2-4定积分与微积分基本定理(理)

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第四节 定积分与微积分基本定理

第四节 定积分与微积分基本定理

第四节 定积分与微积分基本定理高考概览:1.了解定积分的实际背景,了解定积分的基本思想,了解定积分的概念,几何意义;2.了解微积分基本定理的含义.[知识梳理]1.定积分的概念如果函数f (x )在区间[a ,b ]上连续,用分点a =x 0<x 1<…<x i -1<x i <…<x n =b ,将区间[a ,b ]等分成n 个小区间,在每个小区间[x i -1,x i ]上任取一点ξi (i =1,2,…,n ),作和式∑i =1nf (ξi )Δx =∑i =1nb -an f (ξi ),当n →∞时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数f (x )在区间[a ,b ]上的定积分,记作⎠⎛a b f(x)d x ,即⎠⎛a b f (x )d x =lim n →∞∑i =1nb -an f (ξi ).在⎠⎛ab f (x )d x 中,a ,b 分别叫做积分下限与积分上限,区间[a ,b ]叫做积分区间,函数f (x )叫做被积函数,x 叫做积分变量,f (x )d x 叫做被积式.2.定积分的性质3.微积分基本定理4.定积分的几何和物理应用[辨识巧记]1.两个结论(1)当曲边梯形位于x轴上方时,定积分的值为正;当曲边梯形位于x轴下方时,定积分的值为负;当位于x轴上方的曲边梯形与位于x轴下方的曲边梯形面积相等时,定积分的值为零.(2)加速度对时间的积分为速度,速度对时间的积分是路程.2.两个性质函数f(x)在闭区间[-a,a]上连续,则有[双基自测]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若函数y =f (x )在区间[a ,b ]上连续,则⎠⎛ab f (x )d x =⎠⎛ab f (t )d t .( )(2)若⎠⎛ab f (x )d x <0,则由y =f (x ),x =a ,x =b 以及x 轴所围成的图形一定在x 轴下方.( )[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√[解析] ⎠⎛-11|x |d x =⎠⎛-1(-x )d x +⎠⎛1x d x =⎝⎛⎭⎪⎫-12x 2⎪⎪⎪⎪⎪⎪ 0-1+12x 210=12+12=1.[答案] A3.(选修2-2P 65A 组T 5改编)曲线y =x 2+2x 与直线y =x 所围成的封闭图形的面积为( )A.16B.13C.56D.23[解析] 如图,两函数图象交点为(-1,-1)和(0,0),所求面积S=⎠⎛-1 0[x -(x 2+2x )]d x=⎠⎛-10(-x 2-x )d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫-13x 3-12x 2⎪⎪⎪-1=16. [答案] A4.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ∈[0,1],2-x ,x ∈(1,2],则⎠⎛02f (x )d x 等于( )A.34B.45C.56 D .不存在 [解析] 如图,[答案] C5.定积分⎠⎛0416-x 2d x =________.[解析] 令y =16-x 2,则x 2+y 2=16(y ≥0),点(x ,y )的轨迹为半圆,⎠⎛416-x 2d x 表示以原点为圆心,4为半径的圆面积的14,所以⎠⎛0416-x 2d x =14×π×42=4π.[答案] 4π考点一 定积分的计算【例1】 计算下列定积分: (1)⎠⎛01(2x +e x )d x ;(2)⎠⎛02(x -1)d x ; (3)⎠⎛01(-x 2+2x )d x ;[思路引导] 定理法→数形结合法→性质 [解]微积分基本定理求定积分的注意点:(1)对被积函数要先化简,再求积分.(2)若被积函数为分段函数的定积分,依据定积分“对区间的可加性”,先分段积分再求和.(3)对于含有绝对值符号的被积函数,要先去掉绝对值符号再求积分.(4)若被积函数具有明确的几何意义或奇偶性,可利用定积分的几何意义和性质求解.[对点训练]计算下列定积分: (1)⎠⎛122x d x ;(2)⎠⎛13⎝⎛⎭⎪⎫2x -1x 2d x ;[解]考点二 利用定积分求图形的面积【例2】 (1)直线y =4x 与曲线y =x 3在第一象限内围成的封闭图形的面积为( )A.2 2 B .4 2 C .2 D .4(2)曲线y =x ,y =2-x ,y =-13x 所围成图形的面积为________. (3)曲线f (x )=sin x ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,54π与x 轴围成的图形的面积为________.[思路引导] 作出图形→求交点→转化为定积分 [解析][答案] (1)D (2)136 (3)3-22利用定积分求平面图形面积的4个步骤[对点训练]1.(2018·河北张家口质检)如图,由曲线y=x2-4,直线x=0,x=4和x轴围成的封闭图形的面积是()[解析][答案] C2.曲线y =sin x 在[0,2π]上与x 轴围成的封闭图形的面积为________.[解析] S =⎠⎛0πsin x d x -∫2ππsin x d x =2⎠⎛0πsin x d x =4.[答案] 4考点三 定积分在物理中的应用【例3】 (1)一辆汽车在高速公路上行驶,由于遇到紧急情况而刹车,以速度v (t )=7-3t +251+t (t 的单位:s ,v 的单位:m/s)行驶至停止.在此期间汽车继续行驶的距离(单位:m)是( )A .1+25 ln5B .8+25 ln 113 C .4+25 ln5D .4+50 ln2(2)一物体在变力F (x )=5-x 2(力单位:N ,位移单位:m)作用下,沿与F (x )成30°方向做直线运动,则由x =1运动到x =2时F (x )做的功为( )A. 3 JB.233 JC.433 JD .2 3 J[解析] (1)令v (t )=0,即7-3t +251+t =0,化简为3t 2-4t -32=0.又∵t >0, 解得t =4或t =-83(舍去), 所以s =⎠⎛4v (t )d t =⎠⎛04⎝⎛⎭⎪⎫7-3t +251+t d t=⎣⎢⎡⎦⎥⎤7t -32t 2+25ln (1+t )⎪⎪⎪4=7×4-32×42+25ln5=4+25 ln5,故选C. (2)W =⎠⎛12F (x )cos30°d x =⎠⎛1232(5-x 2)d x=32⎝ ⎛⎭⎪⎫5x -x 33| 21=433(J).[答案] (1)C (2)C定积分在物理中的两个应用(1)变速直线运动的位移:如果变速直线运动物体的速度为v =v (t ),那么从时刻t =a 到t =b 所经过的路程s =⎠⎛ab v (t )d t .(2)变力做功:一物体在变力F (x )的作用下,沿着与F (x )相同方向从x =a 移动到x =b 时,力F (x )所做的功是W =⎠⎛ab F (x )d x .[对点训练]1.设变力F (x )作用在质点M 上,使M 沿x 轴正向从x =1运动到x =10,已知F (x )=x 2+1的方向和x 轴正向相同,则变力F (x )对质点M 所做的功为________J(x 的单位:m ,力的单位:N).[解析] 由题意知变力F (x )对质点M 所做的功为[答案]3422.一物体做变速直线运动,其v-t曲线如图所示,则该物体在1 2s~6 s间的运动路程为________.