Краткий ответ:
1) y = ( x + 1 ) 2 y = (x + 1)^2 и y = 1 − x y = 1 — x ;
Точки пересечения функций:
( x + 1 ) 2 = 1 − x ; (x + 1)^2 = 1 — x; x 2 + 2 x + 1 − 1 + x = 0 ; x^2 + 2x + 1 — 1 + x = 0; x 2 + 3 x = 0 ; x^2 + 3x = 0; x ⋅ ( x + 3 ) = 0 ; x \cdot (x + 3) = 0; x 1 = 0 и x 2 = − 3 ; x_1 = 0 \quad \text{и} \quad x_2 = -3;
Первая функция:
( x + 1 ) 2 > 0 ; (x + 1)^2 > 0; x + 1 ≠ 0 , отсюда x ≠ − 1 ; x + 1 \neq 0, \quad \text{отсюда } x \neq -1;
Вторая функция:
1 − x > 0 , отсюда x < 1 ; 1 — x > 0, \quad \text{отсюда } x < 1;
Площадь криволинейной трапеции:
S = ∫ − 1 0 ( x + 1 ) 2 d x + ∫ 0 1 ( 1 − x ) d x = ∫ − 1 0 ( x 2 + 2 x + 1 ) d x + ∫ 0 1 ( 1 − x ) d x = S = \int_{-1}^{0} (x + 1)^2 \, dx + \int_{0}^{1} (1 — x) \, dx = \int_{-1}^{0} (x^2 + 2x + 1) \, dx + \int_{0}^{1} (1 — x) \, dx = = ( x 3 3 + 2 ⋅ x 2 2 + 1 ⋅ x 1 1 ) ∣ − 1 0 + ( 1 ⋅ x 1 1 − x 2 2 ) ∣ 0 1 = = \left( \frac{x^3}{3} + 2 \cdot \frac{x^2}{2} + 1 \cdot \frac{x^1}{1} \right) \bigg|_{-1}^{0} + \left( 1 \cdot \frac{x^1}{1} — \frac{x^2}{2} \right) \bigg|_{0}^{1} = = ( x 3 3 + x 2 + x ) ∣ − 1 0 + ( x − x 2 2 ) ∣ 0 1 = = \left( \frac{x^3}{3} + x^2 + x \right) \bigg|_{-1}^{0} + \left( x — \frac{x^2}{2} \right) \bigg|_{0}^{1} = = 0 3 3 + 0 2 + 0 − ( ( − 1 ) 3 3 + ( − 1 ) 2 + ( − 1 ) ) + ( 1 − 1 2 2 ) − ( 0 − 0 2 2 ) = = \frac{0^3}{3} + 0^2 + 0 — \left( \frac{(-1)^3}{3} + (-1)^2 + (-1) \right) + \left( 1 — \frac{1^2}{2} \right) — \left( 0 — \frac{0^2}{2} \right) = = 1 3 + 1 − 1 + 1 2 = 2 6 + 1 − 3 6 = 1 − 1 6 = 5 6 ; = \frac{1}{3} + 1 — 1 + \frac{1}{2} = \frac{2}{6} + 1 — \frac{3}{6} = 1 — \frac{1}{6} = \frac{5}{6};
Ответ: 5 6 \frac{5}{6} .
