名校新学案高中数学人教A版选修2-2课后作业1.5.3定积分的概念(含答案详析)
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学业分层测评(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.关于定积分m =⎠⎛02⎝ ⎛⎭⎪⎫-13d x ,下列说法正确的是( )A .被积函数为y =-13x B .被积函数为y =-13 C .被积函数为y =-13x +CD .被积函数为y =-13x 3 【解析】 被积函数为y =-13. 【答案】 B2.(2016·菏泽高二检测)已知定积分⎠⎛06f (x )d x =8,且f (x )为偶函数,则⎠⎛-6 6f (x )d x=( )A .0B .16C .12D .8【解析】 偶函数图象关于y 轴对称,故⎠⎛-6 6f (x )d x =2⎠⎛06f (x )d x =16.故选B.【答案】 B3.设f (x )=⎩⎨⎧x 2,x ≥0,2x ,x <0,则⎠⎛-11f (x )d x 的值是( )A. ⎠⎛-11x 2d xB. ⎠⎛-112x d x C. ⎠⎛-1 0x 2d x +⎠⎛012x d xD. ⎠⎛-1 02x d x +⎠⎛01x 2d x 【解析】 被积函数f (x )是分段函数,故将积分区间[-1,1]分为两个区间[-1,0]和[0,1],由定积分的性质知选D.【答案】 D4.下列各阴影部分的面积S 不可以用S =⎠⎛a b [f (x )-g (x )]d x 求出的是( )【导学号:60030035】【解析】 定积分S =⎠⎛a b [f (x )-g (x )]d x 的几何意义是求函数f (x )与g (x )之间的阴影部分的面积,必须注意f (x )的图象要在g (x )的图象上方,对照各选项,知D 中f (x )的图象不全在g (x )的图象上方.【答案】 D5.定积分⎠⎛ab f (x )d x 的大小( )A .与f (x )和积分区间[a ,b ]有关,与ξi 的取法无关B .与f (x )有关,与区间[a ,b ]以及ξi 的取法无关C .与f (x )以及ξi 的取法有关,与区间[a ,b ]无关D .与f (x ),积分区间[a ,b ]和ξi 的取法都有关【解析】 定积分的大小与被积函数以及区间有关,与ξi 的取法无关. 【答案】 A 二、填空题6.(2016·长春高二检测)定积分⎠⎛13(-3)d x =__________.【解析】 由定积分的几何意义知,定积分⎠⎛13(-3)d x 表示由x =1,x =3与y =-3,y =0 所围成图形面积的相反数.所以⎠⎛13(-3)d x=-(2×3)=-6. 【答案】 -67.定积分⎠⎛-12-1|x |d x =__________.【解析】 如图,⎠⎛-12|x |d x =12+2=52.【答案】 528.曲线y =1x 与直线y =x ,x =2所围成的图形面积用定积分可表示为________.【解析】 如图所示,阴影部分的面积可表示为⎠⎛12x d x -⎠⎛121x d x =⎠⎛12⎝⎛⎭⎪⎫x -1x d x .【答案】 ⎠⎛12⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x d x三、解答题9.(2016·济南高二检测)已知⎠⎛01x 3d x =14,⎠⎛12x 3d x =154,⎠⎛12x 2d x =73,⎠⎛24x 2d x =563,求:(1)⎠⎛023x 3d x ;(2)⎠⎛146x 2d x ;(3)⎠⎛12(3x 2-2x 3)d x .【解】 (1)⎠⎛023x 3d x =3⎠⎛02x 3d x=3⎝ ⎛⎭⎪⎫⎠⎛01x 3d x +⎠⎛12x 3d x =3⎝ ⎛⎭⎪⎫14+154=12.(2)⎠⎛146x 2d x =6⎠⎛14x 2d x =6⎝ ⎛⎭⎪⎫⎠⎛12x 2d x +⎠⎛24x 2d x =6⎝ ⎛⎭⎪⎫73+563=126. (3)⎠⎛12(3x 2-2x 3)d x =3⎠⎛12x 2d x -2⎠⎛12x 3d x =3×73-2×154=-12. 10.利用定积分的几何意义,求⎠⎛-1111-x 2d x 的值.