Краткий ответ:
1) y = − x 2 + 4 x − 3 y = -x^2 + 4x — 3 и точки ( 1 ; 0 ) (1; 0) и ( 0 ; − 3 ) (0; -3) ;
Уравнение прямой:
{ 0 = k ⋅ 1 + b − 3 = k ⋅ 0 + b ⇒ { 0 = k − 3 b = − 3 ; \begin{cases} 0 = k \cdot 1 + b \\ -3 = k \cdot 0 + b \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} 0 = k — 3 \\ b = -3 \end{cases};
0 = k − 3 0 = k — 3 , отсюда k = 3 k = 3 ;
y = 3 x − 3 ; y = 3x — 3;
Точки пересечения функций:
− x 2 + 4 x − 3 = 3 x − 3 ; -x^2 + 4x — 3 = 3x — 3; − x 2 + 4 x = 3 x ; -x^2 + 4x = 3x; x 2 + 3 x − 4 x = 0 ; x^2 + 3x — 4x = 0; x 2 − x = 0 ; x^2 — x = 0; x ⋅ ( x − 1 ) = 0 ; x \cdot (x — 1) = 0; x 1 = 0 и x 2 = 1 ; x_1 = 0 \text{ и } x_2 = 1;
Площадь криволинейной трапеции:
S = ∫ 0 1 ( ( − x 2 + 4 x ) − 3 x ) d x = ( − x 3 3 + 4 ⋅ x 2 2 − 3 ⋅ x 2 2 ) ∣ 0 1 = S = \int_{0}^{1} \left( (-x^2 + 4x) — 3x \right) dx = \left( -\frac{x^3}{3} + 4 \cdot \frac{x^2}{2} — 3 \cdot \frac{x^2}{2} \right) \bigg|_{0}^{1} = = ( − x 3 3 + x 2 2 ) ∣ 0 1 = = \left( -\frac{x^3}{3} + \frac{x^2}{2} \right) \bigg|_{0}^{1} = = − 1 3 3 + 1 2 2 + 0 3 3 − 0 2 2 = − 1 3 + 1 2 = − 2 6 + 3 6 = 1 6 ; = -\frac{1^3}{3} + \frac{1^2}{2} + \frac{0^3}{3} — \frac{0^2}{2} = -\frac{1}{3} + \frac{1}{2} = -\frac{2}{6} + \frac{3}{6} = \frac{1}{6};
Ответ: 1 6 \boxed{\frac{1}{6}} .
2) y = − x 2 y = -x^2 и y = − 2 y = -2 ;
Перенесем обе функции на 2 единицы вверх:
y = − x 2 + 2 и y = 0 ; y = -x^2 + 2 \text{ и } y = 0;
Пересечения с осью x x :
− x 2 + 2 > 0 ; -x^2 + 2 > 0; x 2 < 2 ; x^2 < 2; − 2 ≤ x ≤ 2 ; -\sqrt{2} \leq x \leq \sqrt{2};
Площадь криволинейной трапеции:
S = ∫ − 2 2 ( − x 2 + 2 ) d x = ( − x 3 3 + 2 x ) ∣ − 2 2 = S = \int_{-\sqrt{2}}^{\sqrt{2}} \left( -x^2 + 2 \right) dx = \left( -\frac{x^3}{3} + 2x \right) \bigg|_{-\sqrt{2}}^{\sqrt{2}} = = − ( 2 ) 3 3 + 2 2 + ( − 2 ) 3 3 − 2 ⋅ ( − 2 ) = − 2 2 3 + 2 2 − 2 2 3 + 2 2 = = -\frac{(\sqrt{2})^3}{3} + 2\sqrt{2} + \frac{(-\sqrt{2})^3}{3} — 2 \cdot (-\sqrt{2}) = -\frac{2\sqrt{2}}{3} + 2\sqrt{2} — \frac{2\sqrt{2}}{3} + 2\sqrt{2} = = 4 2 − 4 2 3 = 12 2 3 − 4 2 3 = 8 2 3 ; = 4\sqrt{2} — \frac{4\sqrt{2}}{3} = \frac{12\sqrt{2}}{3} — \frac{4\sqrt{2}}{3} = \frac{8\sqrt{2}}{3};
Ответ: 8 2 3 \boxed{\frac{8\sqrt{2}}{3}} .
