题目
若曲线 y=f(x)(f(x)≥0)以[0,x]为底围成的曲边梯形的面积与纵坐标y的4次幂成正比,已知 f(0)=0, f(1)=1, 则此曲线方程为()A. y³ = x²B. y³ = 2xC. y³ = -xD. y³ = x
若曲线 y=f(x)(f(x)≥0)以[0,x]为底围成的曲边梯形的面积与纵坐标y的4次幂成正比,已知 f(0)=0, f(1)=1, 则此曲线方程为()
A. y³ = x²
B. y³ = 2x
C. y³ = -x
D. y³ = x
题目解答
答案
D. y³ = x
解析
步骤 1:确定面积与y的关系
根据题意,曲边梯形的面积S与纵坐标y的4次幂成正比,即S = ky^4,其中k为比例常数。
步骤 2:利用已知条件求比例常数k
已知f(0)=0,即当x=0时,y=0,此时面积S=0,符合S = ky^4的关系。
已知f(1)=1,即当x=1时,y=1,此时面积S=k*1^4=k,因此k=S。
步骤 3:利用面积公式求曲线方程
根据面积公式,S = ∫[0,x] f(t) dt = ky^4,其中y=f(x)。
由于f(1)=1,即当x=1时,y=1,此时面积S=k*1^4=k,因此k=S。
因此,∫[0,x] f(t) dt = k * f(x)^4。
由于f(x)≥0,可以假设f(x) = ax^b,其中a和b为待定系数。
代入f(1)=1,得到a*1^b=1,即a=1。
因此,f(x) = x^b。
代入面积公式,得到∫[0,x] t^b dt = k * x^(4b)。
计算积分,得到(1/(b+1)) * x^(b+1) = k * x^(4b)。
由于f(1)=1,即当x=1时,y=1,此时面积S=k*1^4=k,因此k=S。
因此,(1/(b+1)) * 1^(b+1) = k * 1^(4b),即1/(b+1) = k。
因此,k = 1/(b+1)。
代入面积公式,得到(1/(b+1)) * x^(b+1) = (1/(b+1)) * x^(4b)。
因此,b+1 = 4b,即b=1/3。
因此,f(x) = x^(1/3)。
因此,y³ = x。
根据题意,曲边梯形的面积S与纵坐标y的4次幂成正比,即S = ky^4,其中k为比例常数。
步骤 2:利用已知条件求比例常数k
已知f(0)=0,即当x=0时,y=0,此时面积S=0,符合S = ky^4的关系。
已知f(1)=1,即当x=1时,y=1,此时面积S=k*1^4=k,因此k=S。
步骤 3:利用面积公式求曲线方程
根据面积公式,S = ∫[0,x] f(t) dt = ky^4,其中y=f(x)。
由于f(1)=1,即当x=1时,y=1,此时面积S=k*1^4=k,因此k=S。
因此,∫[0,x] f(t) dt = k * f(x)^4。
由于f(x)≥0,可以假设f(x) = ax^b,其中a和b为待定系数。
代入f(1)=1,得到a*1^b=1,即a=1。
因此,f(x) = x^b。
代入面积公式,得到∫[0,x] t^b dt = k * x^(4b)。
计算积分,得到(1/(b+1)) * x^(b+1) = k * x^(4b)。
由于f(1)=1,即当x=1时,y=1,此时面积S=k*1^4=k,因此k=S。
因此,(1/(b+1)) * 1^(b+1) = k * 1^(4b),即1/(b+1) = k。
因此,k = 1/(b+1)。
代入面积公式,得到(1/(b+1)) * x^(b+1) = (1/(b+1)) * x^(4b)。
因此,b+1 = 4b,即b=1/3。
因此,f(x) = x^(1/3)。
因此,y³ = x。