[解析]由图可知,[答案]494m课后跟踪训练(十九)基础巩固练一、选择题[解析][答案] C[解析]a =-1.故选A. [答案] A3.设f (x )=⎩⎨⎧x 2,x ∈[0,1],1x ,x ∈(1,e](其中e 为自然对数的底数),则⎠⎛0ef (x )d x 的值为( )A.43B.54C.65D.76[解析] ⎠⎛0e f (x )d x =⎠⎛01f (x )d x +⎠⎛1e f (x )d x =⎠⎛01x 2d x +⎠⎛1e 1x d x =13x 3⎪⎪⎪10+ln x ⎪⎪⎪e 1=13+1=43.故选A. [答案] A4.(2018·武汉武昌区调研)物体A 以速度v =3t 2+1(t 的单位:s ,v 的单位:m/s)在一直线上运动,在此直线上与物体A 出发的同时,物体B 在物体A 的正前方5 m 处以v =10t (t 的单位:s ,v 的单位:m/s)的速度与A 同向运动,当两物体相遇时,相遇地与物体A 的出发地的距离是( )A .120 mB .130 mC .140 mD .150 m[解析] 设t 秒后两物体相遇,则⎠⎛0t (3t 2+1)d t -⎠⎛0t 10t d t =5,即t 3+t -5t 2=5,(t 2+1)(t -5)=0,t =5(s),此时物体A 离出发地的距离为⎠⎛05(3t 2+1)d t =(t 3+t )| 50=53+5=130 (m).[答案] B5.由曲线y =x ,直线y =x -2及y 轴所围成的图形的面积为( )A.103 B .4 C.163 D .6[解析] 作出曲线y =x ,直线y =x -2的草图(如图所示),所求面积为阴影部分的面积.由⎩⎪⎨⎪⎧y =x ,y =x -2得交点A (4,2). 因此y =x 与y =x -2及y 轴所围成的图形的面积为⎠⎛04[x -(x -2)]d x =⎠⎛04(x -x +2)d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫23x 32-12x 2+2x | 4=23×8-12×16+2×4=163. [答案] C 二、填空题6.(2019·湖南省长沙市高三统一模拟)⎠⎛0π(cos x +1)d x =________.[解析][答案] π[解析][答案]π-2 4[解析][答案]4 3三、解答题9.如图,一横截面为等腰梯形的水渠,因泥沙沉积,导致水渠截面边界呈抛物线型(图中虚线所示),求原始的最大流量与当前最大流量的比值.[解]建立如图所示的直角坐标系.设抛物线的方程为x2=2py(p>0),由图易知(5,2)在抛物线上,可得p=254,抛物线方程为x2=252y,所以当前最大流量对应的截面面积为2⎠⎛5⎝⎛⎭⎪⎫2-225x2d x=403,原始的最大流量对应的截面面积为2×(6+10)2=16,所以原始的最大流量与当前最大流量的比值为16403=1.2.10.在区间[0,1]上给定曲线y=x2.试在此区间内确定t的值,使图中的阴影部分的面积S1与S2之和最小,并求最小值.[解]S1面积等于边长分别为t与t2的矩形面积去掉曲线y=x2与x轴、直线x=t所围成的面积,即S1=t·t2-⎠⎛t x2d x=23t3.S2的面积等于曲线y=x2与x轴,x=t,x=1围成的面积去掉矩形边长分别为t2,1-t面积,即S2=⎠⎛t1x2d x-t2(1-t)=23t3-t2+13.所以阴影部分的面积S (t )=S 1+S 2=43t 3-t 2+13(0≤t ≤1).令S ′(t )=4t 2-2t =4t ⎝ ⎛⎭⎪⎫t -12=0,得t =0或t =12. t =0时,S (t )=13;t =12时,S (t )=14;t =1时,S (t )=23. 所以当t =12时,S (t )最小,且最小值为14.能力提升练[解析][答案] D12.(2019·宁夏银川质检)如图,阴影部分的面积是( )A .2 3B .-2 3 C.353 D.323 [解析][答案] D13.(2019·福建师大附中期中)若f (x )=x 2+2⎠⎛01f (x )d x ,则⎠⎛01f (x )d x=________.[解析] 设⎠⎛01f (x )d x =c ,则f (x )=x 2+2c ,所以⎠⎛01f (x )d x =⎠⎛01(x 2+2c )d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3+2cx ⎪⎪⎪10=13+2c =c ,解得c =-13,所以⎠⎛1f (x )d x =-13.[答案] -1314.学校操场边有一条小沟,沟沿是两条长150米的平行线段,沟宽AB 为2米,与沟沿垂直的平面与沟的交线是一段抛物线,抛物线的顶点为O ,对称轴与地面垂直,沟深2米,沟中水深1米.(1)求水面宽;(2)如图①所示形状的几何体称为柱体,已知柱体的体积为底面积乘以高,求沟中的水有多少立方米?(3)现在学校要把这条水沟改挖(不准填土)成截面为等腰梯形的沟,使沟的底面与地面平行,沟深不变,两腰分别与抛物线相切(如图②所示),问改挖后的沟底宽为多少米时,所挖的土最少?[解] (1)建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线方程为y =ax 2(-1≤x ≤1).则由抛物线过点B (1,2),可得a =2.于是抛物线方程为y =2x 2,-1≤x ≤1.当y =1时,x =±22,由此知水面宽为2米.(3)为使挖的土最少,等腰梯形的两腰必须与抛物线相切.设切点P (t,2t 2)(0<t ≤1)是抛物线弧OB 上的一点,过点P 作抛物线的切线得到如图所示的直角梯形OCDE ,则切线CD 的方程为y -2t 2=4t (x -t ),于是C ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t ,0,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t +12t ,2. 记梯形OCDE 的面积为S ,则S =⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2+t 2+12t ≥2,当且仅当t =12t ,即t =22时等号成立,所以改挖后的沟底宽为22米时,所挖的土最少.拓展延伸练15.(2019·安徽淮北质检)直线l 过抛物线C :x 2=4y 的焦点且与y 轴垂直,则l 与C 所围成的图形的面积等于( )A.43 B .2 C.83 D.1623[解析] 由题意知,抛物线的焦点坐标为(0,1),故直线l 的方程为y =1,该直线与抛物线在第一象限的交点坐标为(2,1).根据图形的对称性和定积分的几何意义可得,所求图形的面积是2⎠⎛02⎝⎛⎭⎪⎫1-x 24d x =2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -x 312⎪⎪⎪20=83. [答案] C16.(2018·四川绵阳期中)如图,直线y =kx 将抛物线y =x -x 2与x 轴所围图形分成面积相等的两部分,则k =________.[解析] 因为⎠⎛01(x -x 2)d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-13x 3⎪⎪⎪10=16,所以∫1-k 0[(x -x 2)-kx ]d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-k 2x 2-13x 3⎪⎪⎪1-k 0=(1-k )36=112,所以(1-k )3=12,解得k =1-312=1-342.[答案] 1-342。