3) y = 1 − x 2 y = 1 — x^2 и y = x 2 − 1 y = x^2 — 1 ;
Точки пересечения функций:
1 − x 2 = x 2 − 1 ; 1 — x^2 = x^2 — 1; x 2 + x 2 = 1 + 1 ; x^2 + x^2 = 1 + 1; 2 x 2 = 2 ; 2x^2 = 2; x 2 = 1 , отсюда x = ± 1 ; x^2 = 1, \text{ отсюда } x = \pm 1;
Площадь криволинейной трапеции:
S = ∫ − 1 1 ( ( 2 − x 2 ) − x 2 ) d x = ( 2 ⋅ x 1 1 − x 3 3 − x 3 3 ) ∣ − 1 1 = S = \int_{-1}^{1} \left( (2 — x^2) — x^2 \right) dx = \left( 2 \cdot \frac{x^1}{1} — \frac{x^3}{3} — \frac{x^3}{3} \right) \bigg|_{-1}^{1} = = ( 2 x − 2 x 3 3 ) ∣ − 1 1 = = \left( 2x — \frac{2x^3}{3} \right) \bigg|_{-1}^{1} = = 2 ⋅ 1 − 2 ⋅ 1 3 3 − 2 ⋅ ( − 1 ) + 2 ⋅ ( − 1 ) 3 3 = 2 − 2 3 + 2 − 2 3 = 4 − 4 3 = 2 2 3 ; = 2 \cdot 1 — \frac{2 \cdot 1^3}{3} — 2 \cdot (-1) + \frac{2 \cdot (-1)^3}{3} = 2 — \frac{2}{3} + 2 — \frac{2}{3} = 4 — \frac{4}{3} = 2 \frac{2}{3};
Ответ: 2 2 3 \boxed{2 \frac{2}{3}} .
4) y = x 3 y = x^3 , y = 1 y = 1 , x = − 2 x = -2 ;
Точки пересечения функций:
x 3 = 1 , отсюда x = 1 ; x^3 = 1, \text{ отсюда } x = 1;
Площадь криволинейной трапеции:
S = ∫ − 2 1 ( 1 − x 3 ) d x = ( x − x 4 4 ) ∣ − 2 1 = S = \int_{-2}^{1} \left( 1 — x^3 \right) dx = \left( x — \frac{x^4}{4} \right) \bigg|_{-2}^{1} = = 1 − 1 4 4 − ( − 2 ) + ( − 2 ) 4 4 = = 1 — \frac{1^4}{4} — (-2) + \frac{(-2)^4}{4} = = 1 − 1 4 + 2 + 16 4 = 3 − 1 4 + 4 = 7 − 1 4 = 6 3 4 ; = 1 — \frac{1}{4} + 2 + \frac{16}{4} = 3 — \frac{1}{4} + 4 = 7 — \frac{1}{4} = 6 \frac{3}{4};
Ответ: 6 3 4 \boxed{6 \frac{3}{4}} .
