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教材名称:《高等数学(第八版 上册)》
主编:同济大学数学科学学院
出版社:高等教育出版社
版次:2023-06-07
ISBN:9787040589818
目·录
考试集教材配套题库介绍 2
一、精准匹配教材,一站式学习解决方案 2
二、题库核心优势 2
一、单项选择题(60题) 3
二、多项选择题(40题) 22
三、判断题(40题) 36
四、填空题(40题) 43
五、名词解释题(40题) 50
六、简答题(40题) 55
七、论述题(15题) 60
八、材料分析题(5题) 63
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第6章-章节练习
第六章定积分的应用
第一节定积分的元素法
第二节定积分在几何学上的应用一、平面图形的面积
二、休积
三、平面曲线的弧长
习题6-2
第三节定积分在物理学上的应用一、变力沿直线所做的功
二、水压力
三、引力
习题6-3
总习题六
一、单项选择题(60题)
1.定积分元素法的基本思想是通过将整体分解为无数个微小部分,然后对这些微小部分进行______来近似整体。
A.求和 B.求差
C.求积 D.求商
正确答案:A
解析:定积分元素法的基本思想是将一个整体分解为无数个微小部分,并对这些微小部分进行求和(即积分),从而近似或精确求出整体的量值。、
2.下列哪一项是定积分在几何学中平面图形面积计算的核心应用?
A.计算旋转体体积B.计算平面区域的面积
C.计算曲线的曲率D.计算曲面的面积
答案:B
解析:定积分在几何学中用于计算平面图形的面积(如由曲线、直线围成的区域),而旋转体体积属于体积计算范畴,曲率与弧长相关,曲面面积需用二重积分。
2.在计算变力沿直线所做的功时,定积分的物理意义是?
A.力与位移的乘积B.力在位移方向上的分量的累积效应
C.力的最大值与位移的乘积D.力的平均值与位移的乘积
答案:B
解析:变力做功需将力分解为位移方向的分量,并通过定积分累积各微小位移段的功,而非直接取最大值、平均值或简单乘积。
3.若某平面曲线由参数方程x(t),y(t)给出,其弧长公式中通常包含以下哪一项?
A.x′(t)2+y′(t)2B.x′(t)+y′(t)
C.x′(t)⋅y′(t)D.x′(t)2−y′(t)2
答案:A
解析:参数方程下曲线弧长公式为∫x′(t)2+y′(t)2dt,对应选项A。
4.计算水压力时,若液体密度为ρ,深度为h,则单位宽度上的压力公式为?
A.ρgh B.ρg∫0hhdh
C.21ρgh2 D.ρg∫0hydy
答案:D
解析:压力是深度的线性函数,需通过定积分ρg∫0hydy计算总压力,选项D正确。选项C为结果而非积分表达式。
5.在定积分应用中,计算旋转体体积时,“切片法”与“圆盘法”的主要区别是?
A.切片法用于平面图形,圆盘法用于空间曲线B.切片法将旋转体分解为薄片,圆盘法分解为圆盘
C.切片法需用参数方程,圆盘法需用直角坐标D.切片法适用于变截面,圆盘法适用于等截面
答案:B
解析:切片法(如壳层法)将旋转体分解为薄片,圆盘法分解为圆盘,两者本质区别在于积分单元的几何形状。选项D错误,因圆盘法也可处理变截面。
6.在计算平面图形的面积时,若图形由y=f(x)与y=g(x)围成,且f(x)≥g(x),则面积公式为?
A.∫[f(x)−g(x)]dx B.∫[f(x)+g(x)]dx
C.∫f(x)dx−∫g(x)dx D.∫[g(x)−f(x)]dx
答案:A
解析:平面图形面积公式为∫[f(x)−g(x)]dx,对应选项A。选项C未明确积分区间,选项D符号错误。
7.若某旋转体由曲线y=f(x)绕x轴旋转形成,其体积公式中通常包含以下哪一项?
A.πf(x)2 B.π∫f(x)2dx
C.π∫[f(x)2−g(x)2]dx D.π∫f′(x)2dx
答案:B
解析:绕x轴旋转的体积公式为π∫f(x)2dx,对应选项B。选项C适用于旋转体由两条曲线围成的情况,选项D为导数的平方,与体积无关。
8.在计算变力沿曲线所做的功时,若力F(x)随位置x变化,则功的公式为?
