Как можно вычислить площадь плоской области d, которая ограничена заданными линиями d: x=y^2 и y^2=4-x?
Математика 11 класс Интегральное исчисление площадь плоской области вычисление площади интегралы графики функций математика 11 класс ограниченные линии аналитическая геометрия
Чтобы вычислить площадь плоской области, ограниченной заданными линиями, нам нужно сначала определить, где эти линии пересекаются, а затем использовать интегрирование для нахождения площади.
Давайте рассмотрим заданные уравнения:
Теперь преобразуем вторую линию, чтобы выразить x:
Теперь у нас есть два уравнения:
Чтобы найти точки пересечения, приравняем правые части уравнений:
Теперь подставим найденные значения y обратно в одно из уравнений, чтобы найти соответствующие значения x:
Таким образом, точки пересечения находятся в (2, √2) и (2, -√2).
Теперь, чтобы найти площадь области d, мы будем интегрировать разность верхней и нижней функции по y от -√2 до √2. Верхней функцией будет x = 4 - y², а нижней — x = y².
Площадь S можно выразить следующим образом:
S = ∫ (верхняя функция - нижняя функция) dy
Подставим наши функции:
S = ∫ (4 - y² - y²) dy от -√2 до √2
Это упрощается до:
S = ∫ (4 - 2y²) dy от -√2 до √2
Теперь вычислим интеграл:
Таким образом, получаем:
S = [4y - (2/3)y³] от -√2 до √2
Подставим пределы интегрирования:
S = [4(√2) - (2/3)(√2)³] - [4(-√2) - (2/3)(-√2)³]
Теперь посчитаем каждую часть:
Теперь вычтем:
S = (8/3)√2 - (-8/3)√2 = (8/3)√2 + (8/3)√2 = (16/3)√2
Таким образом, площадь плоской области d, ограниченной заданными линиями, равна (16/3)√2.