【解】 y =1-x 2(-1≤x ≤1)表示圆x 2+y 2=1在x 轴上方的半圆(含圆与x 轴的交点).根据定积分的几何意义,知⎠⎛-111-x 2d x 表示由曲线y =1-x 2与直线x =-1,x =1,y =0所围成的平面图形的面积,所以⎠⎛-111-x 2d x =S 半圆=12π.[能力提升]1.(2016·黄冈高二检测)设曲线y =x 2与直线y =x 所围成的封闭区域的面积为S ,则下列等式成立的是( )A .S =⎠⎛01(x 2-x )d xB .S =⎠⎛01(x -x 2)d xC .S =⎠⎛01(y 2-y )d yD .S =⎠⎛01(y -y )d y【解析】 作出图形如图,由定积分的几何意义知,S =⎠⎛01(x -x 2)d x ,选B.【答案】 B2.已知和式S =1p +2p +3p +…+n pn p +1(p >0),当n 趋向于∞时,S 无限趋向于一个常数A ,则A 可用定积分表示为( ) 【导学号:60030036】A.⎠⎛011x d x B.⎠⎛01x p d x C.⎠⎛01⎝ ⎛⎭⎪⎫1x p d x D.⎠⎛01⎝ ⎛⎭⎪⎫x n p d x 【解析】 S =1n ⎣⎢⎡⎝ ⎛⎭⎪⎫1n p +⎝ ⎛⎭⎪⎫2n p +⎝ ⎛⎭⎪⎫3n p +…+⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫n n p =∑i =1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫i n p ·1n, ∴lim n →∞∑i =1n⎝ ⎛⎭⎪⎫i n p ·1n =⎠⎛01x p d x . 【答案】 B3.(2016·深圳高二检测)定积分⎠⎛2 0162 0172 017 d x =________________.【解析】 由定积分的几何意义知,定积分表示由直线x =2 016,x =2 017与y =2 017,y =0所围成矩形的面积,所以⎠⎛2 0162 0172 017d x =(2 017-2 016)×2 017=2 017.【答案】 2 0174.已知函数f (x )=⎩⎨⎧x 3,x ∈[-2,2),2x ,[2,π),cos x ,[π,2π],求f (x )在区间[-2,2π]上的积分.【解】 由定积分的几何意义知⎠⎛-22x 3d x =0,⎠⎛2π2x d x =(2π+4)(π-2)2=π2-4,⎠⎛π2πcos x d x =0. 由定积分的性质得⎠⎛-22πf (x )d x =⎠⎛-22x 3d x +⎠⎛2π2x d x +⎠⎛π2πcos x d x =π2-4。
课时作业(十一) 定积分的概念 A 组 基础巩固1.定积分⎠⎛13(-3)d x 等于( ) A .-6 B .6C .-3D .3解析:由定积分的几何意义知,⎠⎛13(-3)d x 表示由x =1,x =3,y =0及y =-3所围成的矩形面积的相反数,故⎠⎛13(-3)d x =-6. 答案:A2.已知定积分⎠⎛06f(x)d x =8,且f(x)为偶函数,则⎠⎛-66f(x)d x 等于( ) A .0 B .16C .12D .8解析:偶函数图象关于y 轴对称,故⎠⎛-66f(x)d x =2⎠⎛06f(x)d x =16. 答案:B3.下列命题不正确的是( )A .若f(x)是连续的奇函数,则⎠⎛-aa f(x)d x =0 B .若f(x)是连续的偶函数,则⎠⎛-a a f(x)d x =2⎠⎛0a f(x)d x C .若f(x)在[a ,b]上连续且恒正,则⎠⎛ab f(x)d x >0 D .若f(x)在[a ,b]上连续且⎠⎛ab f(x)d x >0,则f(x)在[a ,b]上恒正 解析:A 项,因为f(x)是奇函数,图象关于原点对称,所以x 轴上方的面积和x 轴下方的面积相等,故积分是0,所以A 项正确;B 项,因为f(x)是偶函数,图象关于y 轴对称,故y 轴两侧的图象都在x 轴上方或下方且面积相等,故B 项正确;由定积分的几何意义知,C 项显然正确;D 项,f(x)也可以小于0,但必须有大于0的部分,且f(x)>0的曲线围成的面积比f(x)<0的曲线围成的面积大.答案:D4.设f(x)是[a ,b]上的连续函数,则⎠⎛a b f(x)d x -⎠⎛ab f(t)d t 的值( ) A .大于零 B .等于零C .小于零D .不能确定解析:定积分的值只与被积函数和积分区间有关,与积分变量用什么字母表示无关.⎠⎛a b f(t)d x 和⎠⎛abf(x)d t 都表示曲线y =f(x)与x =a ,x =b 及y =0所围成的曲边梯形的面积,它们的值相等.故选B .,,3π。