Подробный ответ:
1) y = − x 2 + 4 x − 3 y = -x^2 + 4x — 3 и точки ( 1 ; 0 ) (1;\ 0) , ( 0 ; − 3 ) (0;\ -3)
Шаг 1: Найдём уравнение прямой по двум точкам
Ищем уравнение прямой, проходящей через две точки: ( x 1 , y 1 ) = ( 1 , 0 ) (x_1, y_1) = (1, 0) и ( x 2 , y 2 ) = ( 0 , − 3 ) (x_2, y_2) = (0, -3)
Формула уравнения прямой через две точки:
k = y 2 − y 1 x 2 − x 1 = − 3 − 0 0 − 1 = − 3 − 1 = 3 k = \frac{y_2 — y_1}{x_2 — x_1} = \frac{-3 — 0}{0 — 1} = \frac{-3}{-1} = 3
Теперь подставим k = 3 k = 3 в уравнение y = k x + b y = kx + b и найдём b b , подставляя любую точку, например ( 1 , 0 ) (1, 0) :
0 = 3 ⋅ 1 + b ⇒ b = 0 − 3 = − 3 0 = 3 \cdot 1 + b \Rightarrow b = 0 — 3 = -3
Уравнение прямой:
y = 3 x − 3 y = 3x — 3
Шаг 2: Найдём точки пересечения прямой и параболы
Уравнения:
Парабола: y = − x 2 + 4 x − 3 y = -x^2 + 4x — 3 Прямая: y = 3 x − 3 y = 3x — 3 Приравниваем правые части:
− x 2 + 4 x − 3 = 3 x − 3 -x^2 + 4x — 3 = 3x — 3
Переносим все члены в одну сторону:
− x 2 + 4 x − 3 − 3 x + 3 = 0 ⇒ − x 2 + x = 0 ⇒ x ( − x + 1 ) = 0 -x^2 + 4x — 3 — 3x + 3 = 0 \Rightarrow -x^2 + x = 0 \Rightarrow x(-x + 1) = 0
Отсюда:
x = 0 или x = 1 x = 0 \quad \text{или} \quad x = 1
Находим соответствующие y y , подставив в уравнение прямой:
x = 0 ⇒ y = 3 ⋅ 0 − 3 = − 3 x = 0 \Rightarrow y = 3 \cdot 0 — 3 = -3 x = 1 ⇒ y = 3 ⋅ 1 − 3 = 0 x = 1 \Rightarrow y = 3 \cdot 1 — 3 = 0 Точки пересечения: ( 0 ; − 3 ) (0; -3) и ( 1 ; 0 ) (1; 0)
Шаг 3: Найдём площадь фигуры между графиками
Разность между функциями:
f ( x ) = ( − x 2 + 4 x − 3 ) − ( 3 x − 3 ) = − x 2 + x f(x) = (-x^2 + 4x — 3) — (3x — 3) = -x^2 + x
Интеграл:
S = ∫ 0 1 ( − x 2 + x ) d x S = \int_{0}^{1} (-x^2 + x)\,dx
Рассчитаем:
∫ ( − x 2 + x ) d x = ∫ − x 2 d x + ∫ x d x = − x 3 3 + x 2 2 \int (-x^2 + x)\,dx = \int -x^2\,dx + \int x\,dx = -\frac{x^3}{3} + \frac{x^2}{2}
Подставляем пределы:
S = [ − x 3 3 + x 2 2 ] 0 1 = ( − 1 3 + 1 2 ) − ( 0 + 0 ) = − 1 3 + 1 2 S = \left[-\frac{x^3}{3} + \frac{x^2}{2} \right]_0^1 = \left(-\frac{1}{3} + \frac{1}{2} \right) — (0 + 0) = -\frac{1}{3} + \frac{1}{2}
Приводим к общему знаменателю:
− 2 6 + 3 6 = 1 6 -\frac{2}{6} + \frac{3}{6} = \frac{1}{6}
Ответ к пункту 1:
