Bài tập 3.36 trang 179 SBT Toán 12
Trong các cặp hình phẳng giới hạn bởi các đường sau, cặp nào có diện tích bằng nhau?
a) \(\{ y = x + \sin x,y = x\) với \(0 \le x \le \pi \} \) và \(\{ y = x + \sin x,y = x\) với \(\pi \le x \le 2\pi \} \)
b) \(\{ y = \sin x,y = 0\) với \(0 \le x \le \pi \} \) và với \(\{ y = \cos x,y = 0\) với \(0 \le x \le \pi \} \)
c) \(\{ y = \sqrt x ,y = {x^2}\} \) và \(\{ y = \sqrt {1 - {x^2}} ,y = 1 - x\} \)
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Ta có:
\(\begin{array}{l}
x + \sin x = x \Leftrightarrow \sin x = 0\\
\Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = 0}\\
{x = \pi }
\end{array}} \right.
\end{array}\)
Khi đó:
\(\begin{array}{l}
{S_1} = \int \limits_0^\pi \left| {x + \sin x - x} \right|dx\\
= \int \limits_0^\pi \left| {\sin x} \right|dx = \int \limits_0^\pi \sin xdx\\
= - \left. {\cos x} \right|_0^\pi \\
= - \cos \pi + \cos 0 = 1 + 1 = 2
\end{array}\)
\(\begin{array}{l}
{S_2} = \int \limits_\pi ^{2\pi } \left| {x + \sin x - x} \right|dx\\
= \int \limits_\pi ^{2\pi } \left| {\sin x} \right|dx = \int \limits_\pi ^{2\pi } \left( { - \sin x} \right)dx\\
= \left. {\cos x} \right|_\pi ^{2\pi }\\
= \cos 2\pi - \cos \pi = 1 + 1 = 2
\end{array}\)
Do đó S1 = S2.
b) \({S_1} = \int \limits_0^\pi \left| {\sin x} \right|dx = \int \limits_0^\pi \sin xdx\)
\(\begin{array}{l}
= - \left. {\cos x} \right|_0^\pi \\
= - \cos \pi + \cos 0 = 1 + 1 = 2
\end{array}\)
\(\begin{array}{l}
{S_2} = \int \limits_0^\pi \left| {\cos x} \right|dx\\
= \int \limits_0^{\frac{\pi }{2}} \left| {\cos x} \right|dx + \int \limits_{\frac{\pi }{2}}^\pi \left| {\cos x} \right|dx\\
= \int \limits_0^{\frac{\pi }{2}} \cos xdx - \int \limits_{\frac{\pi }{2}}^\pi \cos xdx\\
= \left. {\sin x} \right|_0^{\frac{\pi }{2}} - \left. {\sin x} \right|_{\frac{\pi }{2}}^\pi \\
= \sin \frac{\pi }{2} - \sin 0 - \sin \pi + \sin \frac{\pi }{2}\\
= 1 - 0 - 0 + 1 = 2
\end{array}\)
Do đó S1 = S2.
c) Ta có:
\(\begin{array}{l}
\sqrt x = {x^2} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x \ge 0\\
x = {x^4}
\end{array} \right.\\
\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x \ge 0\\
x({x^3} - 1) = 0
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
x = 0\\
x = 1
\end{array} \right.
\end{array}\)
Khi đó
\(\begin{array}{l}
{S_1} = \int \limits_0^1 \left| {\sqrt x - {x^2}} \right|dx\\
= \left| {\int \limits_0^1 \left( {\sqrt x - {x^2}} \right)dx} \right|\\
= \left| {\left. {\left( {\frac{2}{3}{x^{\frac{3}{2}}} - \frac{{{x^3}}}{3}} \right)} \right|_0^1} \right| = \left| {\frac{2}{3} - \frac{1}{3}} \right| = \frac{1}{3}
\end{array}\)
\(\begin{array}{l}
\sqrt {1 - {x^2}} = 1 - x\\
\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
1 - x \ge 0\\
1 - {x^2} = {(1 - x)^2}
\end{array} \right.\\
\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x \le 1\\
1 - {x^2} = 1 - 2x + {x^2}
\end{array} \right.\\
\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x \le 1\\
2{x^2} - 2x = 0
\end{array} \right.\\
\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x \le 1\\
\left[ \begin{array}{l}
x = 0\\
x = 1
\end{array} \right.
