设f(x)=limt→∞(t+xt+2x)t,(x≥0)

设f(x)=
lim
t→∞
(
t+x
t+2x
)t
,(x≥0)
(1)将由曲线y=f(x),x轴,y轴和直线x=1所围平面图形绕y轴旋围一周,求此旋转体体积.
(2)在曲线y=f(x)上找一点,使过该点切线与两坐标轴所夹平面图形的面积最大.
milemiao 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:(1)首先计算函数极限,得到f(x)的表达式,然后利用旋转体的体积计算公式进行计算;(2)先计算函数的切线方程,然后计算切线与两坐标轴所夹面积的表达式,最后求函数表达式的最大值即可.

(1)当x≠0时,
f(x)=
lim
t→∞(
t+x
t+2x)t=
lim
t→∞(1−
x
t+2x)−
t+2x
x•(−
tx
t+2x)=e−
lim
t→∞
tx
t+2x=e-x
当x=0时,f(x)=1=e0
所以,f(x)=e-x
因此,所求旋转体的体积为:
V=
∫102πf(x)dx=2π
∫10e−xdx=2π(1-e-1).
(2)对于y=f(x)上任意一点P(t,e-t),
过点P的切线斜率为:k=f′(t)=e-t
切线方程为:
y-e-t=-e-t(x-t),
与两坐标轴的交点分别为:(0,(1+t)e-t),(0,t+1),
因此切线与两坐标轴所夹平面图形的面积为:
1
2|t+1|×|t+1|e−t=
1
2(t+1)2e−t.
设f(t)=
1
2(t+1)2e−t,
则f′(t)=
1
2(1−t)(1+t)e−t,f″(t)=
1
2(t2−2t−1)e−t,
令f′(t)=0可得,t=±1.
又因为f″(1)=-e-1<0,f″(-1)=e>0,
所以f(t)在t=1处取得极大值.
由实际意义可得,f(t)在t=1处取得最大值.
从而,所求的点为:(1,e-1).

点评:
本题考点: 空间曲线的切线与法平面;旋转体的体积及侧面积的计算.

考点点评: 本题的综合性较强,考查了复合函数极限的计算、旋转体的体积计算、曲线的切线方程的计算以及函数最值的计算,难度系数适中,需要仔细分析与计算.

1年前

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