2) y = 4 − x 2 y = 4 — x^2 и y = x + 2 y = x + 2 ;
Точки пересечения функций:
4 − x 2 = x + 2 ; 4 — x^2 = x + 2; 4 − x 2 − x − 2 = 0 ; 4 — x^2 — x — 2 = 0; x 2 + x − 2 = 0 ; x^2 + x — 2 = 0; D = 1 2 + 4 ⋅ 2 = 1 + 8 = 9 , тогда: D = 1^2 + 4 \cdot 2 = 1 + 8 = 9, \quad \text{тогда:} x 1 = − 1 − 3 2 = − 2 и x 2 = − 1 + 3 2 = 1 ; x_1 = \frac{-1 — 3}{2} = -2 \quad \text{и} \quad x_2 = \frac{-1 + 3}{2} = 1;
Первая функция:
4 − x 2 > 0 ; 4 — x^2 > 0; x 2 < 4 ; x^2 < 4; − 2 < x < 2 ; -2 < x < 2;
Вторая функция:
x + 2 > 0 , отсюда x > − 2 ; x + 2 > 0, \quad \text{отсюда } x > -2;
Площадь криволинейной трапеции:
S = ∫ − 2 1 ( x + 2 ) d x + ∫ 1 2 ( 4 − x 2 ) d x = ( x 2 2 + 2 ⋅ x 1 1 ) ∣ − 2 1 + ( 4 ⋅ x 1 1 − x 3 3 ) ∣ 1 2 = S = \int_{-2}^{1} (x + 2) \, dx + \int_{1}^{2} (4 — x^2) \, dx = \left( \frac{x^2}{2} + 2 \cdot \frac{x^1}{1} \right) \bigg|_{-2}^{1} + \left( 4 \cdot \frac{x^1}{1} — \frac{x^3}{3} \right) \bigg|_{1}^{2} = = ( x 2 2 + 2 x ) ∣ − 2 1 + ( 4 x − x 3 3 ) ∣ 1 2 = = \left( \frac{x^2}{2} + 2x \right) \bigg|_{-2}^{1} + \left( 4x — \frac{x^3}{3} \right) \bigg|_{1}^{2} = = 1 2 2 + 2 ⋅ 1 − ( ( − 2 ) 2 2 + 2 ⋅ ( − 2 ) ) + ( 4 ⋅ 2 − 2 3 3 ) − ( 4 ⋅ 1 − 1 3 3 ) = = \frac{1^2}{2} + 2 \cdot 1 — \left( \frac{(-2)^2}{2} + 2 \cdot (-2) \right) + \left( 4 \cdot 2 — \frac{2^3}{3} \right) — \left( 4 \cdot 1 — \frac{1^3}{3} \right) = = 1 2 + 2 − 2 − 8 3 + 8 − 4 + 1 3 = 8 + 1 2 − 7 3 = 48 + 3 − 14 6 = 37 6 = 6 1 6 ; = \frac{1}{2} + 2 — 2 — \frac{8}{3} + 8 — 4 + \frac{1}{3} = 8 + \frac{1}{2} — \frac{7}{3} = \frac{48 + 3 — 14}{6} = \frac{37}{6} = 6 \frac{1}{6};
Ответ: 6 1 6 6 \frac{1}{6} .
3) y = 4 x − x 2 y = 4x — x^2 и y = 4 − x y = 4 — x ;
Точки пересечения функций:
4 x − x 2 = 4 − x ; 4x — x^2 = 4 — x; x 2 − x − 4 x + 4 = 0 ; x^2 — x — 4x + 4 = 0; x 2 − 5 x + 4 = 0 ; x^2 — 5x + 4 = 0; D = 5 2 − 4 ⋅ 4 = 25 − 16 = 9 , тогда: D = 5^2 — 4 \cdot 4 = 25 — 16 = 9, \quad \text{тогда:} x 1 = 5 − 3 2 = 1 и x 2 = 5 + 3 2 = 4 ; x_1 = \frac{5 — 3}{2} = 1 \quad \text{и} \quad x_2 = \frac{5 + 3}{2} = 4;
Первая функция:
4 x − x 2 > 0 ; 4x — x^2 > 0; x ⋅ ( 4 − x ) > 0 ; x \cdot (4 — x) > 0; 0 < x < 4 ; 0 < x < 4;
Вторая функция:
4 − x > 0 , отсюда x < 4 ; 4 — x > 0, \quad \text{отсюда } x < 4;
Площадь криволинейной трапеции:
