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文档简介
1、高中数学选修2-2课后习题答案第一章导数及其应用变化率与导数练习(P6)在第3h和5h时,原油温度的瞬时变化率分别为-1和3.它说明在第3h附近,原油温度大约以1C/h的速度下降;在第5h时,原油温度大约以3C/h的速率上升.练习(P8)函数h在t二t附近单调递增,在t二t附近单调递增.并且,函数h(t)在t附近比在附近3443增加得慢.说明:体会“以直代曲”的思想.练习(P9)(0(0V202001020-At所以,企业甲比企业乙治理的效率高.说明:平均变化率的应用,体会平均变化率的内涵.Ah-h(1+At)-h(1)=-4.9At-3.3,所以,h(1)=-3.3.r22-At2、AtAt
2、这说明运动员在t-1s附近以m/s的速度下降.3、物体在第5s的瞬时速度就是函数s(t)在t二5时的导数.As_As_s(5+At)-s(5)=At+io,所以,s(5)=10.AtAt因此,物体在第5M的瞬时速度为10m/s,它在第5s的动能=2x3X】02=150J4、设车轮转动的角度为9,时间为t,则9=kt2(t0).25兀由题意可知,当t=0.8时,9=2兀.所以k=8车轮转动开始后第s时的瞬时角速度就是函数9(t)在t二3.2时的导数.AtAtA9=9(3.2F)-9(3.2)=2匹At+25,所以9(3.2)-20AtAt8因此,车轮在开始转动后第S时的瞬时角速度为20兀S-1.
3、说明:第2,3,4题是对了解导数定义及熟悉其符号表示的巩固.5、由图可知,函数f(x)在x=-5处切线的斜率大于零,所以函数在x=-5附近单调递增.同理可得,函数f(x)在x=-4,-2,0,2附近分别单调递增,几乎没有变化,单调递减,单调递减.说明:“以直代曲”思想的应用.6、第一个函数的图象是一条直线,其斜率是一个小于零的常数,因此,其导数f(x)的图象如图(1)所示;第二个函数的导数f(x)恒大于零,并且随着x的增加,f(x)的值也在增加;对于第三个函数,当x小于零时,f(x)小于零,当x大于零时,f(x)大于零,并且随着x的增加,f(x)的值也在增加.以下给出了满足上述条件的导函数图象
4、中的一种.说明:本题意在让学生将导数与曲线的切线斜率相联系.习题B组(P11)1、高度关于时间的导数刻画的是运动变化的快慢,即速度;速度关于时间的导数刻画的是速度变化的快慢,根据物理知识,这个量就是加速度.2、说明:由给出的v(t)的信息获得s(t)的相关信息,并据此画出s(t)的图象的大致形状.这个过程基于对导数内涵的了解,以及数与形之间的相互转换.3、由(1)的题意可知,函数f(x)的图象在点(1,-5)处的切线斜率为-1,所以此点附近曲线呈下降趋势.首先画出切线的图象,然后再画出此点附近函数的图象.同理可得(2)(3)某点处函数图象的大致形状.下面是一种参考答案.说明:这是一个综合性问题
5、,包含了对导数内涵、导数几何意义的了解,以及对以直代曲思想的领悟.本题的答案不唯一.导数的计算练习(P18)1、f(x)=2x-7,所以,f(2)=-3,f(6)=5.2、(1)y=;(2)y=2ex;xIn2(3)y=10 x4-6x;(4)y=-3sinx-4cosx;x1(5)y=-sin-;(6)y=32Jx-1习题A组(P18)1、AS=S(r+Ar)一S(r)=2.r+Ar,ArAr所以,S(r)=lim(2兀r1、AS=S(r+Ar)一S(r)=2.r+Ar,ArAr所以,S(r)=lim(2兀r+Ar)=2兀r.ArTO2、h(t)=-9.8t+6.5.3、33皿V24、1)y
6、=3x2+忌2)y=nxn-iex+xex;5、6、7、3)5)3x2sinx-x3cosx+cosxy=:sin2xy=2e-x;由f(x)=4有04)6)y=99(x+1)98;y=2sin(2x+5)+4xcos(2x+5).4=-8+22x,解得x=3迈.00(1)y=lnx+1;2)y=x-1.8、(1)氨气的散发速度A(t)=500 xln0.834x0.83418、A(7)=-25.5,它表示氨气在第7天左右时,以克/天的速率减少.习题8组(P19)1、(1)导数在研究函数中的应用练习(P26)1、(1)因为f(x)=x22x+4,所以f(x)=2x2.当f(x)0,即x1时,函