定积分的概念曲边梯形的面积汽车行驶的路程定积分的概念[学习目标].了解“以直代曲”、“以不变代变”的思想方法..会求曲边梯形的面积和汽车行驶的路程..了解定积分的概念..了解定积分的几何意义和性质.[知识链接].如何计算下列两图形的面积?答①直接利用梯形面积公式求解.②转化为三角形和梯形求解..求曲边梯形面积时,对曲边梯形进行“以直代曲”,怎样才能尽量减小求得的曲边梯形面积的误差?答为了减小近似代替的误差,需要先分割再分别对每个小曲边梯形“以直代曲”,而且分割的曲边梯形数目越多,得到的面积的误差越小..当()在区间[,]上且()<时,()表示的含义是什么?答当()在区间[,]上值小于零时,()表示由=(),=,=,=所围成的图形的面积的相反数.[预习导引].曲边梯形的面积()曲边梯形:由直线=,=(≠),=和曲线=()所围成的图形称为曲边梯形(如图①所示).()求曲边梯形面积的方法把区间[,]分成许多小区间,进而把曲边梯形拆分为一些小曲边梯形,对每个小曲边梯形“以直代曲”,即用矩形的面积近似代替小曲边梯形的面积,得到每个小曲边梯形面积的近似值,对这些近似值求和,就得到曲边梯形面积的近似值(如图②所示).()求曲边梯形面积的步骤:①分割,②近似代替,③求和,④取极限..求变速直线运动的(位移)路程如果物体做变速直线运动,速度函数=(),那么也可以采用分割,近似代替,求和,取极限的方法,求出它在≤≤内所作的位移..定积分的概念如果函数()在区间[,]上连续,用分点=<<…<-<<…<=将区间[,]等分成个小区间,在每个小区间[-,]上任取一点ξ(=,…,)作和式(ξ)Δ=(ξ),当→∞时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数()在区间[,]上的定积分,记作(),即()=(ξ).其中与分别叫做积分下限和积分上限,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..定积分的几何意义。
1.5.3 定积分的概念1.了解定积分的概念.(难点)2.理解定积分的几何意义.(重点、易混点) 3.掌握定积分的几何性质.(重点、难点)[基础·初探]教材整理1 定积分的概念 阅读教材P 45内容,完成下列问题.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 =________________,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⎠⎛ab f(x(dx =__________.其中a 与b 分别叫做__________与__________,区间[a ,b ]叫做______,函数f (x )叫做____________,x 叫做__________,f (x )d x 叫做__________.【答案】 ∑i =1n b -a n f (ξi ) lim n→∞∑i =1n b -an f (ξi ) 积分下限 积分上限 积分区间 被积函数积分变量 被积式⎠⎛12(x +1)d x 的值与直线x =1,x =2,y =0,f (x )=x +1围成的梯形的面积有什么关系?【解析】 由定积分的概念知:二者相等. 教材整理2 定积分的几何意义 阅读教材P 46的内容,完成下列问题.从几何上看,如果在区间[a ,b ]上函数f (x )连续且恒有f (x )≥0,那么定积分⎠⎛a b f (x )d x 表示由__________________所围成的曲边梯形的面积.这就是定积分⎠⎛ab f (x )d x 的几何意义.【答案】 直线x =a ,x =b ,y =0和曲线y =f (x)判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)⎠⎛a b f (x )d x =⎠⎛ab f (t )d t .