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周周清 8.25-8.31
-by 可爱因子大橙子 可爱因子章鱼烧
1.(数一二三)设函数 f(x)在[0,)上连续,且 f(0)0, f(0)1,曲线L 的极坐标
a
方程为a([0,]),其中a0,记该曲线与所围成的区域为D ,求
a
a f x2 y2 dxdy
lim D a
a0 arcsina4 1a8 1
2.(数一二三)已知函数 f(x)在 0, 上连续,且满足
2
f x 1sin2x 2 f x sinxdx
0
求函数 f(x)的表达式.
3.曲线 ycosx(x[ , ]) 与 x 轴所围区域绕 x 轴旋转一周所得旋转体的侧面积
2 2
S _ ___ 1
4.(数一三)设随机变量X ,X ,X 相互独立且均服从二项分布B2, ,随机变量
1 2 3
3
Y max X ,X ,X ,则P Y 1 ____.
1 2 35.(数一二三)在第一象限内,过曲线 上任一点作其切线,若切线与
2 2
3 +2 +3 =
两坐标轴所围成的三角形面积的最小值为 ,求 的值.
1
4 6.(数一二三)微分方程 满足 的特解为
d −
d = + 1 =07.(数一二三)设二次型 在正交变换下的标准形为 ,
2 2
且 ,其中 为 3 阶1,矩 2阵, 3,则= = ________. −2 1+8 2
−1
+ = +2 =周周清 8.25-8.31
-by 可爱因子大橙子 可爱因子章鱼烧
1.(数一二三)设函数 f(x)在[0,)上连续,且 f(0)0, f(0)1,曲线L 的极坐标
a
方程为a([0,]),其中a 0,记该曲线与所围成的区域为D ,求
a
a f x2 y2 dxdy
lim D a
a0 arcsina4 1a8 1
[知识点]:二重积分综合题
4
[解析]:答案:
12
在极坐标系下计算 f x2 y2 dxdy可得,
D
a
a
f x2 y2 dxdy d f(r)rdr (1)
0 0
D
a
x
令F(x) tf(t)dt ,则由(1)式可得
0
ua 1 a
f x2 y2 dxdy Fad Fudu.
0 a 0
D
a
因此,
a
Fudu
洛必达
Fa
原极限 lim 0 lim
a0 arcsina4 1a8 1 a0 4a3 1 8a7
1a8 2 1a8
a
Fa
Fa
tf tdt
lim lim lim 0
4 a0 a3 1a4 4 a0 a3 4 a0 a3
洛必达 2af a 3 f a f003 f a f 0
lim lim lim
4 a0 3a2 12 a0 a 12 a0 a0
4 4
f0 .
12 12
[易错点]:函数的处理上需要灵活变化,并熟练使用洛必达法则和导数定义。
2.(数一二三)已知函数 f(x)在 0, 上连续,且满足
2
f x 1sin2x 2 f xsinxdx
0
求函数 f(x)的表达式.
[知识点]:定积分计算
1
[解析]:答案: f x 1sin2x
4
注意定积分是个数,记A2 f xsinxdx,则 f x 1sin2x A.于是,
0
A2 f xsinxdx2 1sin2x A sinxdx
0 0
2sinx 1sin2xdxA2sinxdx
0 0
2sinx 1sin2xdxA
0
1
由此可得,A 2sinx 1sin2xdx.
2 0
由于
1sin2x sin2 xcos2 x2sinxcosx sinxcosx2 sinxcosx
故
2sinx 1sin2xdx2sinx sinxcosx dx
0 0
4sinxcosxsinxdx2sinxsinxcosxdx
0
4
第二个积分中令t x
2
4sinxcosxsinxdx4cosxcosxsinxdx
0 0
4 cos2 xsin2 x dx 4cos2xdx sin2x 4 1 .
0 0 2 2
0
1 1
故A ,故 f x 1sin2x .
4 4
[易错点]:看不出定积分的本质是一个常数,被绕进去就麻烦了。
3.曲线y cosx(x[ , ])与x轴所围区域绕x轴旋转一周所得旋转体的侧面积S _
2 2
___
[知识点]:一元函数积分的几何应用
[解析]:答案:2[ln( 21) 2]
计算可得y sinx.由旋转体的侧面积公式可得
对称性
S 22 cosx 1sinx2 dx42 1sin2 xdsinx
0
2
tsinx 1
4 1t2dt
0
令t tanu,则
1
1t2dt 4sec3udu 4secudtanusecutanu 4 4tanusecutanudu
0 0 0 0 0
24 sec2u1 secudu 24sec3udu4secudu
0 0 0
24sec3udulnsecutanu 4
0 0
24sec3uduln 21 .
0
1 1
由此可得, 1t2dt 4sec3udu [ln( 21) 2]
0 0 2
因此,S 2[ln( 21) 2]
[易错点]:注意旋转体的侧面积,微元是ds 1
4.(数一三)设随机变量X ,X ,X 相互独立且均服从二项分布B 2, ,随机变量
1 2 3 3
Y maxX ,X ,X ,则PY 1 ____.
1 2 3
[知识点]:概率计算
448
[解析]:答案:
729
Y 为离散型随机变量,记Y 的分布函数为F (y),则PY 1 F (1)F (0).由于
Y Y Y
1
X ,X ,X 相互独立且均服从二项分布B 2, ,故
1 2 3 3
独立性
F (y) PY y PX y,X y,X yPX yPX yPX y
Y 1 2 3 1 2 3
(PX y)3
1
下面分别计算PX 0与PX 1 .由于X ~ B 2, ,故
3
2
1 4
PX 0 PX 0C0
1
2 3 9
2
1 1 1 4 4 8
PX 1 PX 0PX 1C0
1
C1
1
.
