题目
10.估计下列各积分的值:-|||-(4) (int )_(2)^0(e)^(x^2-x)dx.

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定函数 $f(x)={x}^{2}-x$ 在区间 $[0,2]$ 上的极值点
函数 $f(x)={x}^{2}-x$ 的导数为 $f'(x)=2x-1$。令 $f'(x)=0$,解得 $x=\dfrac{1}{2}$。因此,$x=\dfrac{1}{2}$ 是函数 $f(x)$ 在区间 $[0,2]$ 上的极值点。
步骤 2:计算函数 $f(x)$ 在区间 $[0,2]$ 上的最值
计算 $f(0)$、$f(\dfrac{1}{2})$ 和 $f(2)$ 的值,得到:
$f(0)=0$,
$f(\dfrac{1}{2})=(\dfrac{1}{2})^2-\dfrac{1}{2}=-\dfrac{1}{4}$,
$f(2)=2^2-2=2$。
因此,函数 $f(x)$ 在区间 $[0,2]$ 上的最大值为 $2$,最小值为 $-\dfrac{1}{4}$。
步骤 3:估计积分 ${\int }_{0}^{2}{e}^{{x}^{2}-x}dx$ 的值
由于 $-\dfrac{1}{4}\leqslant {x}^{2}-x\leqslant 2$,则有 ${e}^{-\dfrac{1}{4}}\leqslant {e}^{{x}^{2}-x}\leqslant {e}^{2}$。因此,${\int }_{0}^{2}{e}^{-\dfrac{1}{4}}dx\leqslant {\int }_{0}^{2}{e}^{{x}^{2}-x}dx\leqslant {\int }_{0}^{2}{e}^{2}dx$。计算得:
${\int }_{0}^{2}{e}^{-\dfrac{1}{4}}dx=2{e}^{-\dfrac{1}{4}}$,
${\int }_{0}^{2}{e}^{2}dx=2{e}^{2}$。
因此,$2{e}^{-\dfrac{1}{4}}\leqslant {\int }_{0}^{2}{e}^{{x}^{2}-x}dx\leqslant 2{e}^{2}$。
步骤 4:计算积分 ${\int }_{2}^{0}{e}^{{x}^{2}-x}dx$ 的值
由于 ${\int }_{2}^{0}{e}^{{x}^{2}-x}dx=-{\int }_{0}^{2}{e}^{{x}^{2}-x}dx$,则有 $-2{e}^{2}\leqslant {\int }_{2}^{0}{e}^{{x}^{2}-x}dx\leqslant -2{e}^{-\dfrac{1}{4}}$。
函数 $f(x)={x}^{2}-x$ 的导数为 $f'(x)=2x-1$。令 $f'(x)=0$,解得 $x=\dfrac{1}{2}$。因此,$x=\dfrac{1}{2}$ 是函数 $f(x)$ 在区间 $[0,2]$ 上的极值点。
步骤 2:计算函数 $f(x)$ 在区间 $[0,2]$ 上的最值
计算 $f(0)$、$f(\dfrac{1}{2})$ 和 $f(2)$ 的值,得到:
$f(0)=0$,
$f(\dfrac{1}{2})=(\dfrac{1}{2})^2-\dfrac{1}{2}=-\dfrac{1}{4}$,
$f(2)=2^2-2=2$。
因此,函数 $f(x)$ 在区间 $[0,2]$ 上的最大值为 $2$,最小值为 $-\dfrac{1}{4}$。
步骤 3:估计积分 ${\int }_{0}^{2}{e}^{{x}^{2}-x}dx$ 的值
由于 $-\dfrac{1}{4}\leqslant {x}^{2}-x\leqslant 2$,则有 ${e}^{-\dfrac{1}{4}}\leqslant {e}^{{x}^{2}-x}\leqslant {e}^{2}$。因此,${\int }_{0}^{2}{e}^{-\dfrac{1}{4}}dx\leqslant {\int }_{0}^{2}{e}^{{x}^{2}-x}dx\leqslant {\int }_{0}^{2}{e}^{2}dx$。计算得:
${\int }_{0}^{2}{e}^{-\dfrac{1}{4}}dx=2{e}^{-\dfrac{1}{4}}$,
${\int }_{0}^{2}{e}^{2}dx=2{e}^{2}$。
因此,$2{e}^{-\dfrac{1}{4}}\leqslant {\int }_{0}^{2}{e}^{{x}^{2}-x}dx\leqslant 2{e}^{2}$。
步骤 4:计算积分 ${\int }_{2}^{0}{e}^{{x}^{2}-x}dx$ 的值
由于 ${\int }_{2}^{0}{e}^{{x}^{2}-x}dx=-{\int }_{0}^{2}{e}^{{x}^{2}-x}dx$,则有 $-2{e}^{2}\leqslant {\int }_{2}^{0}{e}^{{x}^{2}-x}dx\leqslant -2{e}^{-\dfrac{1}{4}}$。