设f(x)是区间[0,+∞)上具有连续导数的单调增函数,且f(0)=1。对任意的t∈[0,+∞),直线x=0,x=t,曲线y=f(x)以及x轴所围成的曲边梯形绕x轴旋转一周生成一旋转体。若该旋转体的侧面积在数值上等于其体积的2倍,求函数f(x)的表达式。

admin2021-01-19  44

问题 设f(x)是区间[0,+∞)上具有连续导数的单调增函数,且f(0)=1。对任意的t∈[0,+∞),直线x=0,x=t,曲线y=f(x)以及x轴所围成的曲边梯形绕x轴旋转一周生成一旋转体。若该旋转体的侧面积在数值上等于其体积的2倍,求函数f(x)的表达式。

选项

答案旋转体的体积V=π∫0tf2(x)dx, 侧面积S=2π∫0tf(x)[*]dx, 由题设条件知 ∫0tf2(x)dx=∫0tf(x)[*]dx, 上式两端对t求导得f2(t)=f(t)[*] 即y’=[*] 由分离变量法解得ln(y+[*])=t+C1, 即y+[*]=Cet。 将y(0)=1代入得C=1,故 y+[*]=et,y=1/2(et+e-t)。 于是所求函数为 y=f(x)=1/2(ex+e-x)。

解析
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