7、数f(x)=x22x+4单调递增;当f(x)0,即x0,即x0时,函数f(x)=exx单调递增;当f(x)0,即x0,即-1x1时,函数f(x)二3xx3单调递增;当f(x)0,即x1时,函数f(x)=3xx3单调递减.(4)因为f(x)=x3x2x,所以f(x)=3x22x1.当f(x)0,即x1时,函数f(x)=x3x2x单调递增;当f(x)0,即一3x0时,注:图象形状不唯一.f(x)f(x)0,即xf(x)0,即x2)当a0,即xf(x)函数f(x)=ax2+bx+c(a丰0)单调递增;函数f(x)=ax2+bx+c(a丰0)单调递减.函数f(x)=ax2+bx+c(a丰0)单调递增;
8、函数f(x)=ax2+bx+c(a丰0)单调递减.4、证明:因为f(x)=2x36x2+7,所以f(x)=6x212x.当xe(0,2)时,f(x)=6x212x丄时,f(x)0,f(x)单调递增;当x丄时,广(x)0,即x3时;当f(x)0,即一3x0,即一2x2时;当f(x)0,即x2时.当x变化时,f(x),f(x)变化情况如下表:x(-卩-2)-2(-2,2)2(2,+8)f(x)0+0f(x)单调递减-10单调递增22单调递减因此,当x=-2时,f(x)有极小值,并且极小值为-10;当x二2时,f(x)有极大值,并且极大值为22(4)因为f(x)=3x一x3,所以f(x)=3一3x2
9、.令f(x)=33x2=0,得x二1.下面分两种情况讨论:当f(x)0,即一1x1时;当f(x)0,即x1时.当x变化时,f(x),f(x)变化情况如下表:x(-8,-1)-1(-1,1)1(1,+刈f(x)0+0f(x)单调递减-2单调递增2单调递减因此,当x=-1时,f(x)有极小值,并且极小值为-2;当x二1时,f(x)有极大值,并且极大值为2练习(P31)1149在0,2上,当x=-2时,f(x)二6x2x-2有极小值,并且极小值为f(-)=-4.JL厶JL厶I又由于f(0)=-2,f=20.49因此,函数f(x)二6x2-x-2在0,2上的最大值是20、最小值是-一.24在-4,4上
10、,当x=-3时,f(x)二x3-27x有极大值,并且极大值为f(-3)=54;当x=3时,f(x)=x3-27x有极小值,并且极小值为f(3)=-54;又由于f(-4)=44,f(4)=-44.因此,函数f(x)=x3-27x在-4,4上的最大值是54、最小值是-54.在-1,3上,当x=2时,f(x)=6+12x-x3有极大值,并且极大值为f=22.又由于f(-1)=H,f(3)=15.因此,函数f(x)=6+12x-x3在-3,3上的最大值是22、最小值是55.Q厶/在2,3上,函数f(x)=3x-x3无极值.因为f=2,f=-18.因此,函数f(x)=3x-x3在2,3上的最大值是-2、
11、最小值是-18.习题A组(P31)1、(1)因为f(x)=2x+1,所以f(x)=20.因此,函数f(x)=2x+1是单调递减函数.因为f(x)=x+cosx,2)xe(0,i)所以八x)=1因为f(x)=x+cosx,2)兀因此,函数f(x)=x+cosx在(0,)上是单调递增函数.2因为f(x)=2x4,所以f(x)=20.因此,函数f(x)=2x3+4x是单调递增函数.2、(1)因为f(x)=x2+2x一4,所以f(x)=2x+2.当f(x)0,即x1时,函数f(x)=x2+2x4单调递增.当f(x)0,即x0,即x时,函数f(x)=2x23x+3单调递增.3当广(x)0,即x0.因此,
12、函数f(x)=3x+x3是单调递增函数.(4)因为f(x)=x3+x2x,所以f(x)=3x2+2x一1.当f(x)0,即x3时,函数f(x)=x3+x2x单调递增.当f(x)0,即1x丄时,f(x)0,f(x)单调递增;12当x丄时,八x)0,即x2时;当f(x)0,即一2x0,即x2时;当f(x)0,即一2x0,即x2时;当f(x)0,即一2x2时.当x变化时,f(x),f(x)变化情况如下表:x(-8,-4)-4(-4,4)4(4,+8)f(x)0+0f(x)单调递减-128单调递增128单调递减因此,当x=-4时,f(x)有极小值,并且极小值为-128;当x二4时,f(x)有极大值,并