2 3 2 3 3 9 9 9
3 3
8 512 4 64
由此可得,F 1
,F 0
.
Y 9 729 Y 9 729
512 64 448
因此,PY 1 .
729 729 729
[易错点]:注意独立性的应用和离散型随机变量概率的计算问题。5.(数一二三)在第一象限内,过曲线3𝑥2+2𝑥𝑦+3𝑦2 =𝑎上任一点作其切线,若切线与两
1
坐标轴所围成的三角形面积的最小值为 ,求𝑎的值.
4
[知识点]:隐函数方程的切线方程
[解析]:答案:𝑎 =1.
设第一象限内,曲线上任一点为P(𝑥,𝑦).方程3𝑥²+2𝑥𝑦+3𝑦²=𝑎两边同时对𝑥求导, 解
得
3𝑥+𝑦
𝑦′=−
𝑥+3𝑦
则过点P的切线方程为
3𝑥+𝑦
𝑌−𝑦 =− (𝑋−𝑥).
𝑥+3𝑦
切线与两个坐标轴的截距分别为
𝑥+3𝑦 3𝑥+𝑦
𝑥+ 𝑦,𝑦+ 𝑥.
3𝑥+𝑦 𝑥+3𝑦
已知3𝑥2+2𝑥𝑦+3𝑦2 =𝑎,则三角形的面积为
1 𝑥+3𝑦 3𝑥+𝑦 1 𝑎2
𝑆 = (𝑥+ 𝑦)(𝑦+ 𝑥)= ⋅
2 3𝑥+𝑦 𝑥+3𝑦 2 𝑎+8𝑥𝑦
由已知𝑎 > 0,只需求𝑥𝑦在条件3𝑥2+2𝑥𝑦+3𝑦²=𝑎下的最大值.
令𝐿 =𝑥𝑦+𝜆(3𝑥²+2𝑥𝑦+3𝑦²−𝑎),则
𝐿 =𝑦+6𝜆𝑥+2𝜆𝑦=0,
𝑥
{𝐿 =𝑥+2𝜆𝑥+6𝜆𝑦=0,
𝑦
𝐿 =3𝑥2+2𝑥𝑦+3𝑦2−𝑎 =0.
𝜆
解上述方程组,得𝑥 =𝑦 =
√2𝑎
,故
4
1 𝑎2 1
𝑆 = ⋅ = ,
min
2 √2𝑎 √2𝑎 4
𝑎+8⋅ ⋅
4 4
解得𝑎 =1.
[易错点]:本题整体思路完全基于基础知识(隐函数切线、截距式、三角形面积公式),难
度不在概念而在运算。d𝑦 𝑦−𝑥
6.(数一二三)微分方程 = 满足𝑦(1)=0的特解为
d𝑥 𝑦+𝑥
[知识点]:一阶微分方程的解法
1 𝑦 2 𝑦
[解析]:答案: ln[( ) +1]+arctan +ln 𝑥 =0.
2 𝑥 𝑥
𝑦
d𝑦 −1
已知方程变形为 =𝑥 ,为一阶齐次微分方程.
d𝑥 𝑦 +1
𝑥
𝑦 d𝑦 d𝑢 d𝑢 𝑢−1
令 =𝑢,则 𝑦=𝑢𝑥, =𝑥 +𝑢,故𝑢+𝑥 = ,分离变量得
𝑥 d𝑥 d𝑥 d𝑥 𝑢+1
𝑢+1 d𝑥
d𝑢 =− .
𝑢2+1 𝑥
积分,得 1 ln(𝑢2+1)+arctan 𝑢 =−ln∣𝑥 ∣+𝐶.
2
1 𝑦 2 𝑦
由𝑦(1)=0,得𝐶 =0,故所求特解为 ln [( ) +1]+arctan +ln 𝑥 =0.
2 𝑥 𝑥
[易错点]:本题关键在于识别齐次微分方程并正确代换,计算中容易在𝑦=𝑢𝑥推导或代入初
值时出错。7.(数一二三)设二次型𝑓(𝑥 ,𝑥 ,𝑥 )=𝑋𝑇𝐴𝑋(𝐴𝑇 =𝐴)在正交变换下的标准形为−2𝑦2+8𝑦2,
1 2 3 1 2
且𝐸+𝐵 =𝐴𝐵,其中𝐵为3阶矩阵,则𝑡𝑟(𝐵−1+2𝐸)=________.
[知识点]:矩阵的二次型
[解析]:答案:9.
依题设,𝐴的特征值为−2,8,0.
由𝐸+𝐵 =𝐴𝐵,即𝐸 =(𝐴−𝐸)𝐵,得𝐵−1 =𝐴−𝐸,所以𝐵−1+2𝐸 =𝐴−𝐸+2𝐸 =𝐴+
𝐸.
而𝐴+𝐸的特征值为−2+1=−1,8+1=9,0+1=1,故𝑡𝑟(𝐵−1+2𝐸)=−1+9+
1=9.
[易错点]:简单题,注意善用基础概念。二次型标准形直接给出的是矩阵𝐴的特征值,后续
计算𝐵−1 =𝐴−𝐸、求迹时不要用错特征值或漏掉零特征值。记住一些结论:设 𝐴=(𝑎 ) ,
𝑖𝑗
𝑛×𝑛
其特征值为𝜆 ,𝜆 ,⋯,𝜆 ,则tr(𝐴)=∑𝑛 𝑎 =∑𝑛 𝜆 .
1 2 𝑛 𝑖=1 𝑖𝑖 𝑖=1 𝑖