( ) (2)⎠⎛a b f (x )d x 的值一定是一个正数.( ) (3)⎠⎛012x d x <⎠⎛022x d x ( ) 【答案】 (1)√ (2)× (3)√ 教材整理3 定积分的性质阅读教材P 47的内容,完成下列问题.1.⎠⎛ab kf (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 ±__________________. 3.⎠⎛ab f (x )d x =______________(其中a <c <b ). 【答案】 1.k ⎠⎛a b f (x )d x 2.⎠⎛a b f 2(x )d x 3.⎠⎛a c f (x )d x +⎠⎛cb f (x )d x填空:(1)由y =0,y =cos x ,x =0,x =π2围成的图形的面积用定积分的形式表示为__________. (2)⎠⎛-11f (x )d x =⎠⎛-10f (x )d x +__________. (3)⎠⎛a b (x 2+2x )d x =⎠⎛ab 2x d x +________. 【答案】 (1) ⎠⎜⎛0π2cos x d x (2)⎠⎛01f (x )d x (3)⎠⎛a b x 2d x[小组合作型]⎠⎛1【精彩点拨】 根据定积分的意义,分四步求解,即分割、近似代替、求和、取极限. 【自主解答】 令f (x )=3x +2. (1)分割在区间[1,2]上等间隔地插入n -1个分点,将区间[1,2]等分成n 个小区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤n +i -1n ,n +i n (i =1,2,…,n ),每个小区间的长度为Δx =n +i n -n +i -1n =1n. (2)近似代替、作和取ξi =n +i -1n(i =1,2,…,n ),则S n =∑i =1nf ⎝⎛⎭⎪⎫n +i -1n ·Δx =∑i =1n错误!·错误!=错误!错误!=错误![0+1+2+…+(n -1)]+5=32×n2-n n2+5=132-32n. (3)取极限 ⎠⎛12(3x +2)d x=lim n→∞S n =lim n→∞⎝ ⎛⎭⎪⎫132-32n =132.利用定义求定积分的步骤[再练一题]1.利用定积分的定义计算⎠⎛12(-x 2+2x )d x 的值.【解】 令f (x )=-x 2+2x . (1)分割在区间[1,2]上等间隔地插入n -1个分点,把区间[1,2]等分为n 个小区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+i -1n ,1+i n (i =1,2,…,n ),每个小区间的长度为Δx =i n -i -1n =1n.(2)近似代替、作和取ξi =1+in (i =1,2,…,n ),则S n =∑i =1nf ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i n ·Δx =∑i =1n ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-⎝⎛⎭⎪⎫1+i n 2+2⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i n ·1n=-1n3[(n +1)2+(n +2)2+(n +3)2+…+(2n )2]+2n2[(n +1)+(n +2)+(n +3)+…+2n ]=-1n3错误!+错误!·错误!=-13⎝ ⎛⎭⎪⎫2+1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫4+1n +16⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫2+1n +3+1n .(3)取极限⎠⎛12(-x 2+2x )d x =lim n→∞S n =lim n→∞ ⎣⎢⎡-13⎝⎛⎭⎪⎫2+1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫4+1n +16⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫2+1n + ⎦⎥⎤3+1n=23.