13、且极大值为128.1476、(1)在-1,1上,当x=-时,函数f(x)二6x2+x+2有极小值,并且极小值为一.1224由于f(-1)=7,f(1)=9,47所以,函数f(x)二6x2+x+2在-11上的最大值和最小值分别为9,-(2)在-3,3上,当x=-2时,函数f(x)二x3-12x有极大值,并且极大值为16;当x=2时,函数f(x)=x3-12x有极小值,并且极小值为-16.由于f(-3)=9,f=-9,所以,函数f(x)=x3-12x在-3,3上的最大值和最小值分别为16,-16.(3)在-1,1上,函数f(x)=6-12x+x3在-1,1上无极值.00;00;由于f(-1)=26
14、9,f(1)=-5,327所以,函数f(x)二6-12x+x3在-1,1上的最大值和最小值分别为導,-当x二4时,f(x)有极大值,并且极大值为128.由于f(-3)=-117,f(5)=115,所以,函数f(x)=48x-x3在-3,5上的最大值和最小值分别为128,-117习题B组(P32)1、(1)证明:设f(x)=sinx-x,xe(0,兀).因为f(x)=cosx-10,xe(0,兀)所以f(x)=sinx-x在(0,兀)内单调递减图略因此f(x)=sinx-xf(0)=0,xe(0,兀),即sinx0,f(x)单调递增,2f(x)=x-x2f(0)=0;当xe(1,1)时,f(x)
15、=1-2xf(1)=0;又f()=0.因此,x-x20,xe(0,1).图略证明:设f(x)=ex-1-x,x丰0.因为f(x)=ex-1,x丰0所以,当x0时,f(x)=ex-10,f(x)单调递增,f(x)=ex-1-xf(0)=0;当x0时,f(x)=ex一1f(0)综上,e综上,ex-1x,x主0.图略此时此时f(x)=3ax2+2bx+c0.因为f(x)=-1,x丰0 x所以,当0 x0,f(x)单调递增,xf(x)=Inx-xf(1)=-11时,f(x)=-10,f(x)单调递减,xf(x)=lnx-xf(1)=-10;当x=1时,显然ln11.因此,lnxx+1x,x0.综上,l
16、nxx0图略2、(1)函数f(x)=ax3+bx2+cx+d的图象大致是个“双峰”图象,类似“”或“”的形状若有极值,则在整个定义域上有且仅有一个极大值和一个极小值,从图象上能大致估计它的单调区间.(2)因为f(x)=ax3+bx2+cx+d,所以f(x)=3ax2+2bx+c.下面分类讨论:当a主0时,分a0和a0,且b2-3ac0时,设方程f(x)=3ax2+2bx+c=0的两根分别为x,x,且x0,即xax3+bx2+cx+d单调递增;12函数f(x)=ax3+bx2+cx+d单调递减.当f(x)=3ax2+函数f(x)=ax3+bx2+cx+d单调递减.12当a0,且b2-3ac0,函
17、数f(x)=ax3+bx2+cx+d单调递增.当a0时,x,x12设方程f(x)=3ax2+2bx+c=0的两根分别为x,x,且xx,x122ax3+bx2+cx+d单调递增;=ax3+bx2+cx+d单调递减.当fax3+bx2+cx+d单调递增;=ax3+bx2+cx+d单调递减.12当f(x)=3ax2+2bx+c0,即xx时,函数f(x)12当a0,且b2-3ac0时,生活中的优化问题举例习题A组(P37)1、设两段铁丝的长度分别为x,l-x,则这两个正方形的边长分别为+,牛,两个正方44xl-x1形的面积和为S=f(x)=(-)2+(-)2=(2x2-2lx+12),0 xl.416
18、令ff(x)=0,即421=0,=2.当xe(0丄)时,f(x)0.22因此,x=2是函数f(x)的极小值点,也是最小值点.所以,当两段铁丝的长度分别是1-时,两个正方形的面积和最小.22、如图所示,由于在边长为a的正方形铁片的四角截去四个边长为x的小正方形,做成一个无盖方盒,所以无盖方盒的底面为正方形,且边长为a2x,高为x.无盖方盒的容积V(x)=(a一2x)2x,0 x0;当xefa)时,V(x)0.兀R2R2V令S(R)=+4“R=0,解得R=3.RV2兀第3题)当Re(0,V)时,S(R)0.2兀因此,R=二是函数S(R)的极小值点,也是最小值点.此时,当Re(0,V)时,S(R)0