1 6 \boxed{\frac{1}{6}}
2) y = − x 2 y = -x^2 и y = − 2 y = -2
Шаг 1: Перенос графиков на 2 вверх
Чтобы упростить расчёт, перенесём оба графика на 2 вверх:
y = − x 2 ⇒ y = − x 2 + 2 y = -x^2 \Rightarrow y = -x^2 + 2 y = − 2 ⇒ y = 0 y = -2 \Rightarrow y = 0 Теперь ищем площадь между y = − x 2 + 2 y = -x^2 + 2 и осью O x Ox
Шаг 2: Найдём точки пересечения с осью O x Ox
− x 2 + 2 = 0 ⇒ x 2 = 2 ⇒ x = ± 2 -x^2 + 2 = 0 \Rightarrow x^2 = 2 \Rightarrow x = \pm\sqrt{2}
Шаг 3: Найдём площадь под графиком
S = ∫ − 2 2 ( − x 2 + 2 ) d x S = \int_{-\sqrt{2}}^{\sqrt{2}} (-x^2 + 2)\,dx
Вычислим интеграл:
∫ ( − x 2 + 2 ) d x = − x 3 3 + 2 x \int (-x^2 + 2)\,dx = -\frac{x^3}{3} + 2x
Подставим пределы:
S = [ − x 3 3 + 2 x ] − 2 2 = S = \left[-\frac{x^3}{3} + 2x\right]_{-\sqrt{2}}^{\sqrt{2}} =
Вычислим отдельно:
− ( 2 ) 3 3 + 2 2 = − 2 2 3 + 2 2 -\frac{(\sqrt{2})^3}{3} + 2\sqrt{2} = -\frac{2\sqrt{2}}{3} + 2\sqrt{2}
− ( − 2 2 3 − 2 2 ) = 2 2 3 + 2 2 -\left( -\frac{2\sqrt{2}}{3} — 2\sqrt{2} \right) = \frac{2\sqrt{2}}{3} + 2\sqrt{2}
Сложим оба значения:
S = ( − 2 2 3 + 2 2 ) + ( 2 2 3 + 2 2 ) = 4 2 − 4 2 3 S = \left(-\frac{2\sqrt{2}}{3} + 2\sqrt{2} \right) + \left( \frac{2\sqrt{2}}{3} + 2\sqrt{2} \right) = 4\sqrt{2} — \frac{4\sqrt{2}}{3}
Приведём к общему знаменателю:
12 2 − 4 2 3 = 8 2 3 \frac{12\sqrt{2} — 4\sqrt{2}}{3} = \frac{8\sqrt{2}}{3}
Ответ к пункту 2:
8 2 3 \boxed{\frac{8\sqrt{2}}{3}}
3) y = 1 − x 2 y = 1 — x^2 и y = x 2 − 1 y = x^2 — 1
Шаг 1: Найдём точки пересечения
1 − x 2 = x 2 − 1 ⇒ 2 x 2 = 2 ⇒ x 2 = 1 ⇒ x = ± 1 1 — x^2 = x^2 — 1 \Rightarrow 2x^2 = 2 \Rightarrow x^2 = 1 \Rightarrow x = \pm1
Шаг 2: Определим, какая функция выше
В интервале x ∈ ( − 1 , 1 ) x \in (-1, 1) :
y = 1 − x 2 y = 1 — x^2 — парабола, ветви вниз, вершина выше.y = x 2 − 1 y = x^2 — 1 — парабола, ветви вверх, вершина ниже.Поэтому: верхняя функция — 1 − x 2 1 — x^2 , нижняя — x 2 − 1 x^2 — 1
Найдём разность:
( 1 − x 2 ) − ( x 2 − 1 ) = 2 − 2 x 2 (1 — x^2) — (x^2 — 1) = 2 — 2x^2
Шаг 3: Интеграл
S = ∫ − 1 1 ( 2 − 2 x 2 ) d x = 2 ∫ − 1 1 ( 1 − x 2 ) d x S = \int_{-1}^{1} (2 — 2x^2)\,dx = 2 \int_{-1}^{1} (1 — x^2)\,dx ∫ ( 1 − x 2 ) d x = x − x 3 3 \int (1 — x^2) dx = x — \frac{x^3}{3}
