Файл: Смирнова Т.А. Определенный интеграл и его приложения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.07.2024

Просмотров: 142

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

23

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«ой

интегралов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Абсцисса "с" точки пересече­

 

 

 

 

 

 

ния дуг находится из уравне­

 

 

 

 

 

 

ния

^ ( ' ^ } =

| ч 1%)

<Для

 

 

 

 

 

 

нахождения

абсциссы

"с"

точки

пересечения дуг

нужно решить

совместно уравнения

у =

 

fj^j

я

^ft(±)

) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример. Вычислить площадь

фигуры,

ограниченной

дугой

пара­

 

болы

!^2:t*

(±ъО

) ,

прямой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕВИЕ. Решая совместно урав ­

 

 

 

 

 

нения

t^ =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%*у-3

 

,

находим

 

 

 

 

 

абсциссу

точки

пересечения:

 

 

 

 

 

 

(вторая

точка

пересечения

с

 

 

 

 

 

отрицательной

абсциссой

нас нё

 

 

 

 

ЗГ"

интересует).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, что абсцисса точки ß

пересечения заданной прямой с осью

ОХ

равна

Ь .

 

 

 

Вычислим

теперь

искомую

площадь:

 

 

 

 

 

 

 

 

і-

 

5

 

 

 

і

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

1

 

 

 

°

 

 

 

 

i

 

 

Плонадь

фигуры,

ограниченной

сверху

кривой

 

<j=£,(x)

к

снизу кривой

^ = £±(х)

,

как

показано

на чертеже,

оп-


-

2<i -

ределяется как разность

площадей двух криволинейных т р а ­

 

пеций:

 

Абсциссы " 0- " и " Ь •• нахо­

 

дятся из

совместного

решения

£

уравнений

 

 

^~ft

 

'№)

и

В заключение рассмотрим случай, когда

криволинейная

тра ­

пеция ограничена осьв О У

,

пряными

 

 

 

»

 

 

 

(

Ы < Я

)

у

кривой

*

= W y )

 

(уравнение

кривой

разрешено

 

относительно

X

).

 

 

х = < р ф

Очевидно,

что

площадь такой

 

трапеции

выражается

интегра­

m

лом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

•jc + i

/ -

2= с

.

 

РЕШЕНИЕ. Решая

совместно

уравнения параболы

и пряной

f

= X

 

 

находим

точки

пересечения:

" ( I ,

I )

и 0», - 2 ) .

В данном^

случае искомую площадь удоб - ' нее определять следующим об-


25

pas ou:

ВЫЧИСЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ФИГУРЫ, КРИВОЛИНЕЙНАЯ ГРА­ НИЦА КОТОРОЙ ЗАДАНА ПАРАМЕТРИЧЕСКИМИ УРАВНЕ­

НИЯМИ

Пусть

криволинейная

трапеция

ограничена

осью ОХ ,

прямыми X-Q.

,

( ft ^ б

) и кривой

заданной

уравнениями

 

 

 

 

Й этом случае в интеграле J у dx

можно сделать под­

становку Xzztftt] . Тогда

 

t f и t

находятся из

уравнений

f f i j ^ u и

Y/^J=$ .

Пример. Вычислить площадь

эллипса j

X = dCo-!t

^yoj

ѣ

V 0

лРЕШЕНИЕ. Т . к . эллипс симметри­ чен относительно обеих осей ко ­ ординат, то достаточно вычис­

JtX -X. лить

четвертую часть

его площа­

ди,

расположенную в

первой чет ­

верти ( X >, О , lj>0 ) .

При ; х=о

if-

т . к . t -сьгс

Cos•

- 26 -

при

х=а

,

t^o

 

 

Следовательно,

когда

изменяется

в интервале

[о,

Ci] ,

t

меняется

в интервале

f j - , p j .

Итак,

IL

Ь

 

 

 

 

 

 

1

f

 

 

и S - £ # - 6

к в . е д .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫЧИСЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ В ПОЛЯРНЫХ КООРДИНАТАХ

 

 

Рaccuотрип криволинейный

сектdp

 

 

,

ограничен­

ный дугой

i ß кривой,

заданной

уравнением

p =

^!^f)

в

полярных

координатах,

и двумя

радиусами

 

векторам

ѴЛ

и

С б с

полярными углами

и

|3

 

(

о

і <

^

) .

 

g

 

 

Разооьеи

 

рассматриваемый

 

 

 

 

сектор

на

И,

элементар­

 

 

 

 

ных частей,

имеющих такие

 

 

 

 

форму

секторов. Пусть

 

 

 

 

A *Д,

-

 

центральный угол

 

 

 

 

элементарного

сектора,

 

 

 

 

заключенного

между

р а ­

 

 

 

 

диусами

векторами

 

 

 

 

 

Заменяя

каждый

из

эле -



 

 

 

- 2 7

-

 

 

ыентарных

криволинейных

секторов с

центральный углом лук

( #=1,І

И- )

круговым еектороы

с теп же центральный

Углом и радиусом

равным

р

, получим

ступенчатую фигу­

ру, изоорашенную

на чертеже. Площадь кругового сектора с

центральным углом

Ü ^

и радиусам Д

равна -^^Af,

а площадь

ступенчатой фигуры

равна

 

 

За площадь криволинейного сектора ОЯВ мы примем

П + О»

Kzl

к

 

и«ві£д«^.».о

 

 

 

Т.к. под знаком предела

стоит

интегральная сумма, состав

денная для функции ^X~^t^-l

^)]*

• ^ и н т е р в а л е

U,p] ,10

^

 

ß

Итак, площадь криволинейного сектора 0ДЁ> определяет­

ся формулой:

р

Примеры: I ) . Найти площадь,ограниченную кардиоидой

РЕШЕНИЕ. Построим нес колько точек кривой: