Ответы
| ||||||||||||
|
|
|
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Математика
Похожие вопросы |
В гараже в одном ряду было 25 машин,а в другом -32.
Лучший ответ по мнению автора
| |||||||||||||||||
|
|
|
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука
Похожие вопросы |
Сколькими нулями оканчивается произведение всех натуральных чисел от 41 до 64 включительно
Решено
Помогите пожалуйста решить задачу 4-го класса. Если около каждого дома посадить по 9 саженцев, то не зватит 100 саженцев, а если по 5 саженцев, то 20 саженцев останется. Сколько домов? Сколько
В прямоугольнике ABCD AB=24 см, AC=25 см. Найдите площадь прямоугольника
Сколько существует 2016-значных чисел таких, что при вычёркивании его любой одной цифры получается 2015-значное число, и это 2015-значное число является делителем исходного числа (Напомним, что
Решено
Высота цилиндра равна 16 см. На расстоянии 6 см от оси цилиндра проведено сечения, параллельное оси цилиндра и имеющее форму квадрата. Найдите радиус цилиндра
Пользуйтесь нашим приложением
1 | Найти производную — d/dx | бревно натуральное х | |
2 | Оценить интеграл | интеграл натурального логарифма x относительно x | |
3 | Найти производную — d/dx | 92)||
21 | Оценить интеграл | интеграл от 0 до 1 кубического корня из 1+7x относительно x | |
22 | Найти производную — d/dx | грех(2x) | |
23 | Найти производную — d/dx | 9(3x) по отношению к x||
41 | Оценить интеграл | интеграл от cos(2x) относительно x | |
42 | Найти производную — d/dx | 1/(корень квадратный из х) | |
43 | Оценка интеграла 9бесконечность | ||
45 | Найти производную — d/dx | х/2 | |
46 | Найти производную — d/dx | -cos(x) | |
47 | Найти производную — d/dx | грех(3x) | 92+1|
68 | Оценить интеграл | интеграл от sin(x) по x | |
69 | Найти производную — d/dx | угловой синус(х) | |
70 | Оценить предел | ограничение, когда x приближается к 0 из (sin(x))/x 92 по отношению к х | |
85 | Найти производную — d/dx | лог х | |
86 | Найти производную — d/dx | арктан(х) | |
87 | Найти производную — d/dx | бревно натуральное 5х92 |
1.
5: Площадь между кривыми — Mathematics LibreTexts- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 91709
- Джоэл Фельдман, Эндрю Рехнитцер и Элиз Йегер
- Университет Британской Колумбии
Прежде чем мы продолжим изучение различных методов интегрирования функций, у нас теперь есть достаточно инструментов для изучения некоторых простых приложений определенных интегралов. Одним из мотивов нашего определения «интеграла» была проблема нахождения площади между некоторой кривой и осью \(x\) для \(x\), проходящей между двумя заданными значениями. Точнее
9б f(x) \, d{x} \end{gather*}равно площади со знаком между кривой \(y=f(x)\text{,}\) и осью \(x\) и вертикальными линиями \(x=a\) и \(x =б\текст{. }\)
Мы нашли площадь этой области, аппроксимировав ее объединением высоких тонких прямоугольников, а затем нашли точную площадь, взяв предел, когда ширина аппроксимирующих прямоугольников стремится к нулю. Мы можем использовать ту же стратегию, чтобы найти области более сложных областей в \(xy\)-плоскости.
В качестве превью следующего материала пусть \(f(x) \gt g(x) \gt 0\) и \(a \lt b\) и предположим, что нас интересует площадь области 9b \big(f(x)-g(x)\big)\,\, d{x} \end{align*}
Это вычисление основывалось на предположении, что \(f(x) \gt g(x)\) и, в частности, что кривые \(y=g(x)\) и \(y=f(x)\ ) не пересекался. Если они пересекаются, как на этом рисунке
, то мы должны быть намного осторожнее. Идея состоит в том, чтобы разделить область интегрирования в зависимости от того, где \(f(x) — g(x)\) меняет знак, т.е. где пересекаются кривые. Мы проиллюстрируем это в примере 1.5.5 ниже.
Начнем с примера, который делает связь с суммами Римана и определенными интегралами совершенно явной. *)\text{.}\) 91\\ &= \left(4 — \frac{1}{2}-\frac{1}{3} \right) — \left(-4-\frac{1}{2}+\frac{1 {3} \right)\\ &= \frac{24-3-2}{6} — \frac{-24-3+2}{6}\\ &= \frac{19}{6} + \frac{25}{6}\\ &= \frac{44}{6} = \frac{22}{3}. \end{выравнивание*}
Уф! К счастью, нам обычно не нужно проходить этапы вычисления суммы Римана, чтобы получить ответ. Обычно, при условии, что мы тщательно проверяем, где пересекаются кривые и какая кривая находится выше какой, мы можем просто сразу перейти к интегралу 9.2\text{.}\)
Решение
Это немного отличается от предыдущего вопроса, так как нам не заданы ограничивающие линии \(x=a\) и \(x=b\) — вместо этого мы должны определить минимальные и максимальные допустимые значения \(х\), определив, где пересекаются кривые. Следовательно, наша самая первая задача — получить хорошее представление о том, как выглядит регион, зарисовав его.
