高中数学高考总复习定积分与微积分基本定理习题与详细讲解
第四节 定积分与微积分基本定理-高考状元之路
第四节 定积分与微积分基本定理预习设计 基础备考◎知识梳理… 1.定积分的概念(1)定积分的定义和相关概念;①函数)(x f 定义在区[a ,b]上,用分点<<<= 10x x a b x x x n i i =<<⋅<-...1将区间[a ,b]等分成n 个小区间,其长度依次为),12,1,0(1-=-+=∆n i x x x i i i 记A 为这些小区间长度的最大者,当A 趋近于0时,所有小区间长度都趋近于O ,在每个小区间任取一点i ξ作和式iin i n x f I ∆=∑-=)(1ξ当0→λ时,如果和式极限存在,则称和式n I 的极限为函数)(x f 在区间[a ,b]上的定积分,记作 ,即=⎰dx x f bu)(②在dx x f bu)(⎰中,a 与b 分别叫做积分下限与积分上限,区间叫做积分区间,函数叫做被积函数, 叫做积分变量, 叫做被积式. (2)定积分的几何意义:①当函数)(x f 在区间[a ,b]上恒为正时,定积分dx x f ba)(⎰的几何意义是由直线0),(,==/==y b a b x a x 和曲线).(x f y =所围成的曲边梯形的面积(图①中阴影部分).②一般情况下,定积分dx x f b a)(⎰的几何意义是介于x 轴、曲线)(x f 以及直线b x a x ==、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 (3)定积分的基本性质:=⎰dx x kf ba)(①=±⎰dx x f x fa)]()([21b②=⎰dx x f ba)(③2.微积分基本定理如果)()(1x f x F =且)(x f 在[a ,b]上可积,那么=⎰dx x f ba)( ,这个结论叫做微积分基本定理,又叫做牛顿一莱布尼兹公式.为了方便,常把)()(a F b F -记成 ,即=⎰dx x f a)( ).()(a F b F -=典题热身=-⎰dx x 5)42(.1( )5.A 4.B 3.c 2.D答案:A,2ln 3)12(.21+=+⎰adx xx 且a>l ,则a 的值为 ( ) 6.A 4.B 3.C 2.D答案:D3.已知自由落体的速度为,gt v =则落体从0=t 到0t t =所走的路程为( )2031.gt A 20gt B ⋅ 2021.gt c 2041.gt D 答案:C4.曲线)230(cos π≤≤=x x y 与两坐标轴所围成图形的面积为 答案:3 5.若,1)(,1)(120-==⎰⎰dx x f dx x f 则=⎰dx x f )(21答案:-2课堂设计 方法备考题型一定积分的计算【例1】求下列定积分:;)()1(12dx x x ⎰- ;2sin )2(222dx x⎰-ππ .|23|)3(21dx x ⎰-题型二利用定积分的几何意义求定积分 【例2】利用定积分的几何意义求)0(22>-⎰-a dx x a a a的值.题型三利用定积分求曲边梯形的面积【例3】求曲线,2x y =直线x y x y 3,==围成的图形的面积.题型四定积分在物理学中的应用【例4】列车以72 km/h 的速度行驶,当制动时列车获得加速度,/4.02s m a -=问:列车应在进站前多长时间,以及离车站多远处开始制动? 技法巧点1.求定积分的一些技巧(1)对被积函数,要先化简,再求定积分.(2)求被积函数是分段函数的定积分,依据定积分的性质,分段求定积分再求和. (3)对含有绝对值符号的被积函数,要去掉绝对值符号才能求定积分. (4)若函数,(x)为偶函数,且在区间[-a ,a]上连续,则10)(2)(dx x f dx x f aaa ⎰⎰=-若)(x f 是奇函数,且在区间[-a ,a]上连续,则.0)(=⎰-dx x f aa2.几种典型的曲边梯形面积的计算方法(1)由三条直线x b a b x a x 、、)(<==轴,一条曲线=y ]0)()[(≥x f x f 围成的曲边梯形的面积(如图1):.)(dx x f s ba⎰=(2)由三条直线x b a b x a x 、、)(<==轴、一条曲线)(x f y =]0)([≤x f 围成的曲边梯形的面积(如图2):.)(|)(|bdx x f dx x f s baa⎰⎰-==(3)由两条直线、、)(b a b x a x <==两条曲线==y x f y 、)()]()()[(x g x f x g ≥围成的平面图形的面积(如图3);dx x g x f S ba⎰-=)]()([失误防范1.被积函数若含有绝对值号,应去绝对值号,再分段积分.2若积分式子中有几个不同的参数,则必须先分清谁是被积变量. 3定积分式子中隐含的条件是积分上限不小于积分下限.4 .定积分的几何意义是曲边梯形的面积,但要注意:面积非负,而定积分的结果可以为负. 5将要求面积的图形进行科学而准确的划分,可使面积的求解变得简捷. 随堂反馈1.(2010.湖南高考)dx x ⎰421等于 ( )2ln 2.-A 2ln 2.B 2ln .-c 2ln .D答案:D2.已知⎩⎨⎧<<≤≤-=),10(1),01()(2x x x x f 则dx x f )(11⎰-的值为( )23.A 32.-B 32. c 34.D 答案:D3.(2011. 福建高考)dx x e x ⎰+1)2(等于 ( )1.A 1.-e B e c . 1.+e D答案:C4.(2011.湖南高考)由直线0,3,3==-=y x x ππ与曲线x y cos =所围成的封闭图形的面积为( )21.A 1.B 23.c 3.D答案:D5.(2011.陕西高考)设⎪⎩⎪⎨⎧≤+>=⎰,0,3,0,lg )(2ax dt t x x x x f 若,1)]1([=f f 则=a 答案:1高效作业 技能备考一、选择题1.(2011.威海模拟)曲线)0(sin π≤≤=x x y 与直线21=y 围成的封闭图形的面积是( ) 3.A 32.-B 32.π-⋅C 33.π-D答案:D2.(2010.洛阳质检)若,0)32(02=-⎰dx x x k则k 等于( )0.A 1.B C .O 或1 D .以上均不对答案:B3.(2011.潍坊期末)若函数dx x a f a⎰+=)sin 2()(则))2((πf f 等于( ) 1.A 0.B 1cos 32.++πC 1cos 1.-D答案:C4.(2010.佛山一模)一物体在变力25)(x x F -=(力单位:N ,位移单位:m)作用下,沿与F(x)成.30方向作直线运动,则由1=x 运动到2=x 时)(x F 做的功为 ( )J A 3. J B 332. J c 334. J D 32.答案:C5.设⎩⎨⎧∈-∈=],2,1(,2],1,0[,)(2x x x x x f 则dx x f )(20⎰等于( )43.A 54.B 65.c D .不存在答案:C 6.若)()1(92R a ax x ∈-展开式中9x 的系数是,221-则xdx a sin 0⎰等于( )2cos 1.-A 1cos 2.-B 12cos .-C 2cos 1.+D答案:A 二、填空题7.已知函数,123)(2++=x x x f 若ω(2)(11f dx x f =⎰-成立,则=a答案:311或- 8.(2011.漳州模拟)已知,)2()(122dx x a ax a f ⎰-=则)(a f 的最大值是答案:929.已知,)(sin 20dx sx x a ⎰∞+=π则二项式6)1(xx a -的展开式中含2x 项的系数是答案:-192 三、解答题10.(2010.合肥模拟)若)(x f 是一次函数,且,5)(1=⎰dx x f ⋅=⎰617)(1dx x xf 求dx xx f ⎰21)(的值.11.(2010.日照模拟)如图,直线kx y =与抛物线2x x y -=与x 轴所围图形为面积相等的两部分,求k 的值.12.设函数bx ax x x f ++=23)(在点1=x 处有极值-2.(1)求常数a 、b 的值;(2)求曲线)(x f y -=与x 轴所固成的图形的面积,。
高考数学复习: 定积分的概念与微积分基本定理、定积分的简单应用
的图形的面积S,正确的是 ( )
A.S= 10 (x-x2)dx C.S= 10 (y2-y)dy
B.S= 10 (x2-x)dx D.S= 10 (y- y )dy
【解析】选A.根据题意,如图所示,阴影部分为曲线 y=x2与y=x所围成的图形,其面积S= 10 (x-x2)dx.
2.(选修2-2P67T7改编)直线y=3x与曲线y=x2围成图形
b a
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)记成
F(x)|ab ,即
b a
f(x)dx=F(x)
|ab
=F(b)-F(a).
【常用结论】 1.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.
(1)设函数y=f(x)在区间[a,b]上连续,则
b a
f(x)dx
= ab f(t)dt.
(
)
(2)若函数y=f(x)在区间[a,b]上连续且恒正,
则 ab f(x)dx>0. ( )
(3)若
b a
f(x)dx<0,那么由y=f(x),x=a,x=b以及x轴
所围成的图形一定在x轴下方. ( )
(4)微积分基本定理中的F(x)是唯一的. ( )
第五节 定积分的概念与微积分基本定理、
【知识梳理】 1.定积分的概念与几何意义 (1)定积分的定义 如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,用分点 a=x0<x1<…<xi-1<xi<…<xn=b将区间[a,b]等分成n个
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
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.
专题2.14 定积分与微积分基本定理 (解析版)
第二篇 函数、导数及其应用专题2.14 定积分与微积分基本定理【考纲要求】1. 了解定积分的实际背景、基本思想及概念. 2.了解微积分基本定理的含义. 【命题趋势】定积分与微积分基本定理难度不大,常常考查定积分的计算和求曲边梯形的面积. 【核心素养】本讲内容可以突出对数学建模,数学运算,数学抽象的考查. 【素养清单•基础知识】 1.定积分的概念在⎠⎛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,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(1) ⎠⎛a b kf (x )d x =k ⎠⎛ab f (x )d x (k 为常数);(2) ⎠⎛a b [f 1(x )±f 2(x )]d x =⎠⎛a b f 1(x )d x ±⎠⎛abf 2(x )d x ;(3) ⎠⎛a b f (x )d x =⎠⎛a b f (x )d x +⎠⎛ab f (x )d x (其中a <c <b ).求分段函数的定积分,可以先确定不同区间上的函数解析式,然后根据定积分的性质(3)进行计算. 3.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,并且F ′(x )=f (x ),那么⎠⎛ab f (x )d x =F (b )-F (a ),常把F (b )-F (a )记作F (x )|b a ,即⎠⎛ab f (x )d x =F (x )|b a =F (b )-F (a ).4.定积分的几何意义定积分⎠⎛ab f (x )d x 的几何意义是介于x 轴、曲线y =f (x )及直线x =a ,x =b 之间的曲边梯形的面积的代数和,其值可正可负,具体来说,如图,设阴影部分的面积为S . ①S =⎠⎛a b f (x )d x ;②S =-⎠⎛a b (x )d x ;③S =⎠⎛a b f (x )d x -⎠⎛ab f (x )d x ;④S =⎠⎛ab f (x )d x -⎠⎛a b g (x )d x =⎠⎛ab [f (x )-g (x )]d x .(1)定积分的几何意义是曲边梯形的面积,但要注意:面积非负,而定积分的结果可正可负.(2)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. 【素养清单•常用结论】 1.常见被积函数的原函数 (1) ⎠⎛a bc d x =cx |b a ;(2)⎠⎛ab x n d x =x n +1n +1|ba (n ≠-1); (3) ⎠⎛ab sin x d x =-cos x |b a ;(4) ⎠⎛abcos x d x =sin x |b a ;(5) ⎠⎛ab 1x d x =ln|x ||b a ;(6) ⎠⎛ab e x d x =e x |b a .2. 奇函数、偶函数定积分的两个重要结论 设函数f (x )在闭区间[-a ,a ]上连续,则有: (1)若f (x )是偶函数,则⎠⎛-a a f (x )d x =2⎠⎛0a f (x )d x ;(2)若f (x )是奇函数,则⎠⎛-aa f (x )d x =0. 【真题体验】1.若s 1=⎠⎛12x 2d x ,s 2=⎠⎛121x d x ,s 3=⎠⎛12e x d x ,则s 1,s 2,s 3的大小关系为( )A .s 1<s 2<s 3B .s 2<s 1<s 3C .s 2<s 3<s 1D .s 3<s 2<s 1【答案】B【解析】 因为s 1=13x 3∣21=13(23-13)=73<3,s 2=ln x ∣21=ln 2-ln 1=ln 2<1,s 3=e x ∣21=e 2-e>3,所以s 2<s 1<s 3. 2.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【答案】D【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧y =4x ,y =x3得交点为(0,0),(2,8),(-2,-8), 所以S =⎠⎛02(4x -x 3)d x =⎝⎛⎭⎫2x 2-14x 4∣2 0=4,故选D .3.已知t >1,若⎠⎛1t (2x +1)d x =t 2,则t =__________.【答案】 2【解析】 ⎠⎛1t (2x +1)d x =(x 2+x )∣t 1=t 2+t -2,从而得方程t 2+t -2=t 2,解得t =2.4.汽车以36 km/h 的速度行驶,到某处需要减速停车,设汽车以加速度a =-2 m/s 2刹车,则从开始刹车到停车,汽车走的距离是__________m . 【答案】 25【解析】 t =0时,v 0=36 km/h =10 m/s ,刹车后,汽车减速行驶,速度为v (t )=v 0+at =10-2t ,由v (t )=0得t =5 s ,所以从刹车到停车,汽车所走过的路程为⎠⎛05v (t )d t =⎠⎛05(10-2t )d t =(10t -t 2)∣50=25(m).【考法拓展•题型解码】 考法一 定积分的计算 答题模板:计算定积分的步骤(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或和或差. (2)把定积分用定积分性质变形为求被积函数为初等函数的定积分. (3)分别用求导公式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. (5)计算原始定积分的值. 【例1】 计算下列定积分.(1)⎠⎛01(-x 2+2x )d x ; (2)⎠⎛0π(sin x -cos x )d x ;(3)⎠⎛12⎝⎛⎭⎫e 2x +1x d x ; (4)⎠⎜⎛0π21-sin 2x d x . 