- 微积分基本定理
- 共280题
设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),f(1)=4,f'(1)=1,f(x)dx=
,求f(x).
正确答案
∵f(1)=4,∴a+b+c=4---①-----(3分)
f'(x)=2ax+bx,------------------------(4分)
∵f'(1)=1,∴2a+b=1 ②----------(7分)
f(x)dx=
ax3+
bx2+cx|_1=
a+
b+c=
③---------(10分)
由①②③可得a=-1,b=3,c=2,-------------------(12分)
所以f(x)=-x2+3x+2.
已知二次函数f(x)的图象过点(0,2),且f′(x)=-2x+2,
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)的图象与直线y=2围成的封闭图形的面积.
正确答案
(1)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
则f'(x)=2ax+b=-2x+2,
故,即
又f(0)=c=2,故f(x)的解析式为f(x)=-x2+2x+2.
(2)令-x2+2x+2=2,解得x=0或x=2,
所以f(x)的图象与直线y=2交于点(0,2)和点(2,2).
记所求的面积为S,
则S=[(-x2+2x+2)-2]dx=
(-x2+2x)dx=
=
.
若函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)且f(1)=4,f′(1)=1,∫01f(x)dx=,求函数f(x)的解析式.
正确答案
由f(1)=4得,a+b+c=4 ①
又∵f′(x)=2ax+b,∴f′(1)=2a+b=1,②
∵∫01f(x)dx=∫01(ax2+bx+c)dx=a+
b+c
∴a+
b+c=
③
联立①②③式解得,a=-1,b=3,c=2
∴f(x)=-x2+3x+2.
如图,已知曲线C1:y=x2与曲线C2:y=-x2+2ax(a>1)交于点O,A,直线x=t(0<t≤1)与曲线C1,C2分别相交于点D,B,连结OD,DA,AB,OB.
(1)写出曲边四边形ABOD(阴影部分)的面积S与t的函数关系式S=f(t);
(2)求函数S=f(t)在区间(0,1]上的最大值.
正确答案
解析(1)由 解得
或
.
∴O(0,0),A(a,a2).又由已知得B(t,-t2+2at),D(t,t2),
∴S=(-x2+2ax)dx-
t×t2+
(-t2+2at-t2)×(a-t)
=(-x3+ax2)|
-
t3+(-t2+at)×(a-t)=-
t3+at2-
t3+t3-2at2+a2t=
t3-at2+a2t.
∴S=f(t)=t3-at2+a2t(0<t≤1).
(2)f′(t)=t2-2at+a2,令f′(t)=0,即
t2-2at+a2=0.解得t=(2-
)a或t=(2+
)a.
∵0<t≤1,a>1,∴t=(2+)a应舍去.
若(2-)a≥1,即a≥
=
时,
∵0<t≤1,∴f′(t)≥0.
∴f(t)在区间(0,1]上单调递增,S的最大值是f(1)=a2-a+.
若(2-)a<1,即1<a<
时,当0<t<(2-
)a时f′(t)>0.当(2-
)a<t≤1时,f′(t)<0.
∴f(t)在区间(0,(2-)a]上单调递增,在区间((2-
)a,1]上单调递减.
∴f(t)的最大值是f((2-)a)=
[(2-
)a]3-a[(2-
)a]2+a2(2-
)a=
a3.
已知函数f(x)=ln|x|(x≠0),函数g(x)=+af'(x)(x≠0)
(1)当x≠0时,求函数y=g(x)的表达式;
(2)若a>0,函数y=g(x)在(0,+∞)上的最小值是2,求a的值;
(3)在(2)的条件下,求直线y=x+
与函数y=g(x)的图象所围成图形的面积.
正确答案
(1)∵f=ln|x|,
∴当x>0时,f=lnx;当x<0时,f
=ln
∴当x>0时,f′=
;当x<0时,f′
=
•
=
.
∴当x≠0时,函数y=g=x+
.
(2)∵由(1)知当x>0时,g=x+
,
∴当a>0,x>0时,g≥2
当且仅当x=
时取等号.
∴函数y=g在
上的最小值是2
,∴依题意得2
=2∴a=1.
(3)由解得
,
∴直线y=x+
与函数y=g
的图象所围成图形的面积S=
[
-
]dx=
-ln3
已知三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)为R上奇函数,且在x=处取得极值-
.记函数图象为曲线C.
(Ⅰ)求函数f(x)的表达式;
(Ⅱ)设曲线C与其在点P1(1,f(1))处的切线交于另一点P2(x2,f(x2)),线段P1P2与曲线C所围成封闭图形的面积记为S1,求S1的值;
(Ⅲ) 在(Ⅱ)的条件下,设曲线C与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3,f(x3)),线段P2P3与曲线C所围成封闭图形的面积记为S2,…,按此方法依次做下去,即设曲线C与其在点Pn(xn,f(xn))处的切线交于另一点Pn+1(xn+1,f(xn+1)),线段PnPn+1与曲线C所围成封闭图形的面积记为Sn,试求Sn关于n的表达式.