- Начните с наброска области:
Это приводит нас к наброску
. 92=2x+6\) и \(y=x-1\text{.}\) - Как и раньше, мы аппроксимируем область объединением узких вертикальных прямоугольников, каждый шириной \(\Delta x\text{.}\) Два из этих прямоугольников показано на эскизе
- В этой области \(x\) проходит от \(a=-3\) до \(b=5\text{. 2-6)\le x \le y+1\text{.}\)
- Давайте использовать
- \(c\) для обозначения наименьшего допустимого значения \(y\text{,}\)
- \(d\) для обозначения максимального допустимого значения \(y\)
- \(L(y)\) («\(L\)» означает «слева») для обозначения наименьшего допустимого значения \(x\text{,}\), когда \(y\)-координата \(г\текст{,}\) и
- \(R(y)\) («\(R\)» означает «право») для обозначения наибольшего допустимого значения \(x\text{,}\), когда \(y\)-координата равна \(г\текст{.}\) 92-6) && R(y)=y+1 \end{align*}
и заштрихованная область
\begin{gather*} \big\{\ (x,y)\ \big|\ c\le y\le d,\ L(y)\le x\le R(y)\ \big\} \ конец {собрать *}
- Теперь наша стратегия почти такая же, как в примере 1.5.1:
- Выберите натуральное число \(n\) (которое мы позже отправим в бесконечность), затем
- разделить интервал \(c\le y\le d\) на \(n\) узких подинтервалов, каждый шириной \(\Delta y=\frac{d-c}{n}\text{. }\) Каждый подинтервал вырезает из региона тонкий горизонтальный срез (см. рисунок ниже). 94\\ &=-\tfrac{1}{6}\big(64-(-8)\big)+\tfrac{1}{2}(16-4)+4(4+2)\\ & =-12+6+24\\ &=18 \end{выравнивание*}
Последний пример.
Пример 1.5.5 Другая область
Найдите площадь между кривыми \(y=\dfrac{1}{\sqrt{2}}\) и \(y=\sin(x)\) с \(x\ ) выполняется от \(0\) до \(\frac{\pi}{2}\text{.}\)
Решение:
Это немного сложнее, поскольку (как мы увидим) область разделен на две части, и мы должны рассматривать их отдельно.
- Снова начнем с наброска области.
Нам нужна заштрихованная область.
- В отличие от наших предыдущих примеров, ограничивающие кривые \(y=\frac{1}{\sqrt{2}}\) и \(y=\sin(x)\) пересекаются в середине интересующей области. Они пересекаются, когда \(y=\frac{1}{\sqrt{2}}\) и \(\sin(x)=y=\frac{1}{\sqrt{2}}\text{,}\ ) т.е. когда \(x=\frac{\pi}{4}\text{.}\) Итак
- слева от \(x=\frac{\pi}{4}\text{,}\) верхняя граница является частью прямой линии \(y=\frac{1}{\sqrt{2} }\), а нижняя граница является частью кривой \(y=\sin(x)\)
- , а справа от \(x=\frac{\pi}{4}\text{,}\) верхняя граница является частью кривой \(y=\sin(x)\), а нижняя граница часть прямой линии \(y=\frac{1}{\sqrt{2}}\text{. }\)
- Таким образом, формулы для верхней и нижней границ равны
\begin{align*} T(x) & =\left.\begin{cases} \frac{1}{\sqrt{2}} & \text{if $0\le x\le \frac{\pi} {4}$}\\ \sin(x)& \text{if $\frac{\pi}{4}\le x\le \frac{\pi}{2}$} \end{cases}\right \}\\ B(x) & =\left.\begin{cases} \sin(x) & \text{if $0\le x\le \frac{\pi}{4}$}\\ \frac{ 1}{\sqrt{2}}& \text{if $\frac{\pi}{4}\le x\le \frac{\pi}{2}$} \end{cases}\right\} \ конец{выравнивание*} 9{\ frac {\ pi} {2}} \\ & = \ Big [\ frac {1} {\ sqrt {2}} \ frac {\ pi} {4} + \ frac {1} {\ sqrt {2 }}-1\Big] +\Big[\frac{1}{\sqrt{2}}-\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{\pi}{4}\Big]\\ &=\frac{2}{\sqrt{2}}-1\\ &=\sqrt{2}-1 \end{align*}
Стадия 1
1
Мы хотим аппроксимировать площадь между графиками \(y=\cos x\) и \(y=\sin x\) от \(x=0\) до \(x =\pi\) с помощью левой суммы Римана с \(n=4\) прямоугольниками.
- На графике ниже нарисуйте четыре прямоугольника.
- Вычислите приближение Римана.
2
Мы хотим аппроксимировать ограниченную область между кривыми \(y=\arcsin\left(\dfrac{2x}{\pi}\right)\) и \(y=\sqrt{\dfrac{\ pi x}{2}}\) с помощью прямоугольников \(n=5\).
- Нарисуйте пять (вертикальных) прямоугольников на рисунке ниже, соответствующих правой сумме Римана.
- Нарисуйте пять прямоугольников на картинке ниже, которые мы могли бы использовать, если бы использовали горизонтальные прямоугольники.
3 (✳) 9b \big|f(x) — g(x)\big|\,\, d{x}\text{.}\) Чтобы убедиться, что два интеграла совпадают, разделим область интегрирования, где \(f (x)-g(x)\) меняет знак.
Решение
Мы показываем два разных решения этой задачи. Первый использует подход, который мы использовали в примере 1.5.3, но приводит к запутанной алгебре. Второй требует немного размышлений в начале, но затем довольно прост. Прежде чем мы доберемся до этого, мы должны начать с наброска области.
Как отмечалось выше, мы можем найти площадь этой области, аппроксимировав ее объединением узких вертикальных прямоугольников, как мы сделали в примере 1.5.3, хотя это немного сложнее. Самый простой способ — аппроксимировать его объединением узких горизонтальных прямоугольников. Просто для практики, вот жесткое решение. Простое решение после него.
Более сложное решение:
Эта страница под названием 1.5: Область между кривыми используется совместно в соответствии с лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Джоэлем Фельдманом, Эндрю Рехнитцером и Элиз Йегер посредством исходного контента, который был отредактирован для стиль и стандарты платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.