Чтобы вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями y = 2 и y = (x - 2)^2 + 1, мы сначала должны найти точки пересечения этих двух графиков. Это поможет нам определить границы интегрирования.
- Найдем точки пересечения:
- Приравняем уравнения:
- Решим это уравнение:
- 2 - 1 = (x - 2)^2
- 1 = (x - 2)^2
- Теперь извлечем квадратный корень:
- Таким образом, получаем два значения:
- x - 2 = 1 ⇒ x = 3
- x - 2 = -1 ⇒ x = 1
- Итак, точки пересечения находятся в x = 1 и x = 3.
Теперь мы можем вычислить площадь фигуры, ограниченной этими линиями, используя интеграл.
- Запишем интеграл для площади:
- Площадь = ∫ от 1 до 3 (верхняя функция - нижняя функция) dx
- В данном случае верхняя функция - это y = 2, а нижняя - y = (x - 2)^2 + 1.
- Таким образом, площадь можно записать как:
- Площадь = ∫ от 1 до 3 (2 - ((x - 2)^2 + 1)) dx
- Упростим выражение под интегралом:
- Площадь = ∫ от 1 до 3 (2 - (x - 2)^2 - 1) dx
- Площадь = ∫ от 1 до 3 (1 - (x - 2)^2) dx
Теперь вычислим интеграл:
- Вычислим интеграл:
- Для этого сначала найдем интеграл от (1 - (x - 2)^2):
- Интеграл от 1 равен x, а интеграл от (x - 2)^2 равен (1/3)(x - 2)^3.
- Таким образом, интеграл будет выглядеть так:
- ∫(1 - (x - 2)^2) dx = x - (1/3)(x - 2)^3 + C
- Теперь подставим пределы интегрирования от 1 до 3:
- Площадь = [x - (1/3)(x - 2)^3] от 1 до 3
Теперь подставим верхний и нижний пределы:
- Подставляем x = 3:
- 3 - (1/3)(3 - 2)^3 = 3 - (1/3)(1) = 3 - 1/3 = 8/3
- Подставляем x = 1:
- 1 - (1/3)(1 - 2)^3 = 1 - (1/3)(-1) = 1 + 1/3 = 4/3
- Теперь найдем разность:
- Площадь = (8/3) - (4/3) = 4/3.
Ответ: Площадь фигуры, ограниченной линиями y = 2 и y = (x - 2)^2 + 1, равна 4/3 квадратных единиц.