(1)⎠⎛-33-39-x2d x ;(2)⎠⎛03(2x +1)d x ; (3)⎠⎛-11-1(x 3+3x )d x . 【导学号:62952046】【精彩点拨】 对于本题(1)、(2)可先确定被积函数、积分区间,画出图形,然后用几何法求出图形面积,从而确定定积分的值;对于(3)可根据被积函数的奇偶性求解.【自主解答】 (1)曲线y =9-x2表示的几何图形为以原点为圆心以3为半径的上半圆如图(1)所示.其面积为S =12·π·32=92π.由定积分的几何意义知⎠⎛-339-x2d x =92π.(2)曲线f (x )=2x +1为一条直线.⎠⎛03(2x +1)d x 表示直线f (x )=2x +1,x =0,x =3围成的直角梯形OABC 的面积,如图(2).其面积为S =12(1+7)×3=12.根据定积分的几何意义知⎠⎛03(2x +1)d x =12.(3)∵y =x 3+3x 在区间[-1,1]上为奇函数,图象关于原点对称,∴曲边梯形在x 轴上方部分面积与x 轴下方部分面积相等.由定积分的几何意义知⎠⎛-11(x 3+3x )d x =0.定积分的几何意义的应用(1)利用定积分的几何意义求⎠⎛ab f (x )d x 的值的关键是确定由曲线y =f (x ),直线x =a ,x =b 及y =0所围成的平面图形的形状.常见的图形有三角形、直角梯形、矩形、圆等可求面积的平面图形.(关键词:平面图形的形状)(2)不规则的图形常利用分割法将图形分割成几个容易求定积分的图形求面积,要注意分割点要确定准确.(关键词:分割)[再练一题]2.上例(1)中变为⎠⎜⎛-32329-x2d x ,如何求解? 【解】 由y =9-x2,知x 2+y 2=9(y ≥0),x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,32,其图象如图所示:由定积分的几何意义,知⎠⎜⎛-32329-x2d x 等于圆心角为60°的弓形C ED 的面积与矩形ABC D的面积之和.S 弓形=12×π3×32-12×3×332=6π-934,S 矩形=|AB |×|BC |=2×32×9-⎝ ⎛⎭⎪⎫322=932,∴⎠⎜⎛-32329-x2d x =6π-934+932=6π+934.[探究共研型]探究1【提示】 可先把每一段函数的定积分求出后再相加. 探究2 怎样求奇(偶)函数在区间[a ,b ]上的定积分?【提示】 ①若奇函数y =f (x )的图象在[-a ,a ]上连续,则⎠⎛-a a f (x )d x =0;②若偶函数y =g (x )的图象在[-a ,a ]上连续,则⎠⎛-a a g (x )d x =2⎠⎛0a g (x )d x .(1)f (x )=⎩⎨⎧x +1,0≤x<1,2x2,1≤x≤2,则⎠⎛02f (x )d x =( )A.⎠⎛02(x +1)d xB.⎠⎛022x 2d x C.⎠⎛01(x +1)d x +⎠⎛122x 2d x D.⎠⎛122x d x +⎠⎛02(x +1)d x (2)已知⎠⎛02f (x )d x =8,则⎠⎛02[f (x )-2x ]d x =________.【自主解答】 (1)∵f (x )在[0,2]上是连续的,由定积分的性质(3)得⎠⎛02f (x )d x =⎠⎛01f (x )d x +⎠⎛12f (x )d x =⎠⎛01(x +1)d x +⎠⎛122x 2d x .(2)由定积分的性质(2)可得 ⎠⎛02[f (x )-2x ]d x =⎠⎛02f (x )d x -⎠⎛022x d x =⎠⎛02f (x )d x -2⎠⎛02x d x . 又∵⎠⎛02f (x )d x =8,⎠⎛02x d x =12×2×2=2,∴⎠⎛02[f (x )-2x ]d x =⎠⎛02f (x )d x -2⎠⎛02x d x =8-2×2=4.【答案】 (1)C (2)4利用定积分的性质求定积分的技巧灵活应用定积分的性质解题,可以把比较复杂的函数拆成几个简单函数,把积分区间分割成可以求积分的几段,进而把未知的问题转化为已知的问题,在运算方面更加简洁.