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1、 精品資料
第4講 定積分的概念與微積分基本定理
一、選擇題
1.以初速度40 m/s豎直向上拋一物體,t秒時刻的速度v=40-10t2,則此物體達(dá)到最高時的高度為( ).
A. m B. m
C. m D. m
解析 v=40-10t2=0,t=2,(40-10t2)dt==40×2-×8=(m).
答案 A
2.已知f(x)=2-|x|,則-1f(x)dx等于 ( ).
A.3 B.4 C. D.
解析 f(x)=2-|x|=
∴-1f(x)dx=
2、-1(2+x)dx+(2-x)dx=+=+2=.
答案 C
3.函數(shù)f(x)滿足f(0)=0,其導(dǎo)函數(shù)f′(x)的圖象如圖所示, 則f(x)的圖象與x軸所圍成的封閉圖形的面積為 ( ).
A. B.
C.2 D.
解析 由導(dǎo)函數(shù)f′(x)的圖象可知函數(shù)f(x)為二次函數(shù),且對稱軸為x=-1,開口方向向上.設(shè)函數(shù)f(x)=ax2+bx+c(a>0),由f(0)=0,得c=0.f′(x)=2ax+b,因過點(-1,0)與(0,2),則有∴∴f(x)=x2+2x,則f(x)的圖象與x軸所圍成的封閉圖形的面積為S
3、=-2(-x2-2x)dx==×(-2)3+(-2)2=.
答案 B
4.已知a=2,n∈N*,b=x2dx,則a,b的大小關(guān)系是( ).
A.a(chǎn)>b B.a(chǎn)=b
C.a(chǎn)<b D.不確定
答案 A
5.下列積分中
①dx;②-2x dx;③dx;
④∫0dx,積分值等于1的個數(shù)是( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
解析?、伲?,
②=0,
③dx=(π22)=1,
④∫0dx=∫0(cos x+sin x)dx
=(sin x-cos)|0=1.
答
4、案 C
6.如圖所示,在一個邊長為1的正方形AOBC內(nèi),曲線y=x2和曲線y=圍成一個葉形圖(陰影部分),向正方形AOBC內(nèi)隨機投一點(該點落在正方形AOBC內(nèi)任何一點是等可能的),則所投的點落在葉形圖內(nèi)部的概率是 ( ).
A. B. C. D.
解析 依題意知,題中的正方形區(qū)域的面積為12=1,陰影區(qū)域的面積等于(-x2)dx==,因此所投的點落在葉形圖內(nèi)部的概率等于,選D.
答案 D
二、填空題
7.如果10 N的力能使彈簧壓縮10 cm,為在彈性限度內(nèi)將彈簧拉長6 cm,則力所做的功為______.
解析 由F(
5、x)=kx,得k=100,F(xiàn)(x)=100x,100xdx=0.18(J).
答案 0.18 J
8.曲線y=與直線y=x,x=2所圍成的圖形的面積為____________.
答案?。璴n 2
9.已知f(x)=若f(x)dx=(k<2).則k=________.
解析 f(x)dx=(2x+1)dx+(1+x2)dx=,所以得到k2+k=0,即k=0或k=-1.
答案 0或-1
10.設(shè)f(x)=xn+ax的導(dǎo)函數(shù)為f′(x)=2x+1且f(-x)dx=m,則12展開式中各項的系數(shù)和為________.
解析 因為f(x)=xn+ax的導(dǎo)函數(shù)為f′(x)=2x+1.
6、故n=2,a=1.所以f(-x)dx=(x2-x)dx===m所以12展開式中各項的系數(shù)和為12=1.
答案 1
三、解答題
11.已知f(x)是一次函數(shù),且f(x)dx=5,xf(x)dx=,求dx的值.
解 ∵f(x)是一次函數(shù),∴可設(shè)f(x)=ax+b(a≠0).
∴f(x)dx=(ax+b)dx==a+b.
∴a+b=5.①
又xf(x)dx=x(ax+b)dx
==a+b.
∴a+b=.②
解①②得a=4,b=3,∴f(x)=4x+3,
∴dx=dx=dx
=(4x+3ln x)=4+3ln 2.
12.如圖所示,直線y=kx分拋物線y=x-x2與x軸所圍圖
7、形為面積相等的兩部分,求k的值.
解 拋物線y=x-x2與x軸兩交點的橫坐標(biāo)為x1=0,x2=1,
所以,拋物線與x軸所圍圖形的面積
S=(x-x2)dx==.
又拋物線y=x-x2與y=kx兩交點的橫坐標(biāo)為
x3=0,x4=1-k,所以,
=∫(x-x2-kx)dx=
=(1-k)3.
又知S=,所以(1-k)3=,
于是k=1- =1-.
13.在區(qū)間[0,1]上給定曲線y=x2.試在此區(qū)間內(nèi)確定點t的值,使圖中的陰影部分的面積S1與S2之和最小,并求最小值.
解 面積S1等于邊長為t與t2的矩形面積去掉曲線y=x2與x軸、直線x=t所圍成的面積,
即S1=t
8、83;t2-x2dx=t3.
S2的面積等于曲線y=x2與x軸,x=t,x=1圍成的面積去掉矩形面積,矩形邊長分別為t2,1-t,
即S2=x2dx-t2(1-t)=t3-t2+.
所以陰影部分面積S=S1+S2=t3-t2+(0≤t≤1).
令S′(t)=4t2-2t=4t=0時,得t=0或t=.
t=0時,S=;t=時,S=;t=1時,S=.
所以當(dāng)t=時,S最小,且最小值為.
14. 已知二次函數(shù)f(x)=3x2-3x,直線l1:x=2和l2:y=3tx(其中t為常數(shù),且0<t<1),直線l2與函數(shù)f(x)的圖象以及直線l1、l2與函數(shù)f(x)的圖象所圍成的封閉
9、圖形如圖K15-3,設(shè)這兩個陰影區(qū)域的面積之和為S(t).
(1)求函數(shù)S(t)的解析式;
(2)定義函數(shù)h(x)=S(x),x∈R.若過點A(1,m)(m≠4)可作曲線y=h(x)(x∈R)的三條切線,求實數(shù)m的取值范圍.
解析 (1)由得x2-(t+1)x=0,
所以x1=0,x2=t+1.
所以直線l2與f(x)的圖象的交點的橫坐標(biāo)分別為0,t+1.
因為0<t<1,所以1<t+1<2.
所以S(t)=∫[3tx-(3x2-3x)]dx+t+1[(3x2-3x)-3tx]dx
=+
=(t+1)3-6t+2.
(2)依據(jù)定義,h(x)=(
10、x+1)3-6x+2,x∈R,
則h′(x)=3(x+1)2-6.
因為m≠4,則點A(1,m)不在曲線y=h(x)上.
過點A作曲線y=h(x)的切線,設(shè)切點為M(x0,y0),
則3(x0+1)2-6=,
化簡整理得2x-6x0+m=0,其有三個不等實根.
設(shè)g(x0)=2x-6x0+m,則g′(x0)=6x-6.
由g′(x0)>0,得x0>1或x0<-1;
由g′(x0)<0,得-1<x0<1,
所以g(x0)在區(qū)間(-∞,-1),(1,+∞)上單調(diào)遞增,在(-1,1)上單調(diào)遞減,
所以當(dāng)x0=-1時,函數(shù)g(x0)取極大值;
當(dāng)x0=1時,函數(shù)g(x0)取極小值.
因此,關(guān)于x0的方程2x-6x0+m=0有三個不等實根的充要條件是
即即-4<m<4.
故實數(shù)m的取值范圍是(-4,4).