19、.2兀因此,R=二是函数S(R)的极小值点,也是最小值点.此时,2兀H=丄=2兀R2所以,当罐高与底面直径相等时,所用材料最省.4、证明:由于f(X)=1工(X-A)2,所以广(X)=-工(X-A).ninii=1i=1令广(X)=0,得X二1工A,niI=1可以得到,x=1乙是函数f(X)的极小值点,也是最小值点.nii=1这个结果说明,用N个数据的平均值1工A表示这个物体的长度是合理的,nii=1这就是最小二乘法的基本原理.5、X兀X2设矩形的底宽为Xm,则半圆的半径为Xm,半圆的面积为斗m2,28矩形的面积为a-m2,矩形的另一边长为(-罕)m8X8兀x2a兀X-兀、2a因此铁丝的长为/
20、(x)=+x+=(1+)x+,0 x0;当qg(84,200)时,L0;因此,q=84是函数L的极大值点,也是最大值点.所以,产量为84时,利润L最大,习题B组(P37)1、设每个房间每天的定价为x元,那么宾馆利润L(x)=(50-X-080)(x-20)=-1x2+70 x-1360,180 x0;当xg(350,680)时,L(x)0.因此,x=350是函数L(x)的极大值点,也是最大值点.所以,当每个房间每天的定价为350元时,宾馆利润最大.2、设销售价为x元/件时,5bax5bax0;当xg(,)时,L(x)0.8844a+5当x=竺尹是函数L(x)的极大值点,也是最大值点.84a+5
21、b所以,销售价为竺胖元/件时,可获得最大利润.8定积分的概念练习(P42)83说明:进一步熟悉求曲边梯形面积的方法和步骤,体会“以直代曲”和“逼近”的思想.练习(P45)1、=v(上1、=v(上)At=-(-)2+2丄=-(上)2丄+-i=1,2,L,n.iiii=1=工=工-(上)2丄+2nnni=1于是s=Asds,=Xv()Ati=1iini=1ii=1=(丄)2丄Lnn=-丄1+=(丄)2丄Lnn=-丄1+22+L+n2+2n31n(n+1)(2n+1)+?n-11n1()2(_)2+2nnnns=lim工丄v(上)=limY-1(1+丄)(1+丄)+2=5n*nnnT83n“i=1i
22、=1说明:进一步体会“以不变代变”和“逼近”nT8.-i=12n的思想.222、km.3说明:进一步体会“以不变代变”和“逼近”和步骤.练习(P48)的思想,熟悉求变速直线运动物体路程的方法J2x3dx=4.0说明:进一步熟悉定积分的定义和几何意义.TOC o 1-5 h z=.-n36=!(1+丄)(1+丄)+23n2n取极值,得从几何上看,表示由曲线y=x3与直线x=0,x=2,y=0所围成的曲边梯形的面积S=4.习题人组(P50)1、(1)2(x一1、(1)2(x一1)dx吕(1+需)一1x法=。495;i=12)2(x一1)dx乏(1+輪)一1x点=。499;i=13)2(x-1)dx
23、苕(1+-1x爲=OS.i=1说明:体会通过分割、近似替换、求和得到定积分的近似值的方法.2、距离的不足近似值为:18x1+12x1+7x1+3x1+0 x1=40(m);距离的过剩近似值为:27x1+18x1+12x1+7x1+3x1=67(m).3、证明:令f(x)=1.用分点a=xxLxxLx=b01i-1in将区间a,b等分成n个小区间,在每个小区间x,x上任取一点g(i=1,2,L,n)i1ii作和式工f(g)Ax=工b_a=b-a,ini=1i=1从而Jb1dx=lim工b_a=b-a,anxi=1说明:进一步熟悉定积分的概念.4、根据定积分的几何意义,J1、;l-x2dx表示由直
24、线x=0,x=1,y=0以及曲线y=1-x20所围成的曲边梯形的面积即四分之一单位圆的面积因此卜Ldx专5、(5、(1)J0X3dx=-14由于在区间-1,0上X30,所以定积分X3dx表示由直线x=0,x=-1,y=0和曲线-1y二x3所围成的曲边梯形的面积的相反数.(2)根据定积分的性质,得J1x3dx=J0 x3dx+f1x3dx=-+=0.-1-1044由于在区间-1,0上x30,所以定积分J1x3dx等于位于x轴上方的-1曲边梯形面积减去位于x轴下方的曲边梯形面积.(3)根据定积分的性质,得J2x3dx=J0 x3dx+J2x3dx=-+4=-1-1044由于在区间-1,0上x30,