应用时注意性质的推广:(1)⎠⎛ab [f 1(x )±f 2(x )±…±f n (x )]d x =⎠⎛a b f 1(x )d x ±⎠⎛a b f 2(x )d x ±…±⎠⎛ab f n (x )d x ; (2)⎠⎛a b f (x )d x =⎠⎜⎛a c1f (x )d x +⎠⎜⎛c1c2f (x )d x +…+⎠⎜⎛cnb f (x )d x (其中a <c 1<c 2<…<c n <b ,n ∈N *).[再练一题]3.已知⎠⎛0e x d x =e22,⎠⎛0e x 2d x =e33,求下列定积分的值.(1)⎠⎛0e (2x +x 2)d x ;(2)⎠⎛0e (2x 2-x +1)d x .【解】 (1)⎠⎛0e (2x +x 2)d x=2⎠⎛0e x d x +⎠⎛0e x 2d x =2×e22+e33=e 2+e33.(2)⎠⎛0e (2x 2-x +1)d x =2⎠⎛0e x 2d x -⎠⎛0e x d x +⎠⎛0e 1d x , 因为已知⎠⎛0e x d x =e22,⎠⎛0e x 2d x =e33,又由定积分的几何意义知:⎠⎛0e 1d x 等于直线x =0,x =e ,y =0,y =1所围成的图形的面积,所以⎠⎛0e 1d x =1×e =e ,故⎠⎛0e (2x 2-x +1)d x =2×e33-e22+e =23e 3-12e 2+e.1.下列等式不成立的是( )A.⎠⎛a b [mf (x )+ng (x )]d x =m ⎠⎛a b f (x )d x +n ⎠⎛a b g (x )d xB.⎠⎛a b [f (x )+1]d x =⎠⎛a b f (x )d x +b -aC.⎠⎛a b f (x )g (x )d x =⎠⎛a b f (x )d x ·⎠⎛ab g (x )d x D.⎠⎛-2π2πsin x d x =⎠⎛-2π0sin x d x +⎠⎛02πsin x d x 【解析】 利用定积分的性质可判断A ,B ,D 成立,C 不成立. 例如⎠⎛02x d x =2,⎠⎛022d x =4,⎠⎛022x d x =4, 即⎠⎛022x d x ≠⎠⎛02x d x ·⎠⎛022d x . 【答案】 C2.图1-5-3中阴影部分的面积用定积分表示为()图1-5-3A.⎠⎛012x dxB.⎠⎛01(2x -1)d xC.⎠⎛01(2x +1)d xD.⎠⎛01(1-2x )d x 【解析】 根据定积分的几何意义,阴影部分的面积为⎠⎛012x d x -⎠⎛011d x =⎠⎛01(2x -1)d x .【答案】 B3.由y =sin x ,x =0,x =π2,y =0所围成图形的面积写成定积分的形式是________. 【导学号:62952047】【解析】 ∵0<x <π2,∴sin x >0.∴y =sin x ,x =0,x =π2,y =0所围成图形的面积写成定积分的形式为⎠⎜⎛0π2 sin x d x .【答案】 ⎠⎜⎛0π2 sin x d x4.若⎠⎛a b [f (x )+g (x )]d x =3,⎠⎛a b [f (x )-g (x )]d x =1,则⎠⎛a b [2g (x )]d x =________.【解析】 ⎠⎛ab [2g (x )]d x=⎠⎛a b [(f (x )+g (x ))-(f (x )-g (x ))]d x =⎠⎛a b [f (x )+g (x )]d x -⎠⎛a b [f (x )-g (x )]d x =3-1=2. 【答案】 25.用定积分的几何意义求⎠⎛-114-x2d x .【解】 由y =4-x2可知x 2+y 2=4(y≥0),其图象如图.⎠⎛-114-x2d x 等于圆心角为60°的弓形C E D 的面积与矩形ABCD 的面积之和. S 弓形=12×π3×22-12×2×2sin π3=2π3-3.S 矩形=|AB |·|BC |=23.∴⎠⎛-114-x2d x =23+2π3-3=2π3+3.。
选修2-2 第一章 1.5 1.5.3 一、选择题 1.已知ab f(x)dx=6,则ab6f(x)dx等于( )
A.6 B.6(b-a) C.36 D.不确定 [答案] C [解析] ab6f(x)dx=6ab f(x)dx=36.故应选C.