第4节 定积分与微积分基本定理[理]

第4节 定积分与微积分基本定理[理]

①求被积函数 f(x)的一个原函数 F(x);
②计算 F(b)-F(a).
(2)利用定积分的几何意义求定积分
当曲边梯形面积易求时,可通过求曲边梯形的面积求定积分.
1
如:定积分 0
1-x2dx 的几何意义是求单位圆面积的14,所以10
1-x2dx=π4.
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2.定积分应用的两条常用结论 (1)当曲边梯形位于 x 轴上方时,定积分的值为正;当曲 边梯形位于 x 轴下方时,定积分的值为负;当位于 x 轴上方 的曲边梯形与位于 x 轴下方的曲边梯形面积相等时,定积分 的值为零. (2)加速度对时间的积分为速度,速度对时间的积分是 路程.
2.∫e12x+1xdx=(
)
A.e2-2
B.e-1
其原函数
是什么?
C.e2
D.e+1
解析:
∫e12x+1xdx=(x2+ln
x)|e1=e2.
积分上下限
答案: C
与分段函数
3.设 f(x)=2xx2
x x
的定义域
,则
1 −1
������(������)dx
23.
答案:
1-
3 2
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解析: 由图象可知 A=1,T2=23π--π3=π,所以 ω=1,
f(x)=sinx-π6.图中其与 x 轴的交点横坐标为6π,所以图中的阴影部分的
面积为
π 6
0
-sin������-π6dx=cosx-π6|0π6 =1-
b
么从时刻 t=a 到 t=b 所经过的路程 s=av(t)dt. (2)变力做功:一物体在变力 F(x)的作用下,沿着与 F(x)相同方向从 x
b
=a 移动到 x=b 时,力 F(x)所做的功是 W=aF(x)dx.