25、所以定积分J2x3dx等于位于x轴上方的-1曲边梯形面积减去位于X轴下方的曲边梯形面积.说明:在(3)中,由于X3在区间-1,0上是非正的,在区间0,2上是非负的,如果直接利用定义把区间-1,2分成n等份来求这个定积分,那么和式中既有正项又有负项,而且无法抵挡一些项,求和会非常麻烦.利用性质3可以将定积分J2x3dx化为J0 x3dx+J2x3dx,这样,x3-1-10在区间-1,0和区间0,2上的符号都是不变的,再利用定积分的定义,容易求出J0 x3dx,-1J2x3dx,进而得到定积分J2x3dx的值.由此可见,利用定积分的性质可以化简运算.0-1在(2)(3)中,被积函数在积分区间上的函
26、数值有正有负,通过练习进一步体会定积分的几何意义.习题B组(P50)1、该物体在t=0到t=6(单位:s)之间走过的路程大约为145m.说明:根据定积分的几何意义,通过估算曲边梯形内包含单位正方形的个数来估计物体走过的路程.2、(1)v=9.81t.i118X9(2)过剩近似值:乙9.81Xx=9.81xx=88.29(m);242不足近似值:工9.81x_x=9.81x1x?二68.67(m)242i=1(3)J49.81tdt;J49.81tdt=78.48(m).003、(1)分割在区间0,l上等间隔地插入n-1个分点,将它分成n个小区间:0,-,-三,(n-2)l,l,nnnn记第i个
27、区间为匕11,-(i=1,2,Ln),其长度为nnil(i-1)llnnn把细棒在小段0,-,-,21,0一21,l上质量分别记作:TOC o 1-5 h znnnnAm,Am,L,Am,12n则细棒的质量m=Am.ii=1近似代替当n很大,即Ax很小时,在小区间匕11,-上,可以认为线密度P(X)=X2的值变nn化很小,近似地等于一个常数,不妨认为它近似地等于任意一点ge匕11,-处的函数inn值p(g)=g2.于是,细棒在小段上上质量Amup(g)Ax=g2厶(i=1,2,Ln).iinniiin求和得细棒的质量m=工Amuii=1工p(g)A得细棒的质量m=工Amuii=1TOC o 1
28、-5 h ziini=1i=14)取极限细棒的质量m=lim工g2,所以m=J1x2dx.nsn0i=1微积分基本定理练习(P55)(1)50;50(3)4巨5(4)(2)24;333,3(5)-ln2;(6)丄;(7)0;(8)-2.22说明:本题利用微积分基本定理和定积分的性质计算定积分.习题人组(P55)1、#;(2)-1、#;(2)-31n2;2(3)9+ln3-ln2;2(5)土+1;8(6)e2-e-2ln2.说明:本题利用微积分基本定理和定积分的性质计算定积分.2、J3sinxdx=-cosx3*=2.00它表示位于x轴上方的两个曲边梯形的面积与x轴下方的曲边梯形的面积之差.或表
29、述为:位于x轴上方的两个曲边梯形的面积(取正值)与x轴下方的曲边梯形的面积(取负值)的代数和.习题B组(P55)1、1)原式=2e2x0=扌一21、1)原式=2e2x0=扌一21工1J3(2)原式=sin2x4=一4;62、1)2)卜sinmxdx=-竺竺“-冗m-冗_,sinmxcosmxdx=-冗3)4)sin2mxdx=P-兀一兀2兀兀1+cos2mxcos2mxdx=-兀一兀=-cosm兀-cos(-m兀)=0;m|冗=sinm兀一sin(-m兀)=0;m一冗m1-cos2mxxsin2mxdx=冗=兀;24m-冗xsin2mxdx=+饭=兀.3、1)224m-冗s(t)=Jt(1-e
30、-kt)dt=t+e-ktt=t+e-kt=49t+245e-0.2?245.0kkk20kk2k2k22)由题意得49t+245e-02-245=5000.2)这是一个超越方程,为了解这个方程,我们首先估计t的取值范围.根据指数函数的性质,当t0时,0e-0.2t1,从而500049t5245,因此,竺?空494950005245因此245e-0.2x49u3.36x10-7,245e-0.2x49沁1.24x10-7,所以,1.24xl0-7245e-023.36xl0-7.从而,在解方程49t+245e-02245=5000时,245e-0.2?可以忽略不计.5245因此,.49t-24
31、5u5000,解之得t沁(s).49说明:B组中的习题涉及到被积函数是简单的复合函数的定积分,可视学生的具体情况选做,不要求掌握.0000定积分的简单应用练习(P58)32(1)32;3说明:进一步熟悉应用定积分求平面图形的面积的方法与求解过程.练习(P59)s=J5(2t+3)dt练习(P58)32(1)32;3说明:进一步熟悉应用定积分求平面图形的面积的方法与求解过程.练习(P59)s=J5(2t+3)dt=t2+3t5=22(m).33W=J4(3x+4)dx=-x2+4x4=40(J).0202)1.1、2、习题人组(P60)9(1)2;(2)2W=Jbk纟dr=kqb=kqk纟.ar
