定积分与微积分练习题及答案
一、选择题:
1如图,阴影部分面积等于( )
A .2 3
B .2- 3 C.323 D.35
3
[答案] C
[解析] 图中阴影部分面积为
S =??-31 (3-x2-2x)dx =(3x -13x3-x2)|1-3=32
3.
2.??0
24-x2dx =( )
A .4π
B .2π
C .π
D.π2
[答案] C
[解析] 令y =4-x2,则x2+y2=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 =1
4
×π×22=π.
3.(2012·山东日照模拟)向平面区域Ω={(x ,y)|-π4≤x≤π
4,0≤y≤1}内随机投掷一点,该
点落在曲线y =cos2x 下方的概率是( )
A.π
4
B.12
C.π
2
-1
D.2π
[答案] D[解析] 平面区域Ω是矩形区域,其面积是
π
2
,在这个区
4.设f(x)=?
???
?
x2, x ∈[0,1],2-x ,x ∈[1,2],则
2
?
f(x)dx 等于 ( )
A.34
B.45
C.5
6 D .不存在
解析:数形结合,
2
?
f(x)dx=
1
?
x2dx+
2
1
?
(2-x)dx
=
321211(2)3021x x x +-=3115(422)326x +--+=
.答案:C 5.如图,函数y =-x2+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.4
3
C. 3 D .2
解析:函数y =-x2+2x +1与y =1的两个交点为(0,1)和(2,1),所以闭合图形的面积等于
2
?
(-x2+2x +1-1)dx =
2
?
(-x2+2x)dx =4
3
.答案:B
6.(2010·烟台模拟)若y =
x
?
(sint +costsint)dt ,则y 的最大值是 ( )
A .1
B .2
C .-7
2 D .0
解析:y =
x
?
(sint +costsint)dt =
x
?
(sint +1
2
sin2t)dt
=(-cost -14cos2t)0x
=-cosx -14cos2x +54=-cosx -14(2cos2x -1)+54=-12cos2x -cosx +32=-1
2
(cosx +1)2+2≤2. 答案:B
7.(2010·惠州模拟)??0
2(2-|1-x|)dx =________.[答案] 3
[解析] ∵y =?
????
1+x 0≤x≤1
3-x 1 =(x +12x2)|10+(3x -12x2)|21=32+3 2 =3. 8.(2012·太原模拟)已知(xlnx)′=lnx +1,则??1e lnxdx =( ) A .1 B .e C .e -1 D .e +1 [答案] A[解析] 由(xlnx)′=lnx +1,联想到(xlnx -x)′=(lnx +1)-1=lnx ,于是??1e lnxdx =(xlnx -x)|e 1=(elne -e)-(1×ln1-1)=1. 9.若函数f(x)=???? ? -x -1 -,π 2,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+π 4 B.12 C .1 D.3 2 [答案] D[解析] 由图可知a =12+???0 π2cosxdx =12+sinx|π20=3 2. 二、填空题: 1.已知函数y =x2与y =kx(k >0)的图象所围成的阴影部分 (如图所示)的面积为4 3 ,则k =________. 解析:直线方程与抛物线方程联立先求出积分区间为[0,k], 再由 k ? (kx -x2)dx =(kx22-x33)0k =k36=4 3 求得k =2.答案:2 2.如图,设点P 从原点沿曲线y =x2向点A(2,4)移动, 记直线OP 、曲线y =x2及直线x =2所围成的面积 分别记为S1,S2,若S1=S2,则点P 的坐标为________. 解析:设直线OP 的方程为y =kx, P 点的坐标为(x ,y), 则 x ? (kx -x2)dx = 2x ? (x2-kx)dx , 即(12kx2-13x3)0x =(13x3-12kx2)2 x , 解得12kx2-13x3=83-2k -(13x3-1 2 kx2), 解得k =43,即直线OP 的方程为y =43x ,所以点P 的坐标为(43,169).答案:(43,169) 3.一辆汽车的速度—时间曲线如图所示,则该汽车在这一分钟内行驶的路程为_______米. 解析:据题意,v 与t 的函数关系式如下: v =v(t)=????? 3 2t ,0≤t <20, 50-t ,20≤t <40, 10, 40≤t≤60. 所以该汽车在这一分钟内所行驶的路程为 s = 60 ()d v t t ? = 20 3d 2t t ? +4020(50)d t t -?+60 4010d t ?=34t2200+(50t -12 t2) 4020+10t 40 20=900米.答案: 900 4.已知函数f(x)=3x2+2x +1,若??-11f(x)dx =2f(a)成立,则a =________. 解析:??-1 1 (3x2+2x +1)dx =(x3+x2+x)| 1-1=4, 所以2(3a2+2a +1)=4,即3a2+2a -1=0,解得a =-1或a =13.