高中数学高考高三理科一轮复习资料第2章 2.4 定积分与微积分基本定理

高中数学高考高三理科一轮复习资料第2章 2.4 定积分与微积分基本定理
a
方); (2)如果在[a,b] 上,f(x)≤0,则曲线 y=f(x),x=a,x= b b b(a < b) 和 x 轴围成的曲边梯形的面积为 S = |f(x)|dx =-
a a
f(x)dx(这时曲线全部在 x 轴下方);
(3)如果在[a,b]上,f(x)有正有负,即曲线在 x 轴上方和下 方都有图象,例如:在(a,c)上位于 x 轴上方,在(c,b)上位于 x 轴下方,则曲线 y=f(x),x=a,x=b(a<b)和 x 轴围成的曲 c b 边梯形的面积为 S= f(x)dx+ |f(x)|dx=
b b b 4. f(x)dx, |f(x)|dx, | f(x)dx|三者在几何意义上的不同. 当
i 0 n-1
果和式极限存在,则称和式 In 的极限为函数 f(x)在区间[a,b] b fxdx 上的定积分,记作①______,即 =②________.
a
b (2)在 f(x)dx 中, a 与 b 分别叫做积分下限与积分上限, 区
a
间③________叫做积分区间,函数④________叫做被积函数, ⑤________叫做积分变量,⑥________叫做被积式.
a
曲线 f(x)以及直线 x=a、 x=b 之间的曲边梯形面积的代数和(图 ②中阴影所示),其中在 x 轴上方的面积等于该区间上的积分 值,在 x 轴下方的面积等于该区间上积分值的⑦__________.
3.定积分的基本性质: b (1) kf(x)dx=⑧____________________________.
c a
b f(x)dx- f(x)dx.
c
a

c
2.由曲线 y=f(x),y=g(x)(f(x)>g(x))与直线 x=a,x= b b(a<b)围成的图形的面积为 S= [f(x)-g(x)]dx.

2-14第十四节 定积分与微积分基本定理(理)(2015年高考总复习)

2-14第十四节 定积分与微积分基本定理(理)(2015年高考总复习)

新课标A版数学
基 础 自 评
1 x 1. (e +2x)dx=(
0
) B.e-1 D.e+1
A.1 C.e
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第二章
第十四节
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解析
1 0
1 (ex+2x)dx=(ex+x2)|0
=(e+1)-1=e.
物体B在直线l上,且在物体A的正前方5 m处,同时以v=10t(m/s) 的速度与A同向运动,出发后物体A追上物体B所用的时间t(s)为 ( ) A.3 C.5 B.4 D.6
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【答案】 C
定积分的计算
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【规律方法】
①利用微积分基本定理求定积分,其关键是
求出被积函数的原函数,求一个函数的原函数与求一个函数的导 数是互逆运算,因此应注意掌握一些常见函数的导数.②根据积 分的几何意义可利用面积求积分.
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高考这样考 1.考查定积分的概念,定积分的几何意义,微积分基本定理. 2.利用定积分求曲边形面积、变力做功、变速运动的质点的运 动路程.
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定积分与微积分基本定理

定积分与微积分基本定理

定积分与微积分基本定理1.定积分的概念在⎠⎛ab f (x )dx 中,a ,b 分别叫做积分下限与积分上限,区间[a ,b ]叫做积分区间,f (x )叫做被积函数,x 叫做积分变量,f (x )dx 叫做被积式. 2.定积分的几何意义设函数y =f (x )在区间[a ,b ]上连续且恒有f (x )≥0,则定积分⎠⎛ab f (x )dx表示由直线x =a ,x =b (a ≠b ),y =0和曲线y =f (x )所围成的曲边梯形的面积. 3.定积分的性质(1)⎠⎛a b kf (x )dx =k ⎠⎛ab f (x )dx (k 为常数);(2)⎠⎛a b [f 1(x )±f 2(x )]dx =⎠⎛ab f 1(x )dx ±⎠⎛ab f 2(x )dx ;(3)⎠⎛ab f (x )dx =⎠⎛ac f (x )dx +⎠⎛cb f (x )dx (其中a <c <b ).4.微积分基本定理一般地,如果f (x )是区间[a ,b ]上的连续函数,且F ′(x )=f (x ),那么⎠⎛ab f (x )dx =F (b )-F (a ),这个结论叫做微积分基本定理,又叫做牛顿­莱布尼茨公式.其中F (x )叫做f (x )的一个原函数.为了方便,常把F (b )-F (a )记作F (x )⎪⎪⎪ba ,即⎠⎛abf (x )dx =F (x )⎪⎪⎪ba =F (b )-F (a ).判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)设函数y =f (x )在区间[a ,b ]上连续,则⎠⎛ab f (x )dx =⎠⎛ab f (t )dt .( )(2)若f (x )是偶函数,则⎠⎛-a a f (x )dx =2⎠⎛0a f (x )dx .( )(3)若f (x )是奇函数,则⎠⎛-aa f (x )dx =0.( )(4)曲线y =x 2与直线y =x 所围成的区域面积是⎠⎛01(x 2-x )dx .( )答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)×⎠⎛01e x dx 的值等于( )A .eB .1-eC .e -1 D.12(e -1)解析:选C.⎠⎛01e x dx =e x |10=e 1-e 0=e -1.如图,函数y =-x 2+2x +1与y =1相交形成一个闭合图形(图中的阴影部分),则该闭合图形的面积是()A .1 B.43 C. 3 D .2解析:选B .由⎩⎨⎧y =-x 2+2x +1,y =1,得x 1=0,x 2=2.所以S =⎠⎛02(-x 2+2x +1-1)dx =⎠⎛02(-x 2+2x )dx =⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 33+x 2|20=-83+4=43.若∫π20(sin x -a cos x )dx =2,则实数a 等于________.解析:由题意知(-cos x -a sin x )|π20=1-a =2,a =-1. 答案:-1设f (x )=⎩⎨⎧x 2,x ∈[0,1],1x ,x ∈(1,e ](e 为自然对数的底数),则⎠⎛0e f (x )dx 的值为________.解析:因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ∈[0,1],1x ,x ∈(1,e ],所以⎠⎛0e f (x )dx =⎠⎛01x 2dx +⎠⎛1e 1x dx=13x 3⎪⎪⎪10+ln x ⎪⎪⎪e 1=13+ln e =43.答案:43定积分的计算[典例引领]利用微积分基本定理求下列定积分: (1)⎠⎛12(x 2+2x +1)dx ;(2)⎠⎛0π(sin x -cos x )dx ; (3)⎠⎛02|1-x |dx ;(4)⎠⎛12⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2x +1x dx . 