精編高中數(shù)學 第4章 3定積分的簡單應用課時作業(yè) 北師大版選修22

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1、精編北師大版數(shù)學資料 【成才之路】2015-2016學年高中數(shù)學 第4章 3定積分的簡單應用課時作業(yè) 北師大版選修2-2 一、選擇題 1.已知自由下落物體的速度為v=gt,則物體從t=0到t=t0所走過的路程為(  ) A.gt B.gt C.gt D.gt [答案] C [解析]  gtdt=gt2|=gt. 2.如果1 N的力能把彈簧拉長1 cm,為了將彈簧拉長6 cm,所耗費的功為(  ) A.0.18 J B.0.26 J C.0.12 J D.0.28 J [答案] A [解析] 設F(x)=kx. 當F=1 N時,x=0.01 m,則k=100

2、, 所以F(x)=100x, 所以W=∫100xdx=50x2|=0.18 J. 3.(2014湖北理,6)若函數(shù)f(x),g(x)滿足f(x)g(x)dx=0,則稱f(x),g(x)為區(qū)間[-1,1]上的一組正交函數(shù),給出三組函數(shù): ①f(x)=sinx,g(x)=cosx;②f(x)=x+1,g(x)=x-1;③f(x)=x,g(x)=x2. 其中為區(qū)間[-1,1]上的正交函數(shù)的組數(shù)是(  ) A.0 B.1 C.2 D.3 [答案] C [解析] 由題意,要滿足f(x),g(x)是區(qū)間[-1,1]上的正交函數(shù),即需滿足f(x)g(x)dx=0. ① f(x)g(x

3、)dx=sinxcosxdx=sinxdx=(-cosx)|=0,故第①組是區(qū)間[-1,1]上的正交函數(shù); ②f(x)g(x)dx=-1(x+1)(x-1)dx=(-x)|=-≠0,故第②組不是區(qū)間[-1,1]上的正交函數(shù); ③f(x)g(x)dx=xx2dx=|=0,故第③組是區(qū)間[-1,1]上的正交函數(shù). 綜上,其中為區(qū)間[-1,1]上的正交函數(shù)的組數(shù)是2. 4.直線y=2x,x=1,x=2與x軸圍成的平面圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)一周得到一個圓臺,則該圓臺的體積為(  ) A.   B.32π   C.   D.3π [答案] A [解析] 由V=π(2x)2dx=π4x2dx=4π

4、x2dx=4πx3|=(8-1)=. 5.如圖所示,在邊長為1的正方形OABC中任取一點P,則點P恰好取自陰影部分的概率為(  ) A.   B.   C.   D. [答案] C [解析] 本題考查了定積分的計算與幾何概型的算法,聯(lián)立∴O(0,0),B(1,1), ∴S陰影=(-x)dx=(x-)|=-=,∴P===. 定積分的幾何意義是四邊梯形的面積,幾何概型的概率計算方法是幾何度量的比值. 二、填空題 6.設函數(shù)f(x)=ax2+c(a≠0),若 f(x)dx=f(x0),0≤x0≤1,則x0的值為________. [答案]  [解析] 因為(x3+cx)′=

5、ax2+c,所以 f(x)dx=(ax2+c)dx=(x3+cx)|=+c=ax+c,解得x0=或x0=-(舍去).故填. 7.(2015福建理,13)如圖,點A的坐標為(1,0),點C的坐標為(2,4),函數(shù)f(x)=x2.若在矩形ABCD內(nèi)隨機取一點,則此點取自陰影部分的概率等于________. [答案]  [解析] 由已知得陰影部分面積為4-x2dx=4-=.所以此點取自陰影部分的概率等于=. 8.(2014寧波五校聯(lián)考)由曲線y=2x2,直線y=-4x-2,直線x=1圍成的封閉圖形的面積為________. [答案]  [解析] 聯(lián)立 解得直線與拋物線的交點橫坐標

6、為x=-1, 由題意得,由曲線y=2x2,直線y=-4x-2, 直線x=1圍成的封閉圖形的面積為: (2x2+4x+2)dx =(x3+2x2+2x) =+2+2+-2+2=. 三、解答題 9.求由曲線y=2x-x2,y=2x2-4x所圍成圖形的面積. [解析] 由 得x1=0,x2=2. 如圖所示,所求圖形的面積 S=(2x-x2)dx+|(2x2-4x)dx| =(2x-x2)dx-(2x2-4x)dx =(x2-x3)|-(x3-2x2)|=4. 10.求由曲線y=sinx與x軸在區(qū)間[0,2π]上所圍成的圖形的面積S. [分析]  y=sinx在[0,