Подставим пределы:
( x − x 3 3 ) ∣ − 1 1 = ( 1 − 1 3 ) − ( − 1 + 1 3 ) = 2 3 + 4 3 = 6 3 = 2 \left(x — \frac{x^3}{3}\right) \Big|_{-1}^{1} = \left(1 — \frac{1}{3}\right) — \left(-1 + \frac{1}{3}\right) = \frac{2}{3} + \frac{4}{3} = \frac{6}{3} = 2
Теперь умножаем на 2:
S = 2 ⋅ 2 = 4 S = 2 \cdot 2 = 4
Но это противоречит ранее полученному: нужно перепроверить. Используем разность как:
( 2 − 2 x 2 ) = 2 ( 1 − x 2 ) ⇒ ∫ − 1 1 2 ( 1 − x 2 ) d x = 2 ⋅ [ x − x 3 3 ] − 1 1 = 2 ⋅ ( 4 3 ) = 8 3 (2 — 2x^2) = 2(1 — x^2) \Rightarrow \int_{-1}^{1} 2(1 — x^2)\,dx = 2 \cdot \left[ x — \frac{x^3}{3} \right]_{-1}^{1} = 2 \cdot \left( \frac{4}{3} \right) = \frac{8}{3}
Ошибка в предыдущем шаге: верная разность —
( 1 − x 2 ) − ( x 2 − 1 ) = 2 − 2 x 2 ⇒ S = ∫ − 1 1 ( 2 − 2 x 2 ) d x = 2 ⋅ ∫ − 1 1 ( 1 − x 2 ) d x = 2 ⋅ 4 3 = 8 3 (1 — x^2) — (x^2 — 1) = 2 — 2x^2 \Rightarrow S = \int_{-1}^{1} (2 — 2x^2) dx = 2 \cdot \int_{-1}^{1} (1 — x^2) dx = 2 \cdot \frac{4}{3} = \frac{8}{3}
Но по условию подставлено:
S = ∫ − 1 1 ( 2 x − 2 x 3 3 ) d x = 2 x − 2 x 3 3 ∣ − 1 1 = 2 − 2 3 − ( − 2 + 2 3 ) = 4 − 4 3 = 8 3 S = \int_{-1}^{1} \left(2x — \frac{2x^3}{3}\right) dx = 2x — \frac{2x^3}{3} \Big|_{-1}^{1} = 2 — \frac{2}{3} — (-2 + \frac{2}{3}) = 4 — \frac{4}{3} = \frac{8}{3}
Ответ к пункту 3:
2 2 3 = 8 3 \boxed{2\frac{2}{3}} = \boxed{\frac{8}{3}}
4) y = x 3 y = x^3 , y = 1 y = 1 , x = − 2 x = -2
Шаг 1: Найдём точку пересечения
x 3 = 1 ⇒ x = 1 x^3 = 1 \Rightarrow x = 1
Площадь между графиками на отрезке от x = − 2 x = -2 до x = 1 x = 1
Шаг 2: Найдём разность функций
Верхняя функция: y = 1 y = 1 , нижняя: y = x 3 y = x^3
Разность: 1 − x 3 1 — x^3
Шаг 3: Интеграл
S = ∫ − 2 1 ( 1 − x 3 ) d x = ∫ 1 d x − ∫ x 3 d x = x − x 4 4 S = \int_{-2}^{1} (1 — x^3) dx = \int 1\,dx — \int x^3 dx = x — \frac{x^4}{4}
Подставим пределы:
1 − 1 4 = 3 4 1 — \frac{1}{4} = \frac{3}{4}
− 2 − ( − 2 ) 4 4 = − 2 − 16 4 = − 6 -2 — \frac{(-2)^4}{4} = -2 — \frac{16}{4} = -6
Теперь разность:
S = 3 4 − ( − 6 ) = 3 4 + 6 = 6 3 4 S = \frac{3}{4} — (-6) = \frac{3}{4} + 6 = 6\frac{3}{4}
Ответ к пункту 4:
6 3 4 \boxed{6\frac{3}{4}}
Оставь свой отзыв 💬
Комментариев пока нет, будьте первым!