A.∫F(x)dx B.F(x)⋅Δx
C.∫F(x)⋅ds D.F(x)⋅s
答案:C
解析:变力沿曲线做功需考虑路径的微小位移ds,公式为∫F(x)⋅ds,对应选项C。选项A未考虑路径,选项B为定力做功的近似表达式,选项D未积分。
9.若某平面曲线由极坐标方程r=r(θ)给出,其弧长公式中通常包含以下哪一项?
A.r′2+r2B.∫r′2+r2dθ
C.∫rdθD.∫r′dθ
答案:B
解析:极坐标下曲线弧长公式为∫r′2+r2dθ,对应选项B。选项A为弧长微元,选项C为极坐标面积微元,选项D错误。
10.在计算引力时,若两质量分别为m1和m2,距离为r,则引力公式为?
A.Gr2m1m2B.G∫r2m1m2dr
C.Gr3m1m2D.G∫r3m1m2dr
答案:A
解析:两质点间的引力公式为Gr2m1m2,对应选项A。选项B为连续分布质量的引力积分表达式,选项C和D为错误公式。
11.在利用定积分计算旋转体体积时,若旋转体由曲线y=f(x)与x-轴在区间[a,b]上围成的区域绕x-轴旋转形成,其体积公式为?
A.π∫abf(x)dx B.π∫ab[f(x)]2dx
C.π∫ab∣f(x)∣dx D.π∫ab[f′(x)]2dx
答案:B
解析:绕x-轴旋转的体积公式为π∫ab[f(x)]2dx,对应选项B。选项A为面积公式,选项C未平方,选项D为导数的平方,与体积无关。
12.若某平面图形由x=g(y)、x=h(y)(g(y)≤h(y))及直线y=c、y=d围成,则其面积公式为?
A.∫cd[h(y)−g(y)]dy B.∫cd[g(y)+h(y)]dy
C.∫cdg(y)dy−∫cdh(y)dy D.∫cd[h′(y)−g′(y)]dy
答案:A
解析:以y为积分变量时,面积公式为∫cd[h(y)−g(y)]dy,对应选项A。选项B为错误表达式,选项C未明确积分区间,选项D为导数差,与面积无关。
13.在计算水压力时,若矩形闸门垂直浸入水中,宽度为w,下边缘深度为h,水密度为ρ,重力加速度为g,则总压力公式为?
A.21ρgwh2 B.ρgw∫0hydy
C.ρgwh D.ρgw∫0hhdy
答案:A
解析:矩形闸门总压力公式为21ρgwh2,对应选项A。选项B为积分表达式,但题目要求结果;选项C为均布压力,选项D为错误表达式。
14.若某平面曲线由参数方程x=x(t)、y=y(t)给出,其弧长公式为?
A.∫abx′(t)2+y′(t)2dt B.∫ab[x′(t)+y′(t)]dt
C.∫abx′(t)dt+∫aby′(t)dt D.∫abx′(t)2−y′(t)2dt
答案:A
解析:参数方程下曲线弧长公式为∫abx′(t)2+y′(t)2dt,对应选项A。选项B为错误表达式,选项C为坐标增量之和,选项D为错误公式。
15.在计算变力沿曲线所做的功时,若力F(x,y)沿曲线C变化,则功的公式为?
A.∫CF⋅dr B.∫C∣F∣ds
C.∫CF⋅Tds D.∫CF⋅Nds
答案:A
解析:变力沿曲线做功的公式为∫CF⋅dr,对应选项A。选项B为力的大小与弧长的乘积,选项C为切向分量积分(等价于A),选项D为法向分量积分,与功无关。但根据题目表述,选项A更直接。
16.在计算旋转体体积时,若由曲线y=f(x)与y=g(x)(f(x)≥g(x))在区间[a,b]上绕x-轴旋转形成,其体积公式为?
A.π∫ab[f(x)2−g(x)2]dx B.π∫ab[f(x)+g(x)]dx
C.π∫abf(x)dx−π∫abg(x)dx D.π∫ab[g(x)2−f(x)2]dx
答案:A
解析:绕x-轴旋转的体积公式为π∫ab[f(x)2−g(x)2]dx,对应选项A。选项B为错误表达式,选项C未平方,选项D符号错误。
17.若某平面图形由y=f(x)、y=g(x)(f(x)≥g(x))及直线x=a、x=b围成,则其面积公式为?