7、π]上的積分為正值,在[π,2π]上的積分為負值,其面積應取絕對值. [解析] 如圖所示,所求面積 S=sinxdx+|∫sinxdx|=(-cosx)|-(-cosx)|=4. 一、選擇題 1.求曲線y=x2與直線y=x所圍成圖形的面積,其中正確的是(  ) A.S=(x2-x)dx     B.S=(x-x2)dx C.S=(y2-y)dy D.S=(y-)dy [答案] B [解析] 作出圖形,容易判斷應選B. 2.由曲線y=,直線y=x-2及y軸所圍成的圖形的面積為(  ) A. B.4 C. D.6 [答案] C [解析] 由題意知,所圍成的面

8、積[-(x-2)]dx=(x-x2+2x)|=4-42+24=. [點評] 本小題重在考查由兩條曲線與y軸所圍成的曲邊形的面積,要注意用函數(shù)值較大的減去函數(shù)值較小函數(shù)的積分值,并注意積分上、下限范圍. 3.(2014廣州模擬)物體A以v=3t3+1(m/s)的速度在一直線l上運動,物體B在直線l上,且在物體A的正前方5 m處,同時以v=10t(m/s)的速度與A同向運動,出發(fā)后物體A追上物體B所用的時間t(s)為(  ) A.3 B.4 C.5 D.6 [答案] C [解析] 因為物體A在t秒內(nèi)行駛的路程為(3t2+1)dt,物體B在t秒內(nèi)行駛的路程為10tdt,所以(3t2+

9、1-10t)dt=(t3+t-5t2)|=t3+t-5t2=5?(t-5)(t2+1)=0,即t=5. 二、填空題 4.由直線y=x和曲線y=x3(x≥0)所圍成的圖形繞x軸旋轉(zhuǎn),求所得旋轉(zhuǎn)體的體積為________. [答案]  [解析] 由 求得或 所以V=πx2dx-πx6dx =πx2dx-πx6dx =π =π=. 5.拋物線y=x2與直線y=x所圍成的圖形的面積是________. [答案]  [解析] 如圖,y=x2與y=x的交點坐標為(0,0)和(,),所以所求的面積為 S= (x-x2)dx=(x2-x3) =[()2-()3]-0=.

10、 6.曲線y=ex,直線x=0,x=與x軸圍成的平面圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)一周所得旋轉(zhuǎn)體的體積為________. [答案]  [解析] V=π(ex)2dx=πe2xdx==(e-1)=. 三、解答題 7.計算(y-1)2=x+1及y=x所圍的平面圖形的面積. [分析]  首先畫出草圖(如圖所示),若選x為積分變量,則需將圖形分割,運算繁瑣,可選用y作為積分變量,為此求出兩線交點的縱坐標,確定出被積函數(shù)和積分的上、下限. [解析] 將已知條件改寫為x=y(tǒng)以及x=(y-1)2-1,由圖知所求面積為陰影部分的面積. 解方程組得交點的縱坐標為y1=0及y2=3, 因此,陰影部分面積

11、S={y-[(y-1)2-1]}dy=(3y-y2)dy==. [點評] 解此類問題要注意觀察草圖及被積函數(shù)式子的特點,靈活選用積分變量. 8.求由曲線y=x2,直線y=x所圍成的平面圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)一周所得旋轉(zhuǎn)體的體積. [解析] 曲線y=x2與直線y=x所圍成的圖形如圖中陰影部分. 設所得旋轉(zhuǎn)體的體積為V,根據(jù)圖像可以看出V等于直線y=x,x=1與x軸所圍成的平面圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)一周所得旋轉(zhuǎn)體的體積(設為V1)減去曲線y=x2,直線x=1與x軸所圍成的平面圖形繞x軸旋轉(zhuǎn)一周所得旋轉(zhuǎn)體的體積(設為V2). 因為V1=πx2dx==(13-03)=, V2=π(x2)2dx=πx4dx==, 所以V=V1-V2=-=. [點評] 求旋轉(zhuǎn)體的體積時,要先畫出平面圖形,分析旋轉(zhuǎn)體的形狀,再利用定積分求解,本題中所求的旋轉(zhuǎn)體的體積是由兩個不同的旋轉(zhuǎn)體的體積作差得到的.

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