微积分学 示例

求出函数的平均值 f(x)=1/((x-6)^2) , [0,5]
,
解题步骤 1
要求函数的平均值,该函数应在闭区间 上连续。要求 在 上是否连续,需要求出 的定义域。
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解题步骤 1.1
将 的分母设为等于 ,以求使表达式无意义的区间。
解题步骤 1.2
求解 。
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解题步骤 1.2.1
将 设为等于 。
解题步骤 1.2.2
在等式两边都加上 。
解题步骤 1.3
定义域为使表达式有定义的所有值 。
区间计数法:
集合符号:
区间计数法:
集合符号:
解题步骤 2
在 上连续。
是连续的
解题步骤 3
函数 在区间 上的平均值定义为 。
解题步骤 4
将实际值代入公式中以求函数的平均值。
解题步骤 5
使 。然后使 。使用 和 进行重写。
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解题步骤 5.1
设 。求 。
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解题步骤 5.1.1
对 求导。
解题步骤 5.1.2
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 5.1.3
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 5.1.4
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 5.1.5
将 和 相加。
解题步骤 5.2
将下限代入替换 中的 。
解题步骤 5.3
从 中减去 。
解题步骤 5.4
将上限代入替换 中的 。
解题步骤 5.5
从 中减去 。
解题步骤 5.6
求得的 和 的值将用来计算定积分。
解题步骤 5.7
使用 、 以及积分的新极限重写该问题。
解题步骤 6
应用指数的基本规则。
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解题步骤 6.1
通过将 乘以 次幂来将其移出分母。
解题步骤 6.2
将 中的指数相乘。
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解题步骤 6.2.1
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 6.2.2
将 乘以 。
解题步骤 7
根据幂法则, 对 的积分是 。
解题步骤 8
代入并化简。
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解题步骤 8.1
计算 在 处和在 处的值。
解题步骤 8.2
化简。
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解题步骤 8.2.1
使用负指数规则 重写表达式。
解题步骤 8.2.2
移动 中分母的负号。
解题步骤 8.2.3
将 乘以 。
解题步骤 8.2.4
将 乘以 。
解题步骤 8.2.5
使用负指数规则 重写表达式。
解题步骤 8.2.6
将负号移到分数的前面。
解题步骤 8.2.7
将 写成具有公分母的分数。
解题步骤 8.2.8
在公分母上合并分子。
解题步骤 8.2.9
从 中减去 。
解题步骤 9
化简分母。
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解题步骤 9.1
将 乘以 。
解题步骤 9.2
将 和 相加。
解题步骤 10
约去 的公因数。
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解题步骤 10.1
约去公因数。
解题步骤 10.2
重写表达式。
解题步骤 11