【解】 (1)⎠⎛12(x 2+2x +1)dx=⎠⎛12x 2dx +⎠⎛122xdx +⎠⎛121dx=x 33⎪⎪⎪21+x 2⎪⎪⎪21+x ⎪⎪⎪21=193. (2)⎠⎜⎛π(sin x -cos x )dx=⎠⎜⎛0πsin xdx -⎠⎜⎛0πcos xdx =(-cos x )⎪⎪⎪⎪π0-sin x ⎪⎪⎪⎪π0=2. (3)⎠⎛02|1-x |dx =⎠⎛01(1-x )dx +⎠⎛12(x -1)dx=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12x 2|10+⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-x |21 =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12-0+⎝ ⎛⎭⎪⎫12×22-2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12×12-1=1. (4)⎠⎛12⎝⎛⎭⎪⎫e 2x +1x dx =⎠⎛12e 2x dx +⎠⎛121x dx=12e 2x ⎪⎪⎪21+ln x ⎪⎪⎪21=12e 4-12e 2+ln 2-ln 1=12e 4-12e 2+ln 2.若本例(3)变为“⎠⎛03|x 2-1|dx ”,试求之.解:⎠⎛03|x 2-1|dx=⎠⎛01(1-x 2)dx +⎠⎛13(x 2-1)dx=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -13x 3⎪⎪⎪10+⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-x ⎪⎪⎪31 =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫6+23=223.计算定积分的解题步骤(1)把被积函数变形为幂函数、正弦函数、余弦函数、指数函数与常数的积的和或差.(2)把定积分变形为求被积函数为上述函数的定积分. (3)分别用求导公式的逆运算找到一个相应的原函数.(4)利用微积分基本定理求出各个定积分的值,然后求其代数和.[通关练习]1.⎠⎛-11e |x |dx 的值为( )A .2B .2eC .2e -2D .2e +2解析:选C.⎠⎜⎛-11e |x |dx =⎠⎜⎛-1e -x dx +⎠⎛01e x dx =-e -x |0-1+e x |10=[-e 0-(-e)]+(e -e 0)=-1+e +e -1=2e -2,故选C .2.若⎠⎛01(x +mx )dx =0,则实数m 的值为( )A .-13B .-23C .-1D .-2解析:选B.由题意知⎠⎛01(x 2+mx )dx =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 33+m x 22|10=13+m2=0,得m =-23.3.(优质试题·泉州模拟)⎠⎛01⎝⎛⎭⎪⎫1-x 2+12x dx =________.解析:⎠⎛01⎝⎛⎭⎪⎫1-x 2+12x dx =⎠⎛011-x 2dx +⎠⎛0112xdx ,⎠⎛0112xdx =14,⎠⎛011-x 2dx 表示四分之一单位圆的面积,为π4,所以结果是π+14.答案:π+14利用定积分计算平面图形的面积(高频考点)利用定积分计算平面图形的面积是近几年高考考查定积分的一个重要考向;主要以选择题、填空题的形式出现,一般难度较小.高考对定积分求平面图形的面积的考查有以下两个命题角度: (1)根据条件求平面图形的面积;(2)利用平面图形的面积求参数.[典例引领]角度一 根据条件求平面图形的面积(优质试题·新疆第二次适应性检测)由曲线y =x 2+1,直线y =-x +3,x 轴正半轴与y 轴正半轴所围成图形的面积为( ) A .3 B.103 C.73D.83【解析】 由题可知题中所围成的图形如图中阴影部分所示,由⎩⎨⎧y =x 2+1y =-x +3,解得⎩⎨⎧x =-2y =5(舍去)或⎩⎨⎧x =1,y =2,即A (1,2),结合图形可知,所求的面积为⎠⎛01(x 2+1)dx +12×22=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3+x |10+2=103,选B .【答案】B角度二 利用平面图形的面积求参数已知函数f (x )=-x 3+ax 2+bx (a ,b ∈R )的图象如图所示,它与x 轴在原点处相切,且x 轴与函数图象所围区域(图中阴影部分)的面积为112,则a 的值为________.【解析】 f ′(x )=-3x 2+2ax +b ,因为f ′(0)=0,所以b =0,所以f (x )=-x 3+ax 2,令f (x )=0,得x =0或x =a (a <0).S 阴影=-⎠⎛a0(-x 3+ax 2)dx =112a 4=112,所以a =-1. 【答案】 -1用定积分求平面图形面积的四个步骤(优质试题·山西大学附中第二次模拟)曲线y =2sinx (0≤x ≤π)与直线y =1围成的封闭图形的面积为________. 解析:令2sin x =1,得sin x =12, 当x ∈[0,π]时,得x =π6或x =5π6,所以所求面积S =⎠⎜⎛π65π6 (2sin x -1)dx =(-2cos x -x ) ⎪⎪⎪5π6π6=23-2π3.答案:23-2π3定积分在物理中的应用[典例引领]设变力F (x )作用在质点M 上,使M 沿x 轴正向从x =1运动到x =10,已知F (x )=x 2+1且方向和x 轴正向相同,则变力F (x )对质点M 所做的功为________J (x 的单位:m ;力的单位:N ).【解析】 变力F (x )=x 2+1使质点M 沿x 轴正向从x =1运动到x =10所做的功为W =⎠⎛110F (x )dx =⎠⎛110(x 2+1)dx=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3+x ⎪⎪⎪101=342(J ). 【答案】342定积分在物理中的两个应用(1)变速直线运动的位移:如果变速直线运动物体的速度为v =v (t ),那么从时刻t =a 到t =b 所经过的路程s =⎠⎛ab v (t )dt .(2)变力做功:一物体在变力F (x )的作用下,沿着与F (x )相同方向从x =a 移动到x =b 时,力F (x )所做的功是W =⎠⎛ab F (x )dx .以初速40 m /s 竖直向上抛一物体,t s 时刻的速度v =40-10t 2,则此物体达到最高时的高度为( ) A.1603 m B.803 m C.403 mD.203 m解析:选A.由v =40-10t 2=0, 得t 2=4,t =2.所以h =⎠⎛02(40-10t 2)dt =⎝ ⎛⎭⎪⎫40t -103t 3⎪⎪⎪20=80-803=1603(m).求定积分的方法(1)利用微积分基本定理求定积分步骤如下: ①求被积函数f (x )的一个原函数F (x ); ②计算F (b )-F (a ).(2)利用定积分的几何意义求定积分.求曲边多边形面积的步骤(1)画出草图,在直角坐标系中画出曲线或直线的大致图形. (2)借助图形确定被积函数,求出交点坐标,确定积分的上限、下限. (3)将曲边梯形的面积表示为若干个定积分之和. (4)计算定积分.易错防范(1)若积分式子中有几个不同的参数,则必须先分清谁是积分变量. (2)定积分式子中隐含的条件是积分上限大于积分下限.(3)定积分的几何意义是曲边梯形的面积,但要注意:面积为正,而定积分的结果可以为负.1.定积分⎠⎛01(3x +e x )dx 的值为( )A .e +1B .eC .e -12D .e +12。