32、2raab1、2、3、令v(t)=0,即40-10t=0.解得t=4.即第4s时物体达到最大高度.4、最大高度为h=J4(4010t)dt=4015t24二80(m).00设ts后两物体相遇,则Jt(3t2+1)dt=J110tdt+5,00解之得t二5.即A,B两物体5s后相遇.5、6、此时,物体A离出发地的距离为J52+1)dt二t3+15二130(m).00由F二kl,得10二0.01k.解之得k二1000.所做的功为W二J.11000ldl二500/210.1=5(J).00令v(t)=5-1+竺=0,解之得t二10.因此,火车经过10s后完全停止.1+1551s=J10(5-1+)d
33、t=5t-12+55ln(1+1)10=55ln11(m).01+120习题8组(P60)1、(1)Ja;a2x2dx表示圆x2+y2=a2与x轴所围成的上a半圆的面积,因此J.,dx隹(2)J1&1(x1)2xdx表示圆(x1)2+y2=1与直线0y二x所围成的图形(如图所示)的面积,第1(2)题)因此,兀xl因此,兀xl21兀1xdX=x1x1=42422、证明:建立如图所示的平面直角坐标系,可设抛物线的力不王为yax2,4h所以a=J2从而抛物线的方程为y=x2.2曰是,4h力不王为yax2,4h所以a=J2从而抛物线的方程为y=x2.2曰是,4h抛物线拱的面积S=2J2(h-x2)dx
34、=2hx0233、如图所示.解方程组得曲线y=x2+2与曲线y=3x交点的横坐标x=1,x=2.12于是,所求的面积为(x2+2)一3xdx+J23x-(x2+2)dx=1.o1R+hMmMmMmh4、证明:W=JR+hGdr=-Gr+h=GRr2rRR(R+h)第一章复习参考题人组(P65)1、1)3;2)y=-4.2、1)2sinxcosx+2xy=2)y=3(x-2)2(3x+1)(5x-3);3)cos2x4)=2x一2x2=(2x+1)43、”,=2GMmFr34、(1)f(t)0,即x0时,f(x)单调递增;3低由-匕=1,得p=一2.又因为f(1)=1-2+q=4,所以q=5.2
35、7、因为f(x)=x(X一c)2=x3一2cx2+c2X,所以f(X)=3X2一4cx+c2=(3X一c)(X一c).c当f(X)=0,即X=3,或X=c时,函数f(x)=x(x-c)2可能有极值.由题意当x=2时,函数f(x)=x(X-c)2有极大值,所以c0.X(一8,|)c3(3,c)c(c,+8)f(X)+00+f(X)单调递增极大值单调递减极小值单调递增由于所以,数当x=3时cf(x)=x(x-c)2有极大值.此时,3=2,c=6.8、设当点A的坐标为(a,0)时,AAOB的面积最小.因为直线AB过点A(a,0),P(1,1),所以直线AB的方程为口=匕,即y=丄仁-a).TOC o
36、 1-5 h zX01a1a当X=0时,y=二,即点B的坐标是(0,a).a一1a一11aa2因此,AAOB的面积S=S(a)=a=AAOB令S(a)=0,即S(a)=-=0.2(a1)2当a=0,或a=2时,S(a)=0,a=0不合题意舍去.由于X(0,2)2(2,+8)f(X)0+f(X)单调递减极小值单调递增所以,当a=2,即直线AB的倾斜角为135。时,AAOB的面积最小,最小面积为2.9、D.10、设底面一边的长为xm,另一边的长为(X+0.5)m.因为钢条长为.所以,长方体容器的高为I48-4x-4(x+0.5)=2上竺=3.2-2x.44设容器的容积为V,则V=V(x)=x(x+
37、0.5)(3.22x)=-2x3+2.2x2+1.6x,0 x0;当xe(1,1.6)时,V(x)0.因此,x=1是函数V(x)在(0,1.6)的极大值点,也是最大值点.所以,当长方体容器的高为1m时,容器最大,最大容器为m311、设旅游团人数为100+x时,旅行社费用为y=f(x)=(100+x)(10005x)=-5x2+500+100000(0 x80).令f(x)=0,即一10 x+500=0,x=50.又f(0)=100000,f(80)=108000,f(50)=112500.所以,x=50是函数f(x)的最大值点.所以,当旅游团人数为150时,可使旅行社收费最多.12、设打印纸的
