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设L:Y=f(x)为过点M(0,1)且位于第一象限的增函数,P(x0,y0)为曲线L上任意一点,已知曲线位于M到P之间的弧长与[0,x0]上曲边梯形的面积相等. (Ⅰ)求该曲线y=f(x); (Ⅱ)证明:有且仅有一点c∈(0,1),使得[0,c]上以f(c
设L:Y=f(x)为过点M(0,1)且位于第一象限的增函数,P(x0,y0)为曲线L上任意一点,已知曲线位于M到P之间的弧长与[0,x0]上曲边梯形的面积相等. (Ⅰ)求该曲线y=f(x); (Ⅱ)证明:有且仅有一点c∈(0,1),使得[0,c]上以f(c
admin
2021-03-16
56
问题
设L:Y=f(x)为过点M(0,1)且位于第一象限的增函数,P(x
0
,y
0
)为曲线L上任意一点,已知曲线位于M到P之间的弧长与[0,x
0
]上曲边梯形的面积相等.
(Ⅰ)求该曲线y=f(x);
(Ⅱ)证明:有且仅有一点c∈(0,1),使得[0,c]上以f(c)为高的矩形的面积与[c,1]上以y=f(x)为曲边的曲边梯形的面积相等.
选项
答案
(Ⅰ)M到P之间的弧长为[*] 曲边梯形的面积为[*] 由题意得[*] 两边求导得[*] 解得[*],或[*],积分得 [*] 因为曲线L经过(0,1),所以C=0,故y=f(x)=[*] (Ⅱ)S
1
(c)=cf(c),S
2
(c)=∫
c
1
f(t)dt, 令[*](x)=S
1
(x)-S
2
(x)=xf(x)-∫
x
1
f(t)dt, 再令F(x)=x∫
1
x
f(t)dt,显然F’(x)=[*](x), 因为F(0)=F(1)=0,所以由罗尔定理,存在c∈(0,1),使得F’(c)=0,或[*](c)=0, 即存在点c∈(0,1),使得[0,c]上以f(c)为高的矩形的面积与[c,1]上以y=f(x)为 曲边的曲边梯形的面积相等; [*](x)=2f(x)+xf’(x)=e
x
+e
-x
+[*](e
x
-e
-x
)>0(0<x<1), 则[*](x)在[0,1]上单调递增,故c∈(0,1)是唯一的.
解析
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考研数学二
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