【答案】见解析【解析】 (1)⎠⎛01(-x 2+2x )d x =⎠⎛01(-x 2)d x +⎠⎛012x d x=⎝⎛⎭⎫-13x 3∣10+(x 2)∣10=-13+1=23. (2)⎠⎛0π(sin x -cos x )d x =⎠⎛0πsin x d x -⎠⎛0πcos x d x=(-cos x )∣π0-sin x ∣π0=2.(3)⎠⎛12⎝⎛⎭⎫e 2x +1x d x =⎠⎛12e 2x d x +⎠⎛121xd x =12e 2x ∣21+ln x ∣21 =12e 4-12e 2+ln 2-ln 1=12e 4-12e 2+ln 2.(4)⎠⎜⎛0π21-sin 2x d x =⎠⎜⎛0π2|sin x -cos x |d x ,=⎠⎜⎛0π4(cos x -sin x )d x +⎠⎜⎜⎛π4π2(sin x -cos x )d x =(sin x +cos x )⎪⎪⎪π4+(-cos x -sin x )⎪⎪⎪π2π4=2-1+(-1+2)=22-2. 考法二 定积分的几何意义及应用 归纳总结(1)利用定积分求平面图形面积的步骤: ①根据题意画出图形;②借助图形确定出被积函数,求出交点坐标,确定定积分的上、下限; ③把曲边梯形的面积表示成若干个定积分的和; ④计算定积分,写出答案.(2)根据平面图形的面积求参数的方法:先利用定积分求出平面图形的面积,再根据条件构造方程(不等式)求解.【例2】 (1)由曲线y =x ,直线y =x -2及y 轴所围成的图形的面积为( ) A .103B .4C .163D .6【答案】C【解析】作出曲线y =x 和直线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 ∣40=23×8-12×16+2×4=163. (2)(2019·湖南雅礼中学质检)在曲线y =x 2(x ≥0)上某一点A 处作一切线使之与曲线以及x 轴所围成图形的面积为112.试求:切点A 的坐标和过切点A 的切线方程.【答案】见解析【解析】 (2)如图,设切点A (x 0,y 0),由y ′=2x ,得过A 点的切线方程为y -y 0=2x 0(x -x 0),即y =2x 0x -x 20.,令y =0,得x =x 02,即C ⎝⎛⎭⎫x 02,0.设由曲线和过A 点的切线及x 轴所围成图形的面积为S ,则S =S 曲边△AOB -S △ABC .S 曲边△AOB =⎠⎛0x 0x 2d x =13x 3⎪⎪⎪x 00=13x 30, S △ABC =12|BC |·|AB |=12⎝⎛⎭⎫x 0-x 02·x 20=14x 30, 即S =13x 30-14x 30=112x 30=112,所以x 0=1. 从而切点为A (1,1),切线方程为y =2x -1. 考法三 定积分在物理中的应用 归纳总结:定积分在物理中的两个应用(1)求变速直线运动的路程: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 )相同的方向从x =a 移动到x =b 时,力F (x )所做的功是W =⎠⎛ab F (x )d x .【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.在此期间汽车行驶的距离(单位:m)是( ) A .1+25ln 5 B .8+25ln113C .4+25ln 5D .4+50ln 2【答案】C【解析】由v (t )=7-3t +251+t =0,可得t =4,t =-83(舍去),因此汽车从刹车到停止一共行驶了4 s ,此期间行驶的距离为⎠⎛04v (t )d t =⎠⎛04⎝⎛⎭⎫7-3t +251+t d t =⎣⎡⎦⎤7t -32t 2+25ln (1+t )∣40=4+25ln 5(m). (2)一物体在力F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧5,0≤x ≤2,3x +4,x >2(单位:N)的作用下沿与力F 相同的方向从x =0处运动到x =4(单位:m)处,则力F (x )做的功为__________J.【解析】由题意知,力F (x )所做的功为W =⎠⎛04F (x )d x =⎠⎛025 d x +⎠⎛24(3x +4)d x =5×2+⎝⎛⎭⎫32x 2+4x ∣42=10+⎣⎡⎦⎤32×42+4×4-⎝⎛⎭⎫32×22+4×2=36 (J). 【易错警示】易错点 定积分的几何意义理解错误【典例】 如图,函数y =f (x )定义在区间[a ,b ]上,则阴影部分的面积S 为( )A .⎠⎛ab f (x )d xB .⎠⎛a c f (x )d x -⎠⎛cb f (x )d xC .-⎠⎛a c f (x )d x -⎠⎛cb f (x )d xD .-⎠⎛a c f (x )d x +⎠⎛cb f (x )d x【错解】:A ,B ,C【错因分析】:在实际求解曲边梯形的面积时要注意在x 轴上方的面积取正号,在x 轴下方的面积取负号,而各部分面积的代数和为x 轴上方的定积分减去x 轴下方的定积分.【正解】:如图所示,在[a ,c]上,f(x)≤0;在[c ,b]上,f(x)≥0,所以函数y =f(x)在区间[a ,b]上的阴影部分的面积S =-⎠⎛a c f(x)dx +⎠⎛cb f(x)dx ,故选D .【跟踪训练】 (2019·山东淄博一模)如图所示,曲线y =x 2-1,x =2,x =0,y =0围成的阴影部分的面积为( )A .⎠⎛02|x 2-1|d xB .⎪⎪⎪⎪⎠⎛02(x 2-1)dxC .⎠⎛02(x 2-1)dxD .⎠⎛01(x 2-1)dx +⎠⎛12(1-x 2)dx【答案】A【解析】 由曲线y =|x 2-1|的对称性知,所求阴影部分的面积与如下阴影部分的面积相等,即⎠⎛02|x 2-1|dx .1.定积分⎠⎛01x (2-x ) d x 的值为( )A .π4B .π2C .πD .2π【答案】A【解析】 令y =x (2-x ),则(x -1)2+y 2=1(y ≥0),由定积分的几何意义知,⎠⎛01x (2-x )d x 的值为区域⎩⎪⎨⎪⎧(x -1)2+y 2=1(y ≥0),0≤x ≤1的面积,即为π4.2.计算:⎠⎛-33(x 3cos x )d x =__________.【答案】 0【解析】 因为y =x 3cos x 为奇函数,所以⎠⎛-33(x 3cos x )d x =0.3.如图,由两条曲线y =-x 2,y =-14x 2及直线y =-1所围成的平面图形的面积为__________.【答案】 43【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x 2,y =-1得交点A (-1,-1),B (1,-1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =-14x 2,y =-1得交点C (-2,-1),D (2,-1). 所以所求面积S =2⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎠⎛01⎝⎛⎭⎫-14x 2+x 2d x +⎠⎛12⎝⎛⎭⎫-14x 2+1d x =43.4.如图,圆O :x 2+y 2=π2内的正弦曲线y =sin x 与x 轴围成的区域记为M (图中阴影部分),随机向圆O 内投一个点A ,则点A 落在区域M 内的概率为__________.【答案】4π3【解析】 阴影部分的面积为2⎠⎛0πsin x d x =2(-cos x )∣π0=4,圆的面积为π3,所以点A 落在区域M 内的概率是4π3.5.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__________m . 【答案】 130【解析】 设A ,B 两物体运动t s 后相遇,则⎠⎛0t (3t 2+1)d t -⎠⎛0t 10tdt =5,所以t 3+t -5t 2=5,解得t =5,所以A 物体从出发到相遇时的运动距离为53+5=130(m). 【考卷送检】 一、选择题1.⎠⎛01e x d x 的值等于( )A .eB .1-eC .e -1D .12(e -1)【答案】C【解析】 ⎠⎛01e x d x =e x ∣10=e 1-e 0=e -1,故选C .2.⎠⎛1e ⎝⎛⎭⎫2x +1x d x =( ) A .e 2-2 B .e -1 C .e 2 D .e +1【答案】C【解析】 ⎠⎛1e ⎝⎛⎭⎫2x +1x d x =(x 2+ln x )∣e 1=e 2,故选C . 3.求曲线y =x 2与直线y =x 所围成图形的面积,其中正确的是( )A .S =⎠⎛01(x -x 2)d xB .S =⎠⎛01(x 2-x )d xC .S =⎠⎛01(y 2-y )d yD .S =⎠⎛01(y -y )d y【答案】A【解析】 由图象可得S =⎠⎛01(x -x 2)d x .4.曲线y =2x 与直线y =x -1及直线x =4所围成的封闭图形的面积为( )A .2ln 2B .2-ln 2C .4-ln 2D .4-2ln 2【答案】D【解析】 由曲线y =2x 与直线y =x -1及x =4所围成的封闭图形如图中阴影部分所示,故所求图形的面积为S =⎠⎛24⎝⎛⎭⎫x -1-2x d x =⎝⎛⎭⎫12x 2-x -2ln x ∣42=4-2ln 2.5.若S 1=⎠⎛12x 2dx ,S 2=⎠⎛121x dx ,S 3=⎠⎛12e x dx ,则S 1,S 2,S 3的大小关系为( )A .S 1<S 2<S 3B .S 2<S 1<S 3C .S 2<S 3<S 1D .S 3<S 2<S 1【答案】B【解析】 S 1=13x 3∣21=73,S 2=ln x ∣21=ln 2,S 3=e x ∣21=e 2-e.因为ln 2<1<73,e 2-e =e(e -1)>e>73,故S 2<S 1<S 3,故选B .6.如图,设D 是图中所示的矩形区域,E 是D 内函数y =cos x 图象上方的点构成的区域(阴影部分),向D 中随机投一点,则该点落入E 中的概率为( )A .2πB .1πC .12D .π-2π【答案】D【解析】 因为⎠⎜⎛0 π2cos x d x =sin x ⎪⎪⎪⎪π2=1,故所求概率为π-1×2π=π-2π.二、填空题7. ⎠⎜⎛0π2(cos x -sin x )d x =________.【答案】 0【解析】 ⎠⎜⎛0 π2(cos x -sin x )d x =(sin x +cos x )⎪⎪⎪⎪π2=0. 8.若函数f (x )=x +1x ,则⎠⎛1e f (x )d x =________.【答案】 e 2+12【解析】 ⎠⎛1e ⎝⎛⎭⎫x +1x d x =⎝⎛⎭⎫x 22+ln x ∣e 1=e 2+12. 9.由曲线y =sin x ,y =cos x 与直线x =0,x =π2所围成的平面图形(图中的阴影部分)的面积是________.【答案】 22-2【解析】 由图可得阴影部分面积S =2⎠⎜⎛0 π4(cos x -sin x )d x =2(sin x +cos x )⎪⎪⎪⎪π4=2(2-1). 三、解答题 10.求下列定积分. (1)⎠⎛12⎝⎛⎭⎫x -x 2+1x d x ; (2)⎠⎛-π0(cos x +e x )d x .【答案】【解析】 (1)⎠⎛12⎝⎛⎭⎫x -x 2+1x d x =⎠⎛12x d x -⎠⎛12x 2d x +⎠⎛121xd x =x 22∣21-x 33∣21+ln x ∣21=32-73+ln 2=ln 2-56. (2)⎠⎛-π0(cos x +e x )d x =⎠⎛-π0cos x d x +⎠⎛-π0e x d x =,sin x ∣0-π+e x ∣0-π=1-1e π. 11.已知函数f (x )=x 3-x 2+x +1,求其在点(1,2)处的切线与函数g (x )=x 2围成的图形的面积. 【答案】【解析】 因为(1,2)为曲线f (x )=x 3-x 2+x +1上的点,设过点(1,2)处的切线的斜率为k ,则k =f ′(1)=(3x 2-2x +1)|x =1=2,所以在点(1,2)处的切线方程为y -2=2(x -1),即y =2x ,其与函数g (x )=x 2围成的图形如图.由⎩⎪⎨⎪⎧y =x 2,y =2x 可得交点A (2,4). 所以y =2x 与函数g (x )=x 2围成的图形的面积 S =⎠⎛02(2x -x 2)d x =⎝⎛⎭⎫x 2-13x 3∣20=4-83=43. 12.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +c ,直线l 1:x =2,直线l 2:y =-t 2+8t (其中0≤t ≤2,t 为常数),若直线l 1,l 2与函数f (x )的图象以及l 2,y 轴与函数f (x )的图象所围成的封闭图形(阴影部分)如图所示.(1)求a ,b ,c 的值;(2)求阴影面积S 关于t 的函数S (t )的解析式. 【答案】见解析【解析】 (1)由图可知二次函数的图象过点(0,0),(8,0),并且f (x )的最大值为16,则⎩⎪⎨⎪⎧c =0,a ·82+b ·8+c =0,4ac -b 24a =16,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =8,c =0.(2)由(1)知函数f (x )的解析式为f (x )=-x 2+8x .由⎩⎪⎨⎪⎧y =-t 2+8t ,y =-x 2+8x得x 2-8x -t (t -8)=0,所以x 1=t ,x 2=8-t .因为0≤t ≤2,所以直线l 2与f (x )的图象位于l 1左侧的交点坐标为(t ,-t 2+8t ),由定积分的几何意义知:S (t )=⎠⎛0t[(-t 2+8t )-(-x 2+8x )]d x +⎠⎛t2[(-x 2+8x )-(-t 2+8t )]d x =⎣⎡⎦⎤(-t 2+8t )x -⎝⎛⎭⎫-x 33+4x 2∣t 0+⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫-x 33+4x 2-(-t 2+8t )x ∣2t=-43t 3+10t 2-16t +403. 13.求曲线f (x )=sin x ,x ∈⎣⎡⎦⎤0,5π4与x 轴围成的图形的面积. 【答案】见解析【解析】 当x ∈[0,π]时,f (x )≥0,当x ∈⎝⎛⎦⎤π,5π4时,f (x )<0. 则所求面积S =⎠⎛0πsin x d x +⎝ ⎛⎭⎪⎫-⎠⎜⎛π 5π4sin x d x =-cos x ∣π0+cos x ⎪⎪⎪⎪5π4π=2+⎝⎛⎭⎫-22+1=3-22.。
高中高考考点难点常见题型(带答案解析) 定积分与微积分的基本定理(解析版)