答案:-1或1 3 5.(2010·温州模拟)若f(x)是一次函数,且1 ? f(x)dx =5, 1 ? xf(x)dx = 17 6 ,那么2 1 ? f(x)x dx 的值是________. 解析:∵f(x)是一次函数,∴设f(x)=ax +b(a≠0),由1 ? (ax +b)dx =5得(12 ax2+bx)1 0= 1 2 a + b =5, ①由1 ? xf(x)dx = 17 6 得1 ? (ax2+bx)dx = 17 6 ,即 (13ax3+12bx2) 1 0=17 6,∴13a +12b =176 ,②解①②得a =4,b =3,∴f(x)=4x +3, 于是 2 1 ? f(x) x dx =2 1 ? 4x +3 x dx =2 1 ? (4+3x )dx =(4x +3lnx)2 1=8+3ln2-4=4+3ln2. 答案:4+3ln2 6.抛物线y2=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? ???? y2=2x ,y =4-x ,解得两交点A(2,2)、B(8,-4),选y 作为积分变量x =y2 2、 x =4-y , ∴S =??-4 2 [(4-y)-y22]dy =(4y -y22-y3 6)|2-4=18. 7.如果??01f(x)dx =1,??02f(x)dx =-1,则??12f(x)dx =________. 解析:∵??02f(x)dx =??01f(x)dx +??1 2f(x)dx , ∴??12f(x)dx =??02f(x)dx -??0 1f(x)dx =-1-1=-2.答案:-2 8.设函数f(x)=ax2+c(a≠0),若??01f(x)dx =f(x0),0≤x0≤1,则x0的值为________. [答案] 33 [解析] ??01f(x)dx =??01(ax2+c)dx =(ax33+cx)|10=a 3+c ,故a 3+c =ax20+c ,即ax20=a 3, 又a≠0,所以x20=13,又0≤x0≤1,所以x0=33.故填3 3 . 9.(2010·安徽合肥质检)抛物线y2=ax(a>0)与直线x =1围成的封闭图形的面积为4 3,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??01axdx =2 3,∴a =1, 设l :y =2x +b 代入y2=x 中,消去y 得, 4x2+(4b -1)x +b2=0,由Δ=0得,b =1 8, ∴l 方程为16x -8y +1=0. 10.设n =??12(3x2-2)dx ,则(x -2 x )n 展开式中含x2项的系数是________. [答案] 40 [解析] ∵(x3-2x)′=3x2-2,∴n =??12(3x2-2)dx =(x3-2x)|21 =(23-2×2)-(1-2)=5.∴(x - 2x )5的通项公式为Tr +1=Cr 5x5-r(-2 x )r =(-2)rCr 5x 5- 3r 2 ,令5-3r 2 =2,得r =2, ∴x2项的系数是(-2)2C25=40. 三、解答题: 1.计算以下定积分: (1) 2 1 ? (2x2-1 x )dx ;(2) 32 ? (x +1 x )2dx ;(3) 30 π ? (sinx -sin2x)dx ; (4) 1 1 -? |x|dx; (5)??0 πcos2x 2dx ; 解:(1) 2 1 ? (2x2-1x )dx =(23 x3-lnx)2 1 =163-ln 2-23= 14 3 -ln 2. (2) 32 ? (x + 1 x )2dx =32 ? (x +1 x +2)dx =(12x2+lnx +2x)3 2=(9 2+ln 3+6)-(2+ln 2+4)=ln 32+92 . (3) 3 π ? (sinx -sin2x)dx =(-cosx +12 cos2x)3 0π =(-12-14)-(-1+12)=-1 4 . (4)??1-1|x|dx =2??0 1xdx =2×12x2|10=1. (5)??0πcos2x 2dx =??0π1+cosx 2dx =12x|π0+12sinx|π0=π 2 2.设y =f(x)是二次函数,方程f(x)=0有两个相等的实根,且f′(x)=2x -2. (1)求y =f(x)的表达式; (2)求y =f(x)的图象与两坐标轴所围成图形的面积. 解:(1)设f(x)=ax2+bx +c(a≠0),则f′(x)=2ax +b.又f′(x)=2x -2, 所以a =1,b =-2,即f(x)=x2-2x +c. 又方程f(x)=0有两个相等实根,所以Δ=4-4c =0,即c =1.故f(x)=x2-2x +1. (2)依题意,所求面积为 S =??0 1(x2-2x +1)dx =(13x3-x2+x)|10=1 3. 3.已知f(x)为二次函数,且f(-1)=2,f′(0)=0,??01f(x)dx =-2. (1)求f(x)的解析式; (2)求f(x)在[-1,1]上的最大值与最小值. 解:(1)设f(x)=ax2+bx +c(a≠0), 则f′(x)=2ax +b. 