S = ∫ 0 1 ( 4 x − x 2 ) d x + ∫ 1 4 ( 4 − x ) d x = ( 4 ⋅ x 2 2 − x 3 3 ) ∣ 0 1 + ( 4 ⋅ x 1 1 − x 2 2 ) ∣ 1 4 = S = \int_{0}^{1} (4x — x^2) \, dx + \int_{1}^{4} (4 — x) \, dx = \left( 4 \cdot \frac{x^2}{2} — \frac{x^3}{3} \right) \bigg|_{0}^{1} + \left( 4 \cdot \frac{x^1}{1} — \frac{x^2}{2} \right) \bigg|_{1}^{4} = = ( 2 x 2 − x 3 3 ) ∣ 0 1 + ( 4 x − x 2 2 ) ∣ 1 4 = = \left( 2x^2 — \frac{x^3}{3} \right) \bigg|_{0}^{1} + \left( 4x — \frac{x^2}{2} \right) \bigg|_{1}^{4} = = 2 ⋅ 1 2 − 1 3 3 − 2 ⋅ 0 2 + 0 3 3 + 4 ⋅ 4 − 4 2 2 − 4 ⋅ 1 + 1 2 2 = = 2 \cdot 1^2 — \frac{1^3}{3} — 2 \cdot 0^2 + \frac{0^3}{3} + 4 \cdot 4 — \frac{4^2}{2} — 4 \cdot 1 + \frac{1^2}{2} = = 2 − 1 3 + 16 − 8 + 1 2 = 6 − 1 3 + 1 2 = 36 − 2 + 3 6 = 37 6 = 6 1 6 ; = 2 — \frac{1}{3} + 16 — 8 + \frac{1}{2} = 6 — \frac{1}{3} + \frac{1}{2} = \frac{36 — 2 + 3}{6} = \frac{37}{6} = 6 \frac{1}{6};
Ответ: 6 1 6 6 \frac{1}{6} .
4) y = 3 x 2 y = 3x^2 и y = 1 , 5 x + 4 , 5 y = 1,5x + 4,5 ;
Точки пересечения функций:
3 x 2 = 1 , 5 x + 4 , 5 ; 3x^2 = 1,5x + 4,5; 6 x 2 − 3 x − 9 = 0 ; 6x^2 — 3x — 9 = 0; 2 x 2 − x − 3 = 0 ; 2x^2 — x — 3 = 0; D = 1 2 + 4 ⋅ 2 ⋅ 3 = 1 + 24 = 25 , тогда: D = 1^2 + 4 \cdot 2 \cdot 3 = 1 + 24 = 25, \quad \text{тогда:} x 1 = 1 − 5 2 ⋅ 2 = − 1 и x 2 = 1 + 5 2 ⋅ 2 = 6 4 = 1 , 5 ; x_1 = \frac{1 — 5}{2 \cdot 2} = -1 \quad \text{и} \quad x_2 = \frac{1 + 5}{2 \cdot 2} = \frac{6}{4} = 1,5;
Первая функция:
3 x 2 > 0 ; 3x^2 > 0; 3 x 2 ≠ 0 , отсюда x ≠ 0 ; 3x^2 \neq 0, \quad \text{отсюда } x \neq 0;
Вторая функция:
1 , 5 x + 4 , 5 > 0 ; 1,5x + 4,5 > 0; 1 , 5 x > − 4 , 5 , отсюда x > − 3 ; 1,5x > -4,5, \quad \text{отсюда } x > -3;
Площадь криволинейной трапеции:
S = ∫ − 1 0 3 x 2 d x + ∫ − 3 − 1 ( 1.5 x + 4.5 ) d x = ( 3 ⋅ x 3 3 ) ∣ − 1 0 + ( 1.5 ⋅ x 2 2 + 4.5 ⋅ x 1 1 ) ∣ − 3 − 1 = S = \int_{-1}^{0} 3x^2 \, dx + \int_{-3}^{-1} (1.5x + 4.5) \, dx = \left( 3 \cdot \frac{x^3}{3} \right) \bigg|_{-1}^{0} + \left( 1.5 \cdot \frac{x^2}{2} + 4.5 \cdot \frac{x^1}{1} \right) \bigg|_{-3}^{-1} = = x 3 ∣ − 1 0 + ( 3 4 x 2 + 9 2 x ) ∣ − 3 − 1 = = x^3 \bigg|_{-1}^{0} + \left( \frac{3}{4} x^2 + \frac{9}{2} x \right) \bigg|_{-3}^{-1} = = 0 3 − ( − 1 ) 3 + 3 4 ⋅ ( − 1 ) 2 + 9 2 ⋅ ( − 1 ) − ( 3 4 ⋅ ( − 3 ) 2 + 9 2 ⋅ ( − 3 ) ) = = 0^3 — (-1)^3 + \frac{3}{4} \cdot (-1)^2 + \frac{9}{2} \cdot (-1) — \left( \frac{3}{4} \cdot (-3)^2 + \frac{9}{2} \cdot (-3) \right) = = 1 + 3 4 − 9 2 − 27 4 + 27 2 = 1 − 24 4 + 18 2 = 1 − 6 + 9 = 4 ; = 1 + \frac{3}{4} — \frac{9}{2} — \frac{27}{4} + \frac{27}{2} = 1 — \frac{24}{4} + \frac{18}{2} = 1 — 6 + 9 = 4;
Ответ: 4 4 .
