设f(x)=limt→∞(t+xt+2x)t,(x≥0)

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  • 解题思路:(1)首先计算函数极限,得到f(x)的表达式,然后利用旋转体的体积计算公式进行计算;(2)先计算函数的切线方程,然后计算切线与两坐标轴所夹面积的表达式,最后求函数表达式的最大值即可.

    (1)当x≠0时,

    f(x)=

    lim

    t→∞(

    t+x

    t+2x)t=

    lim

    t→∞(1−

    x

    t+2x)−

    t+2x

    x•(−

    tx

    t+2x)=e−

    lim

    t→∞

    tx

    t+2x=e-x

    当x=0时,f(x)=1=e0

    所以,f(x)=e-x

    因此,所求旋转体的体积为:

    V=

    ∫102πf(x)dx=2π

    ∫10e−xdx=2π(1-e-1).

    (2)对于y=f(x)上任意一点P(t,e-t),

    过点P的切线斜率为:k=f′(t)=e-t

    切线方程为:

    y-e-t=-e-t(x-t),

    与两坐标轴的交点分别为:(0,(1+t)e-t),(0,t+1),

    因此切线与两坐标轴所夹平面图形的面积为:

    1

    2|t+1|×|t+1|e−t=

    1

    2(t+1)2e−t.

    设f(t)=

    1

    2(t+1)2e−t,

    则f′(t)=

    1

    2(1−t)(1+t)e−t,f″(t)=

    1

    2(t2−2t−1)e−t,

    令f′(t)=0可得,t=±1.

    又因为f″(1)=-e-1<0,f″(-1)=e>0,

    所以f(t)在t=1处取得极大值.

    由实际意义可得,f(t)在t=1处取得最大值.

    从而,所求的点为:(1,e-1).

    点评:

    本题考点: 空间曲线的切线与法平面;旋转体的体积及侧面积的计算.

    考点点评: 本题的综合性较强,考查了复合函数极限的计算、旋转体的体积计算、曲线的切线方程的计算以及函数最值的计算,难度系数适中,需要仔细分析与计算.