类型二、利用定积分求曲边梯形的面积
【例4】【2017湖南衡阳八中月考】曲线y=与直线y=x-1及x=4所围成的封闭图形的面积为( )
A.2ln2B.2-ln2
C.4-ln2D.4-2ln2
【答案】D
【例5】【2017河北衡中三模】由曲线y=2-x2,直线y=x及x轴所围成的封闭图形(图中的阴影部分)的面积是( )
A.
B.+
C.
D.+1
【答案】B
【解析】把阴影部分分成两部分求面积.S=S1+S2=(2-x2)dx+(2-x2-x)dx=+=2-+2--=+.
点评:
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.
类型三、定积分网络几何概型
【例6】【2017贵州省贵阳市质检】设是一个正整数,的展开式中第四项的系数为,记函数与的图像所围成的阴影部分为,任取,则点恰好落在阴影区域内的概率为()
A.B.C.D.
【答案】C
【例6】【2017山西省长治二中等四校高三联考】若任取x,y∈,则点P(x,y)满足y≤的概率为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】如图,∵满足题意的图形的面积S1=xdx=x=,∴所求概率P==.
点评:
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.
类型四、定积分在物理学中的应用
【例7】【2017西藏林芝市高三月考】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+(t的单位:
s,v的单位:
m/s)行驶至停止.在此期间汽车继续行驶的距离(单位:
m)是( )
A.1+25ln5 B.8+25lnC.4+25ln5D.4+50ln2
【答案】C
【例8】一物体在力F(x)=(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_____焦.
【答案】36
【解析】由题意知,力F(x)所做的功为W=F(x)dx=5dx+(3x+4)dx=5×2+
=10+=36(焦).
点评:
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v(t)dt;如果做变速直线运动的物体的速度关于时间的函数是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-v(t)dt.
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F(x)dx.
方法、规律归纳:
1、用定义求定积分的方法:
分割、近似代替、求和、取极限,可借助于求曲边梯形的面积、变力作功等案例,体会定积分的基本思想方法.
2、用微积分基本定理求定积分,关键是找到满足f′(x)=f(x)的函数F(x),利用求导运算与求原函数运算互为逆运算的关系,运用基本初等函数求导公式和导数的四则运算法则从反方向上求出F(x).
3、利用微积分基本定理求定积分,有时需先化简,再积分.
4、利用定积分求所围成平面图形的面积,要利用数形结合的方法确定被积函数和积分上下限.
实战演练:
1.【2017河南洛阳统考】利用计算机产生0~1之间的均匀随机数a,则事件“0x2dx>”发生的概率为( )
A.B.C.D.
【答案】C
2.【2017山东淄博模拟】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.|x2-1|dx
B.
C.(x2-1)dx
D.(x2-1)dx+(1-x2)dx
【答案】A
【解析】由曲线y=|x2-1|的对称性,所求阴影部分的面积与如右图所示的面积相等,即|x2-1|dx.
3.若的展开式中第2项与第4项的二项式系数相等,则直线y=nx与曲线y=x2围成的封闭区域面积为()
A.B.12C.D.36
【答案】C
4.【2017山东济南市高三摸底考试】等比数列{an}中,a3=6,前三项和,则公比q的值为()
A.1B.C.1或D.或
【答案】C
【解析】由题,而可解得
选C.
5.【2017江苏泰兴中学高三月考】如图,设D是图中边长为4的正方形区域,E是D内函数y=x2图像下方的点构成的区域.在D内随机取一点,则该点在E中的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】区域D的面积为16.由定积分的几何意义,D内函数y=x2图像下方的点构成的区域面积为2=2×x3=,所以,在D内随机取一点,则该点在E中的概率为,故选C.
6.展开式的常数项是15,右图阴影部分是由曲线和圆轴围成的封闭图形,则封闭图形的面积为()
A.B.C.D.
【答案】C
7.【2017安徽省合肥市高三模拟考试】设函数f(x)=(x-1)x(x+1),则满足f′(x)dx=0的实数a=________.
【答案】1
【解析】f′(x)dx=f(a)=0,得a=0或1或-1,又由积分性质知a>0,故a=1.
8.【2017株洲高三摸底考试】若函数f(x)在R上导,f(x)=x3+x2f′
(1),则f(x)dx=__________.
【答案】-4
【解析】因为f(x)在R上可导,f(x)=x3+x2f′
(1),∴f′(x)=3x2+2xf′
(1),所以f′
(1)=3+2f′
(1),解得f′
(1)=-3,所以f(x)=x3-3x2,∴f(x)dx=(x3-3x2)dx==-4.
9.【2017山西省怀仁县第一中学高三月考已知函数的图象如图6,直线在原点处与函数图象相切,且此切线与函数图象所围成的区域(阴影)面积为.
(1)求的解析式;
(2)若常数,求函数在区间上的最大值.
【答案】;
(2)见解析
【解析】
(1)由得,.由得,
∴,则易知图中所围成的区域(阴影)面积为
,从而得,∴.
(2)由
(1)知.的取值变化情况如下:
2
单调
递增
极大值
单调
递减
极小值
单调
递增
又,①当时,;②当时,
综上可知:
当时,;当时,
10.【2017江西省新余市第一中学高三开学考试】设函数f(x)=x3+ax2+bx在点x=1处有极值-2.
(1)求常数a、b的值;
(2)求曲线y=f(x)与x轴所围成的图形的面积.
【答案】;