Найдите площадь фигуры ограниченной линиями y=6x-x^2 и y= x+4

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Площадь фигуры, ограниченной линиями y=6xx2y equals 6 x minus x squared и y=x+4y equals x plus 4, составляет 4.5 квадратных единиц. Шаг 1: Нахождение точек пересечения Для определения пределов интегрирования необходимо найти абсциссы точек пересечения параболы y=6xx2y equals 6 x minus x squared и прямой y=x+4y equals x plus 4. Приравняем правые части уравнений: 6xx2=x+46 x minus x squared equals x plus 4Перенесем все члены в одну сторону для получения квадратного уравнения: x25x+4=0x squared minus 5 x plus 4 equals 0Решим уравнение через дискриминант или по теореме Виета: (x1)(x4)=0open paren x minus 1 close paren open paren x minus 4 close paren equals 0Следовательно, точки пересечения: x1=1x sub 1 equals 1 и x2=4x sub 2 equals 4. Шаг 2: Построение определенного интеграла Искомая площадь Scap S вычисляется как интеграл разности функций «верхней» и «нижней» линий. На интервале [1,4]open bracket 1 comma 4 close bracket парабола y=6xx2y equals 6 x minus x squared находится выше прямой y=x+4y equals x plus 4. S=14((6xx2)(x+4))dxcap S equals integral from 1 to 4 of open paren open paren 6 x minus x squared close paren minus open paren x plus 4 close paren close paren d xУпростим подынтегральное выражение: S=14(x2+5x4)dxcap S equals integral from 1 to 4 of open paren negative x squared plus 5 x minus 4 close paren d xШаг 3: Вычисление площади Применим формулу Ньютона-Лейбница, найдя первообразную функции: S=[x33+5x224x]14cap S equals open bracket negative the fraction with numerator x cubed and denominator 3 end-fraction plus the fraction with numerator 5 x squared and denominator 2 end-fraction minus 4 x close bracket sub 1 to the fourth power Подставим верхний предел x=4x equals 4: F(4)=643+516244=643+4016=643+24=83cap F open paren 4 close paren equals negative 64 over 3 end-fraction plus the fraction with numerator 5 center dot 16 and denominator 2 end-fraction minus 4 center dot 4 equals negative 64 over 3 end-fraction plus 40 minus 16 equals negative 64 over 3 end-fraction plus 24 equals eight-thirds Подставим нижний предел x=1x equals 1: F(1)=13+524=-2+15246=116cap F open paren 1 close paren equals negative one-third plus five-halves minus 4 equals the fraction with numerator negative 2 plus 15 minus 24 and denominator 6 end-fraction equals negative eleven-sixths Вычислим разность: S=83(116)=166+116=276=4.5cap S equals eight-thirds minus open paren negative eleven-sixths close paren equals sixteen-sixths plus eleven-sixths equals 27 over 6 end-fraction equals 4.5 Ответ: Площадь фигуры равна 4.5. Сообщите, требуется ли построить график этих функций для визуализации области интегрирования или разобрать метод нахождения первообразной более детально.

Форма ответа

Ваш аватар