简单已测:424次正确率:91.8 %1.定积的值是( )A.B.C.D.考点:⽤定义求定积分、微积分基本定理求定积分知识点:定积分的概念、微积分基本定理答案:D 解析:,故选:.⼀般已测:3296次正确率:69.9 %2.计算( )A.B.C.D.考点:利⽤定积分的⼏何意义解题、微积分基本定理求定积分知识点:定积分的概念、定积分的⼏何意义答案:B解析:选⼀般已测:4642次正确率:87.5 %3.若,,则,,的⼤⼩关系为( )A.B.C.D.考点:⽤定义求定积分、微积分基本定理求定积分知识点:定积分的基本性质、定积分的常⽤结论答案:B解析:由于,,,且,所以,故选.⼀般已测:3883次正确率:75.3 %4.若,则( )2xdx ∫0212342xdx =x =4∫202∣∣∣∣20D (1−cos x )dx =∫− 2π2ππ+2π−2π−2(1−cos x )dx=(x −sin x )∫− 2π2π =π−2.∣∣∣∣ 2π− 2πB .S = x dx 1∫122S = dx 2∫12x 1S =e dx 3∫12x S 1S 2S 3S <S <S 123S <S <S 213S <S <S 231S <S <S321S = x dx = x ∣ = − = 1∫12231312383137S = dx =lnx ∣ =ln 22∫12x 112S = e dx =e ∣ =e −e 3∫12x x 122ln 2< <e −e 372S <S <S 213B f (x )=x +2 f (x )dx 2∫01 f (x )dx=∫01A.B.C.D.考点:微积分基本定理求定积分、运⽤定积分的相关性质解题知识点:被积函数的原函数、微积分基本定理答案:B解析:令(常数),则,所以,解得,故选:.中等已测:4750次正确率:71.2 %5.在如图所⽰平⾯直⻆坐标系中,正⽅形的边⻓为,曲线是函数图象位于正⽅形内的部分,直线恰好是函数在处的切线,现从正⽅形内任取⼀点,那么点取⾃阴影部分的概率等于( )A.B.C.D.考点:利⽤定积分的⼏何意义解题、微积分基本定理求定积分知识点:曲边梯形的⾯积、定积分的⼏何意义答案:D解析:正⽅形的边⻓为,由函数,得,则,得.⼜当时,,可得,曲线的解析式为,阴影部分⾯积.点取⾃阴影部分的概率等于.故选:.−1−31 311f (x )dx =m ∫01f (x )=x +2m 2m = f (x )dx =( x +2mx ) = +2m ∫01313∣∣0131m =− 31B OABC 1m y =a (x −1)+b 2AC y=a (x −1)+b 2x =0P P1213141 61∵OABC 1,∴S =1正方形OABC y =a (x −1)+b 2y =2a (x −1)′y ∣ =−2a =−1′x =0a =21x=0y =a +b =1b = 21∴m y = (x −1)+ 21221∴S = [ (x −1)+ −(−x +1)]dx = x dx = x ∣=∫0121221∫012126130161∴P 61D⼀般已测:4665次正确率:92.6 %6.已知,则⼆项式的展开式中的系数为( )A.B.C.D.考点:利⽤定积分的性质解题、微积分基本定理求定积分知识点:定积分的概念、微积分基本定理答案:C 解析:,的展开式的通项公式为,令得,,展开式中的系数为.⼀般已测:2948次正确率:92.5 %7.实数使得复数是纯虚数,则的⼤⼩关系是( )A.B.C.D.考点:⽤定义求定积分、⽤所求定积分的⼏何意义求定积分知识点:定积分的概念、复数的概念答案:C解析:,它为纯虚数,所以,表⽰单位圆的四分之⼀的⾯积为,所以,应选.中等已测:3726次正确率:56.3 %8.若,则=( )A.B.a = dx ∫ e 1e x1(1− )x a 5x −316080−80−160∵a= dx =lne −ln =2∫ e 1e x 1e 1∴(1−)=(1−)xa 5x25T=C (−2)x r +15r r −r −r=−3r =3∴x −3C (−2)=−80533a1−i a +i b = xdx ,c= dx ∫01∫011−x 2a ,b ,c a <b <c a <c <b b <c <a c <b <a= = 1−i a +i1−i 1+i ()()a +i 1+i ()()2a −1+a +1i ()a =1,b = xdx = ∣ = ,c = dx ∫012x 20121∫011−x 2 4πb <c <a C f x + f x dx =x ()∫01() f x dx ∫01()41 21C.D.考点:⽤定义求定积分、利⽤定积分的性质解题知识点:定积分的基本性质、基本积分公式答案:A 解析:由,则,则,,则,故选A .⼀般已测:2708次正确率:72.5 %9.⼀个⼈骑⻋以⽶/秒的速度匀速追赶停在交通信号灯前的汽⻋,当他离汽⻋⽶时,交通信号灯由红变绿,汽⻋开始做变速直线⾏驶(汽⻋与⼈的前进⽅向相同),若汽⻋在时刻的速度⽶/秒,那么此⼈( ).A.可在秒内追上汽⻋B.不能追上汽⻋,但其间最近距离为⽶C.不能追上汽⻋,但其间最近距离为⽶D.不能追上汽⻋,但其间最近距离为⽶考点:⼆次函数的单调性、利⽤定积分的⼏何意义解题知识点:微积分基本定理、基本积分公式答案:D解析:设该⼈骑⻋⾏驶距离和汽⻋⾏驶距离的差为,则,所以,所以该⼈不能追上汽⻋,但其间最近距离为⽶⼀般已测:391次正确率:82.7 %10.甲、⼄两⼈从同⼀起点出发按同⼀⽅向⾏⾛,已知甲、⼄⾏⾛的速度与⾏⾛的时间分别为,(如图),当甲⼄⾏⾛的速度相同(不为零)时刻( )A.甲⼄两⼈再次相遇B.甲⼄两⼈加速度相同12fx +f x dx =x ()∫01()f x =x − f x dx ()∫01() fx dx = x − f x dx dx∫01()∫01(∫01())= xdx − f x dx dx = − f x dx ∫01∫01[∫01()]21∫01()∴ f x dx = − f x dx ∫01()21∫01() f x dx =∫01()41625t v (t )=t 716147S (t )S (t )= 6−t dt =6t −t ∫0t()212S (t ) =S (6)=36−18=18max 7v =甲t v =t 乙2C.甲在⼄前⽅D.⼄在甲前⽅考点:微积分基本定理求定积分、运⽤定积分的相关性质解题知识点:定积分的物理意义、变速运动问题答案:C解析:由,得,解得(舍),或.由..所以当甲⼄⾏⾛的速度相同(不为零)时刻甲在⼄前⽅.故选:.中等已测:1818次正确率:73.8 %11.已知,若函数满⾜,则称为区间上的⼀组``等积分''函数,给出四组函数:①②;③;④函数分别是定义在上的奇函数且积分值存在.其中为区间上的“等积分”函数的组数是( )A.B.C.D.考点:利⽤定积分的⼏何意义解题、微积分基本定理求定积分知识点:定积分的基本性质、微积分基本定理答案:C解析:本题是新定义问题,主要考查对定义的理解和定积分的计算.对于①,⽽,所以①是⼀组“等积分”函数;对于②,,⽽,所以②不是⼀组``等积分''函数;对于③,函数的图像是以原点为圆⼼,为半径的半圆,故,⽽,所以③是⼀组``等积分''函数;对于④,由于函数分别是定义在上的奇函数且积分值存在,利⽤奇函数的图像关于原点对称和定积分的⼏何意义,可以求得函数的定积分,所以④是⼀组``等积分''函数.故选.简单已测:3293次正确率:86.3 %12..v =v 甲乙 =t t 2t =0t =1 dt = t ∣ = ∫01t 32 230132 t dt = t ∣= ∫0123130131C a <b f (x ),g (x ) f (x )dx = g (x )dx ∫a b∫a bf (x ),g (x )[a ,b ]f (x )=2∣x ∣,g (x )=x +1;f (x )=sinx ,g (x )=cosx f (x )=,g (x )= πx 1−x 2432f (x ),g (x )[−1,1][−1,1]1234f x dx = 2x dx = 2−x dx + 2xdx =2,∫−11()∫−11∣∣∫−10()∫01g x dx = x +x ∣ =2∫−11()(212)−11 f (x )dx = sinxdx =0∫−11∫−11 g x dx = cos xdx =2sin 1≠0∫−11()∫−11f (x )1 f x dx = dx = ∫−11()∫−111−x 22πg x dx = πx ∣ = ∫−11()413−112πf (x ),g (x )[−1,1] f (x )dx = g x dx =0∫−11∫−11()C (sinx +cosx )dx =∫− 2π2π考点:⽤定义求定积分、微积分基本定理求定积分知识点:定积分的概念、被积函数的原函数答案:解析:;故填.⼀般已测:4543次正确率:94.5 %13..考点:利⽤定积分的⼏何意义解题知识点:定积分的概念、定积分的⼏何意义答案:解析:函数即:,表⽰以为圆⼼,为半径的圆在轴上⽅横坐标从到的部分,即四分之⼀圆,结合定积分的⼏何意义可得.故答案为.⼀般已测:2478次正确率:65.4 %14.⼀辆汽⻋在⾏驶中由于遇到紧急情况⽽刹⻋,以速度⾏驶⾄停⽌,在此期间汽⻋继续⾏驶的距离是.考点:定积分在求⾯积中的应⽤、微积分基本定理求定积分知识点:定积分的物理意义、基本积分公式答案:解析:本题考查定积分的概念.令,化为,⼜,解得.汽⻋继续⾏驶的距离.⼀般已测:4698次正确率:91.6 %15.若正实数满⾜,则的最⼩值为.考点:利⽤基本不等式求最值、利⽤公式求定积分知识点:定积分的基本性质、基本积分公式答案:解析:由题意得;即,所以(当且仅当时等号成⽴).所以,即的最⼩值为.简单已测:1192次正确率:87.8 %16.有⼀⾮均匀分布的细棒,已知其线密度为,棒⻓为,则细棒的质量.考点:⽤定义求定积分、微积分基本定理求定积分2(sinx +cosx )dx =−cosx +sinx ∣ ∫− 2π 2π()−2π2π=1+1=22 ( )dx ∫121−(x −1)2=4πy=1−(x −1)2(x −1)+y =1(x ≥1,y ≥0)22(1,0)1x 12 ( )dx = ×π×1=∫121−(x −1)24124π 4πv (t )=7−3t +1+t 254+25ln 5v (t )=7−3t + =01+t253t −4t −32=02t >0t =4S = (7−3t + )dt =(7t − t +25ln (1+t ))∣ =4+25ln 5∫041+t 2523204m ,n + = (x +)dx m 2n 1∫−22π14−x 2log (m +2n )22(x + )dx = dx = × π×2=2∫−22π14−x 2π1∫−224−x 2π1212 + =2m 2n 1m +2n =(m +2n )( + )= + +2≥2 +2=4m 12n 1m 2n 2n m × m 2n 2n m m =2n log m +2n ≥log 4=22()2log (m +2n )22ρx =x ()32M =(1)(2)知识点:定积分的物理意义、定积分的常⽤结论答案:解析:依题意有:.⼀般已测:3051次正确率:65.2 %17.在区间上给定曲线.试在此区间内确定点的值,使图中的阴影部分的⾯积与之和最⼩,并求最⼩值.考点:导数在最⼤值、最⼩值问题中的应⽤、定积分在求⾯积中的应⽤知识点:利⽤导数求函数的最值、微积分基本定理答案:时,最⼩,且最⼩值为解析:⾯积等于边⻓分别为与的矩形⾯积去掉曲线与轴、直线所围成的⾯积,即.的⾯积等于曲线与轴,,围成的⾯积去掉矩形边⻓分别为,⾯积,即.所以阴影部分的⾯积.令,得或.时,;时,;时,.所以当时,最⼩,且最⼩值为.⼀般已测:401次正确率:92.8 %18.已知.求的单调区间;求函数在上的最值.考点:利⽤导数研究函数的单调性、利⽤导数求闭区间上函数的最值知识点:函数单调性和导数的关系、利⽤导数求函数的最值(1)答案:单调调增区间是,单调递减区间是.解析:依题意得,,定义域是.,令,得或; 令得,且函数定义域是,函数的单调增区间是,单调递减区间是.(2)答案:最⼤值是,最⼩值是.解析:由(1)知函数在区间上为减函数,区间上为增函数, 且,在上的最⼤值是,最⼩值是.4x dx= ∣ =4∫0234x 402[0,1]y =x 2t S 1S 2t=21S (t )41S 1t t 2y =x 2x x =t S =t ⋅t − x dx = t 12∫0t 2323S 2y =x 2x x =t x =1t 21−t S = x dx −t (1−t )= t −t + 2∫t 122323231S (t )=S +S = t −t + (0≤t ≤1)12343231S (t )=4t −2t =4t (t − )=0′221t =0t = 21t =0S (t )= 31t = 21S (t )= 41t =1S (t )= 32t = 21S (t )41F (x )= (t +2t −8)dt ,(x >0)∫0x2F (x )F (x )[1,3](2,+∞)(0,2)F (x )= (t +2t −8)dt =( t +t−8t )∣ = x +x −8x ∫0x 231320x 3132(0,+∞)(1)F (x )=x +2x −8′2F (x )>0′x >2x <−4F (x )<0,′−4<x <2(0,+∞)∴F (x )(2,+∞)(0,2)F (3)=−6F (2)=− 328F (x )(0,2)(2,3)F (1)=− ,F (2)=− ,F (3)=−6320328∴F (x )[1,3]F (3)=−6F (2)=− 328(1)(2)中等已测:3275次正确率:52.7 %19.已知⼆次函数,直线,直线(其中,为常数),若直线,与函数的图象以及,、轴与函数的图象所围成的封闭图形(阴影部分)如图所⽰.求,,的值;求阴影⾯积关于的函数的解析式.考点:求函数解析式的常⽤⽅法、利⽤定积分的⼏何意义解题知识点:⼆次函数的解析式、⼆次函数的图象(1)答案:, , 解析:由图形可知⼆次函数的图象过点,,并且的最⼤值为,则解得,函数的解析式为.(2)答案:解析:由得,,,,直线与的图象的交点坐标为由定积分的⼏何意义知:.f (x )=ax +bx +c 2l :x =21l :y =−t +8t 220≤t ≤2t l 1l 2f (x )l 1l 2y f (x )a b c S t S (t )a=−1b =8c =0(0,0)(8,0)f (x )16 ⎩⎨⎧c =0,a ⋅8+b ⋅8+c =02=164a 4ac −b 2 ⎩⎨⎧a =−1b =8c =0∴f (x )f (x )=−x +8x 2S (t )=− t +10t −16t + 3432340{ y =−t +8t 2y =−x +8x2x −8x −t (t −8)=02∴x =t 1x =8−t 2∵0≤t ≤2∴l 2f (x )(t ,−t +8t )2S (t )= −t +8t −−x +8x dx + [(−x +8x )−(−t +8t )]dx ∫0t [(2)(2)]∫t 222=[(−t +8t )x −(− +4x )]∣ +[(− +4x )−(−t +8t )x ]∣ 23x 320t 3x 322t 2=− t +10t −16t + 3432340。
非常好的定积分与微积分基本定理复习讲义