Подробный ответ:
Задача 1: y = ( x + 1 ) 2 y = (x + 1)^2 и y = 1 − x y = 1 — x
Шаг 1: Найдем точки пересечения:
Решим уравнение:
( x + 1 ) 2 = 1 − x (x + 1)^2 = 1 — x
Раскроем скобки:
x 2 + 2 x + 1 = 1 − x x^2 + 2x + 1 = 1 — x
Переносим все на одну сторону:
x 2 + 2 x + 1 − 1 + x = 0 x^2 + 2x + 1 — 1 + x = 0 x 2 + 3 x = 0 x^2 + 3x = 0
Вынесем общий множитель:
x ( x + 3 ) = 0 x(x + 3) = 0
Отсюда получаем:
x 1 = 0 и x 2 = − 3 x_1 = 0 \quad \text{и} \quad x_2 = -3
Шаг 2: Обозначим область определения функций:
Первая функция y = ( x + 1 ) 2 y = (x + 1)^2 :
( x + 1 ) 2 > 0 для всех x ≠ − 1. (x + 1)^2 > 0 \quad \text{для всех } x \neq -1.
Вторая функция y = 1 − x y = 1 — x :
1 − x > 0 ⇒ x < 1. 1 — x > 0 \quad \Rightarrow \quad x < 1.
Шаг 3: Найдем площадь криволинейной трапеции:
Площадь ограничена функциями на интервалах [ − 1 , 0 ] [-1, 0] и [ 0 , 1 ] [0, 1] .
Сначала вычислим два интеграла:
S = ∫ − 1 0 ( x + 1 ) 2 d x + ∫ 0 1 ( 1 − x ) d x S = \int_{-1}^{0} (x + 1)^2 \, dx + \int_{0}^{1} (1 — x) \, dx
Раскроем интегралы:
∫ − 1 0 ( x + 1 ) 2 d x = ∫ − 1 0 ( x 2 + 2 x + 1 ) d x \int_{-1}^{0} (x + 1)^2 \, dx = \int_{-1}^{0} (x^2 + 2x + 1) \, dx = [ x 3 3 + x 2 + x ] − 1 0 = \left[ \frac{x^3}{3} + x^2 + x \right]_{-1}^{0}
Вычислим значения в пределах предела:
= ( 0 3 3 + 0 2 + 0 ) − ( ( − 1 ) 3 3 + ( − 1 ) 2 + ( − 1 ) ) = 0 − ( − 1 3 + 1 − 1 ) = \left( \frac{0^3}{3} + 0^2 + 0 \right) — \left( \frac{(-1)^3}{3} + (-1)^2 + (-1) \right) = 0 — \left( -\frac{1}{3} + 1 — 1 \right) = 0 + 1 3 = 1 3 = 0 + \frac{1}{3} = \frac{1}{3}
Теперь для второго интеграла:
∫ 0 1 ( 1 − x ) d x = [ x − x 2 2 ] 0 1 \int_{0}^{1} (1 — x) \, dx = \left[ x — \frac{x^2}{2} \right]_{0}^{1} = ( 1 − 1 2 2 ) − ( 0 − 0 2 2 ) = 1 − 1 2 = 1 2 = \left( 1 — \frac{1^2}{2} \right) — \left( 0 — \frac{0^2}{2} \right) = 1 — \frac{1}{2} = \frac{1}{2}
Суммируем полученные площади:
S = 1 3 + 1 2 = 2 6 + 3 6 = 5 6 S = \frac{1}{3} + \frac{1}{2} = \frac{2}{6} + \frac{3}{6} = \frac{5}{6}
Ответ:
S = 5 6 S = \frac{5}{6}
Задача 2: y = 4 − x 2 y = 4 — x^2 и y = x + 2 y = x + 2