A.∫ab[f(x)−g(x)]dx B.∫ab[f(x)+g(x)]dx
C.∫abf(x)dx−∫abg(x)dx D.∫ab[g(x)−f(x)]dx
答案:A
解析:平面图形面积公式为∫ab[f(x)−g(x)]dx,对应选项A。选项C虽数学上等价但未明确区间,选项B和D为错误表达式。
18.在计算变力沿曲线所做的功时,若力F(x)沿曲线C变化,且曲线C的参数方程为x=x(t)、y=y(t),则功的公式为?
A.∫CF⋅dr B.∫abF(x(t))⋅r′(t)dt
C.∫ab∣F(x(t))∣dt D.∫abF(x(t))⋅T(t)ds
答案:B
解析:变力沿参数曲线做功的公式为∫abF(x(t))⋅r′(t)dt,对应选项B。选项A为曲线积分表达式,选项C为力的大小与时间的乘积,选项D为切向分量积分(等价于B但表述不同)。根据题目要求,选项B更直接。
19.若某旋转体由曲线x=g(y)与x=h(y)(g(y)≤h(y))在区间[c,d]上绕y-轴旋转形成,其体积公式为?
A.π∫cd[g(y)2−h(y)2]dy B.π∫cd[h(y)2−g(y)2]dy
C.π∫cd[g(y)+h(y)]dy D.π∫cd[h′(y)2−g′(y)2]dy
答案:B
解析:绕y-轴旋转的体积公式为π∫cd[h(y)2−g(y)2]dy,对应选项B。选项A符号错误,选项C为错误表达式,选项D为导数的平方差,与体积无关。
20.在计算水压力时,若三角形闸门垂直浸入水中,底边宽度为w,顶点深度为h,水密度为ρ,重力加速度为g,则总压力公式为?
A.61ρgwh2 B.21ρgwh2
C.31ρgwh2 D.ρgwh
答案:C
解析:三角形闸门总压力公式为31ρgwh2,对应选项C。选项B为矩形闸门公式,选项A和D为错误表达式。
21.若某平面图形由y=f(x)、y=0及直线x=a、x=b围成,且f(x)在[a,b]上非负,则其面积公式为?
A.∫abf(x)dx B.∫ab∣f(x)∣dx
C.∫ab[f(x)]2dx D.∫abf′(x)dx
答案:A
解析:平面图形面积公式为∫abf(x)dx(因f(x)≥0),对应选项A。选项B为绝对值积分(冗余),选项C为平方积分,选项D为导数积分(与面积无关)。
22.在计算旋转体体积时,若由曲线y=f(x)与x-轴在区间[a,b]上绕y-轴旋转形成,其体积公式为?
A.π∫ab[f(x)]2dx B.2π∫abxf(x)dx
C.π∫abf′(x)2dx D.π∫ab[f(x)−x]2dx
答案:B
解析:绕y-轴旋转的体积公式为2π∫abxf(x)dx(壳层法),对应选项B。选项A为绕x-轴公式,选项C为导数的平方,选项D为错误表达式。
23.若某平面曲线由极坐标方程r=r(θ)给出,其弧长公式为?
A.∫αβr2+r′2dθB.∫αβ[r+r′]dθ
C.∫αβrdθD.∫αβr2−r′2dθ
答案:A
解析:极坐标下曲线弧长公式为∫αβr2+r′2dθ,对应选项A。选项C为极坐标面积公式的一部分,选项B和D为错误表达式。
24.在计算变力沿直线所做的功时,若力F(x)沿x-轴从a到b变化,则功的公式为?
A.∫abF(x)dx B.∫ab∣F(x)∣dx
C.∫abF′(x)dx D.∫ab[F(x)+x]dx
答案:A
解析:变力沿直线做功的公式为∫abF(x)dx,对应选项A。选项B为绝对值积分(冗余),选项C为力的导数积分,选项D为错误表达式。
25.若某旋转体由曲线y=f(x)与y=g(x)(f(x)≥g(x))在区间[a,b]上绕x-轴旋转形成,且f(x)和g(x)均可积,则其体积公式为?
A.π∫ab[f(x)−g(x)]dx B.π∫ab[f(x)2−g(x)2]dx
C.π∫ab[f(x)+g(x)]dx D.π∫ab[g(x)2−f(x)2]dx
答案:B
解析:绕x-轴旋转的体积公式为π∫ab[f(x)2−g(x)2]dx,对应选项B。选项A为面积公式,选项C为错误表达式,选项D符号错误。
26.若某平面图形由y=f(x)、y=g(x)(f(x)≥g(x))及直线x=a、x=b围成,且f(x)和g(x)均为连续函数,则其面积公式为?