定积分与微积分基本定理复习讲义备考方向要明了考什么怎么考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.2.了解微积分基本定理的含义.1.考查形式多为选择题或填空题.2.考查简单定积分的求解.3.考查曲边梯形面积的求解.4.与几何概型相结合考查.归纳·知识整合1.定积分1 定积分的相关概念:在错误!错误!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,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 定积分的几何意义①当函数f x在区间a,b上恒为正时,定积分错误!错误!f x d x的几何意义是由直线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左图中阴影部分.②一般情况下,定积分错误!错误!f x d x的几何意义是介于x轴、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右上图中阴影所示 ,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相反数.3 定积分的基本性质:①错误!错误!kf x d x=k错误!错误!f x d x.②错误!错误!f1x±f2x d x=错误!错误!f1x d x±错误!错误!f2x d x.③错误!错误!f x d x=错误!错误!f x d x+错误!错误!f x d x.探究 1.若积分变量为t,则错误!错误!f x d x与错误!错误!f t d t是否相等提示:相等.2.一个函数的导数是唯一的,反过来导函数的原函数唯一吗提示:一个函数的导数是唯一的,而导函数的原函数则有无穷多个,这些原函数之间都相差一个常数,在利用微积分基本定理求定积分时,只要找到被积函数的一个原函数即可,并且一般使用不含常数的原函数,这样有利于计算.3.定积分错误!错误!f x-g x d x f x >g x的几何意义是什么提示:由直线x=a,x=b和曲线y=f x ,y=g x所围成的曲边梯形的面积.2.微积分基本定理:如果f x是区间a,b上的连续函数,并且F′ x=f x ,那么错误!错误!f x d x=F b-F a ,这个结论叫做微积分基本定理,又叫做牛顿—莱布尼兹公式.为了方便,常把F b-F a记成F x错误!错误!,即错误!错误!f x d x=F x错误!错误!=F b-F a.课前预测:错误!错误!d x等于A.2ln 2 B.-2ln 2 C.-ln 2 D.ln 22.教材习题改编一质点运动时速度和时间的关系为V t=t2-t+2,质点作直线运动,则此物体在时间 1,2 内的位移为3.教材习题改编直线x=0,x=2,y=0与曲线y=x2所围成的曲边梯形的面积为________.4.教材改编题错误!错误!错误!d x=________.5.由y=错误!,直线y=-x+错误!所围成的封闭图形的面积为________考点一利用微积分基本定理求定积分例1 利用微积分基本定理求下列定积分:1 错误!错误! x 2+2x +1 d x ;2 错误!错误! sin x -cos x d x ;3 错误!错误!x x +1 d x ;4 错误!错误!错误!d x ;5 20π⎰ sin 2错误!d x . ——————————————————— 求定积分的一般步骤: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 把定积分用定积分性质变形为求被积函数为上述函数的定积分;3 分别用求导公式找到一个相应的原函数;4 利用牛顿—莱布尼兹公式求出各个定积分的值;5 计算原始定积分的值.强化训练:1.求下列定积分: 1 错误!错误!|x -1|d x ; 2 20π⎰错误!d x .考点二 利用定积分的几何意义求定积分例2 错误!错误!错误!d x =________.变式:在本例中,改变积分上限,求错误!错误!错误!d x 的值.———————————————————利用几何意义求定积分的方法1 当被积函数较为复杂,定积分很难直接求出时,可考虑用定积分的几何意义求定积分.2 利用定积分的几何意义,可通过图形中面积的大小关系来比较定积分值的大小.强化训练:2. 2014·福建模拟 已知函数f x =错误!错误! cos t -sin t d t x >0 ,则f x 的最大值为________.考点三:利用定积分求平面图形的面积例3 2014·山东高考由曲线y=错误!,直线y=x-2及y轴所围成的图形的面积为A.错误!B.4 D.6变式训练:若将“y=x-2”改为“y=-x+2”,将“y轴”改为“x轴”,如何求解———————————————————利用定积分求曲边梯形面积的步骤1 画出曲线的草图.2 借助图形,确定被积函数,求出交点坐标,确定积分的上、下限.3 将“曲边梯形”的面积表示成若干个定积分的和或差.4 计算定积分,写出答案.强化训练:3. 2014·郑州模拟如图,曲线y=x2和直线x=0,x=1,y=错误!所围成的图形阴影部分的面积为考点四:定积分在物理中的应用例4 列车以72 km/h的速度行驶,当制动时列车获得加速度a=- m/s2,问列车应在进站前多长时间,以及离车站多远处开始制动———————————————————1.变速直线运动问题如果做变速直线运动的物体的速度v关于时间t的函数是v=v t v t ≥0 ,那么物体从时刻t=a到t=b所经过的路程为错误!错误!v t d t;如果做变速直线运动的物体的速度v关于时间t的函数是v=v t v t≤0 ,那么物体从时刻t=a到t=b所经过的路程为-错误!错误!v t d t.2.变力做功问题物体在变力F x的作用下,沿与力F x相同方向从x=a到x=b所做的功为错误!错误!F x d x.强化训练:4.一物体在力F x=错误!单位:N 的作用下沿与力F x相同的方向运动了4米,力F x做功为A.44 J B.46 J C.48 J D.50 J1个定理——微积分基本定理由微积分基本定理可知求定积分的关键是求导函数的原函数,由此可知,求导与积分是互为逆运算.3条性质——定积分的性质1 常数可提到积分号外;2 和差的积分等于积分的和差;3 积分可分段进行.3个注意——定积分的计算应注意的问题1 若积分式子中有几个不同的参数,则必须分清谁是积分变量;2 定积分式子中隐含的条件是积分上限不小于积分下限;3 面积非负, 而定积分的结果可以为负.易误警示——利用定积分求平面图形的面积的易错点典例 2013·上海高考已知函数y=f x的图象是折线段ABC,其中A 0,0 ,B错误!,C 1,0 .函数y=xf x0≤x≤1 的图象与x轴围成的图形的面积为________.1.本题易写错图形面积与定积分间的关系而导致解题错误.2.本题易弄错积分上、下限而导致解题错误,实质是解析几何的相关知识和运算能力不够致错.3.解决利用定积分求平面图形的面积问题时,应处理好以下两个问题:1 熟悉常见曲线,能够正确作出图形,求出曲线交点,必要时能正确分割图形;2 准确确定被积函数和积分变量.变式训练:1.由曲线y=x2,y=x3围成的封闭图形面积为2. 2014·山东高考设a>0.若曲线y=错误!与直线x=a,y=0所围成封闭图形的面积为a2,则a=________.定积分与微积分基本定理检测题一、选择题本大题共6小题,每小题5分,共30分错误!错误!d x=A.ln x+错误!ln2x-12.2012·湖北高考已知二次函数y=f x的图象如图所示,则它与x 轴所围图形的面积为3.设函数f x=ax2+b a≠0 ,若错误!错误!f x d x=3f x0 ,则x0等于A.±1 C.±错误!D.24.设f x=错误!则错误!错误!f x d x=D.不存在5.以初速度40 m/s竖直向上抛一物体,t秒时刻的速度v=40-10t2,则此物体达到最高时的高度为m m m m6.2013·青岛模拟由直线x=-错误!,x=错误!,y=0与曲线y=cos x所围成的封闭图形的面积为B.1二、填空题本大题共3小题,每小题5分,共15分7.设a =错误!错误!sin x d x ,则曲线y =f x =xa x +ax -2在点 1,f 1 处的切线的斜率为________.8.在等比数列{a n }中,首项a 1=错误!,a 4=错误!错误! 1+2x d x ,则该数列的前5项之和S 5等于________.9. 2013·孝感模拟 已知a ∈错误!,则当错误!错误! cos x -sin x d x 取最大值时,a =________.三、解答题 本大题共3小题,每小题12分,共36分10.计算下列定积分: 1 20π⎰ sin 2x d x ; 2 错误!错误!错误!2d x ; 3 120⎰e 2x d x . 11.如图所示,直线y =kx 分抛物线y =x -x 2与x 轴所围图形为面积相等的两部分,求k 的值.12.如图,设点P 从原点沿曲线y =x 2向点A 2,4 移动,直线OP 与曲线y =x 2围成图形的面积为S 1,直线OP 与曲线y =x 2及直线x =2围成图形的面积为S 2,若S 1=S 2,求点P的坐标.备选习题1.一物体做变速直线运动,其v -t 曲线如图所示,则该物体在错误! s ~6 s 间的运动路程为________.2.计算下列定积分:1 31-⎰ 3x 2-2x +1 d x ;2 错误!错误!错误!d x . 3.求曲线y =错误!,y =2-x ,y =-错误!x 所围成图形的面积.4.某技术监督局对一家颗粒输送仪生产厂进行产品质量检测时,得到了下面的资料:这家颗粒输送仪生产厂生产的颗粒输送仪,其运动规律属于变速直线运动,且速度v 单位:m/s 与时间t 单位:s 满足函数关系式v t =错误!某公司拟购买一台颗粒输送仪,要求1 min 行驶的路程超过7 673 m,问这家颗粒输送仪生产厂生产的颗粒输送仪能否被列入拟挑选的对象之一 定积分与微积分基本定理复习讲义答案前测:1.D 2.A 3.错误! 4.错误!π 5.错误!-2ln 2 例1: 1 错误!. 2 2. 3 错误!. 4 错误!e 4-错误!e 2+ln 2. 5 错误!.变式1:解: 1 |x -1|=错误!故错误!错误!|x -1|d x =错误!错误! 1-x d x +错误!错误! x -1 d x =错误!错误!错误!+错误!错误!错误!=错误!+错误!=1. 2 20π⎰错误!d x =20π⎰|sin x -cos x |d x =40π⎰ cos x -sin x d x +24ππ⎰ sin x -cos x d x = sin x +cos x 40π+ -cos x -sin x 24ππ=错误!-1+ -1+错误! =2错误!-2.例2: 自主解答 错误!错误!错误!d x 表示y =错误!与x =0,x =1及y =0所围成的图形的面积由y =错误!得 x -1 2+y 2=1 y ≥0 ,又∵0≤x ≤1,∴y =错误!与x =0,x =1及y =0所围成的图形为错误!个圆,其面积为错误!. ∴错误!错误!错误!d x =错误!.互动:解:错误!错误!错误!d x 表示圆 x -1 2+y 2=1在第一象限内部分的面积,即半圆的面积,所以 错误!错误!错误!d x =错误!.变式2. 错误!-1 例3.C 互动:错误!. 变式3.D 例4: 自主解答 a =- m/s 2,v 0=72 km/h =20 m/s.设t s 后的速度为v ,则v =20-.令v =0,即20- t =0得t =50 s .设列车由开始制动到停止所走过的路程为s ,则s =错误!错误!v d t =错误!错误! 20-d t = 20t -错误!错误!=20×50-×502=500 m ,即列车应在进站前50 s 和进站前500 m 处开始制动.变式4.46典例: 解析 由题意可得f x =错误!所以y =xf x =错误!与x 轴围成图形的面积为120⎰10x 2d x +112⎰ 10x -10x 2 d x =错误!x 3120+错误!112错误!=错误!. 答案 错误! 变式5. 1.A 2. 错误!检测题答案 CBCCAD 7.4+2ln 2 8.错误! 9.错误!10.解: 1 错误!. 2 错误!+ln 错误!. 3 错误!e -错误!.11.解:抛物线y =x -x 2与x 轴两交点的横坐标为x 1=0,x 2=1,所以,抛物线与x 轴所围图形的面积S =错误!错误! x -x 2 d x =错误!错误!错误!=错误!. 又错误! 由此可得,抛物线y =x -x 2与y =kx 两交点的横坐标为x 3=0,x 4=1-k ,所以,错误!=错误!错误! x -x 2-kx d x =错误!错误!错误!=错误! 1-k 3.又知S =错误!,所以 1-k 3=错误!,于是k =1- 错误!=1-错误!.12.解:设直线OP 的方程为y =kx ,点P 的坐标为 x ,y ,则错误!错误! kx -x 2 d x =错误!错误! x 2-kx d x ,即错误!错误!错误!=错误!错误!错误!,解得错误!kx 2-错误!x 3=错误!-2k -错误!,解得k =错误!,即直线OP 的方程为y =错误!x ,所以点P 的坐标为错误!. 备选题:1.解析:由题图可知,v t =错误!因此该物体在错误! s ~6 s 间运动的路程为s =612⎰v t d t =112⎰2t d t +错误!错误!2d t +错误!错误!错误!d t =t 2112+2t |错误!+错误!错误!错误!=错误! m . 答案:错误! m 2.解: 1 31-⎰ 3x 2-2x +1 d x = x 3-x 2+x 31-=24.2 错误!错误!错误!d x =错误!错误!x d x +错误!错误!错误!d x +错误!错误!错误!d x=错误!x2错误!错误!+ln x错误!错误!-错误!错误!错误!=错误! e2-1 + ln e-ln 1 -错误!=错误!e2-错误!+错误!.3.解:由错误!得交点A 1,1 由错误!得交点B 3,-1 .故所求面积S=错误!错误!错误!d x+错误!错误!错误!d x =错误!错误!错误!+错误!错误!错误!=错误!+错误!+错误!=错误!.4.解:由变速直线运动的路程公式,可得s=错误!错误!t2d t+错误!错误! 4t+60 d t+错误!错误!140d t=错误!t3错误!错误!+ 2t2+60t错误!错误!+140t错误!错误!=7 133 错误! m <7 676 m .∴这家颗粒输送仪生产厂生产的颗粒输送仪不能被列入拟挑选的对象之一.。
高考定积分与微积分基本定理
a
做微积分基本定理,又叫做牛顿一莱布尼兹公式.为了方
便,我们常常把 F(b)-F(a)记成 F(x)|ab,
即b
f(x)dx=F(x)|ba=
a
F(b)-F(a).
其中 F(x)叫做 f(x)的一个原函数.
思想方法技巧
一、思想方法 (1)数形结合思想:求曲线围成图形的面积,要画出草 图,寻找积分上限和积分下限,以及被积函数的形式. (2)极限的思想:求曲边梯形的面积时,分割,近似代 替,求和,取极限,采用的是以直代曲,无限逼近的极限思 想. (3)公式法:套用公式求定积分,避免繁琐的运算,是求 定积分常用的方法. (4)定义法:用定义求定积分是最基本的求定积分方法.
D. 3
解析:如图为y=cosx在[-3π,π3]上的图象. 答案:D
[例4] 如图所示,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.
(1)写出线段OD、DA、AB和曲线 OB 所围成的曲.边.四.边. 形.ABOD(阴影部分)的面积S与t的函数关系式S=f(t);
S=b[f(x)-g(x)]dx(如图). a
考点典例讲练
定积分的几何意义
[例 1] (2011·潍坊二模)曲线 y=sinx,y=cosx 与直线 x =0,x=2π所围成的平面区域的面积为( )
解析:当 x∈[0,2π]时,y=sinx 与 y=cosx 的图象的交点坐标为 π4, 22,作图可知曲线 y=sinx,y=cosx 与直线 x=0,x=π2所围成 的平面区域的面积可分为两部分:一部分是曲线 y=sinx,y=cosx 与直线 x=0,x=π4所围成的平面区域的面积;另一部分是曲线 y= sinx,y=cosx 与直线 x=π4,x=π2所围成的平面区域的面积.且这两 部分的面积相等,结合定积分定义可知选 D.
2020年高考数学 考点15 定积分与微积分基本定理必刷题 理(含解析)
【答案】
【解析】
因为 ;
所以 的展开式的通项公式为:
,
令 ,则 ,所以常数项为 。
故答案为 .
22.直线 与抛物线 围成的封闭图形的面积为______.
【答案】
【解析】
由题意,联立方程组 ,解得 或 ,
所以直线 与抛物线 围成的封闭图形的面积为:
。
23.设 ,则 的展开式中的常数项为_____.(用数字填写)
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
由题知A(1,1),阴影部分的面积为S
则S= =
故选:A.
6.如图所示,点 , 是曲线 上一点,向矩形 内随机投一点,则该点落在图中阴影内的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
阴影部分面积为 ,
所以所求概率为 ,选A。
7.已知 ,则多项式 的展开式中 的系数为( )
故选:B.
