Найти площадь, ограниченную линиями y=x^2-3x+3, y=-x^2+x+9

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Площадь фигуры, ограниченной заданными линиями, составляет 64364 over 3 end-fraction (или примерно 21.3321.33) квадратных единиц. Шаг 1: Нахождение точек пересечения Для определения пределов интегрирования необходимо найти точки, в которых графики функций y=x23x+3y equals x squared minus 3 x plus 3 и y=x2+x+9y equals negative x squared plus x plus 9 пересекаются. Для этого приравняем правые части уравнений: x23x+3=x2+x+9x squared minus 3 x plus 3 equals negative x squared plus x plus 9Перенесем все члены в левую часть для получения квадратного уравнения: 2x24x6=02 x squared minus 4 x minus 6 equals 0Разделим всё уравнение на 22: x22x3=0x squared minus 2 x minus 3 equals 0Решим уравнение через дискриминант или по теореме Виета. Корнями являются: x1=-1,x2=3x sub 1 equals negative 1 comma x sub 2 equals 3Таким образом, пределы интегрирования: a=-1a equals negative 1 и b=3b equals 3. Шаг 2: Определение подынтегральной функции Чтобы найти площадь, нужно из функции «верхней» линии вычесть функцию «нижней». Выберем контрольную точку внутри интервала (-1,3)open paren negative 1 comma 3 close paren, например x=0x equals 0: y1(0)=023(0)+3=3y sub 1 open paren 0 close paren equals 0 squared minus 3 open paren 0 close paren plus 3 equals 3 y2(0)=-02+0+9=9y sub 2 open paren 0 close paren equals negative 0 squared plus 0 plus 9 equals 9 Поскольку 9>39 is greater than 3, функция y=x2+x+9y equals negative x squared plus x plus 9 находится сверху. Разность функций: f(x)=(x2+x+9)(x23x+3)=-2x2+4x+6f of x equals open paren negative x squared plus x plus 9 close paren minus open paren x squared minus 3 x plus 3 close paren equals negative 2 x squared plus 4 x plus 6Шаг 3: Вычисление определенного интеграла Площадь Scap S вычисляется по формуле: S=-13(-2x2+4x+6)dxcap S equals integral from negative 1 to 3 of open paren negative 2 x squared plus 4 x plus 6 close paren d xНайдем первообразную: F(x)=23x3+2x2+6xcap F open paren x close paren equals negative two-thirds x cubed plus 2 x squared plus 6 x Применим формулу Ньютона-Лейбница: S=F(3)F(-1)cap S equals cap F open paren 3 close paren minus cap F open paren negative 1 close parenВычислим значение в верхней точке x=3x equals 3: F(3)=23(27)+2(9)+6(3)=-18+18+18=18cap F open paren 3 close paren equals negative two-thirds open paren 27 close paren plus 2 open paren 9 close paren plus 6 open paren 3 close paren equals negative 18 plus 18 plus 18 equals 18 Вычислим значение в нижней точке x=-1x equals negative 1: F(-1)=23(-1)+2(1)+6(-1)=23+26=234=103cap F open paren negative 1 close paren equals negative two-thirds open paren negative 1 close paren plus 2 open paren 1 close paren plus 6 open paren negative 1 close paren equals two-thirds plus 2 minus 6 equals two-thirds minus 4 equals negative ten-thirds Итоговая площадь: S=18(103)=18+103=54+103=643cap S equals 18 minus open paren negative ten-thirds close paren equals 18 plus ten-thirds equals the fraction with numerator 54 plus 10 and denominator 3 end-fraction equals 64 over 3 end-fraction Ответ: Площадь области равна 64364 over 3 end-fraction квадратных единиц. Требуется ли вам построение графика данных функций для визуализации области интегрирования?

Форма ответа

Ваш аватар