- 定积分求曲边梯形的面积
- 共602题
已知函数f(x)=lnx.
(Ⅰ)若函数h(x)=f(x)+x2-ax在点(1,h(1))处的切线与直线4x-y+1=0平行,求实数a的值
(Ⅱ)对任意的a∈[-1,0),若不等式f(x)<ax2+2x+b在x∈(0,1]上恒成立,求实数b的取值范围
(Ⅲ)若函数y=g(x)与y=f(x)的图象关于直线y=x对称,设A(a,g(a)),B(b,g(b)),N=(,g(
))(a<b),试根据如图所示的曲边梯形ABCD的面积与两个直角梯形ADMN和NMCB的面积的大小关系,写出一个关于a和b的不等式,并加以证明.
正确答案
解:(Ⅰ)h′(x)=(x>0),依题意得:h′(1)=4即2-a=4,
∴a=-2…(4分)
(Ⅱ)由不等式b>lnx-ax2-2x对任意的a∈[-1,0)恒成立,则b>(lnx-
ax2-2x)max,
∵函数φ(a)=lnx-ax2-2x在a∈[-1,0)上为单调递减,
∴φ(a)max=φ(-1)=lnx+x2-2x
∴问题转化为不等式b>lnx+x2-2x在x∈(0,1]上恒成立,…(7分)
令G(x)=lnx+x2-2x,则G′(x)=
≥0.
∴G(x)max=G(1)=-
∴b的取值范围为b>-…(9分)
(Ⅲ)由题意得曲边梯形ABCD的面积小于与两个直角梯形ADMN和NMCB的面积的和,
用不等式表示为<
(b-a)[g(a)+g(
)]+
(b-a)[g(b)+g(
)]…(10分)
即eb-ea<(b-a)(eb+ea+2
)…(11分)
证明:设b=lnm,a=lnn,则=
(0<n<m),
不等式eb-ea<(b-a)(eb+ea+2
)等价于
<
(m+n+2
)…(11分)
即<
ln
令=t(t>1),则只要证
<lnt,
即-lnt<0,
又令m(t)=-lnt,则m′(t)=
<0,
∴函数m(t)在(1,+∞)上单调递减,
∴m(t)<m(1)=0
∴eb-ea<(b-a)(eb+ea+2
)…(14分)
解析
解:(Ⅰ)h′(x)=(x>0),依题意得:h′(1)=4即2-a=4,
∴a=-2…(4分)
(Ⅱ)由不等式b>lnx-ax2-2x对任意的a∈[-1,0)恒成立,则b>(lnx-
ax2-2x)max,
∵函数φ(a)=lnx-ax2-2x在a∈[-1,0)上为单调递减,
∴φ(a)max=φ(-1)=lnx+x2-2x
∴问题转化为不等式b>lnx+x2-2x在x∈(0,1]上恒成立,…(7分)
令G(x)=lnx+x2-2x,则G′(x)=
≥0.
∴G(x)max=G(1)=-
∴b的取值范围为b>-…(9分)
(Ⅲ)由题意得曲边梯形ABCD的面积小于与两个直角梯形ADMN和NMCB的面积的和,
用不等式表示为<
(b-a)[g(a)+g(
)]+
(b-a)[g(b)+g(
)]…(10分)
即eb-ea<(b-a)(eb+ea+2
)…(11分)
证明:设b=lnm,a=lnn,则=
(0<n<m),
不等式eb-ea<(b-a)(eb+ea+2
)等价于
<
(m+n+2
)…(11分)
即<
ln
令=t(t>1),则只要证
<lnt,
即-lnt<0,
又令m(t)=-lnt,则m′(t)=
<0,
∴函数m(t)在(1,+∞)上单调递减,
∴m(t)<m(1)=0
∴eb-ea<(b-a)(eb+ea+2
)…(14分)
祖暅原理对平面图形也成立,即夹在两条平行线间的两个平面图形被任意一条平行于这两条直线的直线截得的线段总相等,则这两个平面图形面积相等.利用这个结论解答问题:函数f(x)=2x、g(x)=2x-1与直线x=0,x=1所围成的图形的面积为______.
正确答案
1
解析
解:由于f(x)=2x、g(x)=2x-1与直线x=0,x=1所围成的图形的面积是:
∫012x-(2x-1)dx=(x)|01=1,
则曲线围成的图形的面积为1,
故答案为:1.
函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域为[0,+∞),且关于x的不等式f(x)<c的解集为(m,m+6),在直线x=m,x=m+6,y=0,y=c围成的矩形内任意取一点P,则P点落在y=f(x)与y=c围成的封闭区域内的概率为______.
正确答案
解析
解:∵函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域为[0,+∞),
∴f(x)=x2+ax+b=0只有一个根,即△=a2-4b=0则b=,
不等式f(x)<c的解集为(m,m+6),
即为x2+ax+<c解集为(m,m+6),
则x2+ax+-c=0的两个根为m,m+6
∴|m+6-m|==6
解得c=9.
对于抛物线f(x)=x2+ax+b(a,b∈R),不论a,b取何值,图形形状不变,所围成的面积为一定值,故令f(x)=x2,则=18,y=f(x)与y=c围成的封闭区域的面积为36,
∵直线x=m,x=m+6,y=0,y=c围成的矩形的面积为54,
∴所求的概率为=
.
故答案为:.
函数的图象与坐标轴所围成的封闭图形的面积为______.
正确答案
解析
解:由题意,函数的图象与坐标轴所围成的封闭图形的面积为
-
=
=
故答案为:
曲线y=与直线y=x-1及x=4所围成的封闭图形的面积为( )
正确答案
解析
解:曲线y=与直线y=x-1联立得交点坐标为(1,2),
所以S==(
)|
=4-2ln2;
故选B.
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