38、长为xcm时,可使其打印面积最大.因为打印纸的面积为,长为x,所以宽为623.7,x打印面积S(x)=(x-2X2.54)(一-2x3.17)x=655.9072-6.34x-3168.396,5.08x98.38.x2令S(x)=0,即6.34-3168.396=0,x二22.36(负值舍去),6237沁27.89.x222.36x=22.36是函数S(x)在(5.08,98.38)内唯一极值点,且为极大值,从而是最大值点.所以,打印纸的长、宽分别约为,时,可使其打印面积最大.13、设每年养q头猪时,总利润为y元.贝卩y=R(q)-20000-100q=-q2+300q-20000(0q40
39、0,qeN).2令y=0,艮卩-q+300=0,q=300.当q=300时,y=25000;当q=400时,y=20000.q=300是函数y(p)在(0,400内唯一极值点,且为极大值点,从而是最大值点.所以,每年养300头猪时,可使总利润最大,最大总利润为25000元.14、1)14、1)2)2e-2;3)1;4)原式=J4)原式=J2C02_血2dx=J:(cosx-sinx)dx=sinx+cosx;=0;0cosx+sinx005)k1一cosx,rx一sinx_,kk2原式=J2dx=2=0220415、略.说明:利用函数图象的对称性、定积分的几何意义进行解释.16、1715、略.
40、说明:利用函数图象的对称性、定积分的几何意义进行解释.16、17、由F二kl,得0.049二0.01k.解之得k二4.9.所做的功为W十:讪1=容易知道,h二弋R是函数V(h)的极大值点,也是最大值点.9容易知道,h二弋R是函数V(h)的极大值点,也是最大值点.第一章复习参考题8组(P66)1、(1)b(t)二104-2X1031.所以,细菌在t二5与t二10时的瞬时速度分别为0和-104.(2)当0t0,所以细菌在增加;当5t5+5躬时,b(t)0,所以细菌在减少.2、设扇形的半径为r,中心角为弧度时,扇形的面积为S.因为S=丄r2,l2r=ar,所以a=(2.2rS=丄r2=(L2)r2=
41、(lr2r2),0r.22r22令S=0,即l4r=0,r=-,此时a为2弧度.4r=是函数S(r)在(0,1-)内唯一极值点,且是极大值点,从而是最大值点.42所以,扇形的半径为、中心角为2弧度时,扇形的面积最大.43、设圆锥的底面半径为r,高为h,体积为V,那么r2+h2=R2.因此,V=*兀r2h=g兀(R2-h2)h=*兀R2h一1khh,0hR.令V=-kR2兀h2=0,解得hR.3所以,当h=3-R时,容积最大.J3J6把h=R代入r2+h2=R2,得r=R.32苗由Ra=2兀r,得a=二一兀.326所以,圆心角为a=3兀时,容积最大.4、由于80=kx102,所以k=4.2020
42、设船速为xkm/h时,总费用为y,则y=x2x+x480 xx9600=16x+x令y=0,即16-9600=0,xu24.x2容易知道,x=24是函数y的极小值点,也是最小值点.当x=24时,(16x24+9600)一(20)u941(元/时)TOC o 1-5 h z2424所以,船速约为24km/h时,总费用最少,此时每小时费用约为941元.390 x21305、设汽车以xkm/h行驶时,行车的总费用y=(3+)+x14,50 x100 x360 x令y=0,解得xu53(km/h).此时,y沁114(元)容易得到,xu53是函数y的极小值点,也是最小值点.因此,当xu53时,行车总费用
43、最少.6、所以,最经济的车速约为53km/h;如果不考虑其他费用,这次行车的总费用约是114元.原式=J4edx=J0e-xdx+J4exdx=-e-x0+ex|4=e4+e2一26、-20-2-20-20fy=kx7、解方程组fIy=x-x2得,直线y=kx与抛物线y=x-x2交点的横坐标为x=0,1-k.x2x3111抛物线与x轴所围图形的面积S=l;(x-x2)dx=T-T0=2-3=6由题设得S=J1-k(x-x2)dx-J1-kkxdx200=f1=f1-k0(x-x2-kx)dx=2x2-口-k30(1-k)36所以(1所以(1-k)3=1于是说明:本题也可以由面积相等直接得到J1