高中数学高考总复习定积分与微积分基本定理习题及详解

高中数学高考总复习定积分与微积分基本定理习题及详解

年 级 高二 学科数学内容标题 定积分的计算 编稿老师马利军一、教学目标:1. 理解定积分的基本概念并能利用定积分的几何意义解决一些简单的积分计算问题.2. 理解微积分的基本定理,并会用定积分公式解决简单函数的定积分问题.二、知识要点分析1. 定积分的概念:函数)(x f 在区间[a ,b ]上的定积分表示为:⎰badx x f )(2. 定积分的几何意义:(1)当函数f (x )在区间[a ,b]上恒为正时,定积分⎰badx x f )(的几何意义是:y=f(x )与x=a ,x=b 及x 轴围成的曲边梯形面积,在一般情形下.⎰badx x f )(的几何意义是介于x 轴、函数f (x )的图象、以及直线x=a ,x=b 之间的各部分的面积代数和,在x 轴上方的面积取正号,x 轴下方的面积取负号.在图(1)中:0s dx )x (f ba>=⎰,在图(2)中:0s dx )x (f ba<=⎰,在图(3)中:dx)x (f ba⎰表示函数y=f (x )图象及直线x=a ,x=b 、x 轴围成的面积的代数和.注:函数y=f (x )图象与x 轴及直线x=a ,x=b 围成的面积不一定等于⎰badx x f )(,仅当在区间[a ,b]上f (x )恒正时,其面积才等于⎰badx x f )(.3. 定积分的性质,(设函数f (x ),g (x )在区间[a ,b ]上可积) (1)⎰⎰⎰±=±bab aba dx )x (g dx )x (f dx )]x (g )x (f [(2)⎰⎰=baba dx x f k dx x kf )()(,(k 为常数)(3)⎰⎰⎰+=bcbac adx x f dx x f dx x f )()()((4)若在区间[a ,b ]上,⎰≥≥badx x f x f 0)(,0)(则推论:(1)若在区间[a ,b ]上,⎰⎰≤≤babadx x g dx x f x g x f )()(),()(则(2)⎰⎰≤babadx x f dx x f |)(||)(|(3)若f (x )是偶函数,则⎰⎰=-aaadx x f dx x f 0)(2)(,若f (x )是奇函数,则0)(=⎰-aadx x f4. 微积分基本定理:一般地,若)()()(],[)(),()('a Fb F dx x f b a x f x f x F ba-==⎰上可积,则在且注:(1)若)()('x f x F =则F (x )叫函数f (x )在区间[a ,b ]上的一个原函数,根据导数定义知:F (x )+C 也是f (x )的原函数,求定积分⎰badx x f )(的关键是求f (x )的原函数,可以利用基本初等函数的求导公式和导数的四则运算法则从反方向求F (x ).(2)求导运算与求原函数的运算互为逆运算.【典型例题】知识点一:定积分的几何意义例1.根据⎰=π200sin xdx 推断:求直线x=0,x=π2,y=0和正弦曲线y=sinx 所围成的曲边梯形面积下列结论正确的是( )A .面积为0B .曲边梯形在x 轴上方的面积大于在x 轴下方的面积C .曲边梯形在x 轴上方的面积小于在x 轴下方的面积D .曲边梯形在x 轴上方的面积等于在x 轴下方的面积题意分析:本题考查定积分的几何意义,注意dx x ⎰π20sin 与y=sinx 及直线x=a ,x=b 和x轴围成的面积的区别.思路分析:作出函数y=sinx 在区间[0,π2]内的图象及积分的几何意义及函数的对称性可判断.解:对于(A ):由于直线x=0,x=π2,y=0和正弦曲线y=sinx 所围成的曲边梯形面积为正可判断A 错.对于(B ),(C )根据y=sinx 在[0,π2]内关于()0,π对称知两个答案都是错误的. 根据函数y=sinx 的图象及定积分的几何意义可知:答案(D )是正确的.解题后的思考:本题主要考查定积分的几何意义,体现了数与形结合的思想的应用,易错点是混淆函数y=sinx 与x 轴、直线x=0,x=π2围成的面积等于⎰π20)(dx x f .例2.利用定积分的几何意义,说明下列等式的合理性 (1)121=⎰xdx(2)⎰=-1241πdx x .题意分析:本题主要考查定积分的几何意义:在区间[0,1]上函数y=2x ,及y=21x -恒为正时,定积分⎰102xdx 表示函数y=2x 图象与x=0,x=1围成的图形的面积,dx x ⎰-121表示函数y=21x -图象与x=0,x=1围成的图形的面积.思路分析:分别作出函数y=2x 及y=21x -的图象,求此图象与直线x=0,x=1围成的面积.解:(1)在同一坐标系中画出函数y=2x 的图象及直线x=0,x=1(如图),它们围成的图形是直角三角形.其面积∆S =11221=⨯⨯.由于在区间[0,1]内f (x )恒为正,故1210=⎰xdx .(2)由]1,0[,11222∈=+⇒-=x y x x y ,故函数y 21x -=(]1,0[∈x 的图象如图所示,所以函数y 21x -=与直线x=0,x=1围成的图形面积是圆122=+y x 面积的四分之一,又y 21x -=在区间[0,1]上恒为正.⎰=-1241πdx x解题后的思考:本题主要考查利用定积分的几何意义来验证函数y=2x 及函数y=21x -在区间[0,1]上的定积分的值,体现了数与形结合的思想的应用,易错点是画函数图象的不准确造成错误的结果.例3.利用定积分的几何意义求⎰-+-4|)3||1(|dx x x 的值.题意分析:本题考查定积分的几何意义,⎰-+-4|)3||1(|dx x x 的值是函数|3||1|-+-=x x y 的图象与直线x=0,x=4所围成图形的面积.思路分析:首先把区间[0,4]分割为[0,1],[1,3],[3,4],在每个区间上讨论x -1,x -3的符号,把函数|3||1|-+-=x x y 化为分段函数,再根据定积分的几何意义求⎰-+-4|)3||1(|dx x x 的值.解:函数|3||1|-+-=x x y 化为⎪⎩⎪⎨⎧∈-∈∈+-=]4,3[(,42]3,1[(,2]1,0[(,42x x x x x y由于函数⎪⎩⎪⎨⎧∈-∈∈+-=]4,3[(,42]3,1[(,2]1,0[(,42x x x x x y 在区间[0,1],[1,3],[3,4]都恒为正.设函数y=-2x+4的图象与直线x=0,x=1围成的面积为S 1 函数y=2的图象与直线x=1,x=3围成的面积是S 2 函数y=2x -4的图象与直线x=3,x=4围成的面积是S 3 由图知:S 1=S 3=,31)24(21=⨯+S 2=422=⨯ 由定积分的几何意义知:⎰-+-4|)3||1(|dx x x =10231=++S S S解题后的思考:本题考查的知识点是定积分的几何意义,利用其几何意义求定积分⎰-+-4|)3||1(|dx x x 的值,体现了等价转化的数学思想(把区间[0,4]分割,把函数y=|x -1|+|x -3|化成分段函数)、数与形结合的思想的应用.易错点是:区间[0,4]分割不当及画函数图象不准确,造成错误的结果.当被积函数含有绝对值时,常采用分割区间把函数化为分段函数的方法求定积分的值.小结:本题主要考查定积分的几何意义,要分清在区间[a ,b ]上f (x )恒为正时,f (x )在区间[a ,b]上定积分值才等于函数图象与直线x=a ,x=b 围成的面积.在画函数图象时注意x 的取值区间.当被积函数含有绝对值时,恰当的分割区间把函数画为分段函数再求定积分的值.高中数学高考总复习定积分与微积分基本定理习题及详解一、选择题1.(2010·山东日照模考)a =⎠⎛02x d x ,b =⎠⎛02e xd x ,c =⎠⎛02sin x d x ,则a 、b 、c 的大小关系是( )A .a <c <bB .a <b <cC .c <b <aD .c <a <b2.(2010·山东理,7)由曲线y =x 2,y =x 3围成的封闭图形面积为( ) A.112B.14C.13D.712(2010·湖南师大附中)设点P 在曲线y =x 2上从原点到A (2,4)移动,如果把由直线OP ,直线y =x 2及直线x =2所围成的面积分别记作S 1,S 2.如图所示,当S 1=S 2时,点P 的坐标是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫43,169B.⎝ ⎛⎭⎪⎫45,169C.⎝ ⎛⎭⎪⎫43,157D.⎝ ⎛⎭⎪⎫45,137 3.由三条直线x =0、x =2、y =0和曲线y =x 3所围成的图形的面积为( ) A .4B.43C.185D .64.(2010·湖南省考试院调研)⎠⎛1-1(sin x +1)d x 的值为( )A .0B .2C .2+2cos1D .2-2cos15.曲线y =cos x (0≤x ≤2π)与直线y =1所围成的图形面积是( ) A .2πB .3πC.3π2D .π6.函数F (x )=⎠⎛0x t (t -4)d t 在[-1,5]上( )A .有最大值0,无最小值B .有最大值0和最小值-323C .有最小值-323,无最大值D .既无最大值也无最小值7.已知等差数列{a n }的前n 项和S n =2n 2+n ,函数f (x )=⎠⎛1x 1td t ,若f (x )<a 3,则x 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫36,+∞ B .(0,e 21) C .(e -11,e )D .(0,e 11)8.(2010·福建厦门一中)如图所示,在一个长为π,宽为2的矩形OABC 内,曲线y=sin x (0≤x ≤π)与x 轴围成如图所示的阴影部分,向矩形OABC 内随机投一点(该点落在矩形OABC 内任何一点是等可能的),则所投的点落在阴影部分的概率是( )A.1πB.2πC.3πD.π49.(2010·吉林质检)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2-2≤x <02cos x 0≤x ≤π2的图象与x 轴所围成的图形面积S 为( )A.32B .1C .4D.1210.(2010·沈阳二十中)设函数f (x )=x -[x ],其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[-1.2]=-2,[1.2]=1,[1]=1.又函数g (x )=-x3,f (x )在区间(0,2)上零点的个数记为m ,f (x )与g (x )的图象交点的个数记为n ,则⎠⎛mn g (x )d x 的值是( )A .-52B .-43C .-54D .-7611.(2010·江苏盐城调研)甲、乙两人进行一项游戏比赛,比赛规则如下:甲从区间[0,1]上随机等可能地抽取一个实数记为b ,乙从区间[0,1]上随机等可能地抽取一个实数记为c (b 、c 可以相等),若关于x 的方程x 2+2bx +c =0有实根,则甲获胜,否则乙获胜,则在一场比赛中甲获胜的概率为( )A.13B.23C.12D.3412.(2010·吉林省调研)已知正方形四个顶点分别为O (0,0),A (1,0),B (1,1),C (0,1),曲线y =x 2(x ≥0)与x 轴,直线x =1构成区域M ,现将一个质点随机地投入正方形中,则质点落在区域M 内的概率是( )A.12 B.14 C.13D.25二、填空题13.(2010·芜湖十二中)已知函数f (x )=3x 2+2x +1,若⎠⎛1-1f (x )d x =2f (a )成立,则a =________.14.已知a =∫π20(sin x +cos x )d x ,则二项式(a x -1x )6的展开式中含x 2项的系数是________.15.抛物线y 2=2x 与直线y =4-x 围成的平面图形的面积为________.16.(2010·安徽合肥质检)抛物线y 2=ax (a >0)与直线x =1围成的封闭图形的面积为43,若直线l 与抛物线相切且平行于直线2x -y +6=0,则l 的方程为______.17.(2010·福建福州市)已知函数f (x )=-x 3+ax 2+bx (a ,b ∈R )的图象如图所示,它与x 轴在原点处相切,且x 轴与函数图象所围成区域(图中阴影部分)的面积为112,则a 的值为________.三、解答题18.如图所示,在区间[0,1]上给定曲线y =x 2,试在此区间内确定t 的值,使图中阴影部分的面积S1+S2最小.。