由f(-1)=2,f′(0)=0,得????? a -b +c =2b =0,即????? c =2-a b =0 . ∴f(x)=ax2+(2-a). 又??01f(x)dx =??01 [ax2+(2-a)]dx =[13ax3+(2-a)x]|10=2-23 a =-2. ∴a =6,∴c =-4.从而f(x)=6x2-4. (2)∵f(x)=6x2-4,x ∈[-1,1], 所以当x =0时,f(x)min =-4;当x =±1时,f(x)max =2. 4.设f(x)= 1 ? |x2-a2|dx. (1)当0≤a≤1与a >1时,分别求f(a); (2)当a≥0时,求f(a)的最小值. 解:(1)0≤a≤1时, f(a)= 1 ? |x2-a2|dx = a ? (a2-x2)dx + 1 a ? (x2-a2)dx =(a2x -13x3)0a +(x33-a2x)1 a =a3-13a3-0+0+13-a2-a33+a3 =43a3-a2+1 3. 当a >1时, f(a)= 1 ? (a2-x2)dx =(a2x -13 x3)1 0=a2-13 . ∴f(a)=32 241(0),331(>311). a a a a a ?-+??? ?-?? ≤≤ (2)当a >1时,由于a2-1 3在[1,+∞)上是增函数,故f(a)在[1,+∞)上的最小值是f(1) =1-13=23 . 当a ∈[0,1]时,f′(a)=4a2-2a =2a(2a -1),由f′(a)>0知:a >1 2或a <0, 故在[0,12]上递减,在[12,1]上递增.因此在[0,1]上,f(a)的最小值为f(12)=1 4. 综上可知,f(x)在[0,+∞)上的最小值为1 4 . 5.有一条直线与抛物线y =x2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4 3 ,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 ,a2),B(b ,b2),不妨设a b2-a2 b -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 =??a b [(a +b)x -ab -x2]dx =(a +b 2x2-abx - x33)|b a =16(b -a)3,∴16(b -a)3=4 3 , 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 =a2+b2 2 .将b -a =2代入得? ???? x =a +1, y =a2+2a +2.消去a 得y =x2+1. ∴线段AB 的中点P 的轨迹方程为y =x2+1. 6.如图所示,在区间[0,1]上给定曲线y =x2,试在此区间内确定t 的值,使图中阴影部分的面积S1+S2最小. [解析] 由题意得S1=t·t2-??0t x2dx =2 3t3, S2=??t 1x2dx -t2(1-t)=23t3-t2+1 3, 所以S =S1+S2=43t3-t2+1 3(0≤t≤1). 又S′(t)=4t2-2t =4t ????t -1 2, 令S′(t)=0,得t =1 2 或t =0. 因为当0 2 所以S(t)在区间????0,12上单调递减,在区间????1 2,1上单调递增. 所以,当t =12时,Smin =1 4. 第六章 定积分的应用 习题 6-2 (A) 1. 求下列函数与 x 轴所围部分的面积: ] 3,0[,86)1(2+-=x x y ] 3,0[, 2)2(2x x y -= 2. 求下列各图中阴影部分的面积: 1. 图 6-1 3.求由下列各曲线围成的图形的面积: ; 1,)1(===-x e y e y x x 与 ; )0(ln ,ln ,0ln )2(>>====a b b y a y x x y 与 ;0,2)3(2==-=y x y x x y 与 ; )1(,2)4(22--==x y x y ;0,2)1(4)5(2=-=-=y x y x y 与 ; 2,)6(2x y x y x y ===与 ; )0(2sin ,sin 2)7(π≤≤==x x y x y ; 8,2 )8(222 (两部分都要计算)=+=y x x y 4.的图形的面积。 所围成与直线求由曲线e x e x y x y ====-,,0ln 1 5.的面积。处的切线所围成的图形和及其在点求抛物线)0,3()3,0(342--+-=x x y 6.的面积。处的法线所围成的图形及其在点求抛物线),2 (22p p px y = 7.形的面积。与两坐标轴所围成的图求曲线a y x =+ 8.所围图形的面积。求椭圆 12 2 2 2 =+ b y a x 9.。与横轴所围图形的面积(的一拱求由摆线)20)cos 1(),sin (π≤≤-=-=t t a y t t a x 10.轴之间的图形的面积。的切线的左方及下方与由该曲线过原点求位于曲线x e y x = 11.求由下列各方程表示的曲线围成的图形的面积: ;)0(sin 2)1(>=a a θρ ; )0()cos 2(2)2(>+=a a θρ ; 2cos 2)3(2(双纽线)θρ= 抛物体的体积。 轴旋转,计算所得旋转 所围成的图形绕及直线把抛物线x x x x ax y )0(4.12002>== 体的体积。 