Сверь числа и знаки с фото.
Найти площадь фигуры, ограниченной линиями (1038—1039) 1038
- \(y=\frac{1}{x}\), \(y=4x\), \(x=1\), \(y=0\);
- \(y=\frac{1}{x^{2}}\), \(y=x\), \(x=2\), \(y=0\);
- \(y=x^{2}+1\), \(y=x+1\);
- \(y=x^{2}+2\), \(y=2x+2\). 1039
- \(y=x^{2}-6x+9\), \(y=x^{2}+4x+4\), \(y=0\);
- \(y=x^{2}+1\), \(y=3-x^{2}\);
- \(y=x^{2}\), \(y=2\sqrt{2x}\);
- \(y=\sqrt{x}\), \(y=\sqrt{4-3x}\), \(y=0\).
Краткие ответы
1038.
- \(S=\dfrac12+\ln 2\)
- \(S=1\)
- \(S=\dfrac16\)
- \(S=\dfrac43\)
1039.
- \(S=\dfrac{125}{12}\)
- \(S=\dfrac83\)
- \(S=\dfrac83\)
- \(S=\dfrac89\)
Как рассуждать
Если \(f(x)\) — верхняя граница фигуры, а \(g(x)\) — нижняя, то
\[ S=\int_a^b \bigl(f(x)-g(x)\bigr)\,dx. \]
Порядок работы:
- Найди точки пересечения линий.
- Определи, какая линия сверху на каждом промежутке.
- Если верхняя граница меняется в точке пересечения, разбей интеграл на части.
- Вычисли первообразную и подставь пределы.
1038
1) \(y=\dfrac1x,\ y=4x,\ x=1,\ y=0\)
Пересечение \(y=4x\) и \(y=\dfrac1x\):
\[ 4x=\frac1x \Rightarrow x=\frac12,\quad y=2. \]
На \(\left[0;\frac12\right]\) сверху \(4x\), на \(\left[\frac12;1\right]\) сверху \(\dfrac1x\).
\[ S=\int_0^{1/2}4x\,dx+\int_{1/2}^1\frac{dx}{x} =\frac12+\ln2. \]
Чертёж: отметь точки
\(O(0;0)\), \(A\left(\frac12;2\right)\), \(B(1;1)\), \(C(1;0)\).
Контур: \(OA\) — прямая \(y=4x\), \(AB\) — гипербола, \(BC\) — вертикаль \(x=1\), \(CO\) — ось \(Ox\). Закрась \(OABC\).
2) \(y=\dfrac1{x^2},\ y=x,\ x=2,\ y=0\)
Пересечение:
\[ \frac1{x^2}=x \Rightarrow x^3=1 \Rightarrow x=1,\quad y=1. \]
\[ S=\int_0^1 x\,dx+\int_1^2\frac{dx}{x^2} =\frac12+\frac12=1. \]
Чертёж: точки
\(O(0;0)\), \(A(1;1)\), \(B\left(2;\frac14\right)\), \(C(2;0)\).
Контур: \(OA\) — прямая \(y=x\), \(AB\) — гипербола \(y=\dfrac1{x^2}\), \(BC\) — вертикаль \(x=2\), \(CO\) — ось \(Ox\). Закрась \(OABC\).
3) \(y=x^2+1,\ y=x+1\)
\[ x^2+1=x+1 \Rightarrow x^2-x=0 \Rightarrow x=0,\ x=1. \]
На \([0;1]\) прямая выше:
\[ S=\int_0^1\bigl((x+1)-(x^2+1)\bigr)dx =\int_0^1(x-x^2)\,dx =\frac12-\frac13=\frac16. \]
Чертёж: парабола с вершиной \((0;1)\) и прямая через \((0;1)\) и \((1;2)\). Закрась узкую область между ними от \(x=0\) до \(x=1\).