定积分与微积分基本关系

定积分与微积分基本关系

定积分与微积分基本关系微积分是数学的一个重要分支,它研究函数的变化率与连续性等概念。

而定积分则是微积分中的一种运算,可以用来计算曲线下面的面积以及求解一些与面积相关的问题。

本文将详细介绍定积分与微积分的基本关系。

一、定积分的定义与基本性质定积分是微积分中的一种重要概念,它可以用来计算曲线下面的面积。

设有函数f(x)在区间[a, b]上连续,将[a, b]平分成n个小区间,每个小区间长度为Δx,选择每个小区间中任意一点ξk,并计算出相应的函数值f(ξk),那么这个小区间的面积可以表示为f(ξk)Δx。

将所有小区间的面积加起来,取极限过程,即可得到定积分的定义:∫[a, b] f(x)dx = lim(n→∞) Σ[f(ξk)Δx]其中,Σ表示求和,ξk是[a, b]中任意一点,Δx为小区间的长度。

定积分具有以下几个基本性质:1. 若f(x)在区间[a, b]上连续,则定积分∫[a, b] f(x)dx存在。

2. 定积分的值与区间的选取无关,即∫[a, b] f(x)dx = ∫[c, d] f(x)dx,其中[a, b]与[c, d]是相同长度的区间。

3. 若f(x)在区间[a, b]上连续,则定积分∫[a, b] f(x)dx可以通过不断细分区间并估计相应的面积来进行计算。

当n趋于无穷大时,这个估计的值与定积分的真实值越来越接近。

二、定积分的几何意义与应用定积分不仅可以用来计算曲线下面的面积,还有许多其他的几何意义与应用。

1. 曲线下面的面积:若函数f(x)在区间[a, b]上非负连续,则∫[a, b]f(x)dx表示曲线y=f(x)与x轴以及直线x=a、x=b所围成的面积。

2. 曲线长度:若函数f(x)在区间[a, b]上连续且可导,则∫[a, b]√[1+f'(x)²]dx表示曲线y=f(x)在区间[a, b]上的弧长。

3. 体积计算:若函数f(x)在区间[a, b]上非负连续且表示某个平面图形的截面积,则∫[a, b] π[f(x)]²dx表示该图形的旋转体的体积。

1_定积分与微积分基本定理(理)含答案版

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定积分与微积分基本定理(理)基础巩固强化1.求曲线y =x 2与y =x 所围成图形的面积,其中正确的是( ) A .S =⎠⎛01(x 2-x )d x B .S =⎠⎛01(x -x 2)d xC .S =⎠⎛01(y 2-y )d y D .S =⎠⎛01(y -y )d y[答案]B[分析] 根据定积分的几何意义,确定积分上、下限和被积函数. [解析]两函数图象的交点坐标是(0,0),(1,1),故积分上限是1,下限是0,由于在[0,1]上,x ≥x 2,故函数y =x 2与y =x 所围成图形的面积S =⎠⎛01(x -x 2)d x .2.如图,阴影部分面积等于( )A .23B .2- 3 C.323D.353 [答案]C[解析]图中阴影部分面积为S =⎠⎛-31(3-x 2-2x )d x =(3x -13x 3-x 2)|1-3=323. 3.⎠⎛024-x 2d x =( )A .4πB .2πC .π D.π2 [答案]C[解析]令y =4-x 2,则x 2+y 2=4(y ≥0),由定积分的几何意义知所求积分为图中阴影部分的面积,∴S =14×π×22=π.4.已知甲、乙两车由同一起点同时出发,并沿同一路线(假定为直线)行驶.甲车、乙车的速度曲线分别为v 甲和v 乙(如图所示).那么对于图中给定的t 0和t 1,下列判断中一定正确的是( )A .在t 1时刻,甲车在乙车前面B .在t 1时刻,甲车在乙车后面C .在t 0时刻,两车的位置相同D .t 0时刻后,乙车在甲车前面 [答案]A[解析]判断甲、乙两车谁在前,谁在后的问题,实际上是判断在t 0,t 1时刻,甲、乙两车行驶路程的大小问题.根据定积分的几何意义知:车在某段时间行驶的路程就是该时间段速度函数的定积分,即速度函数v (t )的图象与t 轴以与时间段围成区域的面积.从图象知:在t 0时刻,v 甲的图象与t 轴和t =0,t =t 0围成区域的面积大于v 乙的图象与t 轴和t =0,t =t 0围成区域的面积,因此,在t 0时刻,甲车在乙车的前面,而且此时乙车的速度刚刚赶上甲车的速度,所以选项C ,D 错误;同样,在t 1时刻,v 甲的图象与t 轴和t =t 1围成区域的面积,仍然大于v 乙的图象与t 轴和t =t 1围成区域的面积,所以,可以断定:在t 1时刻,甲车还是在乙车的前面.所以选A.5.向平面区域Ω={(x ,y )|-π4≤x ≤π4,0≤y ≤1}随机投掷一点,该点落在曲线y =cos2x 下方的概率是( )A.π4B.12C.π2-1D.2π [答案]D[解析]平面区域Ω是矩形区域,其面积是π2,在这个区6.的值是( )A .0 B.π4 C .2 D .-2 [答案]D[解析]2(cos sin )2x x ππ---=2(cos sin )2x x ππ---=-2. 7.⎠⎛02(2-|1-x |)d x =________.[答案]3[解析]∵y =⎩⎨⎧1+x 0≤x ≤13-x 1<x ≤2,∴⎠⎛02(2-|1-x |)d x =⎠⎛01(1+x )d x +⎠⎛12(3-x )d x=(x +12x 2)|10+(3x -12x 2)|21=32+32=3. 9.已知a =20(sin cos )x x dx π+⎰,则二项式(a x -1x)6的展开式中含x 2项的系数是________.[答案]-192 [解析]由已知得a =2(sin cos )x x dx π+⎰=(-cos x +sin x )|π20=(sin π2-cos π2)-(sin0-cos0)=2,(2x -1x)6的展开式中第r +1项是T r +1=(-1)r ×C r 6×26-r×x 3-r ,令3-r =2得,r =1,故其系数为(-1)1×C 16×25=-192.10.有一条直线与抛物线y =x 2相交于A 、B 两点,线段AB 与抛物线所围成图形的面积恒等于43,求线段AB 的中点P 的轨迹方程.[解析]设直线与抛物线的两个交点分别为A (a ,a 2),B (b ,b 2),不妨设a <b ,则直线AB 的方程为y -a 2=b 2-a 2b -a (x -a ),即y =(a +b )x -ab .则直线AB 与抛物线围成图形的面积为S =⎠⎛ab [(a +b )x -ab -x 2]d x=(a +b 2x 2-abx -x 33)|ba =16(b -a )3,∴16(b -a )3=43,解得b -a =2.设线段AB 的中点坐标为P (x ,y ), 其中⎩⎪⎨⎪⎧x =a +b 2,y =a 2+b 22.将b -a =2代入得⎩⎨⎧x =a +1,y =a 2+2a +2.消去a 得y =x 2+1.∴线段AB 的中点P 的轨迹方程为y =x 2+1.能力拓展提升11.等比数列{a n }中,a 3=6,前三项和S 3=⎠⎛034x d x ,则公比q 的值为( )A .1B .-12C .1或-12D .-1或-12 [答案]C [解析]因为S 3=⎠⎛034x d x =2x 2|30=18,所以6q +6q 2+6=18,化简得2q 2-q -1=0,解得q =1或q =-12,故选C.12.已知(x ln x )′=ln x +1,则⎠⎛1e ln x d x =( )A .1B .eC .e -1D .e +1 [答案]A[解析]由(x ln x )′=ln x +1,联想到(x ln x -x )′=(ln x +1)-1=ln x ,于是⎠⎛1e ln x d x =(x ln x -x )|e 1=(e ln e -e )-(1×ln1-1)=1.13.抛物线y 2=2x 与直线y =4-x 围成的平面图形的面积为________.[答案]18[解析]由方程组⎩⎨⎧y 2=2x ,y =4-x ,解得两交点A (2,2)、B (8,-4),选y 作为积分变量x =y 22、x =4-y ,∴S =⎠⎛-42 [(4-y )-y 22]dy =(4y -y 22-y 36)|2-4=18.14.已知函数f (x )=e x -1,直线l 1:x =1,l 2:y =e t -1(t 为常数,且0≤t ≤1).直线l 1,l 2与函数f (x )的图象围成的封闭图形如图中区域Ⅱ所示,其面积用S 2表示.直线l 2,y 轴与函数f (x )的图象围成的封闭图形如图中区域Ⅰ所示,其面积用S 1表示.当t 变化时,阴影部分的面积的最小值为________.[答案](e -1)2[解析]由题意得S 1+S 2=⎠⎛0t (e t -1-e x +1)d x +⎠⎛t1(e x -1-e t +1)d x=⎠⎛0t (e t -e x )d x +⎠⎛t1(e x -e t )d x =(xe t -e x )|t 0+(e x -xe t )|1t =(2t -3)e t +e +1,令g (t )=(2t -3)e t +e +1(0≤t ≤1),则g ′(t )=2e t +(2t -3)e t =(2t -1)e t,令g ′(t )=0,得t =12,∴当t ∈[0,12)时,g ′(t )<0,g (t )是减函数,当t ∈(12,1]时,g ′(t )>0,g (t )是增函数,因此g (t )的最小值为g (12)=e +1-2e 12=(e -1)2.故阴影部分的面积的最小值为(e -1)2.15.求下列定积分. (1)⎠⎛1-1|x |d x; (2)⎠⎛πcos 2x2d x ;(3)∫e +121x -1d x . [解析](1)⎠⎛1-1|x |d x =2⎠⎛1x d x =2×12x 2|10=1.(2)⎠⎛πcos 2x 2d x =⎠⎛0π1+cos x 2d x =12x |π0+12sin x |π0=π2. (3)∫e +121x -1d x =ln(x -1)|e +12=1. 16.已知函数f (x )=-x 3+ax 2+bx (a ,b ∈R )的图象如图所示,它与x 轴在原点处相切,且x 轴与函数图象所围区域(图中阴影部分)的面积为112,求a 的值.[解析]f ′(x )=-3x 2+2ax +b ,∵f ′(0)=0,∴b =0, ∴f (x )=-x 3+ax 2,令f (x )=0,得x =0或x =a (a <0). ∴S 阴影=⎠⎛a0[0-(-x 3+ax 2)]d x=(14x 4-13ax 3)|0a =112a 4=112, ∵a <0,∴a =-1.1.已知函数f (x )=sin 5x +1,根据函数的性质、积分的性质和积分的几何意义,探求22()f x dx ππ-⎰的值,结果是( )A.16+π2 B .π C .1 D .0 [答案]B[解析]22()f x dx ππ-⎰=22ππ-⎰sin 5x d x +22ππ-⎰1d x ,由于函数y =sin 5x 是奇函数,所以22ππ-⎰sin 5x d x =0,而22ππ-⎰1d x =x |π2-π2=π,故选B.2.若函数f (x )=⎩⎨⎧-x -1 (-1≤x <0),cos x (0≤x <π2),的图象与坐标轴所围成的封闭图形的面积为a ,则a 的值为( )A.2+π4B.12 C .1 D.32 [答案]D[解析]由图可知a =12+⎠⎜⎜⎛0π2cos x d x =12+sin x |π20=32.3.对任意非零实数a 、b ,若a ⊗b 的运算原理如图所示,则2⊗⎠⎛0πsin x d x =________.[答案]22[解析]∵⎠⎛0πsin x d x =-cos x |π0=2>2, ∴2⊗⎠⎛0πsin x d x =2⊗2=2-12=22. 4.设函数f (x )=ax 2+c (a ≠0),若⎠⎛01f (x )d x =f (x 0),0≤x 0≤1,则x 0的值为________. [答案]33[解析]⎠⎛01f (x )d x =⎠⎛01(ax 2+c )d x =(ax 33+cx )|10=a 3+c ,故a 3+c =ax 20+c ,即ax 20=a 3,又a ≠0,所以x 20=13,又0≤x 0≤1,所以x 0=33.故填33. 5.设n =⎠⎛12(3x 2-2)d x ,则(x -2x)n 展开式中含x 2项的系数是________.[答案]40[解析]∵(x 3-2x )′=3x 2-2, ∴n =⎠⎛12(3x 2-2)d x =(x 3-2x )|21 =(23-2×2)-(1-2)=5.∴(x -2x )5的通项公式为T r +1=C r 5x 5-r (-2x)r =(-2)r C r 5x 5-3r 2 ,令5-3r2=2,得r =2, ∴x 2项的系数是(-2)2C 25=40.。