Шаг 1: Найдем точки пересечения:
Решим уравнение:
4 − x 2 = x + 2 4 — x^2 = x + 2
Переносим все на одну сторону:
4 − x 2 − x − 2 = 0 4 — x^2 — x — 2 = 0 − x 2 − x + 2 = 0 -x^2 — x + 2 = 0
Умножим на -1:
x 2 + x − 2 = 0 x^2 + x — 2 = 0
Решаем квадратное уравнение по формуле:
D = 1 2 − 4 ⋅ 1 ⋅ ( − 2 ) = 1 + 8 = 9 D = 1^2 — 4 \cdot 1 \cdot (-2) = 1 + 8 = 9 x 1 = − 1 − 3 2 = − 2 и x 2 = − 1 + 3 2 = 1 x_1 = \frac{-1 — 3}{2} = -2 \quad \text{и} \quad x_2 = \frac{-1 + 3}{2} = 1
Шаг 2: Обозначим область определения функций:
Первая функция y = 4 − x 2 y = 4 — x^2 :
4 − x 2 > 0 ⇒ x 2 < 4 ⇒ − 2 < x < 2. 4 — x^2 > 0 \quad \Rightarrow \quad x^2 < 4 \quad \Rightarrow \quad -2 < x < 2.
Вторая функция y = x + 2 y = x + 2 :
x + 2 > 0 ⇒ x > − 2. x + 2 > 0 \quad \Rightarrow \quad x > -2.
Шаг 3: Найдем площадь криволинейной трапеции:
Площадь ограничена функциями на интервалах [ − 2 , 1 ] [-2, 1] и [ 1 , 2 ] [1, 2] .
Вычислим два интеграла:
S = ∫ − 2 1 ( x + 2 ) d x + ∫ 1 2 ( 4 − x 2 ) d x S = \int_{-2}^{1} (x + 2) \, dx + \int_{1}^{2} (4 — x^2) \, dx
Для первого интеграла:
∫ − 2 1 ( x + 2 ) d x = [ x 2 2 + 2 x ] − 2 1 \int_{-2}^{1} (x + 2) \, dx = \left[ \frac{x^2}{2} + 2x \right]_{-2}^{1} = ( 1 2 2 + 2 ⋅ 1 ) − ( ( − 2 ) 2 2 + 2 ⋅ ( − 2 ) ) = ( 1 2 + 2 ) − ( 4 2 − 4 ) = \left( \frac{1^2}{2} + 2 \cdot 1 \right) — \left( \frac{(-2)^2}{2} + 2 \cdot (-2) \right) = \left( \frac{1}{2} + 2 \right) — \left( \frac{4}{2} — 4 \right) = 5 2 − ( 2 − 4 ) = 5 2 + 2 = 9 2 = \frac{5}{2} — \left( 2 — 4 \right) = \frac{5}{2} + 2 = \frac{9}{2}
Для второго интеграла:
∫ 1 2 ( 4 − x 2 ) d x = [ 4 x − x 3 3 ] 1 2 \int_{1}^{2} (4 — x^2) \, dx = \left[ 4x — \frac{x^3}{3} \right]_{1}^{2} = ( 4 ⋅ 2 − 2 3 3 ) − ( 4 ⋅ 1 − 1 3 3 ) = ( 8 − 8 3 ) − ( 4 − 1 3 ) = \left( 4 \cdot 2 — \frac{2^3}{3} \right) — \left( 4 \cdot 1 — \frac{1^3}{3} \right) = \left( 8 — \frac{8}{3} \right) — \left( 4 — \frac{1}{3} \right) = 8 − 8 3 − 4 + 1 3 = 4 − 7 3 = 12 3 − 7 3 = 5 3 = 8 — \frac{8}{3} — 4 + \frac{1}{3} = 4 — \frac{7}{3} = \frac{12}{3} — \frac{7}{3} = \frac{5}{3}