A.∫ab[f(x)−g(x)]dx B.∫ab[f(x)+g(x)]dx
C.∫abf(x)dx−∫abg(x)dx D.∫ab[g(x)−f(x)]dx
答案:A
解析:平面图形面积公式为∫ab[f(x)−g(x)]dx,对应选项A。选项B为错误表达式,选项C数学上等价但未明确区间,选项D符号错误。
27.在计算旋转体体积时,若由曲线y=f(x)与x-轴在区间[a,b]上绕x-轴旋转形成,且f(x)≥0,则其体积公式为?
A.π∫ab[f(x)]2dx B.2π∫abxf(x)dx
C.π∫abf′(x)2dx D.π∫ab[f(x)−x]2dx
答案:A
解析:绕x-轴旋转的体积公式为π∫ab[f(x)]2dx,对应选项A。选项B为绕y-轴公式,选项C为导数的平方,选项D为错误表达式。
28.若某平面曲线由参数方程x=x(t)、y=y(t)给出,其弧长公式为?
A.∫abx′(t)2+y′(t)2dt B.∫ab[x′(t)+y′(t)]dt
C.∫abx(t)2+y(t)2dt D.∫ab[x(t)−y(t)]dt
答案:A
解析:参数方程下曲线弧长公式为∫abx′(t)2+y′(t)2dt,对应选项A。选项B为错误表达式,选项C为向量模长的积分(非弧长),选项D为坐标差积分。
29.在计算变力沿直线所做的功时,若力F(x)沿曲线C变化,且曲线C的直角坐标方程为y=y(x),则功的公式为?
A.∫abF(x)⋅T(x)ds B.∫abF(x)⋅idx
C.∫abF(x)⋅r′(x)dx D.∫abF(x)⋅(i+dxdyj)dx
答案:D
解析:当曲线C由y=y(x)给出时,功的公式为∫abF(x)⋅(i+dxdyj)dx,对应选项D。选项A为切向量积分(等价但表述不同),选项B和C为特殊情况或参数化形式。
30.若某旋转体由曲线x=g(y)与x=h(y)(g(y)≤h(y))在区间[c,d]上绕y-轴旋转形成,且g(y)和h(y)均为可积函数,则其体积公式为?
A.π∫cd[g(y)2−h(y)2]dy B.π∫cd[h(y)2−g(y)2]dy
C.π∫cd[g(y)+h(y)]dy D.π∫cd[h′(y)2−g′(y)2]dy
答案:B
解析:绕y-轴旋转的体积公式为π∫cd[h(y)2−g(y)2]dy,对应选项B。选项A符号错误,选项C为错误表达式,选项D为导数的平方差,与体积无关。
31.若某平面图形由y=f(x)与y=0在区间[a,b]上围成,且f(x)在[a,b]上有正有负,则其面积公式为?
A.∫abf(x)dx B.∫ab∣f(x)∣dx
C.∫ab[f(x)]2dx D.∫abf′(x)dx
答案:B
解析:当f(x)有正有负时,面积需取绝对值积分,即∫ab∣f(x)∣dx,对应选项B。选项A为代数和(可能抵消),选项C为平方积分,选项D为导数积分。
32.在计算旋转体体积时,若由曲线y=f(x)与x-轴在区间[a,b]上绕x-轴旋转形成,且f(x)在部分区间为负,则其体积公式为?
A.π∫ab[f(x)]2dx B.π∫ab∣f(x)∣2dx(冗余,因平方已非负)
C.π∫ab[f(x)]2dx(自动非负,无需绝对值)D.π∫abf′(x)2dx
答案:C
解析:绕x-轴旋转的体积公式为π∫ab[f(x)]2dx,即使f(x)有负值,平方后自动非负,对应选项C。选项B冗余,选项D为导数的平方。
33.若某平面曲线由参数方程x=x(t)、y=y(t)在t∈[α,β]上给出,且x′(t)和y′(t)连续,则其弧长公式为?
