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苏教版高中数学选修(2-2)-1.5用定积分求面积的两个重要公式

用定积分求面积的两个常用公式
求平面图形围成的面积是定积分重要应用之一,下面介绍求面积的两个常用公式及其应用.
一、两个常用公式
公式一:由连续曲线y =f (x ),直线x =a ,x =b 与y =0所围成的曲边梯形的面积A 为
A =
|()|b
a
f x dx ⎰

特别地,(1)当f (x )≥0时(如图1),A =()b
a
f x dx ⎰

(2)当f (x )≤0时(如图2),A =-
()b
a
f x dx ⎰

(3)当f (x )有正有负时(如图3),A =
()c
a
f x dx ⎰

()b
c
f x dx ⎰

公式二:由连续曲线y =f (x ),y =g (x ),f (x )≥g (x )及直线x =a ,x =b 所围成的图形(如图4)的面积A 为
A =
[()()]b
a
f x
g x dx -⎰.
二、应用举例
例1 由y =x 3
,x =0,x =2,y =0围成的图形面积.
分析:先画出图象,利用公式1转化为定积分问题即可解决.
解:(1)如图1,由公式1,得
1
图2

S =
2
30
x dx ⎰

4244
0111|204444
x =⨯-⨯=. 评注:注意定积分与利用定积分计算曲线围成图形的面积区别.定积分是一种积分和的极限,可为正,也可为负或零,而平面图形的面积在一般意义上总为正.一般情况下,借助定积分分别求出每一部分曲边梯形的面积,然后将它们加在一起.
例2 (1)由曲线y =x 2,y 2
=x 所围成图形的面积. (2)由y =14x 2-1,y =12x ,y =3
4
x 在第一象限所围成图形的面积.
分析:先画图象找出范围,利用公式2,用积分表示,再求积分. 解:(1) 如图2,所求面积为阴影部分.
解方程组22
y x
y x
⎧=⎪⎨=⎪⎩,得交点(0,0),(1,1),由公式2,得 S
=1
2
0)x dx ⎰=3312
02211()|33333
x x -=-=.
(2)如图3,解方程组2114
12y x y x ⎧
=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩和
2114
34
y x y x ⎧
=-⎪⎪⎨
⎪=⎪⎩, 得x =0,x =1
+负的舍去),x =4. 由公式2,得图形面积 S
=10
31
()42
x dx -⎰
+4
2111
[(1)]42
x x dx --

216-=.
3
图。

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