Площа криволінійної трапеції через інтеграл ...

Сьогодні ми розглянемо, як за допомогою певного інтеграла знайти площі різних фігур на площині в декартовій системі координат. Це властивість певного інтеграла використовується дуже часто при вирішенні багатьох подібних завдань. І я розповім про основні види таких завдань в цій статті.

Криволінійної трапецією (дивіться на першому малюнку) називається фігура, яка обмежена графіком безперервної, неотрицательной функції f (x) на проміжку [a; b], відрізками прямих x = a і x = b, а також відрізком осі абсцис між точками a і b .

Тепер перейдемо до можливих варіантів розташування фігур, площа яких треба обчислити на координатної площині.

Першим буде найпростіший варіант (перший малюнок), звичайна криволинейная трапеція. як у визначенні. Тут нічого не треба придумувати просто беремо інтеграл від a до b від функції f (x). Знайдемо інтеграл - будемо знати і площа даної трапеції.

Площа криволінійної трапеції через інтеграл ...

У другому варіанті наша фігура буде обмежена не віссю абсцис, а інший функцією g (x). Тому, що б знайти площу CEFD. нам треба спочатку знайти площу AEFB (за допомогою інтеграла від f (x)), потім знайти площу ACDB (за допомогою інтеграла від g (x)). І шукана площа фігури CEFD. буде різниця між першим і другим площами криволінійної трапеції. Оскільки межі інтегрування тут однакові, то це все можна записати під одним інтегралом (дивіться формули під малюнком) все залежить від складності функцій, в якому випадку простіше буде знайти інтеграл.
Площа криволінійної трапеції через інтеграл ...
Площа криволінійної трапеції через інтеграл ...

Третій дуже схожий до першого, але тільки наша трапеція розміщена, чи не над віссю абсцис, а під нею. Тому тут треба брати таке саме невід'ємне, тільки зі знаком мінус, тому що значення інтеграла буде негативним, а значення площі має бути позитивне. Якщо замість функції f (x) взяти функцію -f (x). то її графік буде такою ж просто симетрично відображений щодо осі абсцис.
Площа криволінійної трапеції через інтеграл ...

І четвертий варіант, коли частина нашої фігури знаходиться над віссю абсцис, а частина під нею. Тому нам треба спочатку знайти площу фігури AEFB. як в першому варіанті, а потім площа фігури ABCD. як в третьому варіанті і потім скласти їх. У підсумку ми отримаємо площу фігури DEFC. Оскільки межі інтегрування тут однакові, то це все можна записати під одним інтегралом (дивіться формули під малюнком) все залежить від складності функцій, в якому випадку простіше буде знайти інтеграл.
Площа криволінійної трапеції через інтеграл ...

Це я розглянув найбільш прості варіанти, але на практиці вони завжди зустрічаються в змішаному варіанті по кілька штук. Конкретні приклади і більш складний випадок комбінації цих варіантів буде розглянуто в наступній статті.

Матеріали по темі:

Поділитися з друзями: