1.计算下列曲线所围成的平面图形的面积.
(1)y=×2,y=×(2),y=×,×=2
(3),y=×+4 (4)y=e×,y=e-×,×=1
(5)y=×2-×,y=1-×2 (6)y=×2,4y=×2,y=1
解 (1)y=×2与y=×的交点为(0,0)和(1,1),取×为积分变量,变化区间为[0,1],则面积为.
(2)取×为积分变量,变化区间为[1,2],则面积为
(3)与y=×+4的交点为(-2,2)和(4,8),取×为积分变量,变化区间为[-2,4],则面积为
(4)取×为积分变量,变化区间为[0,1],则面积为
(5)y=×2-×与y=1-×2的交点为和(1,0),取×为积分变量,变化区间为,则面积为.
(6)图形关于y轴对称,取y为积分变量,变化区间为[0,1],则面积为
2.求曲线y=×3-3×+2在×轴上介于两极值点间的曲边梯形的面积.
解 曲线y=×3-3×+2的极大值点×=-1,极大值为y=4,极小值点×=1,极小值为y=0,取×为积分变量,变化区间为[-1,1],则曲边梯形的面积为A=.
3.求C(C>0)的值,使两曲线y=×2与y=C×3所围成的图形的面积为.
解 曲线y=×2与y=C×3的交点为(0,0)与,取×为积分变量,变化区间为(C>0),则面积为,所以.
4.求位于曲线y=e×下方,该曲线过原点的切线的左方及×轴上方的图形面积.
解 设切点为(×0,y0),则切线方程为y-e×0=e×0(×-×0),又因为切线过原点,所以有-e×0=e×0(-×0),即×0=1,切线为y=e×.取×为积分变量,变化区间为(-∞,1],所求面积为
5.求下列平面图形分别绕×轴,y轴旋转所得的旋转体的体积.
(1)曲线与直线×=1,×=4,y=0所围的图形;
(2)在区间上,曲线y=SIN×与直线,y=0所围的图形;
(3)曲线×2+y2=1与y2=所围的两个图形中较小的一块.
解 (1)图形绕×轴旋转,该体积为;图形绕y轴旋转,该体积为.
(2)图形绕×轴旋转,该体积为;图形绕y轴旋转,该体积为.
(3)图形绕×轴旋转,该体积为;
图形绕y轴旋转,该体积为.
6.求圆盘×2+y2≤A2绕×=-B(B>A>0)旋转所成的旋转体的体积.
解 记由曲线,×=-B,y=-A,y=A围成的图形绕×=-B旋转所得旋转体的体积为V1,由曲线,×=-B,y=-A,y=A围成的图形绕×=-B旋转所得旋转体的体积为V2,则所求体积为
7.已知某产品总产量的变化率是时间t(单位:年)的函数f(t)=2t+5(t≥0)
求第一个五年和第二个五年的总产量各为多少.
解 第一个五年的总产量为;第二个五年的总产量为.
8.已知某产品生产了×个单位时,总收益R的变化率(边际收益)为
(1)求生产了50个单位时的总收益;
(2)如果已经生产了100个单位,求再生产100个单位时的总收益.
解 (1)生产了50个单位时的总收益为
(2)已经生产了100个单位,再生产100个单位时的总收益为
9.已知某产品的边际收入为
R′(×)=25-2×(×≥0)
边际成本为
C′(×)=13-4×(×≥0)
固定成本为C0=10,求当×=5时的毛利润和纯利润.
解 当×=5时的毛利润为;当×=5时的纯利润为
10.假设某产品的边际收入函数为R′(×)=9-×(×≥0)
边际成本函数为
(1)试求当产量由4万台增加到5万台时利润的变化量;(www.daowen.com)
(2)当产量为多少时利润最大?
(3)已知固定成本为1万元,求总成本函数C(×)和利润函数L(×).
解 (1)当产量由4万台增加到5万台时利润的变化量为
(2)当L′(×)=R′(×)-C′(×)=0,即当×=4时,利润最大.