2.设f(x)= x2 x≥0,2x x<0,则1-1f(x)dx的值是( ) A.-11x2dx B.-112xdx C.-10x2dx+012xdx D.-102xdx+01x2dx [答案] D [解析] 由定积分性质(3)求f(x)在区间[-1,1]上的定积分,可以通过求f(x)在区间[-1,0]与[0,1]上的定积分来实现,显然D正确,故应选D. 3.若abf(x)dx=1,abg(x)dx=-3,则ab[2f(x)+g(x)]dx=( )
A.2 B.-3 C.-1 D.4 [答案] C [解析] ab[2f(x)+g(x)]dx=2abf(x)dx+abg(x)dx=2×1-3=-1.
4.由函数y=-x的图象,直线x=1、x=0、y=0所围成的图形的面积可表示为( ) A.01(-x)dx B.01|-x|dx
C.0-1xdx D.-01xdx [答案] B [解析] 围成图形如图,由定积分的几何意义可知,所求图形面积S=-01(-x)dx=
0
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|-x|dx,故选B. 5.∫2π0cosxdx=( ) A.0 B.π C.-π D.2π [答案] A [解析] 作出[0,2π]上y=cosx的图象如图,由y=cosx图象的对称性和定积分的几何意义知,阴影部分在x轴上方和下方部分的面积相等,积分值符号相反,故∫2π0cosxdx=0.
6.下列命题不正确的是( ) A.若f(x)是连续的奇函数,则-aaf(x)dx=0
B.若f(x)是连续的偶函数,则-aaf(x)dx=20af(x)dx C.若f(x)在[a,b]上连续且恒正,则abf(x)dx>0 D.若f(x)在[a,b)上连续且abf(x)dx>0,则f(x)在[a,b)上恒正 [答案] D [解析] 本题考查定积分的几何意义,对A:因为f(x)是奇函数,所以图象关于原点对称,所以x轴上方的面积和x轴下方的面积相等,故积分是0,所以A正确.对B:因为f(x)是偶函数,所以图象关于y轴对称,故图象都在x轴下方(或上方)且面积相等,故B正确.C显然正确.D选项中f(x)也可以小于0,但必须有大于0的部分,且f(x)>0的曲线围成的面积比f(x)<0的曲线围成的面积大. 二、填空题 7.由y=sinx、x=0、x=π2、y=0所围成的图形的面积可以写成________. [答案] sinxdx [解析] 由定积分的几何意义可得. 8.06(2x-4)dx=________.
[答案] 12 [解析]
如图A(0,-4),B(6,8),M(2,0), S△AOM=12×2×4=4, S△MBC=12×4×8=16, ∴06(2x-4)dx=16-4=12. 9.设y=f(x)为区间[0,1]上的连续函数,且恒有0≤f(x)≤1,可以用随机模拟方法近似计算积分01f(x)dx.先产生两组(每组N个)区间[0,1]上的均匀随机数x1,x2,…,xN和y1,y2,…,
yN,由此得到N个点(xi,yi)(i=1,2,…,N).再数出其中满足yi≤f(xi)(i=1,2,…,N)的点数N1,那么由随机模拟方法可得积分01f(x)dx的近似值为________.
[答案] N1N [分析] 本题考查了几何概型、积分的定义等知识,难度不大,但综合性较强,很好的考查了学生对积分等知识的理解和应用,题目比较新颖. [解析] 因为0≤f(x)≤1且由积分的定义知:01f(x)dx是由直线x=0,
x=1及曲线y=f(x)与x轴所围成的面积.又产生的随机数对在如图所示的正方形内,正方形面积为1,且满足yi≤f(xi)的有N1个点,即在函数f(x)的图象上及图象下方有N1个点,所以用几何概型的概率公式得:f(x)在x=0到x=1上与x轴围成的面积为N1N×1=N1N,即01f(x)dx=N1N. 三、解答题 10.利用定积分的几何意义,解释下列等式.
(1)012xdx=1;(2)1-11-x2dx=π2.