Суммируем площади:
S = 9 2 + 5 3 = 27 6 + 10 6 = 37 6 = 6 1 6 S = \frac{9}{2} + \frac{5}{3} = \frac{27}{6} + \frac{10}{6} = \frac{37}{6} = 6 \frac{1}{6}
Ответ:
S = 6 1 6 S = 6 \frac{1}{6}
Задача 3: y = 4 x − x 2 y = 4x — x^2 и y = 4 − x y = 4 — x
Шаг 1: Найдем точки пересечения:
Решим уравнение:
4 x − x 2 = 4 − x 4x — x^2 = 4 — x
Переносим все на одну сторону:
x 2 − x − 4 x + 4 = 0 x^2 — x — 4x + 4 = 0 x 2 − 5 x + 4 = 0 x^2 — 5x + 4 = 0
Дискриминант:
D = ( − 5 ) 2 − 4 ⋅ 1 ⋅ 4 = 25 − 16 = 9 D = (-5)^2 — 4 \cdot 1 \cdot 4 = 25 — 16 = 9
Решаем уравнение:
x 1 = 5 − 3 2 = 1 и x 2 = 5 + 3 2 = 4 x_1 = \frac{5 — 3}{2} = 1 \quad \text{и} \quad x_2 = \frac{5 + 3}{2} = 4
Шаг 2: Обозначим область определения функций:
Первая функция y = 4 x − x 2 y = 4x — x^2 :
4 x − x 2 > 0 ⇒ x ( 4 − x ) > 0 ⇒ 0 < x < 4. 4x — x^2 > 0 \quad \Rightarrow \quad x(4 — x) > 0 \quad \Rightarrow \quad 0 < x < 4.
Вторая функция y = 4 − x y = 4 — x :
4 − x > 0 ⇒ x < 4. 4 — x > 0 \quad \Rightarrow \quad x < 4.
Шаг 3: Найдем площадь криволинейной трапеции:
Площадь ограничена функциями на интервалах [ 0 , 1 ] [0, 1] и [ 1 , 4 ] [1, 4] .
Вычислим два интеграла:
S = ∫ 0 1 ( 4 x − x 2 ) d x + ∫ 1 4 ( 4 − x ) d x S = \int_{0}^{1} (4x — x^2) \, dx + \int_{1}^{4} (4 — x) \, dx
Для первого интеграла:
∫ 0 1 ( 4 x − x 2 ) d x = [ 4 ⋅ x 2 2 − x 3 3 ] 0 1 \int_{0}^{1} (4x — x^2) \, dx = \left[ 4 \cdot \frac{x^2}{2} — \frac{x^3}{3} \right]_{0}^{1} = ( 2 x 2 − x 3 3 ) 0 1 = 2 − 1 3 = 6 3 − 1 3 = 5 3 = \left( 2x^2 — \frac{x^3}{3} \right)_{0}^{1} = 2 — \frac{1}{3} = \frac{6}{3} — \frac{1}{3} = \frac{5}{3}
Для второго интеграла:
∫ 1 4 ( 4 − x ) d x = [ 4 x − x 2 2 ] 1 4 \int_{1}^{4} (4 — x) \, dx = \left[ 4x — \frac{x^2}{2} \right]_{1}^{4} = ( 4 ⋅ 4 − 4 2 2 ) − ( 4 ⋅ 1 − 1 2 2 ) = ( 16 − 8 ) − ( 4 − 1 2 ) = \left( 4 \cdot 4 — \frac{4^2}{2} \right) — \left( 4 \cdot 1 — \frac{1^2}{2} \right) = \left( 16 — 8 \right) — \left( 4 — \frac{1}{2} \right) = 8 − ( 4 − 1 2 ) = 8 − 7 2 = 16 2 − 7 2 = 9 2 = 8 — \left( 4 — \frac{1}{2} \right) = 8 — \frac{7}{2} = \frac{16}{2} — \frac{7}{2} = \frac{9}{2}
