2 Vậy Z 1 ln x Z t ln x ln x 1 t dx D lim dx D lim 1 x3 t !1 1 x3 t !1 2x3 4x2 1 ln t 1 1 1 D lim C D (quy tắc L’Hospital) 3b t !1 2t 3 4t 2 4 4 p
(ii) Trước hết ta tìm nguyên hàm bằng cách đặt u D x, x D u2, dx D 2udu. Khi đó Z 1 Z 2du p dx x/: . D D 2 arctan u D 2 arctan. x C 1/px u2 C 1 Vậy Z 1 1 Z 1 1 p ˇ1 dx D lim dx D 2 lim arctan. x/ˇˇ 0 .x C 1/px t !0C t .x C 1/px t !0C t p D 2 lim arctan 1 arctan. t/ D t !0C 2 . 1/n
Hệ số tổng quát của chuỗi lũy thừa là cn D . Ta có 2n ˇ cn ˇ 2n 1 L D C1 lim ˇ ˇ D lim D n!1 ˇ c ˇ n n!1 2nC1 2 4a 1
và bán kính hội tụ của chuỗi là R D
D 2. Khi jx C 1j < 2, nghĩa là x 2 . 3; 1/, thì L
chuỗi hội tụ. Khi x 62 Œ 3; 1 thì chuỗi phân kỳ.
Với x D 3 hay x D 1 thì số hạng tổng quát an của chuỗi thỏa janj D 1, do đó dãy .an/
không thể có giới hạn bằng 0, suy ra chuỗi phân kỳ. 3 1 1 Ta có f .x/ D .sin x/2 D
cos 2x, f .k/.x/ D 2k 1 cos 2x C k . Suy ra 2 2 2 f .k/. / D 2k 1 cos.k /; 8k 1 2 2
f . / D 1I f 0. / D 0I f 00. / D 2I f 000. / D 0 2 2 2 2 3 X 1 T k 2 3.x/ D f .k/ x D 1 x 4b k! 2 2 2 kD0 2 Ta có 91ı D C (rad). sin 91ı T3. C / D 1 . Sai số là 2 180 2 180 1802 ˇ ˇ ˇ f .4/. / 23 4 3ˇ ˇR ˇ ˇ ˇ 3. / D ; ˇ 2 ˇ ˇ 4! 180 ˇ 4! 1804
trong đó ta dùng bất đẳng thức ˇf .k/. ˇ x/ˇˇ 2k 1. 4