- 微积分基本定理
- 共280题
函数y=x2+1(0≤x≤1)图象上点P处的切线与直线y=0,x=0,x=1围成的梯形面积等于S,则S的最大值等于______,此时点P的坐标是______.
正确答案
设P(a,a2+1)则过P的切线方程为:y=2ax-a2+1
则S=∫01(2ax-a2-1)dx=(3x--x2)|01=-a2+a+1为二次函数,
当a=时,S有最大值,Smax=
.且此时P的坐标为(
,
).
故答案为,(
,
)
已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点,极轴与x轴的非负半轴重合,则由曲线C1:ρcos2θ=2sinθ和C2:(t为参数)围成的平面图形的面积是______.
正确答案
设曲线C1上任一点的直角坐标为P(x,y),则由
由ρcos2θ=2sinθ得到ρ2cos2θ=2ρsinθ
∴x2=2y,即y=x2
由C2得y=x+4,由得A(-2,2)B(4,8)
∴所求面积S=∫-24(x+4-x2)dx=[-
x3+
x2+4x]|-24=18
故答案为18
由曲线y2=2x 和直线y=x-4所围成的图形的面积为______.
正确答案
解得曲线y2=2x 和直线y=x-4的交点坐标为:(2,-2),(8,4)
选择y为积分变量
∴由曲线y2=2x 和直线y=x-4所围成的图形的面积S=(y+4-
)dy=(
y2+4y-
y3)|-24=18
故答案为:18
设y=f(x)为区间[0,1]上的连续函数,且恒有0≤f(x)≤1,可以用随机模拟方法近似计算积分f(x)dx,先产生两组(每组N个)区间[0,1]上的均匀随机数x1,x2,…xN和y1,y2,…yN,由此得到N个点(xi,yi)(i=1,2,…,N),再数出其中满足yi≤f(xi)(i=1,2,…,N)的点数N1,那么由随机模拟方案可得积分
f(x)dx的近似值为 ______.
正确答案
由题意可知≈
得
f(x)dx≈
,
故积分f(x)dx的近似值为
.
由曲线f(x)=x2-1和直线y=0所围成的封闭图形的面积为______.
正确答案
由 解得,x1=1,x2=-1
∴曲线y=x2-1与直线y=0围成的封闭图形的面积为:
S=2 (1-x2)dx=2×(x-
x3)
=2×
=
,
故答案为:.
(Ⅰ)已知函数f(x)=x3-x,其图象记为曲线C,
(ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(ⅱ)证明:若对于任意非零实数x1,曲线C与其在点P1(x1,f(x1))处的切线交于另一点P2(x2,f(x2)),曲线C与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3,f(x3)),线段P1P2,P2P3与曲线C所围成封闭图形的面积分别记为S1,S2,则为定值;
(Ⅱ)对于一般的三次函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),请给出类似于(Ⅰ)(ⅱ)的正确命题,并予以证明.
正确答案
解:(Ⅰ)(ⅰ)由f(x)=x3-x得f′(x)=3x2-1=,
当x∈时,f′(x)>0;
当x∈时,f′(x)<0;
因此,f(x)的单调递增区间为,
单调递减区间为。
(ⅱ)曲线C在点P1处的切线方程为y=(3x12-1)(x-x1)+x13-x1,
即y=(3x12-1)x-2x13,
由得x3-x=(3x12-1)x-2x13,
即(x-x1)2(x+2x1)=0,解得x=x1或x=-2x1,故x2=-2x1,
进而有
,
用x2代替x1,重复上述计算过程,
可得x3=-2x2和S2=;
又x2=-2x1≠0,
所以,
因此有。
(Ⅱ)记函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的图象为曲线C′,
类似于(Ⅰ)(ⅱ)的正确命题为:若对于任意不等于的实数x1,曲线C′与其在点P1(x1,g(x1))处的切线交于另一点P2(x2,g(x2)),曲线C′与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3,g(x3)),线段P1P2,P2P3与曲线C′所围成封闭图形的面积分别别为S1,S2,则
为定值.
证明如下:因为平移变换不改变面积的大小,
故可将曲线y=g(x)的对称中心平移至坐标原点,
因而不妨设g(x)=ax3+hx,且x1≠0,
类似(Ⅰ)(ⅱ)的计算可得,
故。
(1)已知函数f(x)=x3-x,其图象记为曲线C,
(ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(ⅱ)证明:若对于任意非零实数x1,曲线C与其在点P1(x1,f(x1))处的切线交于另一点P2(x2,f(x2)),曲线C与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3,f(x3)),线段P1P2,P2P3与曲线C所围成封闭图形的面积分别记为S1,S2,则为定值;
(Ⅱ)对于一般的三次函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),请给出类似于(1)(ⅱ)的正确命题,并予以证明。
正确答案
解:(1)(ⅰ)由f(x)=x3-x得f′(x)=3x2-1=,
当x∈时,f′(x)>0;
当x∈时,f′(x)<0;
因此,f(x)的单调递增区间为,
单调递减区间为。
(ⅱ)曲线C在点P1处的切线方程为y=(3x12-1)(x-x1)+x13-x1,
即y=(3x12-1)x-2x13,
由得x3-x=(3x12-1)x-2x13,
即(x-x1)2(x+2x1)=0,解得x=x1或x=-2x1,故x2=-2x1,
进而有
,
用x2代替x1,重复上述计算过程,
可得x3=-2x2和S2=;
又x2=-2x1≠0,
所以,
因此有。
(2)记函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的图象为曲线C′,
类似于(Ⅰ)(ⅱ)的正确命题为:若对于任意不等于的实数x1,曲线C′与其在点P1(x1,g(x1))处的切线交于另一点P2(x2,g(x2)),曲线C′与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3,g(x3)),线段P1P2,P2P3与曲线C′所围成封闭图形的面积分别别为S1,S2,则
为定值.
证明如下:因为平移变换不改变面积的大小,
故可将曲线y=g(x)的对称中心平移至坐标原点,
因而不妨设g(x)=ax3+hx,且x1≠0,
类似(1)(ⅱ)的计算可得,
故。
设y=f(x)是二次函数,方程f(x)=0有两个相等的实根,且f′(x)=2x+2。
(1)求y=f(x)的表达式;
(2)求y=f(x)的图象与两坐标轴所围成图形的面积。
正确答案
解:(1)设f(x)=ax2+bx+c,则f′(x)=2ax+b,
又已知f′(x)=2x+2,
∴a=1,b=2,
∴f(x)=x2+2x+c,
又方程f(x)=0有两个相等实根,
∴判别式Δ=4-4c=0,即c=1,
故f(x)=x2+2x+1。
(2)依题意,有所求面积S=。
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c的图象如下图,直线y=0在原点处与函数图象相切,且此切线与函数图象所围成的区域(阴影)面积为,求f(x).
正确答案
解:由f(0)=0得c=0,f′(x)=3x2+2ax+b,
由f′(0)=0得b=0,
∴f(x)=x3+ax2=x2(x+a),
由[-f(x)]dx=
得a=-3,
∴f(x)=x3-3x2。
已知函数和
,
(Ⅰ)解关于x的不等式;
(Ⅱ)求由曲线和
围成的封闭图形的面积。
正确答案
解:(Ⅰ)∵,
∴要解的不等式可化为,
∴或
或
,
∴或
,
∴不等式的解集为。
(Ⅱ)由消去y,得
,
解得:,
,
∴所求图形的面积为。
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