14.二次函数 的图象如图所示,则定积分 ( )
A. B. C.2 D.3
【答案】B
【解析】
由图象可知,二次函数 的零点为1,2
即方程 的根为1,2坐标原点 作曲线 的切线 ,则曲线 、直线 与 轴所围成的封闭图形的面积为______
【答案】 .
【解析】
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
∵A(﹣1,﹣1),B(1,﹣1),C(1,1),D(﹣1,1),
∴正方体的ABCD的面积S=2×2=4,
根据积分的几何意义以及抛物线的对称性可知阴影部分的面积:
S=2 [1﹣ ]dx=2( x3) 2[(1 )﹣0]=2 ,
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一、选择题1.(2010·山东日照模考)a =⎠⎛02x d x ,b =⎠⎛02e x d 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 <b[答案] D[解析] a =⎠⎛02x d x =12x 2|02=2,b =⎠⎛02e x d x =e x |02=e 2-1>2,c =⎠⎛02sin x d x =-cos x |02=1-cos2∈(1,2),∴c <a <b .2.(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.112 B.14C.13D.712[答案] A[解析] 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x2y =x 3得交点为(0,0),(1,1).∴S =⎠⎛01(x 2-x 3)d x =⎪⎪⎝⎛⎭⎫13x 3-14x 401=112. [点评] 图形是由两条曲线围成的时,其面积是上方曲线对应函数表达式减去下方曲线对应函数表达式的积分,请再做下题:(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.⎝⎛⎭⎫45,169 C.⎝⎛⎭⎫43,157D.⎝⎛⎭⎫45,137[答案] A [解析] 设P (t ,t 2)(0≤t ≤2),则直线OP :y =tx ,∴S 1=⎠⎛t (tx -x 2)d x =t 36;S 2=⎠⎛t2(x 2-tx )d x =83-2t +t 36,若S 1=S 2,则t =43,∴P ⎝⎛⎭⎫43,169. 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 .6[答案] A [解析] S =⎠⎛2x 3d x =⎪⎪x 4402=4.4.(2010·湖南省考试院调研)⎠⎛1-1(sin x +1)d x 的值为( )A .0B .2C .2+2cos1D .2-2cos1[答案] B[解析] ⎠⎛1-1(sin x +1)d x =(-cos x +x )|-11=(-cos1+1)-(-cos(-1)-1)=2.5.曲线y =cos x (0≤x ≤2π)与直线y =1所围成的图形面积是( ) A .2π B .3π C.3π2D .π[答案] A [解析] 如右图, S =∫02π(1-cos x )d x =(x -sin x )|02π=2π.[点评] 此题可利用余弦函数的对称性①②③④面积相等解决,但若把积分区间改为⎝⎛⎭⎫π6,π,则对称性就无能为力了. 6.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 [答案] B[解析] F ′(x )=x (x -4),令F ′(x )=0,得x 1=0,x 2=4, ∵F (-1)=-73,F (0)=0,F (4)=-323,F (5)=-253.∴最大值为0,最小值为-323. [点评] 一般地,F (x )=⎠⎛0x φ(t )d t 的导数F ′(x )=φ(x ).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)[答案] D[解析] f (x )=⎠⎛1x 1td t =ln t |1x =ln x ,a 3=S 3-S 2=21-10=11,由ln x <11得,0<x <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.π4[答案] A[解析] 由图可知阴影部分是曲边图形,考虑用定积分求出其面积.由题意得S =⎠⎛0πsin x d x =-cos x |0π=-(cosπ-cos0)=2,再根据几何概型的算法易知所求概率P =S S 矩形OABC=22π=1π. 9.(2010·吉林质检)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2(-2≤x <0)2cos x (0≤x ≤π2)的图象与x 轴所围成的图形面积S 为( )A.32B .1C .4D.12[答案] C[解析] 面积S =∫π2-2f (x )d x =⎠⎛0-2(x +2)d x +∫π202cos x d x =2+2=4.10.(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 .-76[答案] A[解析] 由题意可得,当0<x <1时,[x ]=0,f (x )=x ,当1≤x <2时,[x ]=1,f (x )=x -1,所以当x ∈(0,2)时,函数f (x )有一个零点,由函数f (x )与g (x )的图象可知两个函数有4个交点,所以m =1,n =4,则⎠⎛mn g (x )d x =⎠⎛14⎝⎛⎭⎫-x 3d x =⎪⎪-x 2614=-52.11.(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.34[答案] A[解析] 方程x 2+2bx +c =0有实根的充要条件为Δ=4b 2-4c ≥0,即b 2≥c , 由题意知,每场比赛中甲获胜的概率为p =⎠⎛01b 2db 1×1=13.12.(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.12B.14C.13D.25[答案] C[解析] 如图,正方形面积1,区域M 的面积为S =⎠⎛01x 2d x=13x 3|01=13,故所求概率p =13. 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 =________.[答案] -1或13[解析] ∵⎠⎛1-1f (x )d x =⎠⎛1-1(3x 2+2x +1)d x =(x 3+x 2+x )|-11=4,⎠⎛1-1f (x )d x =2f (a ),∴6a 2+4a +2=4,∴a =-1或13.14.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________.[答案] -192[解析] 由已知得a =∫π20(sin x +cos x )d x =(-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 6r ×26-r ×x 3-r ,令3-r =2得,r =1,故其系数为(-1)1×C 61×25=-192.15.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 =⎠⎛2-4[(4-y )-y 22]dy =(4y -y 22-y 36)|-42=18.16.(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______.[答案] 16x -8y +1=0[解析] 由题意知⎠⎛01ax d x =23,∴a =1,设l :y =2x +b 代入y 2=x 中,消去y 得, 4x 2+(4b -1)x +b 2=0, 由Δ=0得,b =18,∴l 方程为16x -8y +1=0.17.(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________.[答案] -1[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(-x 3+ax 2)d x =112a 4=112,∴a =-1.三、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S 1+S 2最小.[解析] 由题意得S 1=t ·t 2-⎠⎛0t x 2d x =23t 3,S 2=⎠⎛t1x 2d x -t 2(1-t )=23t 3-t 2+13,所以S =S 1+S 2=43t 3-t 2+13(0≤t ≤1).又S ′(t )=4t 2-2t =4t ⎝⎛⎭⎫t -12, 令S ′(t )=0,得t =12或t =0.因为当0<t <12时,S ′(t )<0;当12<t ≤1时,S ′(t )>0.所以S (t )在区间⎣⎡⎦⎤0,12上单调递减,在区间⎣⎡⎦⎤12,1上单调递增. 所以,当t =12时,S min =14.。
高考数学Ι轮教案及其练习精析《定积分与微积分的基本定理
高考数学Ι轮精品教案及其练习精析《定积分与微积分的基本定理》教案章节:第一章定积分的概念教学目标:1. 理解定积分的概念,掌握定积分的定义和性质。
2. 学会计算简单的定积分,并能应用定积分解决实际问题。
教学内容:1. 定积分的定义2. 定积分的性质3. 定积分的计算方法4. 定积分的应用教学步骤:1. 引入定积分的概念,引导学生思考如何求解曲线下的面积。
2. 讲解定积分的定义,解释定积分的几何意义和物理意义。
3. 引导学生通过图形和实例理解定积分的性质,如线性性、保号性等。
4. 教授定积分的计算方法,如牛顿-莱布尼茨公式、分部积分法等。
5. 提供实际问题,让学生应用定积分解决实际问题,如计算曲线下的面积、求解弯曲线路的距离等。
教学练习:a. 定积分表示曲线下的面积。
b. 定积分具有线性性。
c. 定积分可以大于曲线下的面积。
a. 定积分的几何意义是曲线下的面积。
b. 定积分的物理意义是曲线下的质量。
c. 定积分的计算方法有牛顿-莱布尼茨公式和分部积分法。
a. ∫(从0到1) x^2 dxb. ∫(从1到2) e^x dx教学评价:1. 学生能够理解定积分的概念和性质。
2. 学生能够掌握定积分的计算方法。
3. 学生能够应用定积分解决实际问题。
教案章节:第二章微积分的基本定理教学目标:1. 理解微积分的基本定理,掌握微积分的基本定理的内容和应用。
2. 学会计算不定积分和定积分,并能应用微积分的基本定理解决实际问题。
教学内容:1. 微积分的基本定理的定义2. 微积分的基本定理的内容3. 微积分的基本定理的应用教学步骤:1. 引入微积分的基本定理,引导学生思考如何求解曲线的原函数。
2. 讲解微积分的基本定理,解释微积分的基本定理的意义和应用。
3. 引导学生通过图形和实例理解微积分的基本定理的应用,如计算曲线的面积、求解曲线与坐标轴的交点等。
4. 教授不定积分和定积分的计算方法,如基本积分表、换元积分法等。
高考数学专题--定积分与微积分的基本定理
高考专题--定积分与微积分的基本定理高考考点:1、定积分的计算2、定积分的应用高考中对定积分的考查主要是考查定积分的概念和几何性质,以及利用微积分定理计算定积分、使用定积分求曲边梯形的面积,并能解决一些简单的物理问题等.在解题时要熟练运用微积分定理及定积分的相关运算性质求解,必要时运用数形结合的思想求解. 考点1 定积分的计算题组一 用牛顿—莱布尼茨公式求定积分调研1 已知函数1(10)()πcos (0)2x x f x x x +-≤≤⎧⎪=⎨<≤⎪⎩,则π21()d f x x -=⎰A .12 B .1 C .2 D .32【答案】D 【解析】πππ200222101113()d (1)d cos d ()|sin |1222x f x x x x x x x x ---=++=++=+=⎰⎰⎰,故选D.☆技巧点拨☆1.用牛顿—莱布尼茨公式求定积分的步骤(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)把定积分用定积分性质变形为求被积函数为上述函数的定积分; (3)分别用求导公式找到一个相应的原函数; (4)利用牛顿—莱布尼茨公式求出各个定积分的值; (5)计算原始定积分的值. 2.分段函数的定积分分段函数求定积分,可先把每一段函数的定积分求出后再相加. 题组二 用定积分的几何意义求定积分 调研2 计算333(cos )d x x x -=⎰.【答案】0【解析】∵3cos y x x =为奇函数,∴333(cos )d 0x x x -=⎰.调研3 若222d 2mx x x -π--=⎰,则m 等于 A .−1 B .0 C .1D .2【答案】B【解析】由已知可得: 22y x x =--的图象为圆:22(1)1x y ++=对应的上半部分,由定积分的几何意义可得0m =,故选B. ☆技巧点拨☆1.求定积分的三种方法(1)利用定义求定积分(定义法),可操作性不强; (2)利用微积分基本定理求定积分;(3)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.例如,定积分121d x x -⎰的几何意义是求单位圆面积的14,所以120π1d =4x x -⎰.2.奇偶函数的定积分(1)若奇函数y =f (x )的图象在[−a ,a ]上连续,则()d 0aa f x x -=⎰; (2)若偶函数y =g (x )的图象在[−a ,a ]上连续,则0()d 2()d aaag x x g x x -=⎰⎰.考点2 定积分的应用题组一 利用定积分求平面图形的面积 调研1 已知a >0,若曲线y x =、x a =与0y =所围成的封闭区域的面积为2a ,则a =________.【答案】49【解析】由题意322002d |3aa a x x x ==⎰,所以a =49. 调研2 已知{()|,01}1,0x y x y Ω≤≤≤≤=,A 是由直线x =1,y =0和曲线y =x 4所围成的曲边三角形的平面区域,若向平面区域Ω内随机投一点M ,则点M 落在区域A 内的概率为________. 【答案】15【解析】区域Ω对应的是边长为1的正方形,其面积为S =1.区域A 是由直线x =1,y =0和曲线y =x 4围成的曲边三角形,如图中阴影部分,故区域A 的面积为S A =14510011d |55x x x ==⎰.所以点M 落在区域A 内的概率为15. ☆技巧点拨☆利用定积分求平面图形的面积是近几年高考考查定积分的一个重要考查方向,多以选择题、填空题的形式考查.难度一般不大,属中低档题型.常见的题型及其解法如下: 1.利用定积分求平面图形面积的步骤 ①根据题意画出图形;②借助图形确定出被积函数,求出交点坐标,确定积分的上、下限; ③把曲边梯形的面积表示成若干个定积分的和; ④计算定积分,写出答案.注意: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.知图形的面积求参数求解此类题的突破口:画图,一般是先画出它的草图;然后确定积分的上、下限,确定被积函数,由定积分求出其面积,再由已知条件可找到关于参数的方程,从而可求出参数的值. 3.与概率相交汇问题解决此类问题应先利用定积分求出相应平面图形的面积,再用相应概率公式进行计算. 题组二 定积分的物理意义调研3 一列火车在平直的铁轨上行驶,由于遇到紧急情况,火车以速度55()51V t t t=-++(t 的单位:s ,v 的单位:m/s)紧急刹车至停止.在此期间火车继续行驶的距离是 A .55ln 10 mB .55ln 11 mC .(12+55ln 7) mD .(12+55ln 6) m【解析】令55501t t -+=+,注意到t >0,得t =10,即行驶的时间为10 s. 行驶的距离s =1021000551(5)d [555ln(1)]|55ln1112t t t t t t -+=-++=+⎰,即紧急刹车后火车继续行驶的距离为55ln 11 m. ☆技巧点拨☆利用定积分解决变速直线运动问题和变力做功问题时,关键是求出物体做变速直线运动的速度函数和变力与位移之间的函数关系,确定好积分区间,得到积分表达式,再利用微积分基本定理计算即得所求. 强化训练:1.由曲线1xy =与直线y x =,3y =所围成的封闭图形的面积为 A .2ln3-B .ln3C .2D .4ln3-【答案】D2.设()[](]cos ,0,π1,π,2πx x f x x ⎧∈⎪=⎨∈⎪⎩,则()2π0d f x x =⎰A .0B .πC .π-D .π2【答案】B 【解析】由已知得()2πd f x x =⎰π2ππ2π0π0πcos d 1d sin ||πx x x x x +=+=⎰⎰,故选B.3.若π20π22sin d 4n x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭⎰,则2ny y ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中常数项为A .8B .16C .24D .604.已知平面区域(){,|0π,01}x y x y Ω=≤≤≤≤,现向该区域内任意掷点,则该点落在曲线2sin y x =下方的概率是 A .12B .1π C .2πD .π4【答案】A5.已知函数()f x 的部分图象如图所示,向图中的矩形区域随机投出200粒豆子,记下落入阴影区域的豆子数,通过100次这样的试验,算得落入阴影区域的豆子的平均数为66,由此可估计()2d f x x ⎰的值约为A .9925B .9950 C .310D .35【解析】由定积分的几何意义知()2d f x x ⎰的值即为阴影部分面积S ,再由几何概型可知6620023S=⨯,解得9950S =.故本题选B . 6.()22214d x x -+-=⎰___________.【答案】42π+ 【解析】由题意得()2222222214d 1d 4d x x x x x ---+-=+-⎰⎰⎰,令24y x =-,则()2240x y y +=≥,其图象为半圆,且面积为2π,又22221d |4x x --==⎰,所以填42π+. 7.如图所示,在平面直角坐标系内,四边形ABCD 为正方形且点C 坐标为11,2⎛⎫⎪⎝⎭.抛物线Γ的顶点在原点,关于x 轴对称,且过点C .在正方形ABCD 内随机取一点M ,则点M 在阴影区域内的概率为_________.【答案】238.设曲线cos y x =与x 轴、y 轴、直线π6x =围成的封闭图形的面积为b ,若()22ln 2g x x bx kx =--在[)1,+∞上单调递减,则实数k 的取值范围是__________.【答案】[0,)+∞【解析】由题意可知,ππ660π11cos d sin |sinsin 00622b x x x ===-=-=⎰,则()222ln 22ln g x x bx kx x x kx =--=--,()22g x x k x-'=-, 由()22ln 2g x x bx kx =--在[)1,+∞上单调递减,9.2(1)d x x -=⎰.【答案】0 【解析】2220011(1)d ()|42022x x x x -=-=⨯-=⎰.10.曲线2y x =与直线y x =所围成的封闭图形的面积为 . 【答案】16【解析】由题意可得封闭图形的面积为122310011111()d ()|23236x x x x x -=-=-=⎰. 11.执行如图所示的程序框图,输出的T 的值为 .【答案】错误!未找到引用源。