Суммируем площади:
S = 5 3 + 9 2 = 10 6 + 27 6 = 37 6 = 6 1 6 S = \frac{5}{3} + \frac{9}{2} = \frac{10}{6} + \frac{27}{6} = \frac{37}{6} = 6 \frac{1}{6}
Ответ:
S = 6 1 6 S = 6 \frac{1}{6}
Задача 4: y = 3 x 2 y = 3x^2 и y = 1.5 x + 4.5 y = 1.5x + 4.5
Шаг 1: Найдем точки пересечения:
Решим уравнение:
3 x 2 = 1.5 x + 4.5 3x^2 = 1.5x + 4.5
Переносим все на одну сторону:
6 x 2 − 3 x − 9 = 0 6x^2 — 3x — 9 = 0
Разделим на 3:
2 x 2 − x − 3 = 0 2x^2 — x — 3 = 0
Дискриминант:
D = ( − 1 ) 2 − 4 ⋅ 2 ⋅ ( − 3 ) = 1 + 24 = 25 D = (-1)^2 — 4 \cdot 2 \cdot (-3) = 1 + 24 = 25
Решаем уравнение:
x 1 = 1 − 5 2 ⋅ 2 = − 1 и x 2 = 1 + 5 2 ⋅ 2 = 6 4 = 1.5 x_1 = \frac{1 — 5}{2 \cdot 2} = -1 \quad \text{и} \quad x_2 = \frac{1 + 5}{2 \cdot 2} = \frac{6}{4} = 1.5
Шаг 2: Обозначим область определения функций:
Первая функция y = 3 x 2 y = 3x^2 :
3 x 2 > 0 ⇒ x ≠ 0. 3x^2 > 0 \quad \Rightarrow \quad x \neq 0.
Вторая функция y = 1.5 x + 4.5 y = 1.5x + 4.5 :
1.5 x + 4.5 > 0 ⇒ x > − 3. 1.5x + 4.5 > 0 \quad \Rightarrow \quad x > -3.
Шаг 3: Найдем площадь криволинейной трапеции:
Площадь ограничена функциями на интервалах [ − 1 , 0 ] [-1, 0] и [ − 3 , − 1 ] [-3, -1] .
Вычислим два интеграла:
S = ∫ − 1 0 3 x 2 d x + ∫ − 3 − 1 ( 1.5 x + 4.5 ) d x S = \int_{-1}^{0} 3x^2 \, dx + \int_{-3}^{-1} (1.5x + 4.5) \, dx
Для первого интеграла:
∫ − 1 0 3 x 2 d x = [ x 3 ] − 1 0 = 0 3 − ( − 1 ) 3 = 1 \int_{-1}^{0} 3x^2 \, dx = \left[ x^3 \right]_{-1}^{0} = 0^3 — (-1)^3 = 1
Для второго интеграла:
∫ − 3 − 1 ( 1.5 x + 4.5 ) d x = [ 1.5 ⋅ x 2 2 + 4.5 x ] − 3 − 1 \int_{-3}^{-1} (1.5x + 4.5) \, dx = \left[ 1.5 \cdot \frac{x^2}{2} + 4.5x \right]_{-3}^{-1} = ( 1.5 ⋅ ( − 1 ) 2 2 + 4.5 ⋅ ( − 1 ) ) − ( 1.5 ⋅ ( − 3 ) 2 2 + 4.5 ⋅ ( − 3 ) ) = \left( 1.5 \cdot \frac{(-1)^2}{2} + 4.5 \cdot (-1) \right) — \left( 1.5 \cdot \frac{(-3)^2}{2} + 4.5 \cdot (-3) \right) = ( 0.75 − 4.5 ) − ( 6.75 − 13.5 ) = ( − 3.75 ) − ( − 6.75 ) = 3 = \left( 0.75 — 4.5 \right) — \left( 6.75 — 13.5 \right) = (-3.75) — (-6.75) = 3
Суммируем площади:
S = 1 + 3 = 4 S = 1 + 3 = 4
Ответ:
S = 4 S = 4