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
x = 0\\
x = 1
\end{array} \right.
\end{array}\)
Khi đó
\(\begin{array}{l}
{S_2} = \int \limits_0^1 \left| {\sqrt {1 - {x^2}} - \left( {1 - x} \right)} \right|dx\\
= \int \limits_0^1 \left| {\sqrt {1 - {x^2}} - 1 + x} \right|dx\\
= \left| {\int \limits_0^1 \left( {\sqrt {1 - {x^2}} - 1 + x} \right)dx} \right|\\
= \left| {\int \limits_0^1 \sqrt {1 - {x^2}} dx - \int \limits_0^1 dx + \int \limits_0^1 xdx} \right|\\
= \left| {\int \limits_0^1 \sqrt {1 - {x^2}} dx - 1 + \frac{1}{2}} \right| = \left| {I - \frac{1}{2}} \right|\\
\end{array}\)
Tính \(I = \int \limits_0^1 \sqrt {1 - {x^2}} dx\)
Đặt \(x = \sin t \Rightarrow dx = \cos tdt\)
\(\begin{array}{l}
\Rightarrow I = \int \limits_0^{\frac{\pi }{2}} \sqrt {1 - {{\sin }^2}t} .\cos tdt\\
= \int \limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\cos ^2}tdt = \frac{1}{2}\int \limits_0^{\frac{\pi }{2}} \left( {1 + \cos 2t} \right)dt\\
= \frac{1}{2}\left. {\left( {t + \frac{{\sin 2t}}{2}} \right)} \right|_0^{\frac{\pi }{2}} = \frac{1}{2}.\frac{\pi }{2} = \frac{\pi }{4}
\end{array}\)
Do đó S1 ≠ S2.
-- Mod Toán 12 HỌC247
Bài tập SGK khác
-
Có bao nhiêu giá trị m để đường thẳng d nằm trên (P):2x+my-(m^2+1)z+m-2m^2=0 ?
bởi Nguyen thi cam Linh 14/04/2018
Cau1: goi s la dien tich cua hinh phang gioi han boi (c): y=x.e^x, truc hoanh va duong thang x=a (a>0)
A. S=ae^a+e^a+1 B. S=ae^a-e^a-1
C. S= ae^a+e^a-1 D. S=ae^a-e^a+1
Cau 2: cho d:(x-1)/1=(y-1)/4=(z-m)/-1 va (P): 2x+my-(m^2+1)z+m-2m^2=0 co bao nhiêu gia tri cua m de duong thang d nam tren (P)???
Theo dõi (0) 0 Trả lời -
tính diện tích hình phẳng giới hạn bới y=tanx, y=0, x=pi/4
Theo dõi (0) 1 Trả lời -
Hôm nay thầy em giao bài này về nhà mà em không có biết làm, mn giúp em vs!
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi: Đồ thị hàm số y = x2 + x, trục hoành và hai đường thẳng x = 0, x = 1.
Theo dõi (0) 2 Trả lời -
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị hàm số \(f(x) = x^2 - 2x\) và \(g(x) = 2x+5\)
bởi Lê Tường Vy 06/02/2017
Mình giải ra đáp số rồi mà không biết đúng hay sai nữa, khó quá.
Help me!
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị hàm số \(f(x) = x^2 - 2x\) và \(g(x) = 2x+5\).
Theo dõi (0) 2 Trả lời -
ADMICRO
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường \(y=(e+1)x,y=(e^x+1)x\)
bởi Trịnh Lan Trinh 07/02/2017
Làm toát mồ hôi mà vẫn không ra, giúp em vs!
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường \(y=(e+1)x,y=(e^x+1)x\)
Theo dõi (0) 1 Trả lời -
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường cong y=(x-1)lnx và đường thẳng y= x-1
bởi Choco Choco 07/02/2017
Cứu với mọi người!
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường cong y=(x-1)lnx và đường thẳng y= x-1
Theo dõi (0) 1 Trả lời