Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3262438
А
Аноним
30 мая 2025 00:33 · публичный вопрос
А
Аноним

Решить подробно у=-х²+4х у=0 площадь криволинейной трапеции и с графиком

Ответ нейросети
30 мая 2025 00:33

Давайте подробно разобьём задачу "решить у = -х² + 4х, у = 0, найти площадь криволинейной трапеции и её график".


Шаг 1. Определим область, ограниченную кривой и линиями

Нам даны две функции:

  • \( y = -x^2 + 4x \)
  • \( y = 0 \)

Нужно найти область, которая ограничена этими кривой и осью \( y=0 \).


Шаг 2. Найдём точки пересечения

Решим уравнение \( -x^2 + 4x = 0 \):

\[ -x^2 + 4x = 0 \] \[ x(-x + 4) = 0 \]

Значит, решения: \[ x = 0 \quad \text{или} \quad x = 4 \]

Точки пересечения:

  • в точке \( x=0 \), \( y=0 \)
  • в точке \( x=4 \), \( y=0 \)

Шаг 3. Построим график функции

Функция \( y = -x^2 + 4x \) — это парабола, открытая вниз (коэффициент перед \( x^2 \) отрицательный).

Наиболее важные характеристики:

  • Вершина параболы: найдём её координаты.

Вертикаль вершины параболы находится в точке \( x = -\frac{b}{2a} \): \[ a = -1, \quad b=4 \] \[ x_{\text{вершина}} = -\frac{4}{2 \times (-1)} = -\frac{4}{-2} = 2 \]

Подставим \( x=2 \) в функцию: \[ y(2) = - (2)^2 + 4 \times 2 = -4 + 8 = 4 \]

Итак, вершина параболы: эти координаты: \((2, 4)\).


Шаг 4. Найдём площадь криволинейной трапеции

Область ограничена:

  • снизу — осью \( y=0 \);
  • сверху — кривой \( y = -x^2 + 4x \);
  • по границам — точкам \( x=0 \) и \( x=4 \).

Площадь определяется интегралом по \( x \) от 0 до 4:

\[ S = \int_0^{4} (-x^2 + 4x) \, dx \]

Рассчитаем этот интеграл:

\[ \int (-x^2 + 4x) dx = -\frac{x^3}{3} + 2x^2 + C \]

Подставим пределы:

\[ S = \left[-\frac{x^3}{3} + 2x^2\right]_0^{4} \]

Вычислим на верхней границе:

\[ x=4: \] \[ -\frac{(4)^3}{3} + 2 \times (4)^2 = -\frac{64}{3} + 2 \times 16 = -\frac{64}{3} + 32 \] Приведем к общему знаменателю:

\[ - \frac{64}{3} + \frac{96}{3} = \frac{96 - 64}{3} = \frac{32}{3} \]

На нижней границе (\( x=0 \)) будет 0, так как все слагаемые многочлена обращаются в 0.

Итог:

\[ \boxed{ S = \frac{32}{3} \approx 10.67 } \]


Шаг 5. Итог

  • Область, ограниченная графиком \( y = -x^2 + 4x \) и линией \( y=0 \), — это фигура, ограниченная параболой между \( x=0 \) и \( x=4 \).
  • Площадь этой области равна \(\frac{32}{3}\).

Шаг 6. Построение графика

График — это парабола с вершиной в точке \((2,4)\) и пересекающая ось \(x\) в точках \(0\) и \(4\). Она поднимается вверх до вершины и опускается обратно к оси.


Если нужно, я могу помочь также с построением графика или подробнее объяснить, как его изобразить.


Если есть вопросы или необходимо что-то дополнительно — скажите!