kaoyan1basic 高等数学 第1题

教材习题

📝 题目

### 【基础篇】第1题(选择题) 1.设函数 $f(x)$ 在区间 $[0,1]$ 上连续,则 $\int_{0}^{1} f(x) \mathrm{d} x=$ . (A) $\displaystyle \lim _{n \rightarrow \infty} \sum_{k=1}^{n} f\left(\frac{3 k-1}{3 n}\right) \frac{1}{3 n}$ (B) $\displaystyle \lim _{n \rightarrow \infty} \sum_{k=1}^{n} f\left(\frac{3 k-1}{3 n}\right) \frac{1}{n}$ (C) $\displaystyle \lim _{n \rightarrow \infty} \sum_{k=1}^{3 n} f\left(\frac{k-1}{3 n}\right) \frac{1}{n}$ (D) $\displaystyle \lim _{n \rightarrow \infty} \sum_{k=1}^{3 n} f\left(\frac{k}{3 n}\right) \frac{3}{n}$

💡 答案解析

**答案**:B **解析**: 步骤1:定积分定义$\int_0^1 f(x)dx=\lim_{n\to\infty}\sum_{k=1}^n f(\xi_k)\Delta x$,其中$\displaystyle \Delta x=\frac{1}{n}$,$\displaystyle \xi_k\in[\frac{k-1}{n},\frac{k}{n}]$。 步骤2:选项B中$\displaystyle \xi_k=\frac{3k-1}{3n}$,当$k=1$时$\displaystyle \xi_1=\frac{2}{3n}$,$k=n$时$\displaystyle \xi_n=\frac{3n-1}{3n}=1-\frac{1}{3n}$,区间长度$\displaystyle \frac{1}{n}$,符合定积分定义。 步骤3:其他选项区间长度或分割方式不符合标准定义。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:回忆定积分定义
定积分定义为:∫₀¹ f(x)dx = lim_{n→∞} ∑_{k=1}^n f(ξ_k) Δx,其中Δx = 1/n,ξ_k ∈ [(k-1)/n, k/n]。
公式:∫₀¹ f(x)dx = lim_{n→∞} ∑_{k=1}^n f(ξ_k) · (1/n)
提示:注意区间长度必须是1/n,且ξ_k应均匀分布在每个子区间内。
步骤 2/3
目标:分析选项B
选项B:lim_{n→∞} ∑_{k=1}^n f((3k-1)/(3n)) · (1/n)。这里Δx = 1/n,ξ_k = (3k-1)/(3n)。当k=1时,ξ₁=2/(3n)∈[0,1/n];当k=n时,ξ_n=(3n-1)/(3n)=1-1/(3n)∈[(n-1)/n,1]。因此ξ_k在每个子区间内,符合定义。
公式:ξ_k = (3k-1)/(3n)
提示:验证端点:k=1时ξ₁接近0,k=n时ξ_n接近1。
步骤 3/3
目标:排除其他选项
选项A:Δx=1/(3n),不是1/n;选项C:求和从k=1到3n,Δx=1/n,但ξ_k=(k-1)/(3n),区间个数为3n,而Δx=1/n导致区间长度不匹配;选项D:Δx=3/n,不是1/n。因此只有B符合。
提示:检查Δx是否等于1/n,以及求和项数是否为n。

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