高中数学高考总复习计划定积分及微积分基本定理习题及详解
定积分与微积分根本定理习题一、选择题1.a=2xdx,b=2e x dx,c=2sinxdx,那么a、b、c的大小关系是()000 A.<<B.<<C.<<a D.<<acb abc cb cab2.由曲线y=x2,y=x3围成的封闭图形面积为()练习、设点P在曲线y=x2上从原点到A(2,4)移动,如果把由直线OP,直线y=x2及直线x=2所围成的面积分别记作1,2.如下列图,当1=2时,点P的坐标是()S S S S3.由三条直线x=0、x=2、y=0和曲线y=x3所围成的图形的面积为() A.4D.64.1-1(sin x+1)dx的值为()A.0B.2C .2+2cos1D.2-2cos15.曲线y=cosx(0≤x≤2π)与直线y=1所围成的图形面积是()A.2πB.3πD.π6.函数F(x)=x t(t-4)dt在[-1,5]上()32A.有最大值0,无最小值B.有最大值0和最小值-332C.有最小值-3,无最大值D.既无最大值也无最小值7.等差数列2+n,函数f(x)=x1{a}的前n项和S=2nt dt,假设f(x)<a,那么x的取值范围是()n n31B.(0,21)C.(-11,)D.(0,11)e e e e8.如下列图,在一个长为π,宽为2的矩形OABC内,曲线y=sinx(0≤x≤π)与x轴围成如下列图的阴影局部,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),那么所投的点落在阴影局部的概率是()x+2-2≤x<09.函数f(x)=π的图象与x轴所围成的图形面积S为()2cosx0≤x≤2B.1 C.410.设函数f(x)=x-[x],其中[x]表示不超过x的最大整数,如[-]=-2,[]=1,[1]=1.又函数x ng(x)=-3,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,那么g(x)dx的m值是()54C.-57A.-B.-D.-234611.甲、乙两人进行一项游戏比赛,比赛规那么如下: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),假设关于x的方程x2+2bx+c=0有实根,那么甲获胜,否那么乙获胜,那么在一场比赛中甲获胜的概率为()12.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=x2(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,那么质点落在区域 M内的概率是( )二、填空题13.函数f(x)=3x2+2x+1,假设1-1f(x)dx=2f(a)成立,那么a=________.14.=∫π0(sinx+cos)dx,那么二项式(a x-1)6的展开式中含x2项的系数是________.a2xx15.抛物线y 2=2与直线y=4-x围成的平面图形的面积为________.x16.抛物线y 2=(>0)与直线x=1围成的封闭图形的面积为4,假设直线l与抛物线相切且平行于直线axa32x-y+6=0,那么l 的方程为______.17.函数f(x)=-x3+ax2+bx(a,b∈R)的图象如下列图,它与x轴在原点处相切,且x轴与函数1图象所围成区域(图中阴影局部)的面积为12,那么a的值为________.三、解答题18.如下列图,在区间[0,1]上给定曲线2,试在此区间内确定t的值,使图中阴影局部的面积1 y=x S+S2最小.122xx2221、[答案]D[解析]a=2xdx=2x|0=2,b=2edx=e|0=e-1>2,c=2sinxdx=-cosx|0=1000-cos2∈(1,2),∴c<a<b.y=x22、[答案]A[解析]由y=x3得交点为(0,0),(1,1).∴=1(23=131411 x-x)dxx-x0=.S3412 0练习;[答案]A[解析]设P(t,t2≤t≤2),那么直线OP:y=tx,∴S=t2t32 )(0(tx-x)dx=6;S=120t8t 34416212,(x -tx)dx=3-2t+6,假设S=S,那么t=3,∴P39.3x423、[答案]A[解析]S=2xdx=40=4.4、[答案]B[解析]1(sinx+1)dx=(-cosx+x)|-11=(-cos1+1)-(-cos(-1)-1)=2.5、[答案]A[解析]2π2π=2π.如右图,S=∫0(1-cosx)dx=(x-sinx)|06、[答案]B[解析]F′(x)=x(x-4),令F′(x)=0,得x1=0,x2=4,7322532∵F(-1)=-3,F(0)=0,F(4)=-3,F(5)=-3.∴最大值为0,最小值为-3.7、[答案]D;[解析]f(x)=x1|x=lnx,a=S-S=2111t dt=lnt1-10=11,由lnx<11得,0<x<e.33218、[答案]A[解析]由图可知阴影局部是曲边图形,考虑用定积分求出其面积.由题意得=πSsinxdx=-cosx|πP=S2=1.0=-(cosπ-cos0)=2,再根据几何概型的算法易知所求概率=πS矩形OABC2π9、[答案]C[解析]面积=∫πf()dx=0-2(x+2)dxπ02cosxd=2+2=4.-2+∫S2x2x10、[答案]A[解析]由题意可得,当0<x<1时,[x]=0,f(x)=x,当1≤x<2时,[x]=1,f(x)=x-1,所以当x∈(0,2)时,函数f(x)有一个零点,由函数f(x)与g(x)的图象可知两个函数有4个交点,n4x x245所以m=1,n=4,那么g(x)dx=-3dx=-61=-2.m111、[答案]A;[解析]方程x2+2bx+c=0有实根的充要条件为=4b2-4c≥0,即b2≥c,1b2db01由题意知,每场比赛中甲获胜的概率为p=1×1=3.12、[答案]C ;[解析]如图,正方形面积213|111 1,区域M的面积为S=1x dx=x=,故所求概率p=.3331232113、[答案]-1或3;[解析]∵1-1f(x)dx=1-1(3x +2x+1)dx=(x+x+x)|-1=4,1-211f(x)dx=2f(a),∴6a+4a+2=4,∴a=-1或.14、[答案]-192;[解析]由得aπ0(sinx+cos)dx=(-cosxπ0=(sinπ=∫+sin)|-2x x22π16的展开式中第r+1项是T =(-1)r r6-r×x3-r,令3-r=cos2)-(sin0-cos0)=2,(2x-x)×C×2r+162得,r=1,故其系数为115(-1)×C6×2=-192.15、[答案]18[解析]由方程组y2=2x 解得两交点(2,2)、(8,-4),选y作为积分变量x=y2、y=4-x A B2x=4-y∴S=y2y2y322-4[(4-y)-]dy=(4y--)|-4=18.22616、[答案]16-8y +1=0[解析]由题意知1x2axdx=3,∴a=1,2221设l:y=2x+b代入y =x中,消去y得,4x+(4b-1)x+b=0,由=0得,b=8,∴l方程为16x-8y+1=0.17、[答案]-1[解析]f′(x)=-3x2+2ax+b,∵f′(0)=0,∴b=0,∴f(x)=-x3+ax2,令f(x)=0,得x=0或x=a(a<0).S=-0(32141阴影-x+ax)dx=12a=12,∴a=-1.a2t22318、[解析]由题意得S1=t·t-xdx=3t,2=12d-t 2(1-)=23-t2+1,所以S x x t3t3t=1+2=43-21≤≤1).3t t+(0SSS3t又′(=4t 2-2t=4tt-1,令′(=,得t=1或t=.St)2St)021 1因为当0<t<2时,S′(t)<0;当2<t≤1时,S′(t)>0.所以()在区间,1上单调递减,在区间1t11,1上单调递增.所以,当=时,min=.St222S4。
高考数学Ι轮精品教案及其练习精析《定积分与微积分的基本定理
高考数学Ι轮精品教案及其练习精析《定积分与微积分的基本定理》一、教学目标:1. 理解定积分与微积分的基本定理的概念。
2. 掌握定积分的性质和计算方法。
3. 学会应用基本定理解决实际问题。
二、教学内容:1. 定积分与微积分的基本定理的定义和性质。
2. 定积分的计算方法。
3. 基本定理的应用实例。
三、教学重点与难点:1. 重点:定积分与微积分的基本定理的概念和性质,定积分的计算方法。
2. 难点:基本定理的应用实例。
四、教学方法与手段:1. 采用讲授法,讲解定积分与微积分的基本定理的概念和性质,定积分的计算方法。
2. 使用示例法,展示基本定理的应用实例。
3. 利用多媒体教学,播放相关教学视频,帮助学生更好地理解和掌握知识。
五、教学过程:1. 导入:通过复习微积分的基本概念,引导学生进入本节课的主题——定积分与微积分的基本定理。
2. 讲解:讲解定积分与微积分的基本定理的概念和性质,定积分的计算方法。
3. 示例:展示基本定理的应用实例,让学生理解并掌握基本定理的应用方法。
4. 练习:布置相关的练习题,让学生巩固所学知识。
5. 总结:对本节课的主要内容进行总结,强调重点和难点。
6. 作业:布置课后作业,巩固所学知识。
教学评价:通过课堂讲解、练习和课后作业的完成情况,评价学生对定积分与微积分的基本定理的理解和应用能力。
六、教学资源:1. 教学PPT:包含定积分与微积分的基本定理的定义、性质、计算方法以及应用实例。
2. 练习题库:提供多样的练习题,用于巩固学生对定积分的理解和应用。
3. 教学视频:演示定积分的计算过程和应用实例,帮助学生更直观地理解知识点。
七、教学步骤:1. 回顾微积分基本概念,为新课的学习做好铺垫。
2. 讲解定积分与微积分的基本定理,通过PPT展示相关知识点。
3. 利用示例法,展示基本定理的应用实例,让学生理解并掌握基本定理的应用方法。
4. 分组讨论练习题,学生相互交流解题思路,教师巡回指导。
(复习指导)3.3 定积分与微积分基本定理含解析
3.3 定积分与微积分基本定理必备知识预案自诊知识梳理1.定积分的定义如果函数f (x )的图像在区间[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=1n b -a nf (ξi ),当n →+∞时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫作函数f (x )在区间[a ,b ]上的定积分,记作∫baf (x )d x.2.定积分的几何意义(1)当函数f (x )的图像在区间[a ,b ]上连续且恒有f (x )≥0时,定积分∫baf (x )d x 的几何意义是由直线x=a ,x=b (a ≠b ),y=0和曲线y=f (x )所围成的曲边梯形(图①中阴影部分)的面积.图①图②(2)一般情况下,定积分∫baf (x )d x 的几何意义是介于x 轴、曲线y=f (x )以及直线x=a ,x=b之间的曲边梯形(图②中阴影部分)面积的代数和,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相反数.3.定积分的性质(1)∫ba kf (x )d x= (k 为常数); (2)∫ba [f (x )±g (x )]d x= ;(3)∫baf (x )d x= (其中a<c<b ).4.微积分基本定理一般地,如果f (x )是图像在区间[a ,b ]上连续的函数,并且F'(x )=f (x ),那么∫baf (x )d x= .这个结论叫作微积分基本定理,又叫作牛顿—莱布尼茨公式,其中F(x)叫作f(x)的一个原函数.为了方便,我们常把F(b)-F(a)记作,即∫ba f(x)d x=F(x)|a b=F(b)-F(a).5.定积分在物理中的两个应用(1)变速直线运动的路程: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=∫ba v(t)d t.(2)变力做功:某物体在变力F(x)的作用下,沿着与F(x)相同的方向从x=a移动到x=b时,力F(x)所做的功是W=∫baF(x)d x.1.定积分与曲边梯形的面积的关系:设图中阴影部分的面积为S,则(1)如图(1),S=∫baf(x)d x;(2)如图(2),S=-∫baf(x)d x;(3)如图(3),S=∫ca f(x)d x-∫bcf(x)d x;(4)如图(4),S=∫ba[f(x)-g(x)]d x.2.设函数f(x)在闭区间[-a,a]上连续,则有:(1)若f(x)是偶函数,∫a-a f(x)d x=2∫af(x)d x;(2)若f(x)是奇函数,则∫a-af(x)d x=0.考点自诊1.判断下列结论是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”.(1)若函数y=f(x)的图像在区间[a,b]上连续,则∫ba f(x)d x=∫b a f(t)d t.()(2)若f(x)是图像连续的偶函数,则∫a-a f(x)d x=2∫af(x)d x;若f(x)是图像连续的奇函数,则∫a-af(x)d x=0.()(3)在区间[a,b]上连续的曲线y=f(x)和直线x=a,x=b(a≠b),y=0所围成的曲边梯形的面积S=∫ba|f(x)|d x.() (4)若∫baf(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.()(5)已知质点移动的速度v=10t,则质点从t=0到t=t0所经过的路程是∫t010t d t=5t02.()2.已知函数f(x)={√x,1<x≤4,x|x|,-1≤x≤1,则∫4-1f(x)d x=()A.14B.143C.7D.2123.汽车以v=(3t+2)m/s做变速运动时,在第1 s至2 s之间的1 s内经过的路程是()A.5 mB.112mC.6 mD.132m4.(2020湖南师大附中测试)直线y=4x与曲线y=x3在第一象限内围成的封闭图形的面积为()A.2√2B.4√2C.2D.45.(2020江西南昌模拟)设a>0,若曲线y=√x与直线x=a,y=0所围成的封闭图形的面积为a2,则a=.关键能力学案突破考点定积分的计算【例1】计算下列定积分.(1)∫1(-x2+2x)d x;(2)∫π(sin x-cos x)d x;(3)∫21(e2x+1x)d x;(4)∫π2√1-sin2x d x.?解题心得计算定积分的步骤(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.对点训练1(1)∫3-1(3x2-2x+1)d x;(2)∫21(x-1x)d x;(3)∫π-π(x3cos x)d x;(4)∫2|1-x|d x.考点利用定积分的几何意义求定积分【例2】已知函数f(x)={-x+2,x≤2,√1-(x-3)2,2<x≤4,则定积分∫412f(x)d x的值为()A.9+4π8B.1+4π4C.1+π2D.3+2π4?解题心得当被积函数的原函数不易求,而被积函数的图像与直线x=a,x=b,y=0所围成的曲边图形形状规则,面积易求时,利用定积分的几何意义求定积分.对点训练2(2020四川成都一中测试)∫1-1(√1-x2+sin x)d x=()A.π4B.π2C.πD.