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1.(文)(2011·广州检测)若sinα<0且tanα>0,则α是()A.第一象限角B.第二象限角C.第三象限角D.第四象限角[答案] C[解析]∵sinα<0,∴α为第三、四象限角或终边落在y轴负半轴上,∵tanα>0,∴α为第一、三象限角,∴α为第三象限角.(理)(2011·绵阳二诊)已知角A同时满足sin A>0且tan A<0,则角A的终边一定落在()A.第一象限B.第二象限C.第三象限 D.第四象限[答案] B[解析]由sin A>0且tan A<0可知,cos A<0,所以角A的终边一定落在第二象限.选B.2.(2010·安徽省168中学联考)已知集合A={(x,y)|y=sin x},集合B={(x,y)|y=tan x},则A∩B=()A.{(0,0)}B.{(π,0),(0,0)}C.{(x,y)|x=kπ,y=0,k∈Z}D .∅ [答案] C[解析] 函数y =sin x 与y =tan x 图象的交点坐标为(k π,0),k ∈Z.3.设a =sin π6,b =cos π4,c =π3,d =tan π4,则下列各式正确的是( )A .a >b >d >cB .b >a >c >dC .c >b >d >aD .c >d >b >a [答案] D[解析] 因为a =12,b =22,c =π3>1,d =1,所以a <b <d <c .4.(文)(2010·河南新乡市模拟)已知角α终边上一点P (-4a,3a )(a <0),则sin α的值为( )A.35 B .-35 C.45 D .-45 [答案] B[解析] ∵a <0,∴r =(-4a )2+(3a )2=-5a ,∴sin α=3a r =-35,故选B.(理)(2010·河北正定中学模拟)已知角α终边上一点P ⎝⎛⎭⎪⎫sin 2π3,cos 2π3,则角α的最小正值为( ) A.56π B.116πC.23πD.53π [答案] B[解析] 由条件知,cos α=sin 2π3=sin π3=32,sin α=cos 2π3=-cos π3=-12,∴角α为第四象限角,∴α=2π-π6=11π6,故选B.5.已知点P (1,2)在角α的终边上,则6sin α+cos α3sin α-2cos α的值为( )A .3 B.134C .4 D.174[答案] B[解析] 由条件知tan α=2, ∴6sin α+cos α3sin α-2cos α=6tan α+13tan α-2=134. 6.(2010·广东佛山顺德区质检)函数f (x )=sin x 在区间[a ,b ]上是增函数,且f (a )=-1,f (b )=1,则cos a +b 2=( )A .0 B.22C .-1D .1[答案] D[解析] 由条件知,a =-π2+2k π (k ∈Z),b =π2+2k π,∴cosa +b 2=cos2k π=1.7.(2011·北京东城区质检)若点P (x ,y )是300°角终边上异于原点的一点,则yx 的值为________.[答案] - 3[解析] 依题意,知yx =tan300°=-tan60°=- 3.8.(2011·太原调研)已知角α的顶点在原点,始边与x 轴正半轴重合,点P (-4m,3m )(m >0)是角α终边上一点,则2sin α+cos α=________.[答案] 25[解析] 由条件知x =-4m ,y =3m ,r =x 2+y 2=5|m |=5m ,∴sin α=y r =35,cos α=xr =-45,∴2sin α+cos α=25.1.(文)(2011·深圳一调、山东济宁一模)已知点P (sin 3π4,cos 3π4)落在角θ的终边上,且θ∈[0,2π),则θ的值为( )A.π4B.3π4 C.5π4 D.7π4 [答案] D[解析] 由sin 3π4>0,cos 3π4<0知角θ是第四象限的角,∵tan θ=cos3π4sin 3π4=-1,θ∈[0,2π),∴θ=7π4. (理)(2011·新课标全国理,5)已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴的正半轴重合,终边在直线y =2x 上,则cos2θ=( )A .-45B .-35C.35D.45 [答案] B[解析] 依题意:tan θ=±2,∴cos θ=±15,∴cos2θ=2cos 2θ-1=25-1=-35或cos2θ=cos 2θ-sin 2θcos 2θ+sin 2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ=1-41+4=-35,故选B. 2.(2010·青岛市质检)已知{a n }为等差数列,若a 1+a 5+a 9=π,则cos(a 2+a 8)的值为( )A .-12B .-32C.12D.32 [答案] A[解析] 由条件知,π=a 1+a 5+a 9=3a 5,∴a 5=π3,∴cos(a 2+a 8)=cos2a 5=cos 2π3=-cos π3=-12,故选A.3.(2011·绵阳二诊)记a =sin(cos2010°),b =sin(sin2010°),c =cos(sin2010°),d =cos(cos2010°),则a 、b 、c 、d 中最大的是( )A .aB .bC .cD .d [答案] C[解析] 注意到2010°=360°×5+180°+30°,因此sin2010°=-sin30°=-12,cos2010°=-cos30°=-32,-π2<-32<0,-π2<-12<0,0<12<32<π2,cos 12>cos 32>0,a =sin(-32)=-sin 32<0,b =sin(-12)=-sin 12<0,c =cos(-12)=cos 12>0,d =cos(-32)=cos 32>0,∴c >d ,因此选C.[点评] 本题“麻雀虽小,五脏俱全”考查了终边相同的角、诱导公式、正余弦函数的单调性等,应加强这种难度不大,对基础知识要求掌握熟练的小综合训练.4.(文)(2010·北京西城区抽检)设0<|α|<π4,则下列不等式中一定成立的是( )A .sin2α>sin αB .cos2α<cos αC .tan2α>tan αD .cot2α<cot α [答案] B[解析] 当-π4<α<0时,A 、C 、D 不成立.如α=-π6,则2α=-π3,sin2α=-32,sin α=-12,-32<-12,tan2α=-3,tan α=-33,cot2α=-33,cot α=-3,而-3<-33,此时,cot2α>cot α. (理)如图所示的程序框图,运行后输出结果为( )A .1B .2680C .2010D .1340 [答案] C[解析] ∵f (n )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫n π3+π2+1=2cos n π3+1.由S =S +f (n )及n =n +1知此程序框图是计算数列a n =2cos n π3+1的前2010项的和.即S =⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos π3+1+⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos 2π3+1+⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos 3π3+1+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos 2010π3+1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π3+cos 2π3+cos 3π3+…+cos 2010π3+2010=2×335×cosπ3+cos 2π3+cos 3π3+cos 4π3+cos 5π3+cos 6π3+2010=2010.5.(文)(2010·南京调研)已知角α的终边经过点P (x ,-6),且tan α=-35,则x 的值为________.[答案] 10[解析] 根据题意知tan α=-6x =-35,所以x =10.(理)已知△ABC 是锐角三角形,则点P (cos B -sin A ,tan B -cot C ),在第________象限.[答案] 二[解析] ∵△ABC 为锐角三角形,∴0<A <π2,0<B <π2,0<C <π2,且A +B >π2,B +C >π2,∴π2>A >π2-B >0,π2>B >π2-C >0, ∵y =sin x 与y =tan x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2上都是增函数,∴sin A >sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-B ,tan B >tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-C ,∴sin A >cos B ,tan B >cot C ,∴P 在第二象限.6.在(0,2π)内使sin x >cos x 成立的x 的取值范围是______. [答案] (π4,5π4)[解析] 由三角函数定义结合三角函数线知,在(0,2π)内,使sin x >cos x 成立的x 的取值范围为(π4,5π4).[点评] 要熟知单位圆中的三角函数线在三角函数值的大小中的应用.7.(文)(2010·上海嘉定区模拟)如图所示,角α的终边与单位圆(圆心在原点,半径为1的圆)交于第二象限的点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫cos α,35,则cos α-sin α=________.[答案] -75[解析] 由条件知,sin α=35,∴cos α=-45,∴cos α-sin α=-75.(理)直线y =2x +1和圆x 2+y 2=1交于A ,B 两点,以x 轴的正方向为始边,OA 为终边(O 是坐标原点)的角为α,OB 为终边的角为β,求sin(α+β)的值.[答案] -45[解析] 将y =2x +1代入x 2+y 2=1中得,5x 2+4x =0,∴x =0或-45,∴A (0,1),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-45,-35,故sin α=1,cos α=0,sin β=-35,cos β=-45,∴sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=-45.[点评] 也可以由A (0,1)知α=π2,∴sin(α+β)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+β=cos β=-45. 8.(文)已知角α终边经过点P (x ,-2)(x ≠0),且cos α=36x .求sin α+1tan α的值. [解析] ∵P (x ,-2)(x ≠0),∴点P 到原点的距离r =x 2+2. 又cos α=36x ,∴cos α=x x 2+2=36x . ∵x ≠0,∴x =±10,∴r =2 3.当x =10时,P 点坐标为(10,-2), 由三角函数的定义,有sin α=-66,1tan α=-5, ∴sin α+1tan α=-66-5=-65+66; 当x =-10时,同理可求得sin α+1tan α=65-66. (理)已知sin θ、cos θ是方程x 2-(3-1)x +m =0的两根.(1)求m 的值; (2)求sin θ1-cot θ+cos θ1-tan θ的值. [解析] (1)由韦达定理可得⎩⎨⎧ sin θ+cos θ=3-1 ①sin θ·cos θ=m ②由①得1+2sin θ·cos θ=4-2 3.将②代入得m =32-3,满足Δ=(3-1)2-4m ≥0, 故所求m 的值为32- 3. (2)先化简:sin θ1-cot θ+cos θ1-tan θ=sin θ1-cos θsin θ+cos θ1-sin θcos θ=sin 2θsin θ-cos θ+cos 2θcos θ-sin θ=cos 2θ-sin 2θcos θ-sin θ=cos θ+sin θ =3-1.1.已知关于x 的方程2x 2-(3+1)x +m =0的两根为sin θ和cos θ,且θ∈(0,2π),(1)求sin θ1-cot θ+cos θ1-tan θ的值; (2)求m 的值;(3)求方程的两根及此时θ的值.[解析] (1)由韦达定理可知⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ+cos θ=3+12 ①sin θ·cos θ=m 2 ②而sin θ1-cot θ+cos θ1-tan θ=sin 2θsin θ-cos θ+cos 2θcos θ-sin θ =sin θ+cos θ=3+12; (2)由①两边平方得1+2sin θcos θ=2+32, 将②代入得m =32; (3)当m =32时,原方程变为 2x 2-(1+3)x +32=0,解得x 1=32,x 2=12, ∴⎩⎨⎧ sin θ=32cos θ=12或⎩⎨⎧ sin θ=12cos θ=32又∵θ∈(0,2π),∴θ=π6或π3. 2.周长为20cm 的扇形面积最大时,用该扇形卷成圆锥的侧面,求此圆锥的体积.[解析] 设扇形半径为r ,弧长为l ,则l +2r =20,∴l =20-2r ,S =12rl =12(20-2r )·r =(10-r )·r , ∴当r =5时,S 取最大值.此时l =10,设卷成圆锥的底半径为R ,则2πR =10,∴R =5π, ∴圆锥的高h =52-⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2=5π2-1π, V =13πR 2h =π3×⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2·5π2-1π=125π2-13π2.。

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