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周周清 7.21-7.27
-by 可爱因子大橙子 可爱因子章鱼烧
1.(数一二三)设曲线 y x2 1(x0)上有一动点P(a,a2 1),点P沿曲线运动,速度
da
始终沿曲线在点P处的切线方向,且 0.以点(0,1)为起点,点P为终点的这段曲线与
dt
坐标轴以及直线xa所围成平面区域绕x轴旋转一周得到一个旋转体,记该旋转体的体积
1 5 2
为V .若当点P 运动到点 , 时,点P 的速度为 ,则此时V 关于时间的变化率为
2 4
____ .
x2 y2
2.(数一二三)函数 f(x,y)4x2 3y2 3x2y在椭圆 1上的最大值与最小值
3 4
之差的绝对值为____
3.(数一二三)设区域D为圆(x1)2 y2 1与圆x2 (y1)2 1所围成的公共部分,计
算
xy(xy1)ex2y2
dxdy
D
4.(数一三)独立地投掷一颗均匀骰子,根据切比雪夫不等式,投掷10次的总点数之和满
足25 X 45的概率不小于____ .
5.(数一二三)设常数 , ,则 在 零点个数是
1
0< < e ( )= − (0,+∞) ______.
(A)0. (B)1. (C)2 (D)3.
6.(数一二三)函数 在区域 上的最大值与最小值之积为
2 2
, =1+ + + ≤1 __.
7.(数一二三) 已知向量组 线性相关,而
T T T
1 = 1,1, 线, 性2 =无关1,, ,则1 , 3 = ,1,1 1 =
T T T
(1,3,2) ,β2 .= 2,7, +4 ,β3 = .0, +2,3 . .
(A) ≠−3 (B) =1 (C) =−2 (D) =−3周周清 7.21-7.27
-by 可爱因子大橙子 可爱因子章鱼烧
1.(数一二三)设曲线y = x2 +1(x0)上有一动点P(a,a2 +1),点P沿曲线运动,速度始
da
终沿曲线在点P处的切线方向,且 0.以点(0,1)为起点,点P为终点的这段曲线与坐
dt
标轴以及直线x=a所围成平面区域绕x轴旋转一周得到一个旋转体,记该旋转体的体积为
1 5 2
V .若当点P运动到点 , 时,点P的速度为 ,则此时V 关于时间的变化率为
2 4
_ _ _ _ .
[知识点]:微分学的综合应用
25 2
[解析]:答案:
16
a
由旋转体的体积公式,旋转体的体积V = (x2 +1)2dx.根据链式法则,V 关于时间
0
的变化率为
dV = dV da = ( a2 +1 )2 da
dt da dt dt
da
下面求 ,即点P的速度在x轴上的分量.
dt
1 5 1 |
由于曲线在点 , 处的切线斜率为y =2x =1,故切线与x轴的倾角为 ,
2 4 2 x= 1 4
2
2 2 2 2
故此时点P的速度在x轴上的分量为 cos = =
4 2
因此,此时的体积V 关于时间的变化率为 ( a2 +1 )2| 2 = 25 2
a= 1 16
2
[易错点]:把实际问题转化为数学问题需要一定的建模能力,这需要平时多积累。x2 y2
2.(数一二三)函数 f(x,y)=4x2 +3y2 −3x+2y在椭圆 + =1上的最大值与最小值
3 4
之差的绝对值为____
[知识点]:拉格朗日乘数法
[解析]:答案:2 43
x2 y2
由于在椭圆 + =1上,4x2 +3y2 =12,故函数 f(x,y)在椭圆上等价于函数
3 4
g(x,y)=12−3x+2y
建立拉格朗日函数
L(x,y,)=12−3x+2y+ ( 4x2 +3y2 −12 )
求导有
L(x,y,)=−3+8x=0, (1)
x
L(x,y,)=2+6y =0, (2)
y
L(x,y,)=4x2 +3y2 −12=0. (3)
3 1 9
整理(1)式可得x= ,整理(2)式可得y =− ,由此可得x=− y.代入(3)
8 3 8
43 8 9
式并整理可得 y2 =4,解得y = ,相应的,x= .于是,点
16 43 43
9 8 9 8
− , , ,−
43 43 43 43
9 8 9 8
为可能的极值点,g − , =12+ 43,g ,− =12− 43.比较可
43 43 43 43
得,12+ 43为g(x,y)在椭圆上的最大值,12− 43为g(x,y)在椭圆上的最小值.