正确答案
(Ⅰ)∵三次函数为R上奇函数,∴f(0)=0,f(-1)=-f(1)
即d=0且-a+b-c=-a-b-c
∴b=d=0
即f(x)=ax3+cx,f′(x)=3ax2+c,又f(x)=ax3+cx在x=处取得极值-
,
∴即
得a=1,c=-1,∴f(x)=x3-x
(Ⅱ)∵f′(x)=3x2-1,f(1)=0,f′(1)=2,
∴曲线C在点P1处的切线方程为y=2(x-1)
由解得x1=1,x2=-2,
∴S1=|x3-x-2(x-1)dx|=|(
x4 -
x2+2x)
|=
(Ⅲ)f(x)在Pn(xn,f(xn))的切线:
y-(xn3-xn)=(3xn2-1)(x-xn)即y=(3xn2-1)x-2xn3
由解得x=xn或x=-2xn,
∴Pn+1(-2xn,f(-2xn)),xn+1=-2xn,
Sn=|x3-x-[(3xn2-1)x-2xn3]dx|=|(
x4 -
xn2x2+2xn3x)
|=
xn4
同理得Sn+1=xn+14,又xn+1=-2xn≠0,∴
=(
xn+1
xn
)4=16,又S1=
∴Sn=•16n-1=
•16n n∈N*.
已知二次函数f(x)=ax2+bx+c,满足f(0)=f(1)=0,且f(x)的最小值是-.
(1)求f(x)的解析式;
(2)设直线l:y=t2-t(其中0<t<,t为常数),若直线l与f(x)的图象以及y轴所围成封闭图形的面积是S1(t),直线l与f(x)的图象所围成封闭图形的面积是S2(t),设g(t)=S1(t)+
S2(t),当g(t)取最小值时,求t的值.
(3)已知m≥0,n≥0,求证:(m+n)2+
(m+n)≥m
+n
.
正确答案
(1)由二次函数图象的对称性,可设f(x)=a(x-)2-
,又f(0)=0∴a=1
故f(x)=x2-x.
(2)据题意,直线l与f(x)的图象的交点坐标为(t,t2-t),由定积分的几何意义知g(t)=S1(t)+S2(t)=-
[(t2-t)-(x2-x)]dx-
[(x2-x)-(t2-t)]dx
=[(x2-x)-(t2-t)]dx+
[(t2-t)-(x2-x)]dx
=[(-
)-(t2-t)x]
+[(t2-t)x-(
-
)]
=-t3+
t2-
t+
.
而g′(t)=-4t2+3t-=-
(8t2-6t+1)=-
(4t-1)(2t-1)
令g′(t)=0⇒t=,或t=
(不合题意,舍去)
当t∈(0,),g′(t)<0,g(t)递减,t∈[
,
),g'(t)≥0,g(t)递增,
故当t=时,g(t)有最小值.
(3)∵f(x)的最小值为-∴m-
≥-
①n-
≥-
②
①+②得:m+n+≥
+
③
又(m+n)2+
(m+n)=
(m+n)(m+n+
)
由均值不等式和③知:(m+n)≥
;m+n+
≥
+
故(m+n)2+
(m+n)=
(m+n)(m+n+
)
≥(
+
)=m
+n
.
已知y=f(x)是二次函数,方程f(x)=0有两相等实根,且f'(x)=2x+2
(1)求f(x)的解析式;
(2)求曲线y=f(x)与直线x+y-1=0所围成的图形的面积.
正确答案
(1)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0).…(2分)
由得a=1,b=2,c=1…(5分)
∴f(x)=x2+2x+1…(6分)
(2)由得x=-3或x=0…(8分)
∴s=(-x+1)dx-
(x2+2x+1)dx…(10分)
=(-x2+x)
-(
x3+x2+x)
…(12分)
=…(13分)
汽车以v0=36km/h的速度行驶,到达某处时需要减速刹车,设汽车以等减速度a=5m/s2刹车,问从开始刹车到停车,
汽车走了多少m?
正确答案
先求从刹车开始到停车所用的时间:t=0时,v0=36km/h=10m/s,------------(2分)
刹车后,汽车减速行驶,速度为v(t)=v0-at=10-5t,--------------(6分)
由v(t)=0可得:t=2s,------------------------(8分)
所以从刹车到停车,汽车所走过的路程为s=v(t)dt=
(10-5t)dt=(10t-
t2)|_2=10(m);---------12
即汽车从开始刹车到停住,共走了10m.
已知等差数列{an}的前n项和为Sn,又知(xlnx)'=lnx+1且S10=lnxdx,S20=17.则S30为______.
正确答案
∵等差数列{an}的前n项和为Sn,S10=lnxdx=(xlnx-x)
=(e-e)-(0-1)=1,S20=17,
又S10、S20-S10 、S30-S20成等差数列,
∴2(S20-S10 )=S10+S30-S20,
∴S30 =48,
故答案为 48.
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