A.∫αβx′(t)2+y′(t)2dt B.∫αβ[x′(t)+y′(t)]dt
C.∫αβx(t)2+y(t)2dt D.∫αβx′(t)y′(t)dt
答案:A
解析:参数方程下曲线弧长公式为∫αβx′(t)2+y′(t)2dt,对应选项A。选项B为错误表达式,选项C为向量模长的积分(非弧长),选项D为导数乘积。
34.在计算水压力时,若某矩形闸门垂直浸入水中,上边沿深度为h1,下边沿深度为h2,宽度为w,则其受到的水压力公式为?
A.ρgw∫h1h2hdh B.ρgw∫h1h2(h2−h)dh
C.ρgw∫h1h2(h−h1)dh D.ρgw∫0h2hdh
答案:A
解析:水压力公式为ρgw∫h1h2hdh,对应选项A。选项B和C为错误表达式,选项D未考虑闸门起始深度h1。
35.若某旋转体由曲线y=f(x)与x-轴在区间[a,b]上绕x-轴旋转形成,且f(x)为偶函数(f(−x)=f(x)),则其体积公式可简化为?
A.2π∫0b[f(x)]2dx B.π∫−bb[f(x)]2dx
C.π∫0b[f(x)]2dx D.2π∫−bb[f(x)]2dx
答案:A
解析:偶函数绕x-轴旋转的体积公式可简化为2π∫0b[f(x)]2dx,对应选项A。选项B为完整积分(未利用对称性),选项C为半区间积分(缺少系数2),选项D为错误表达式。
36.若某平面图形由y=f(x)、y=g(x)(f(x)≥g(x))及直线x=a、x=b围成,且f(x)和g(x)在[a,b]上均为奇函数,则其面积公式为?
A.2∫0b[f(x)−g(x)]dx B.∫−bb[f(x)−g(x)]dx
C.∫0b[f(x)−g(x)]dx D.4∫0b/2[f(x)−g(x)]dx
答案:A
解析:奇函数在关于原点对称的区间上积分可简化为2∫0b[f(x)−g(x)]dx,对应选项A。选项B为完整积分(未利用对称性),选项C为半区间积分(缺少系数2),选项D为错误表达式。
37.在计算旋转体体积时,若由曲线y=f(x)与x-轴在区间[a,b]上绕y-轴旋转形成,且f(x)≥0,则其体积公式为?
A.π∫ab[f(x)]2dx B.2π∫abxf(x)dx
C.π∫abf′(x)2dx D.π∫ab[f(x)−x]2dx
答案:B
解析:绕y-轴旋转的体积公式为2π∫abxf(x)dx,对应选项B。选项A为绕x-轴公式,选项C为导数的平方,选项D为错误表达式。
38.若某平面曲线由参数方程x=x(t)、y=y(t)在t∈[α,β]上给出,且x′(t)和y′(t)连续,则其弧长公式可表示为?
A.∫αβx′(t)2+y′(t)2dt B.∫αβx′(t)2−y′(t)2dt
C.∫αβx(t)2+y(t)2dt D.∫αβy′(t)x′(t)dt
答案:A
解析:参数方程下曲线弧长公式为∫αβx′(t)2+y′(t)2dt,对应选项A。选项B为错误表达式,选项C为向量模长的积分(非弧长),选项D为导数比值。
39.在计算变力沿直线所做的功时,若力F(x)沿曲线C变化,且曲线C的直角坐标方程为y=y(x),则功的公式可表示为?
A.∫abF(x)⋅idx(仅当F沿x-轴)B.∫abF(x)⋅(i+dxdyj)dx
C.∫abF(x)⋅jdx(仅当F沿y-轴)D.∫abF(x)⋅T(x)ds(切向量积分)
答案:B
解析:当曲线C由y=y(x)给出时,功的公式为∫abF(x)⋅(i+dxdyj)dx,对应选项B。选项A和C为特殊情况,选项D为切向量积分(等价但表述不同)。
40.若某旋转体由曲线x=g(y)与x=h(y)(g(y)≤h(y))在区间[c,d]上绕y-轴旋转形成,且g(y)和h(y)均为可积函数,则其体积公式可表示为?
A.π∫cd[g(y)2−h(y)2]dy B.π∫cd[h(y)2−g(y)2]dy
C.π∫cd[g(y)+h(y)]dy D.π∫cd[h′(y)2−g′(y)2]dy
答案:B
解析:绕y-轴旋转的体积公式为π∫cd[h(y)2−g(y)2]dy,对应选项B。选项A符号错误,选项C为错误表达式,选项D为导数的平方差,与体积无关。
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