因此,所求最大值与最小值之差的绝对值为2 43.
[易错点]:将问题转化为拉格朗日乘数法来解决,并注意解方程的一些技巧的使用。3.(数一二三)设区域D为圆(x−1)2 + y2 =1与圆x2 +(y−1)2 =1所围成的公共部分,计
算
xy(x− y+1)ex2+y2dxdy
D
[知识点]:二重积分的计算
1
[解析]:答案:
2
(x−1)2 + y2 =1
计算两圆的交点.联立两圆方程 ,可得x= y,代入第一个方程可得
x2 +(y−1)2 =1
2x2 −2x=0,解得x=0或x=1,于是,两圆的交点为(0,0),(1,1).连接两交点的直线
方程为y= x.进一步可得区域D关于直线y= x对称.
由轮换对称性可知,
1
原积分= xy(x− y+1)ex2+y2 +xy(y−x+1)ex2+y2dxdy =xyex2+y2dxdy
2
D D
记区域D位于直线y= x下方的部分为D ,则由轮换对称性可得
1
xyex2+y2
dxdy
=2xyex2+y2
dxdy
D D
1
xyex2+y2dxdy= 极 = 坐 = 标 = 4cossind 2sin r3er2dr
0 0
D
1
= 1 4cossind 2sin r2er2 d(r2)= t= = r = 2 1 4cossind 4sin2 tetdt
2 0 0 2 0 0
= 1 4cossin tet | 4sin2 − 4sin2 etdt d
2 0 0 0
= 1 4cossin ( 4sin2e4sin2−e4sin2+1 ) d
2 0
u=4sin2 1 2 1 2 1
===== (ueu −eu +1)du = (u−1)d(eu)+
16 0 16 0 8= 1 (u−1)eu | 2 − 2 eudu + 1 = 1 (e2 +1−e2 +1)+ 1 = 1 .
16 0 0 8 16 8 4
1
故xyex2+y2dxdy =2xyex2+y2dxdy =
2
D D
1
[易错点]:合理地使用轮换对称性,并在后续正确计算出积分值,本题计算量较大,需要一
定的耐心和计算能力。4.(数一三)独立地投掷一颗均匀骰子,根据切比雪夫不等式,投掷10次的总点数之和满
足25 X 45的概率不小于____.
[知识点]:切比雪夫不等式
17
[解析]:答案:
24
10
设X 为第i(i=1,2, ,10)次投掷骰子时的点数,且X =X
i i
i=1
计算X 的数字特征.
1
P{X =k}= , k =1,2,,6,
i 6
1+2+3+4+5+6 7
E(X )= = ,
i 6 2
12 +22 +32 +42 +52 +62 91
E(X2)= = ,
i 6 6
91 49 35
D(X )= E(X2)−[E(X )]2 = − = .
i i i 6 4 12
由于X 相互独立,故
i
10 7 10 35 175
E(X)=E(X )=10 =35, D(X)=D(X )=10 = .
i 2 i 12 6
i=1 i=1
由切比雪夫不等式可得
P{25 X 45}= P{−10 X −3510}= P{| X −35|10}
D(X) 175 17
=1−P{| X −35|10}1− =1− = .
102 600 24
[易错点]:对切比雪夫不等式的概念不熟悉,不会代公式求解。5.(数一二三)设常数0<𝑏 < 1 ,𝑓(𝑥)=𝑙𝑛𝑥−𝑥𝑏,则𝑓(𝑥)在(0, +∞)零点个数是______.
e
(A) 0. (B) 1. (C) 2 (D) 3.
[知识点]:通过求导确定函数单调性区间,分析极值符号和边界极限。
[答案]: C.
[解析]:(1)求𝑓(𝑥)的单调性区间:
>0,0<𝑥 <𝑥
1 𝑏 1 0
𝑓′(𝑥)= −𝑏𝑥𝑏−1 = ( −𝑥𝑏){=0,𝑥 =𝑥
0
𝑥 𝑥 𝑏
<0,𝑥 >𝑥
0
1
其中𝑥 =( 1 )𝑏 ⇒𝑓(𝑥)在(0,𝑥 ]单调递增,在[𝑥 ,+∞)单调递减,𝑓(𝑥)<𝑓(𝑥 )(𝑥 ∈
0 0 0 0
𝑏
(0,+∞),𝑥 ≠𝑥 ) .