44、-k(x-x2-kx)dx=J1-kkxdx+J1-k(x-x2)dx,由此000求出k的值.但计算较为烦琐.第二章推理与证明合情推理与演绎推理练习(P77)1、由,猜想.2、相邻两行数之间的关系是:每一行首尾的数都是1,其他的数都等于上一行中与之相邻的两个数的和.3、设和分别是四面体和的体积,则.练习(P81)1、略.2、因为通项公式为的数列,若,其中是非零常数,则是等比数列;大前提又因为,则,则;小前提所以,通项公式为的数列是等比数列.结论3、由,得到的推理是错误的.因为这个推理的大前提是“在同一个三角形中,大边对大角”小前提是“”,而与不在同一个三角形中.习题人组(P83)1、.2、.3
45、、当时,;当时,;当时,.4、(,且).5、(,且).6、如图,作交于.因为两组对边分别平行的四边形是平行四边形,又因为,所以四边形是平行四边形.因为平行四边形的对边相等.又因为四边形是平行四边形.所以.因为与同一条线段等长的两条线段的长度相等,又因为,,所以(第6题)因为等腰三角形的两底角是相等的.又因为是等腰三角形,所以因为平行线的同位角相等又因为与是平行线和的同位角,所以因为等于同角的两个角是相等的,又因为,所以习题8组(P84)1、由,猜想.2、略.3、略.直接证明与间接证明练习(P89)1、因为,所以,命题得证.2、要证,只需证,即证,即证,只需要,即证,这是显然成立的.所以,命题得
46、证.3、因为,又因为,从而,所以,命题成立.说明:进一步熟悉运用综合法、分析法证明数学命题的思考过程与特点.练习(P91)1、假设不是锐角,则.因此.这与三角形的内角和等于180矛盾.所以,假设不成立.从而,一定是锐角.2、假设,成等差数列,则.所以,化简得,从而,即,这是不可能的.所以,假设不成立.从而,不可能成等差数列.说明:进一步熟悉运用反证法证明数学命题的思考过程与特点.习题人组(P91)1、由于,因此方程至少有一个跟.假设方程不止一个根,则至少有两个根,不妨设是它的两个不同的根,则得因为,所以,从而,这与已知条件矛盾,故假设不成立.2、因为展开得,即.假设,则,即所以.因为,都是锐角
47、,所以,从而,与已知矛盾.因此.式变形得,即.又因为,所以.说明:本题也可以把综合法和分析法综合使用完成证明.3、因为,所以,从而.另一方面,要证,只要证即证,即证由可得,于是命题得证.说明:本题可以单独使用综合法或分析法进行证明,但把综合法和分析法结合使用进行证明的思路更清晰.4、因为的倒数成等差数列,所以.假设不成立,即,则是的最大内角,所以(在三角形中,大角对大边),从而.这与矛盾.所以,假设不成立,因此,.习题8组(P91)1、要证,由于,所以只需要,即证.因为,所以只需要,即证.由于为一个三角形的三条边,所以上式成立.于是原命题成立.2、由已知条件得,要证,只要证,只要证由,得,所以
48、,于是命题得证.3、由得,即.要证即证即证化简得,这就是式.所以,命题成立.说明:用综合法和分析法证明命题时,经常需要把两者结合起来使用.数学归纳法练习(P95)1、先证明:首项是,公差是的等差数列的通项公式是.当时,左边=,右边=,因此,左边=右边.所以,当时命题成立.假设当时,命题成立,即.那么,.所以,当时,命题也成立.根据(1)和(2),可知命题对任何都成立.再证明:该数列的前项和的公式是.当时,左边=,右边=,因此,左边=右边.所以,当时命题成立.假设当时,命题成立,即.那么,所以,当时,命题也成立.根据(1)和(2),可知命题对任何都成立.2、略.习题人组(P96)1、(1)略.(2)证明:当时,左边=1,右边=,因此,左边=右边.所以,当时,等式成立.假设当时等式成立,即.那么,.所以,当时,等式也成立.根据和,可知等式对任何都成立.(3)略.2、,由此猜想:.面我们用数学归纳法证明这个猜想.当时,左边=,右边=,因此,左边=右边.所以,当时,猜想成立.假设当时,猜想成立,即.那么,.所以,当时,猜想也成立.根据(1)和(2),可知猜想对任何都成立.习题8组(P96)1、略2、证明:(1)当时,左边=,右边=,因此,左边=右边.所以,当时,等式成立.(2)假设当时,等式成立,即.那么,.所以,当时,等式也成立.根据(1)和
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