y?ax 1?aa2x2(?a2x4)dx 1?a011?a旋转体的体积为V???11?a01a2x3125 ??[?ax]31?a52??15a2(1?a)52
dVdV?(4a?a2)?0,并由a?0可得唯一驻点a?4。 从而有。令(a?0)?7dada15(1?a)2由题意知此旋转体在a?4时体积取最大值,最大值为Vmax十一、(本题满分8分)
设f(x)在[0,??)上可导,f(0)?1 ,且满足等式 f?(x)?f(x)?(Ⅰ)求导数f?(x);
(Ⅱ)证明:当x?0时,不等式e?x?f(x)?1成立.
【分析】(Ⅰ)等式两端对x求导消去积分号,再解相应微分方程便可;(Ⅱ)利用单调性完成。
【详解】(Ⅰ)由于f?(x)?f(x)?2??1542(1?4)52?325?。 18751xf(t)dt?0
x?1?01xf(t)dt?0且f(0)?1,所以f?(0)??1
x?1?0x且 (x?1)f?(x)??x?1?f(x)??f(t)dt?0
0上式两端对x求导可得:
(x?1)f??(x)?(x?2)f?(x)?0
e?x?e?x所以f?(x)?c,由f?(0)??1可得c??1,从而f?(x)?.
1?x1?x (Ⅱ)令H(x)?1?f(x),x?0,则
exH?(x)??f?(x)??0,(x?0)
1?x从而函数H(x)在[0,??)内单调递增。
由于H(0)?1?f(0)?0,所以当x?0时,恒有H(x)?0,即f(x)?1;
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又令F(x)?f(x)?e,则F?(x)?f?(x)?e?x?xxe?x??0(x?0) 1?x所以F(x)当x?0时,单调增加,又因为F(0)?0,所以当x?0时,F(x)?0,即
f(x)?e?x;
综上,当x?0时,有e?x?f(x)?1。 十二(本题满分6分)
?1??1??0??1?????TTT 设??2,????,??0,A???,B???,其中?是?的转置,求解
?????2????1???8???0???方程2B2A2x?A4x?B4x??
?1?1??T【分析】考查线性方程组求解.应首先化简方程组,注意到B????(1,,0)2?2,
??2??1??而A???T是三阶方阵,且有A2???T??T?2A,便可方便地化简。
?1?1??T【详解】由于B????(1,,0)2?2,A2???T??T?2A,从而由
??2??1??12B2A2x?A4x?B4x??可得:16Ax?8Ax?16x??,即(A?2E)x??
81???10??2??T而A?2E????2E??2?10?。
??1?2??12??对增广矩阵进行初等行变换化为阶梯形进而化为行最简形
1????100????12???2?100????0???01?21???12???T1201121????0???101???10?12????00???01?21???01?2?21??0000??000????????0T1?2??1?0???从而方程通解为x?k(1,2,1)?(,1,0),其中k为任意常数。
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十三(本题满分7分)
?0??a??b??1??3???????????已知向量组?1?1,?2?2,?3?1与向量组?1?2,?2?0,?????????????????1???1???0????3???1???9??具有相同的秩,且?可由?,?,?线性表示,求a,b的值。
?3??63123?????7??【分析】向量组?1,?2,?3不含参数,其秩可直接算出来为2 ,从而向量组?1,?2,?3线性相关,故行列式
?1,?2,?3?0,再根据?3可由?1,?2,?3线性表示,便能解出a,b的值。
【详解】法一:令
9??139??139??13初等行变换???0?6?12???012?
A?(?1,?2,?3)??206????????8???31?7???04???000??从而r(?1,?2,?3)?2。
由于?1,?2,?3与?1,?2,?3有相同的秩,所以
?1,?2,?3?0,而
0ab0ab?1,?2,?3?121?031??(a?3b),从而a?3b?0------------------------(1)
?110?110又?3可由?1,?2,?3线性表示,故线性方程组x1?1?x2?2?x3?3??3有解 对增广矩阵进行初等行变换
???9b??139b?139b??13??2061???0?6?121?2b???0?6?121?2b? ???????81?b?2(1?2b)???31?70????04??0001?b??3??由非齐次线性方程组有解的条件知1?b?由(1)、(2)可解得a?15,b?5。
法二:因为?1,?2线性无关,?3?3?1?2?2,所以向量组?1,?2,?3线性相关,且秩为2 ,?1,?2是它的一个极大线性无关组。 由于?1,?2,?3与?1,?2,?3有相同的秩,所以
2(1?2b)?0--------------------------------(2) 3?1,?2,?3?0,而
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0ab0ab?1,?2,?3?121?031??(a?3b),从而a?3b?0------------------------(1) ?110?110又?3可由?1,?2,?3线性表示,从而可有?1,?2线性表示,于是?1,?2,?3线性相关,因此有?1,?2,?3?0,而
?1,?2,?3?210b01?201???2b?10,从而2b?10?0————(2)
21?310?31013b100b 由(1)、(2)可解得a?15,b?5。
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