4) \(y=x^2+2,\ y=2x+2\)
\[ x^2+2=2x+2 \Rightarrow x^2-2x=0 \Rightarrow x=0,\ x=2. \]
\[ S=\int_0^2\bigl((2x+2)-(x^2+2)\bigr)dx =\int_0^2(2x-x^2)\,dx =4-\frac83=\frac43. \]
Чертёж: прямая проходит через \((0;2)\) и \((2;6)\); парабола имеет вершину \((0;2)\). Закрась область между прямой и параболой от \(x=0\) до \(x=2\).
1039
1) \(y=x^2-6x+9=(x-3)^2,\quad y=x^2+4x+4=(x+2)^2,\quad y=0\)
Пересечение парабол:
\[ (x-3)^2=(x+2)^2 \Rightarrow x=\frac12,\qquad y=\left(\frac12+2\right)^2=\frac{25}{4}. \]
На \(\left[-2;\frac12\right]\) верхняя граница области — \((x+2)^2\),
на \(\left[\frac12;3\right]\) — \((x-3)^2\).
\[ S=\int_{-2}^{1/2}(x+2)^2\,dx+\int_{1/2}^{3}(x-3)^2\,dx =\frac{125}{24}+\frac{125}{24} =\frac{125}{12}. \]
Чертёж: две параболы с вершинами \((-2;0)\) и \((3;0)\), пересекающиеся в точке \(\left(\frac12;\frac{25}{4}\right)\). Закрась область, ограниченную дугами парабол и осью \(Ox\) на отрезке от \(-2\) до \(3\).
2) \(y=x^2+1,\quad y=3-x^2\)
\[ x^2+1=3-x^2 \Rightarrow 2x^2=2 \Rightarrow x=\pm1. \]
Точки пересечения: \((-1;2)\) и \((1;2)\). Сверху \(y=3-x^2\).
\[ S=\int_{-1}^{1}\bigl((3-x^2)-(x^2+1)\bigr)dx =\int_{-1}^{1}(2-2x^2)\,dx =\frac83. \]
Чертёж: верхняя парабола \(y=3-x^2\) с вершиной \((0;3)\), нижняя \(y=x^2+1\) с вершиной \((0;1)\). Закрась область между ними от \(x=-1\) до \(x=1\).
3) \(y=x^2,\quad y=2\sqrt{2x}\)
Пересечение:
\[ x^2=2\sqrt{2x}. \]
Возводим в квадрат при \(x\ge0\):
\[ x^4=8x \Rightarrow x(x^3-8)=0 \Rightarrow x=0,\ x=2. \]
Вторая точка: \((2;4)\).
\[ S=\int_0^2\left(2\sqrt{2x}-x^2\right)dx =\frac83. \]
Чертёж: парабола \(y=x^2\) и кривая \(y=2\sqrt{2x}\), проходящая через \((0;0)\), \(\left(\frac12;2\right)\), \((2;4)\). Закрась область между ними от \(x=0\) до \(x=2\).
4) \(y=\sqrt{x},\quad y=\sqrt{4-3x},\quad y=0\)
Пересечение:
\[ \sqrt{x}=\sqrt{4-3x} \Rightarrow x=4-3x \Rightarrow x=1,\quad y=1. \]
Вторая кривая пересекает ось \(Ox\) при \(4-3x=0\):
\[ x=\frac43. \]
\[ S=\int_0^1\sqrt{x}\,dx+\int_1^{4/3}\sqrt{4-3x}\,dx =\frac23+\frac29 =\frac89. \]
Чертёж: точки \((0;0)\), \((1;1)\), \(\left(\frac43;0\right)\).
Контур: дуга \(y=\sqrt{x}\) от \((0;0)\) до \((1;1)\), затем дуга \(y=\sqrt{4-3x}\) до \(\left(\frac43;0\right)\), затем ось \(Ox\) обратно к началу. Закрась эту область.
Проверка: во всех пунктах подынтегральная разность неотрицательна, поэтому площади положительны. В 1039.2 из симметрии получаем \(2\int_0^1(2-2x^2)dx=\frac83\), что совпадает с ответом.