内容正文:
第四章 定积分
|数学|选修2-2 (BSD)
菜 单
§3 定积分的简单应用
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[课标要求]
1.体会定积分在解决几何问题中的作用.
2.会通过定积分求由两条或多条曲线围成的图形的面积.(重点、难点)
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课前预习案·素养养成
一、用定积分求平面图形的面积
[要点梳理]
一般地,设由曲线y=f(x),y=g(x)以及直线x=a,x=b所围成的平面图形(如图所示)的面积为S,
则S=_____________________.
eq \i\in(a,b,)f(x)dx-eq \i\in(a,b,)g(x)dx
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[名师解惑]
1.利用定积分求曲边梯形的面积
定积分可以用来求曲边梯形的面积,某些曲边图形可以表示成几个曲边梯形面积的和或差的形式,因此,也可以用定积分来计算.具体步骤:
(1)画草图;
(2)求曲线的交点以确定积分的上、下限;
(3)确定被积函数;
(4)写出定积分并计算.
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2.求由两条曲线f(x),g(x)和直线x=a,x=b(a<b)所围成的平面图形的面积S
(1)如图1所示,f(x)>g(x)>0时,
S=eq \i\in(a,b,)f(x)dx-eq \i\in(a,b,)g(x)dx=eq \i\in(a,b,)[f(x)-g(x)]dx.
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(2)如图2所示,f(x)>0,g(x)<0时,
S=eq \i\in(a,b,)f(x)dx+eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\i\in(a,b,)g(x)dx))=eq \i\in(a,b,)[f(x)-g(x)]dx.
(3)如图3所示,g(x)<f(x)<0时,
S=-eq \i\in(a,b,)g(x)dx-eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\i\in(a,b,)f(x)dx))
=eq \i\in(a,b,)[f(x)-g(x)]dx.
[特别提醒] 注意保证求出的面积是非负数.用公式计算时,要按步骤来做,以保证答案的正确性.
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[即时应用]
1.如图,函数y=f(x)在区间[a,b]上,则阴影部分的面积S为
A.eq \i\in(a,b,)f(x)dx
B.eq \i\in(a,c,)f(x)dx-eq \i\in(c,b,)f(x)dx
C.-eq \i\in(a,c,)f(x)dx-eq \i\in(c,b,)f(x)dx
D.-eq \i\in(a,c,)f(x)dx+eq \i\in(c,b,)f(x)dx
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答案 D
解析 如题干图所示,在[a,c]上,f(x)≤0;在[c,b]上,f(x)≥0;所以函数y=f(x)在区间[a,b]上的阴影部分的面积S=-eq \i\in(a,c,)f(x)dx+eq \i\in(c,b,)f(x)dx.
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2.由曲线y=x2及直线y=x所围图形的面积用定积分表示为________.
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解析 解方程组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=x,y=x2))得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=0,y=0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=1,y=1.))
在平面直角坐标系xOy中画出曲线y=x2及直线y=x,如图所示:
则两曲线中所围图形的面积为:∴S=eq \i\in(0,1,)(x-x2)dx.
答案 eq \i\in(0,1,)(x-x2)dx
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二、求简单几何体的体积
[要点梳理]
如图,由y=f(x),x=a,x=b以及x轴围成的平面图形绕x轴旋转一周,则所得旋转体的体积V=____________.
eq \i\in(a,b,)π·f2(x)dx
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[名师解惑]
用定积分求旋转体的体积的步骤
1.确定被积函数y=f(x);
2.画出图形、求出交点坐标,确定积分的上、下限;
3.将旋转体的体积表示成定积分的形式;
4.计算定积分、写出答