π2+2考点定积分的应用(多考向探究)考向1求曲线围成的平面图形的面积【例3】(1)如图所示,曲线y=x2-1,x=2,x=0,y=0围成的阴影部分的面积为() A.∫2|x2-1|d xB.∫21(1-x2)d x+∫1(x2-1)d xC.∫2(x2-1)d xD.∫21(x2-1)d x+∫1(1-x2)d x(2)(2020云南昆明一中测试)如图是函数y=cos2x-5π6在一个周期内的图像,则阴影部分的面积是()A.34B.5 4C.3 2D.32−√34?2已知曲线围成的面积求参数【例4】(2020安徽合肥摸底)由曲线f(x)=√x与y轴及直线y=m(m>0)围成的图形的面积为83,则m的值为()B.3C.1D.8?3定积分在概率中的应用【例5】(2020山西太原联考)如图,在矩形ABCD中的曲线是y=sin x,y=cos x的一部分,点A(0,0),B(π2,0),D(0,1),在矩形ABCD内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是()A.4π(√3-1) B.4π(√2-1) √3-1)π D.4(√2-1)π?4定积分在物理中的应用【例6】(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.在此期间汽车行驶的距离(单位:m)是()A.1+25ln 5B.8+25ln 113C.4+25ln 5D.4+50ln 2(2)一物体在力F (x )={5,0≤x ≤2,3x +4,x >2(单位:N )的作用下沿与力F 相同的方向从x=0处运动到x=4(单位:m)处,则力F (x )做的功为 J .?解题心得1.对于求平面图形的面积问题,应首先画出平面图形的大致图形,然后根据图形特点,选择相应的积分变量及被积函数,并确定被积区间.2.已知图形的面积求参数,一般是先画出它的草图;然后确定积分的上、下限,确定被积函数,由定积分求出其面积,再应用方程的思想建立关于参数的方程,从而求出参数的值.3.与概率相交汇问题.解决此类问题应先利用定积分求出相应平面图形的面积,再用相应概率公式进行计算.4.利用定积分解决变速运动问题和变力做功问题时,关键是求出物体做变速运动的速度函数和变力与位移之间的函数关系,确定好积分区间,得到积分表达式,再利用微积分基本定理计算即得所求.对点训练3(1)如图,由两条曲线y=-x 2,y=-14x 2及直线y=-1所围成的平面图形的面积为 .(2)已知t>1,若∫t1(2x+1)d x=t 2,则t= .(3)如图所示,在一个边长为1的正方形AOBC 内,曲线y=x 3(x>0)和曲线y=√x 围成一个叶形图(阴影部分),向正方形AOBC 内随机投一点(该点落在正方形AOBC 内任何一点是等可能的),则所投的点落在叶形图内部的概率是( )A.512B.16C.14D.13(4)汽车以36 km/h 的速度行驶,到某处需要减速停车,设汽车以加速度a=-2 m/s 2刹车,则从开始刹车到停车,汽车走的距离是 m .(5)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).1.求定积分的方法:(1)利用定义求定积分,可操作性不强. (2)利用微积分基本定理求定积分的步骤如下: ①求被积函数f (x )的一个原函数F (x );②计算F (b )-F (a ).(3)利用定积分的几何意义求定积分. 2.定积分∫baf (x )d x 的几何意义是x 轴、曲线f (x )以及直线x=a ,x=b 围成的曲边梯形的面积的代数和.在区间[a ,b ]上连续的曲线y=f (x )和直线x=a ,x=b (a ≠b ),y=0所围成的曲边梯形的面积S=∫ba |f (x )|d x.1.被积函数若含有绝对值号,应去掉绝对值号,再分段积分.2.若积分式子中有几个不同的参数,则必须分清谁是被积变量.3.定积分式子中隐含的条件是积分上限大于积分下限.4.定积分的几何意义是曲边梯形的面积,但要注意:面积非负,而定积分的结果可以为负.3.3 定积分与微积分基本定理必备知识·预案自诊知识梳理3.(1)k ∫ba f (x )d x(2)∫ba f (x )d x ±∫ba g (x )d x (3)∫c af (x )d x+∫bcf (x )d x4.F (b )-F (a ) F (x )|ab 考点自诊1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√2.B 函数f (x )={√x ,1<x ≤4,x |x |,-1≤x ≤1,则∫4-1f (x )d x=∫1-1x|x|d x+∫41√x d x=0+23x 3214=143.故选B .3.D S=∫21(3t+2)d t=(32t 2+2t) 12=92+2=132.故选D .4.D 由{y =4x ,y =x 3,得x=0或x=2或x=-2(舍),∴S=∫2(4x-x 3)d x=2x 2-14x 402=4.5.49 封闭图形如图阴影部分所示,则∫a√x d x=23x 32 0a =23a 32=a 2,解得a=49.关键能力·学案突破例1解(1)∫1(-x 2+2x )d x=∫1(-x 2)d x+∫12x d x=(-13x 3) 01+(x 2) 01=-13+1=23. (2)∫π0(sinx-cosx )dx=∫π0sinxd x-∫πcos x d x=(-cos x ) π0-sin x π0=2.(3)∫21(e 2x +1x )dx=∫21e 2x dx+∫211x x=12e d 2x12ln x 12=12e+4-12e 2+ln2ln1=e-4-12e 122+ln2. (4)∫π2√1-sin2x dx=∫π2|sinx-cos x|d x=∫π4(cos x-sin x )d x+∫π2π4(sin x-cos x )d x=(sinx+cos x ) 0π4+(-cos x-sin x ) π4π2=√2-1+(-1+√2)=2√2-2.对点训练1解(1)∫3-1(3x 2-2x+1)d x=(x 3-x 2+x )|-13=24. (2)∫21(x -1x )d x=12x 2-ln x 12=32-ln2.(3)因为y=x 3cos x 为奇函数, 所以∫π-π(x 3cos x )d x=0.(4)∫2|1-x|dx=∫1(1-x)dx+∫21(x-1)d x=(x -12x 2) 01+12x 2-x 12=(1-12)-0+12×22-2-12×12-1=1.例2A 因为f (x )={-x +2,x ≤2,√1-(x -3)2,2<x ≤4,所以∫412f (x )dx=∫212(-x+2)dx+∫42√1-(x -3)2d x ,∫212(-x+2)d x=-12x 2+2x122=98. ∫42√1-(x -3)2d x 的几何意义为以(3,0)为圆心,以r=1为半径的圆在x 轴上方的部分,因而S=12×π×12=π2, 所以∫412f (x )d x=98+π2=9+4π8.故选A .对点训练2B ∫1-1(√1-x 2+sin x )d x=∫1-1√1-x 2d x+∫1-1sin x d x ,∵y=sin x 为奇函数,∴∫1-1sin x d x=0. 又∫1-1√1-x 2d x 表示以坐标原点为圆心,以1为半径的圆的上半圆的面积,∴∫1-1√1-x 2d x=π2. ∴∫1-1(√1-x 2+sin x )d x=π2.例3(1)A (2)B (1)由曲线y=x 2-1,直线x=0,x=2和x 轴围成的封闭图形的面积为S=∫1(1-x 2)d x+∫21(x 2-1)d x.根据对称性,它和函数y=|x 2-1|,直线x=0,x=2和x 轴围成的封闭图形的面积相等,如图所示,即S=∫2|x 2-1|d x.(2)阴影部分的面积为S=-∫π6cos 2x-5π6d x+∫2π3π6cos 2x-5π6d x =-12sin 2x-5π60π6+12sin 2x-5π6π62π3= -12sin -π2-12sin -5π6+12sin π2−12sin -π2=14+1=54.故选B .例4A 由题知曲线f (x )=√x 与直线y=m 的交点为(m 2,m ),则∫m 20(m-√x )d x=mx-23x 320m 2=m 3-23m 3=83,解得m=2.例5BS 阴影=2∫π4(cos x-sin x )d x=2[sin x+cos x ] 0π4=2(√2-1),S ABCD =π2×1=π2,由测度比是面积比可得,此点取自阴影部分的概率是P=S 阴影SABCD=2(√2-1)π2=4π(√2-1).故选B .例6(1)C (2)36 (1)由v (t )=7-3t+251+t =0,可得t=4,t=-83(舍去),因此汽车从刹车到停止一共行驶了4s,此期间行驶的距离为∫40v (t )d t=∫47-3t+251+t d t=7t-32t 2+25ln(1+t )04=4+25ln5(m).(2)由题意知,力F (x )所做的功为W=∫42F (x )d x=∫425d x+∫42(3x+4)d x=5×2+32x 2+4x 24=10+32×42+4×4-32×22+4×2=36(J).对点训练3(1)43 (2)2 (3)A (4)25(5)342 (1)由{y =-x 2,y =-1得交点A (-1,-1),B (1,-1).由{y =-14x 2,y =-1得交点C (-2,-1),D (2,-1).所以所求面积S=2∫2(-14x 2+1)−∫1(-x 2+1)=43.(2)∫t1(2x+1)d x=(x 2+x ) 1t =t 2+t-2,从而得方程t 2+t-2=t 2,解得t=2.(3)此题为关于面积的几何概型,边长为1的正方形AOBC 的面积为1,叶形图(阴影部分)的面积S (A )=∫1(√x -x 3)d x=(23x 32-14x 4) 01=512. 所以所求概率P (A )=512.故选A .(4)t=0时,v 0=36km/h=10m/s ,刹车后,汽车减速行驶,速度为v(t)=v 0+at=10-2t ,由v (t )=0得t=5s,所以从刹车到停车,汽车所走过的路程为∫5v(t)dt=∫5(10-2t )d t=(10t-t 2)05=25(m).(5)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=∫101F (x )d x=∫101(x 2+1)d x=(13x 3+x) 110=342(J).。
(山东专用)高考数学一轮复习专题16定积分与微积分基本定理(含解析)
(山东专用)高考数学一轮复习专题16定积分与微积分基本定理(含解析)一、【知识精讲】1.定积分的概念与几何意义 (1)定积分的定义如果函数f (x )在区间[a ,b ]上连续,用分点将区间[a ,b ]等分成n 个小区间,在每个小区间上任取一点ξi (i=1,2,…,n ),作和式∑n i =1f (ξi )Δx =∑n i =1b -a n f (ξi ),当n →∞时,上述和式无限接近于某个常数,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⎠⎛ab f (x )d x =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)定积分的几何意义f (x ) ⎠⎛abf (x )d x 的几何意义f (x )≥0表示由直线x =a ,x =b ,y =0及曲线y =f (x )所围成的曲边梯形的面积f (x )<0表示由直线x =a ,x =b ,y =0及曲线y =f (x )所围成的曲边梯形的面积的相反数f (x )在[a ,b ]上有正有负表示位于x 轴上方的曲边梯形的面积减去位于x 轴下方的曲边梯形的面积2.(1)⎠⎛a b kf (x )d x =k ⎠⎛ab f (x )d x (k 为常数).(2)⎠⎛a b [f 1(x )±f 2(x )]d x =⎠⎛a b f 1(x )d x ±⎠⎛ab f 2(x )d x .(3)⎠⎛ab f (x )d x =⎠⎛ac f (x )d x +⎠⎛cb f (x )d x (其中a <c <b ).3.微积分基本定理一般地,如果f (x )是在区间[a ,b ]上的连续函数,且F ′(x )=f (x ),那么⎠⎛ab f (x )d x =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.可以把F (b )-F (a )记为F (x )⎪⎪⎪b a ,即⎠⎛a b f (x )d x =F (x )⎪⎪⎪ba)=F (b )-F (a ). [微点提醒]函数f (x )在闭区间[-a ,a ]上连续,则有 (1)若f (x )为偶函数,则⎠⎛-a a f (x )d x =2⎠⎛0a f (x )d x .(2)若f (x )为奇函数,则⎠⎛-aa f (x )d x =0. 二、【典例精练】 考点一 定积分的计算【例1】 (1)⎠⎛0π(cos x +1)d x =________.(2) (2012【答案】 (1)π 【解析】(1)⎠⎛0π(cos x +1)d x =(sin x +x )⎪⎪⎪π0=π.(2) 【解法小结】 运用微积分基本定理求定积分时要注意以下几点: (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. 考点二 定积分的几何意义角度1 利用定积分的几何意义计算定积分【例2-1】 (1)计算:⎠⎛01(2x +1-x 2)d x =________.(2) (2013请根据以下材料所蕴含的数学思想方法,计算:.【答案】 (1)π4+1 【解析】 (1)由定积分的几何意义知,⎠⎛011-x 2d x 表示以原点为圆心,以1为半径的圆的面积的14,所以⎠⎛11-x 2d x =π4,又⎠⎛012x d x =x 2⎪⎪⎪10=1,所以⎠⎛01(2x +1-x 2)d x =π4+1.(2)从而得到如下等式:答案角度2 利用定积分计算平面图形的面积【例2-2】 (2014 )A .2 D .4 【答案】D【解法小结】 1.运用定积分的几何意义求定积分,当被积函数的原函数不易找到时常用此方法求定积分. 2.利用定积分求曲边梯形面积的基本步骤:画草图、解方程得积分上、下限,把面积表示为已知函数的定积分(注意:两曲线的上、下位置关系,分段表示的面积之间的关系). 考点三 定积分在物理中的应用【例3】 (1)物体A 以v =3t 2+1(m/s)的速度在一直线l 上运动,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.3B.4C.5D.6(2)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).【答案】 (1)C (2)342【解析】(1)因为物体A 在t 秒内行驶的路程为⎠⎛0t (3t 2+1)d t ,物体B 在t 秒内行驶的路程为⎠⎛0t 10t d t .所以⎠⎛0t (3t 2+1-10t )d t =(t 3+t -5t 2)⎪⎪⎪t0=t 3+t -5t 2=5.整理得(t -5)(t 2+1)=0,解得t =5.(2)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 )d x =⎠⎛110(x 2+1)d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3+x ⎪⎪⎪101=342(J).【解法小结】 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 所经过的位移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 .【思维升华】1.定积分是一个数值(极限值),它的值仅仅取决于被积函数与积分的上、下限,而与积分变量用什么字母表示无关.2.⎠⎛a b f (x )d x 、⎠⎛a b |f (x )|d x 与|⎠⎛ab f (x )d x |在几何意义上有不同的含义,由于被积函数f (x )在闭区间[a ,b ]上可正可负,也就是它的图象可以在x 轴上方、也可以在x 轴下方、还可以在x 轴的上下两侧,所以⎠⎛ab f (x )d x表示由x 轴、函数f (x )的曲线及直线x =a ,x =b (a ≠b )之间各部分面积的代数和;而|f (x )|是非负的,所以⎠⎛a b |f (x )|d x 表示在区间[a ,b ]上所有以|f (x )|为曲边的正曲边梯形的面积;而|⎠⎛a b f (x )d x |则是⎠⎛ab f (x )d x的绝对值,三者的值一般情况下是不相同的. 【易错注意点】1.若定积分的被积函数是分段函数,应分段积分然后求和.2.若积分式子中有几个不同的参数,则必须先分清谁是被积变量.3.定积分的几何意义是曲边梯形的面积,但要注意:面积非负,而定积分的结果可以为负. 三、【名校新题】1.(2019·西安调研)定积分⎠⎛01(2x +e x)d x 的值为( )A.e +2B.e +1C.eD.e -1【答案】C【解析】 ⎠⎛01(2x +e x )d x =(x 2+e x )⎪⎪⎪10)=1+e 1-1=e.2.(2019·郑州模拟)汽车以v =(3t +2) m/s 做变速运动时,在第1 s 至第2 s 之间的1 s 内经过的路程是( ) A.132m B.6 mC.152m D.7 m【答案】A【解析】 s =⎠⎛12(3t +2)d t =⎝ ⎛⎭⎪⎫32t 2+2t ⎪⎪⎪21=32×4+4-⎝ ⎛⎭⎪⎫32+2=10-72=132(m). 