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- 2021-06-15 发布
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第四章 定积分
3.1
平面图形的面积
定积分的几何意义
(
1
)当
f(x) ≥0
时, 表示的是
y=f(x)
与
x=a, x=b
和
x
轴所围曲边梯形的面积。
(
2
)当
f(x)
<
0
时,
y=f(x)
与
x=a, y=b
和
x
轴所围曲边梯形的面积为
复习回顾
-∏
∏
1
-1
y
x
o
例
1.
求如图所示阴影部分图形的面积。
分析:图形中阴影部分的面积由两个部分组成;
一部分是
x
轴上方的图形的面积(记为
s
1
)
;
另一部分是
x
轴下方图形的面积(记为
s
2
)
.
根据图像的性质:
s
1 =
s
2.
所以,所求阴影部分的面积是
4.
.
例题分析
y=sin
x
y
x
o
思考:
求如下图形中阴影部分面积
y=sin
x
例
2.
求抛物线
y=x
与直线
y=2x
所围成平面图形的面积。
2
o
2
x
4
y
求出曲线
y=
与直线
y=2x
的交点为(
0
,
0
)和(
2
,
4
)。
设所求图形的面积为
S
,根据图像可以看出
S
等于直线
y=2x
,
x=2
以及
x
轴所围成平面图形的面积(设为
S
1
)减去抛物线
y=
,直线
x=2
以及
x
轴所围成的图形的面积(设为
S
2
)。
解
:
画出抛物线
y=
与直线
y=2x
所围成的平面图形,如图所示。
∵
小结:
求平面图形的面积的一般步骤
(
1
)根据题意画出图形;
(
2
)找出范围,确定积分上、下限;
(
3
)确定被积函数;
(
4
)写出相应的定积分表达式;
(
5
)用微积分基本定理计算定积分,求出结果。
抽象概括:
一般地,设由曲线
y=f(x)
,
y=g(x)
以及直线
x=a
,
y=b
所围成的平面图形(如图
1
)的面积
S
,则
y
x
o
a
b
y=f(x)
y=g(x)
s
y
y=f(x)
s
y=g(x)
a
b
o
x
x
y
o
a
b
y=g(x)
y=f(x)
s
图
1
图
2
图
3
想一想:
上图中(
2
)、(
3
)满足上面的公式吗?
例
3.
求曲线
x=
和直线
y=x-2
所围成的图形的面积。
x=1
s
1
s
2
y
o
x
4
2
1
2
-2
-1
1
y=x-2
x=
解:阴影部分面积
S=S
1
+S
2.
S
1
由
y=
,
y= -
,
x=1
围成:
S
2
由
y=
,
y= x-2
,
x=1
围成:
解
两曲线的交点
o
x
y
解
:
求两曲线的交点
:
于是所求面积
说明:
注意各积分区间上被积函数的形式.
求在直角坐标系下平面图形的面积步骤
:
1.
作图象
;
2.
求交点的横坐标
,
定出积分上、下限
;
3.
确定被积函数,用定积分表示所求的面积,特别注意分清被积函数的上、下位置
;
4.
用牛顿-莱布尼茨公式求定积分
.