(3)
11.已知一抛物线过点A(1,0),B(3,0),
(1)求证两坐标轴与该抛物线所围图形面积等于×轴与该抛物线所围图形面积;
(2)求上面两图形绕×轴旋转所得两个旋转体体积比.
解 (1)过A,B两点的抛物线方程为y=×2-4×+3,记两坐标轴与该抛物线所围图形为S1,其面积为,×轴与该抛物线所围图形S2,其面积为,所以结论成立.
(2)S1绕×轴旋转所得旋转体体积为,
S2绕×轴旋转所得旋转体体积为,则两图形绕×轴旋转所得两个旋转体体积比.
12.已知y=P×2+q×,(P<0,q>0)在第一象限内与直线y=-×+5相切,且此抛物线与×轴所围图形面积为S,问P,q取何值时面积S最大?
解 根据题意,抛物线与×轴的交点的横坐标为×1=0,,
则面积有
因为直线y=-×+5与抛物线相切,故设抛物线在(×0,y0)点与y=-×+5相切,抛物线在该点的切线斜率k0=2P×0+q,因此k0=-1,可求得,由y0=5-×0=P×20+q可得P与q满足
由此可得,将它代入S中,有
令,得驻点q=3.
当0<q<3时,S′(q)>0,当q>3时,S′(q)<0,于是,当q=3,时,S取极大值,从而也是最大值,最大值为.
13.设y=f(×)是区间[0,1]上的任一非负连续函数.
(1)试证存在×0∈(0,1),使得在区间[0,×0]上以f(×0)为高的矩形面积等于在区间[×0,1]上以y=f(×)为曲边的曲边梯形面积;
(2)又设f(×)在区间(0,1)内可导,且,证明(1)中的×0是唯一的.
解 (1)因为f(×)≥0,×∈[0,1],构造函数
,又以为y=f(×)是区间[0,1]上的任一非负连续函数,所以g(×)在区间[0,1]也是连续函数,
g(1)=f(1)>0(若f(1)=0,在[0,C](f(C)>0)上类似考虑即可),由零点定理,存在×0∈(0,1)使得g(×0)=0,即
,所以结论成立.
(2)因为,则g′(×)=f(×)+×f′(×)+f(×)=2f(×)+×f′(×)>0,即g(×)是单调递增的,所以×0是唯一的.
14.设y=f(×)是区间[A,B]上的任一连续单调增加正函数,t∈[A,B],由y=f(×),y=f(A),×=t,y=0所围的图形面积为S1(t),由y=f(×),y=f(B),×=t,y=0所围的图形面积为S1(t).
(1)试证存在唯一的t0∈(A,B)使得S1(t0)=S2(t0);
(2)问函数S1(t)+S2(t)是否有最小值?
解
,
g(t)是区间[A,B]上的连续函数,
0,由零点定理,至少存在t0∈(A,B),使得g(t0)=0,即S1(t0)=S2(t0).又因为g′(t)=2f(t)>0,g(t)是区间[A,B]上单调递增,所以存在唯一的t0∈(A,B)使得S1(t0)=S2(t0).
(2)令,则g′(t)≡0,所以函数S1(t)+S2(t)是一个常数函数.
15.设曲线方程为y=e-×(0≤×).
(1)把曲线y=e-×(0≤×),×轴、y轴和直线×=ξ(ξ>0)所围成的平面图形绕×轴旋转一周得一旋转体,求此旋转体的体积V(ξ)以及满足的A;
(2)在此曲线上找一点,使过该点的切线与两坐标轴所围平面图形面积最大,并求出该面积.
解 (1)旋转体的体积,而.
(2)设切点为(×0,y0),则切线方程为y-e-×0=-e-×0(×-×0),切线与两个坐标轴的交点分别为(×0+1,0)和(0,(1+×0)e-×0),所以切线与两坐标轴所围平面图形
面积为
而,当×0=1时面积最大,此时切点为(1,e-1),最大面积为S(1)=2e-1.
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