旋转轴旋转,计算所得两个轴及所围成的图形,分别绕由y x y x x y 0,2,.133=== 14.求下列已知曲线所围成的图形,按指定的轴旋转所产生的旋转体的体积: ;,0,,0)1(轴绕与x y a x x a x ch a y ==== ;,2sin )2(轴绕与x x y x y π = = ; ,)2 0(cos sin )3(轴绕与x x x y x y π ≤≤== ; 0,2,ln )4(轴绕与y y x x y === ;0,2)5(2轴绕与y y x y x x y ==-= ; , 16)5()6(22轴绕y y x =+- 。产生的旋转体的体积旋转 轴绕轴所围的图形处的切线和及其在求由抛物线x x x y )2,0()1(4.152-= 积。轴旋转所得旋转体的体所围图形绕求x y x y x 2223,4.16≥ ≤+ 求其体积。 , 图面都是等边三角形为底,垂直于长轴的截一立体以椭圆)26(125 100.1722 -≤+y x 不定积分练习题 2 11sin )_________ 2 x d x -=?一、选择题、填空题:、( 2 2()(ln )_______x e f x x f x dx =?、若是的原函数,则: 3sin (ln )______x d x =?、 2 2 2 4()(tan )sec _________; 5(1,1)________; 6'()(),'()_________;1() 7(),_________;1 8()arcsin ,______() x x x e f x f x xd x d x y x x F x f x f a x b d x f e f x d x c d x x e xf x d x x c d x f x --===+== +==+=?? ??? ? ? 、已知是的一个原函数,则、在积分曲线族 中,过点的积分曲线是、则、设则、设 则____; 9'(ln )1,()________; 10()(,)(,)()______;()()()()11()sin sin ,()______; 12'()(),'()(),()_____()() ()() ()(f x x f x f x a b a b f x A B C D xf x d x x x xd x f x F x f x x f x f x d x A F x B x C x κ??=+== - = ===???、则、若在内连续,则在内必有导函数必有原函数必有界 必有极限 、若 则、若则)()()()c D F x x c ?+++ 13()[()]() ()[()]()() ()() () ()()d A d f x dx f x B f x dx f x dx d x C df x f x D df x f x c === = +????、下列各式中正确的是: (ln )14(),_______ 11() ()ln () () ln x f x f x e dx x A c B x c C c D x c x x -==++-+-+? 、设则: 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 =?? ?0 1(x 2-x )d x B .S =?? ?0 1 (x -x 2)d x C .S =?? ?0 1 (y 2-y )d y D .S =??? 1 (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 =?? ?0 1 (x -x 2)d x . 2.如图,阴影部分面积等于( ) A .2 3 B .2-3 [答案] C [解析] 图中阴影部分面积为 S =??? -3 1 (3-x 2 -2x )d x =(3x -1 3x 3-x 2)|1 -3=32 3. 4-x 2d x =( ) A .4π B .2π C .π [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 =1 4×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:车在某段时间内行驶的路程就是该时间段内速度函数的定积 第4章不定积分 习题4-1 1.求下列不定积分: 知识点:直接积分法的练习——求不定积分的基本方法。 思路分析:利用不定积分的运算性质和基本积分公式,直接求出不定积分! ★(1) 思路: 被积函数52 x - =,由积分表中的公式(2)可解。 解: 53 2 2 23x dx x C -- ==-+? ★(2)dx ? 思路:根据不定积分的线性性质,将被积函数分为两项,分别积分。 解:1 14111 33322 23 ()2 4dx x x dx x dx x dx x x C - - =-=-=-+???? ★(3)2 2x x dx +? () 思路:根据不定积分的线性性质,将被积函数分为两项,分别积分。 解:2 2 3 2122ln 23 x x x x dx dx x dx x C +=+=++? ??() ★(4) 3)x dx - 思路:根据不定积分的线性性质,将被积函数分为两项,分别积分。 解: 3153 22 222 3)325 x dx x dx x dx x x C -=-=-+?? ★★(5)422 331 1 x x dx x +++? 