设f(χ)在[0,1]上连续,且满足f(0)=1,f′(χ)=f(χ)+aχ-a,求f(χ),并求a的值,使曲线y=f(χ)与χ=0,yχ0,χ=1所围平面图形绕χ轴旋转一周所得体积最小.

admin2017-11-09  43

问题 设f(χ)在[0,1]上连续,且满足f(0)=1,f′(χ)=f(χ)+aχ-a,求f(χ),并求a的值,使曲线y=f(χ)与χ=0,yχ0,χ=1所围平面图形绕χ轴旋转一周所得体积最小.

选项

答案方程f(χ)=f(χ)+aχ-a可以改写为 f′(χ)-f(χ)=aχ-a. 则f(χ)=e∫1dχ[∫e-∫1dχ(aχ-a)dχ+C]=eχ[∫e-χ(aχ-a)dχ+C] =eχ(-aχe-χ+C)=Ceχ-aχ. 由f(0)=1得C=1,所以f(χ)=eχ-aχ. 旋转体的体积为 Vχ(a)=π∫01(eχ-aχ)2dχ=π∫01(e-2aχeχ+a2χ2)dχ =π[[*]a2-2a+[*](e2-1)]. V′χ=π([*]a-2)=0,解得驻点a=3. 又V〞χ(3)=[*]>0,知当a=3时,Vχ取得最小值. 即a=3时,所求旋转体体积最小,此时f(χ)=eχ-3χ.

解析
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