0
(2) 考察极值的符号:
1 1 𝑏
1 𝑏 1 𝑏 1 1 1 1 1 1
𝑓(𝑥 )=ln( ) −[( ) ] = ln − = (ln −1)> (ln𝑒−1)=0.
0 𝑏 𝑏 𝑏 𝑏 𝑏 𝑏 𝑏 𝑏
(3) 求边界处极限值:
ln𝑥
lim𝑓(𝑥)= lim(ln𝑥−𝑥𝑏)=−∞, lim 𝑓(𝑥)= lim 𝑥𝑏( −1)=−∞.
𝑥→0+ 𝑥→0+ 𝑥→+∞ 𝑥→+∞ 𝑥𝑏
因此𝑓(𝑥)在(0,𝑥 ]连续,单调递增,𝑓(𝑥 )与lim𝑓(𝑥)异号⇒𝑓(𝑥)在(0,𝑥 )存在唯一零点.
0 0 0
𝑥→0+
𝑓(𝑥)在[𝑥 ,+∞)连续,单调递减,𝑓(𝑥 )与 lim 𝑓(𝑥)异号⇒𝑓(𝑥)在(𝑥 ,+∞)存在唯一零点.
0 0 0
𝑥→+∞
综合起来,𝑓(𝑥)在(0,+∞)有且仅有2个零点.选(C).
[易错点]:求导找单调区间时计算错误,分析极值、极限符号及零点存在性时逻辑不严
谨,遗漏零点情况。6.(数一二三)函数𝑓(𝑥,𝑦)=1+𝑥+𝑦在区域𝑥2+𝑦2 ≤1上的最大值与最小值之积为__.
(A) −1. (B) 1. (C) 1+√2. (D) 1−√2.
[知识点]:用拉格朗日乘数法求函数在圆域边界的极值,结合无内部驻点,确定最值后求积。
[答案]:A.
[解析]:显然𝑓(𝑥,𝑦)=1+𝑥+𝑦在区域𝑥2+𝑦2 ≤1内无驻点,令
𝐹(𝑥,𝑦,𝜆)=1+𝑥+𝑦+𝜆(𝑥2+𝑦2−1),
令
𝐹′ =1+2𝜆𝑥 =0
𝑥
{ 𝐹 𝑦 ′ =1+2𝜆𝑦=0 ,得𝑥 =𝑦=± 1 .
√2
𝐹′ =𝑥2+𝑦2−1=0
𝜆
1 1 1 1
𝑓( , )=1+√2为最大值,𝑓(− ,− )=1−√2为最小值,(1+√2)(1−√2)=−1.
√2 √2 √2 √2
即应选(A).
[易错点]:拉格朗日乘数法解方程出错,或判断最值时符号、计算失误,导致乘积结果错
误。7.(数一二三) 已知向量组𝛼 =(1,1,𝑡)T,𝛼 =(1,𝑡,1)T,𝛼 =(𝑡,1,1)T线性相关,而𝛽 =
1 2 3 1
(1,3,2)T,β =(2,7,𝑡+4)T,β =(0,𝑡+2,3)T线性无关,则
2 3
(A) 𝑡 ≠−3. (B) 𝑡 =1. (C) 𝑡 =−2. (D) 𝑡 =−3.
[知识点]:向量组线性相关、线性无关的充要条件。
[答案]:C.
[解析]:𝛼 ,𝛼 ,𝛼 相关⇔∣𝛼 ,𝛼 ,𝛼 ∣=0
1 2 3 1 2 3
1 1 𝑡
⇔|1 𝑡 1|=−(𝑡+2)(𝑡−1)2 =0
𝑡 1 1
故 𝑡 =1 或−2.
𝛽 ,𝛽 ,𝛽 无关⇔∣𝛽 ,𝛽 ,𝛽 ∣≠0
1 2 3 1 2 3
1 2 0 1 0 0
⇔|3 7 𝑡+2|=|3 1 𝑡+2|=−(𝑡+3)(𝑡−1)≠0
2 𝑡+4 3 2 𝑡 3
𝑡 ≠−3 且 𝑡 ≠1.
因此𝑡 =−2.
[易错点]:计算行列式时出错,或求解线性相关、无关对应的参数范围时,未准确取交集/
并集,导致参数值判断错误。