思路:观察到422 223311311 x x x x x ++=+++后,根据不定积分的线性性质,将被积函数分项, 分别积分。 解:4223 2233113arctan 11x x dx x dx dx x x C x x ++=+=++++??? ★★(6)2 2 1x dx x +? 思路:注意到22222 111 1111x x x x x +-==-+++,根据不定积分的线性性质,将被积函数分项,分别积分。 解:2221arctan .11x dx dx dx x x C x x =-=-+++??? 注:容易看出(5)(6)两题的解题思路是一致的。一般地,如果被积函数为一个有理的假分式, 通常先将其分解为一个整式加上或减去一个真分式的形式,再分项积分。 ★(7)x dx x x x ? 34134 (- +-)2 思路:分项积分。 解:3411 342x dx xdx dx x dx x dx x x x x --=-+-?????34134(- +-)2 223134 ln ||.423 x x x x C --=--++ ★ (8)23( 1dx x -+? 思路:分项积分。 解 :2231( 323arctan 2arcsin .11dx dx x x C x x =-=-+++? ? ★★ (9) 思路 =? 111 7248 8 x x ++==,直接积分。 解 : 715 8 88 .15x dx x C ==+? ★★(10) 221 (1)dx x x +? 思路:裂项分项积分。 解: 222222 111111 ()arctan .(1)11dx dx dx dx x C x x x x x x x =-=-=--++++???? ★(11)21 1 x x e dx e --? 解:21(1)(1) (1).11 x x x x x x x e e e dx dx e dx e x C e e --+==+=++--??? ★★(12)3x x e dx ? 1.4定积分与微积分基本定理练习题及答案 1.(2011·一中月考)求曲线y =x2与y =x 所围成图形的面积,其中正确的是( ) A .S =??01(x2-x)dx B .S =??01(x -x2)dx C .S =??01(y2-y)dy D .S =??01(y -y)dy [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. [解读] 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 ≥x2,故函数y =x2与y =x 所围成图形的面积S =??0 1(x -x2)dx. 2.(2010·日照模考)a =??02xdx ,b =??02exdx ,c =??02sinxdx ,则a 、b 、c 的大小关系是 ( ) A .a 第六章 定积分的应用 (A ) 1、求由下列各曲线所围成的图形的面积 1)2 2 1x y =与822=+y x (两部分都要计算) 2)x y 1 =与直线x y =及2=x 3)x e y =,x e y -=与直线1=x 4)θρcos 2a = 5)t a x 3 cos =,t a y 3 sin = 1、求由摆线()t t a x sin -=,()t a y cos 1-=的一拱()π20≤≤t 与横轴所围成的图形的 面积 2、求对数螺线θ ρae =()πθπ≤≤-及射线πθ=所围成的图形的面积 3、求由曲线x y sin =和它在2 π= x 处的切线以及直线π=x 所围成的图形的面积和它绕 x 轴旋转而成的旋转体的体积 4、由3 x y =,2=x ,0=y 所围成的图形,分别绕x 轴及y 轴旋转,计算所得两旋转体 的体积 5、计算底面是半径为R 的圆,而垂直于底面上一条固定直径的所有截面都是等边三角形的 立体体积 6、计算曲线()x y -=33 3 上对应于31≤≤x 的一段弧的长度 7、计算星形线t a x 3 cos =,t a y 3 sin =的全长 8、由实验知道,弹簧在拉伸过程中,需要的力→ F (单位:N )与伸长量S (单位:cm )成 正比,即:kS =→ F (k 是比例常数),如果把弹簧内原长拉伸6cm , 计算所作的功 9、一物体按规律3 ct x =作直线运动,介质的阻力与速度的平方成正比,计算物体由0 =x 移到a x =时,克服介质阻力所作的功 10、 设一锥形储水池,深15m ,口径20m ,盛满水,将水吸尽,问要作多少功? 11、 有一等腰梯形闸门,它的两条底边各长10cm 和6cm ,高为20cm ,较长的底边与水 面相齐,计算闸门的一侧所受的水压力 12、 设有一长度为λ,线密度为u 的均匀的直棒,在与棒的一端垂直距离为a 单位处 有一质量为m 的质点M ,试求这细棒对质点M 的引力 (B) 1、设由抛物线()022 >=p px y 与直线p y x 2 3 = + 所围成的平面图形为D 1) 求D 的面积S ;2)将D 绕y 轴旋转一周所得旋转体的体积高等数学定积分应用习题答案
不定积分练习题及答案
1-定积分与微积分基本定理(理)含答案版
不定积分例题及参考答案
定积分及微积分基本定理练习题及答案
§定积分的应用习题与答案
定积分及微积分基本定理练习题及答案