3.(2018·青岛月考)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S ,正确的是( ) A.S =⎠⎛02(4x -x 3)d xB.S =⎠⎛02(x 3-4x )d xC.S =⎠⎛02⎝⎛⎭⎪⎫3y -y 4d yD.S =⎠⎛02⎝ ⎛⎭⎪⎫y 4-3y d y【答案】A【解析】 两函数图象的交点坐标是(0,0),(2,8),故对x 积分时,积分上限是2、下限是0,由于在[0,2]上,4x ≥x 3,故直线y =4x 与曲线y =x 3所围成的封闭图形的面积S =⎠⎛02(4x -x 3)d x ⎝⎛⎭⎪⎫同理对y 积分时S =⎠⎛08⎝ ⎛⎭⎪⎫3y -y 4d y .4.(2019·安阳模拟)若a =⎠⎛02x 2d x ,b =⎠⎛02x 3d 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 <b【答案】D【解析】 由微积分基本定理a =⎠⎛02x 2d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3⎪⎪⎪20=83,b =⎠⎛02x 3d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫14x 4⎪⎪⎪20=4,c =⎠⎛02sin x d x =(-cos x )⎪⎪⎪20=1-cos 2<2,则c <a <b .5.(2019届江西九江高三第一次十校联考)M=dx,T=sin 2xdx,则T 的值为( )A. B.- C.-1 D.1【答案】 A【解析】先求出M=6.(2019届山东日照一中第二次质量达标检测)在函数y=cos x,x∈的图象上有一点P(t,cos t),若该函数的图象与x轴、直线x=t,围成图形(如图阴影部分)的面积为S,则函数S=g(t)的图象大致是( )【答案】 B【解析】因为g(t)==,所以图像是B.7.(2019届吉林长春实验中学上学期期中,6)设f(x)=则f(x)dx等于( )A. B. C. D.0【答案】 A【解析】原式=8.(2018山东菏泽第一次模拟)若(n∈N*)的展开式中含有常数项,且n的最小值为a,则dx=( )A.36πB.C.D.25π【答案】 C【解析】可求出a=5,由定积分的几何意义知:所求定积分为半径为5的半圆的面积,为.9.(荆州市2019届高三联考)已知函数234567()1234567x x x x x xf x x=+-+-+-+,若函数()(3)h x f x=-的零点都在区间(,)(,,)a b a b a b Z <∈内,当b a -取最小值时,(21)bax dx -⎰等于( )A .3B .4C .5D .6【答案】:B 【解析】234562326326()1(1)(1)(1)(1)f x x x x x x x x x x x x x x x x x '=-+-+-+=-+--++=--++,可知当1x ≤时,()0f x '>成立,又2345624232()11(1)(1)1(1)(1)f x x x x x x x x x x x x x x x x x '=-+-+-+=--++-+=+--+,可知当1x >时,()0f x '>成立,所以对任意R x ∈,()0f x '>,()f x 单调递增,所以函数()f x 只有一个零点,(0)10f =>,111111(1)0234567f -=------<,所以()f x 的零点位于区间(1,0)-,所以函数 ()(3)h x f x =-的零点位于区间(2,3),即2,3a b ==,所以32(21)(21)bax dx x dx -=-⎰⎰322()624x x =-=-=10.(2019·昆明诊断)若⎠⎛a0x 2d x =9,则常数a 的值为________.【答案】-3【解析】 ⎠⎛a0x 2d x =13x 3⎪⎪⎪0a =-13a 3=9,∴a 3=-27,a =-3.11.(2019·济南模拟)设a >0,若曲线y =x 与直线x =a ,y =0所围成封闭图形的面积为a 2,则a =________. 【答案】49【解析】封闭图形如图所示,则⎠⎛0a x d x =23x 32⎪⎪⎪a0=23a 32-0=a 2,解得a =49.12.(2019·广州调研)设f (x )=⎩⎨⎧1-x 2,x ∈[-1,1),x 2-1,x ∈[1,2],则⎠⎛-12f (x )d x 的值为________.【答案】π2+43【解析】 ⎠⎛-12f (x )d x =⎠⎛-111-x 2d x +⎠⎛12(x 2-1)d x=12π×12+⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-x ⎪⎪⎪21=π2+43. 13.(2019·长春模拟)在平面直角坐标系xOy 中,将直线y =x 与直线x =1及x 轴所围成的图形绕x 轴旋转一周得到一个圆锥,圆锥的体积V 圆锥=⎠⎛01πx 2d x =π3x 3⎪⎪⎪10=π3.据此类比:将曲线y =2 ln x 与直线y =1及x 轴、y 轴所围成的图形绕y 轴旋转一周得到一个旋转体,该旋转体的体积V =________.【答案】π(e-1)【解析】 类比已知结论,将曲线y =2ln x 与直线y =1及x 轴、y 轴所围成的图形绕y 轴旋转一周得到旋转体的体积应为一定积分,被积函数为π(e y2)2=πe y ,积分变量为y ,积分区间为[0,1],即V =⎠⎛01πe yd y=πe y ⎪⎪⎪1=π(e-1).14.(2019届安徽皖南八校第一次联考)用min{a,b}表示a,b 两个数中的最小数,设f(x)=min ,则由函数f(x)的图象,x 轴,直线x=和直线x=2所围成的封闭图形的面积为 . 【答案】+ln 2【解析】S=.15.(2019届江西新余第四中学月考)由x=-,x=,y=0,y=cos x 四条曲线所围成的封闭图形的面积为 . 【答案】【解析】因为函数y=在上为偶函数,所以所求面积S=216.(黄山市普通高中2019届高三“八校联考”)二项式636ax ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭的展开式中5x 的系数为3,则0axdx =⎰________.【答案】【解析】由题意可求出a=0axdx =⎰=。
定积分与微积分基本定理高考数学复习最新版
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【解析】 由yy= =xx2得yx==00或yx==11, ∴S=1(x-x2)dx,故选 B.
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【答案】 B
3.设 f(x)=x22x (( x<x≥ 0)0),则- 1 1f(x)dx 的值是(
)
A.1 x2dx -1
-1
【解析】 ∵(13x3-cos x)′=x2+sin x,
∴1
(x2+sin x)dx=(13x3-cos x)|1-1=23.
-1
【答案】
2 3
π (1)(2013·佛山质检)若∫ 2 0(sin x+acos x)dx=2,则
实数 a 等于( )
A.-1
B.1
C. 3
D.- 3
•第十三节 定积分与微积分基本定理
•1.定积分的概念与性质 •(1)定积分的定义: •如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,用分点a =x0<x1<…<xi-1<xi<…<xn=b将区间[a,b]等 分成n个小区间,在每个小区间[xi-1,xi]上任 取一点ξi(i=1,2,…,n),作
•和式 _______________________________
(3)定积分的基本性质
kbf(x)dx
①bkf(x)dx=______a ________.(k 为常数) a
②b[f1(x)±f2(x)]dx=______ab_f1_(_x_)d_x_±___ab_f2_(_x_)_d_x___.
a
c
f(x)dx
③bf(x)dx=____a________+bf(x)dx(其中 a<c<b).
=(x-12x2)|10+(12x2-x)|21=1.
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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·日照模考)a =⎠⎛02x d x ,b =⎠⎛02e x d 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 <b[答案] D[解析] a =⎠⎛02x d x =12x 2|02=2,b =⎠⎛02e x d x =e x |02=e 2-1>2,c =⎠⎛02sin x d x =-cos x |02=1-cos2∈(1,2),∴c <a <b .2.(2010·理,7)由曲线y =x 2,y =x 3围成的封闭图形面积为( ) A.112 B.14C.13D.712[答案] A[解析] 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x2y =x 3得交点为(0,0),(1,1).∴S =⎠⎛01(x 2-x 3)d x =⎪⎪⎝⎛⎭⎫13x 3-14x 401=112. [点评] 图形是由两条曲线围成的时,其面积是上方曲线对应函数表达式减去下方曲线对应函数表达式的积分,请再做下题:(2010·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.⎝⎛⎭⎫45,169 C.⎝⎛⎭⎫43,157D.⎝⎛⎭⎫45,137[答案] A [解析] 设P (t ,t 2)(0≤t ≤2),则直线OP :y =tx ,∴S 1=⎠⎛t (tx -x 2)d x =t 36;S 2=⎠⎛t2(x 2-tx )d x =83-2t +t 36,若S 1=S 2,则t =43,∴P ⎝⎛⎭⎫43,169. 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 .4 B.43C.185D .6[答案] A [解析] S =⎠⎛2x 3d x =⎪⎪x 4402=4.4.(2010·省考试院调研)⎠⎛1-1(sin x +1)d x 的值为( )A .0B .2C .2+2cos1D .2-2cos1[答案] B[解析] ⎠⎛1-1(sin x +1)d x =(-cos x +x )|-11=(-cos1+1)-(-cos(-1)-1)=2.5.曲线y =cos x (0≤x ≤2π)与直线y =1所围成的图形面积是( ) A .2π B .3π C.3π2D .π[答案] A [解析] 如右图, S =∫02π(1-cos x )d x =(x -sin x )|02π=2π.[点评] 此题可利用余弦函数的对称性①②③④面积相等解决,但若把积分区间改为⎝⎛⎭⎫π6,π,则对称性就无能为力了. 6.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 [答案] B[解析] F ′(x )=x (x -4),令F ′(x )=0,得x 1=0,x 2=4, ∵F (-1)=-73,F (0)=0,F (4)=-323,F (5)=-253.∴最大值为0,最小值为-323.[点评] 一般地,F (x )=⎠⎛0x φ(t )d t 的导数F ′(x )=φ(x ).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 的取值围是( )A.⎝⎛⎭⎫36,+∞ B .(0,e 21) C .(e -11,e )D .(0,e 11)[答案] D[解析] f (x )=⎠⎛1x 1td t =ln t |1x =ln x ,a 3=S 3-S 2=21-10=11,由ln x <11得,0<x <e 11.8.(2010·一中)如图所示,在一个长为π,宽为2的矩形OABC ,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 随机投一点(该点落在矩形OABC 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.π4[答案] A[解析] 由图可知阴影部分是曲边图形,考虑用定积分求出其面积.由题意得S =⎠⎛0πsin x d x =-cos x |0π=-(cosπ-cos0)=2,再根据几何概型的算法易知所求概率P =S S 矩形OABC=22π=1π. 9.(2010·质检)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2(-2≤x <0)2cos x (0≤x ≤π2)的图象与x 轴所围成的图形面积S 为( ) A.32B .1C .4D.12[答案] C[解析] 面积S =∫π2-2f (x )d x =⎠⎛0-2(x +2)d x +∫π202cos x d x =2+2=4.10.(2010·二十中)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 .-76[答案] A[解析] 由题意可得,当0<x <1时,[x ]=0,f (x )=x ,当1≤x <2时,[x ]=1,f (x )=x -1,所以当x ∈(0,2)时,函数f (x )有一个零点,由函数f (x )与g (x )的图象可知两个函数有4个交点,所以m =1,n =4,则⎠⎛mn g (x )d x =⎠⎛14⎝⎛⎭⎫-x 3d x =⎪⎪-x 2614=-52.11.(2010·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.34[答案] A[解析] 方程x 2+2bx +c =0有实根的充要条件为Δ=4b 2-4c ≥0,即b 2≥c ,由题意知,每场比赛中甲获胜的概率为p =⎠⎛01b 2db 1×1=13.12.(2010·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 的概率是( )A.12B.14C.13D.25[答案] C[解析] 如图,正方形面积1,区域M 的面积为S =⎠⎛01x 2d x=13x 3|01=13,故所求概率p =13. 二、填空题13.(2010·十二中)已知函数f (x )=3x 2+2x +1,若⎠⎛1-1f (x )d x =2f (a )成立,则a =________.[答案] -1或13[解析] ∵⎠⎛1-1f (x )d x =⎠⎛1-1(3x 2+2x +1)d x =(x 3+x 2+x )|-11=4,⎠⎛1-1f (x )d x =2f (a ),∴6a 2+4a +2=4,∴a =-1或13.14.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________.[答案] -192[解析] 由已知得a =∫π20(sin x +cos x )d x =(-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 6r ×26-r ×x 3-r ,令3-r =2得,r =1,故其系数为(-1)1×C 61×25=-192.15.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 =⎠⎛2-4[(4-y )-y 22]dy =(4y -y 22-y 36)|-42=18.16.(2010·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______.[答案] 16x -8y +1=0[解析] 由题意知⎠⎛01ax d x =23,∴a =1,设l :y =2x +b 代入y 2=x 中,消去y 得, 4x 2+(4b -1)x +b 2=0, 由Δ=0得,b =18,∴l 方程为16x -8y +1=0.17.(2010·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________.[答案] -1[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(-x 3+ax 2)d x =112a 4=112,∴a =-1.三、解答题18.如图所示,在区间[0,1]上给定曲线y =x 2,试在此区间确定t 的值,使图中阴影部分的面积S 1+S 2最小.[解析] 由题意得S 1=t ·t 2-⎠⎛0t x 2d x =23t 3,S 2=⎠⎛t1x 2d x -t 2(1-t )=23t 3-t 2+13,所以S =S 1+S 2=43t 3-t 2+13(0≤t ≤1).又S ′(t )=4t 2-2t =4t ⎝⎛⎭⎫t -12, 令S ′(t )=0,得t =12或t =0.因为当0<t <12时,S ′(t )<0;当12<t ≤1时,S ′(t )>0.所以S (t )在区间⎣⎡⎦⎤0,12上单调递减,在区间⎣⎡⎦⎤12,1上单调递增. 所以,当t =12时,S min =14.。