[解析] (1)012xdx表示由直线y=2x,直线x=0、x=1、y=0所围成的图形的面积,如图所示,阴影部分为直角三角形,所以S△=12×1×2=1,故012xdx=1.
(2) -1 11-x2dx表示由曲线y=1-x2,直线x=-1、x=1、y=0所围成的图形面积(而y=1-x2表示圆x2+y2=1在x轴上方的半圆),如图所示阴影部分,所以S半圆=π2, 故-1 11-x2dx=π2.
一、选择题 11.设f(x)是[a,b]上的连续函数,则abf(x)dx-abf(t)dt的值( )
A.小于零 B.等于零 C.大于零 D.不能确定 [答案] B [解析] abf(x)dx和abf(t)dt都表示曲线y=f(x)与x=a,x=b及y=0围成的曲边梯形面
积,不因曲线中变量字母不同而改变曲线的形状和位置.所以其值为0. 12.定积分01xdx与01xdx的大小关系是( ) A.01xdx=01xdx B.01xdx>01xdx C.01xdx<01xdx D.无法确定 [答案] C [解析] 在同一坐标系中画出y=x与y=x的图象如图,由图可见,当x∈[0,1]时,y=x
的图象在y=x的图象上方,由定积分的几何意义知,01xdx<01xdx.
13.(2014·太原模拟)已知t>0,若01(2x-2)dx=8,则t=( ) A.1 B.-2 C.-2或4 D.4 [答案] D [解析] 作出函数f(x)=2x-2的图象与x轴交于点A(1,0),与y轴交于点B(0,-2),易求得S△OAB=1,
∵0t(2t-2)dx=8,且01(2t-2)dx=-1,∴t>1, ∴S△AEF=12|AE||EF|=12×(t-1)(2t-2)=(t-1)2=9,∴t=4,故选D. 14.下列等式不成立的是( ) A.ab[mf(x)+ng(x)]dx=mabf(x)dx+nabg(x)dx B.ab[f(x)+1]dx=abf(x)dx+b-a C.abf(x)g(x)dx=abf(x)dx·abg(x)dx D.-2π2πsinxdx=0-2πsinxdx+∫2π0sinxdx [答案] C [解析] 利用定积分的性质进行判断,选项C不成立.
例如01xdx=12,01x2dx=13,01x3dx=14. 但01x3dx≠01xdx·01x2dx.故选C. 二、填空题 15.已知f(x)是一次函数,其图象过点(3,4)且01f(x)dx=1,则f(x)的解析式为_______.
[答案] f(x)=65x+25 [解析] 设f(x)=ax+b(a≠0), ∵f(x)图象过(3,4)点,∴3a+b=4. 又01f(x)dx=01(ax+b)dx=a01xdx+01bdx=12a+b=1.
解方程组 3a+b=4,12a+b=1,得 a=65,b=25. ∴f(x)=65x+25. 16.比较大小:-20exdx________-20xdx. [答案] > [解析] -20exdx-0-2xdx=-20 (ex-x)dx, 令f(x)=ex-x(-2≤x≤0),则f ′(x)=ex-1≤0, ∴f(x)在[-2,0]上为减函数, 又f(0)=1>0,∴f(x)>0,由定积分的几何意义又知-20f(x)dx>0,则由定积分的性质知,0-2exdx>0-2xdx. 17.利用定积分的几何意义,计算:124-x2dx=________.
[答案] 2π3-32
[解析] 由定积分的几何意义知,所求积分是图中阴影部分的面积. 易知AB=3,∠AOB=π3, ∴S=16×4π-12×1×3=2π3-32. 三、解答题
18.已知函数f(x)= x3 x∈[-2,2,2x x∈[2,π,cosx x∈[π,2π].求f(x)在区间[-2,2π]上的积分. [解析] 由定积分的几何意义知 -2
2x3dx=0,
2
π2xdx=π-22π+42=π2-4,
∫2ππcosxdx=0,由定积分的性质得 -2
2πf(x)dx=2-2x3dx+2π2xdx+∫2ππcosxdx=π2-4.