AMKbook.Net Задачи должны иметь решение
Реклама

Задача №1703

Условие

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линией \((y-x-2)^2=9x\) и осями координат.

Решение

Ввиду того, что \((y-x-2)^2\ge{0}\), из уравнения \((y-x-2)^2=9x\) имеем \(x\ge{0}\). При условии \(x\ge{0}\) получим:

\[ |y-x-2|=3\sqrt{x};\; \left[\begin{aligned} & y=x-3\sqrt{x}+2;\\ & y=x+3\sqrt{x}+2. \end{aligned}\right. \]

Таким образом, график состоит из двух ветвей. Данные ветви имеют лишь одну общую точку: \((0;2)\). Если \(x\gt{0}\), то для функции \(y=x+3\sqrt{x}+2\) имеем \(y\gt{0}\), т.е. график функции \(y=x+3\sqrt{x}+2\) не пересекает ось абсцисс, а с осью ординат имеет общую точку \((0;2)\).

Рассмотрим иную ветвь: \(y=x-3\sqrt{x}+2\). С осью ординат данная функция имеет общую точку \((0;2)\). Определим точки пересечения графика этой функции с осью абсцисс. Полагая \(t=\sqrt{x}\) и решая соответствующее квадратное уравнение \(t^2-3t+2=0\), получим \(t_1=1\), \(t_2=2\), т.е. график пересекает ось абсцисс в точках \((1;0)\) и \((4;0)\). Если \(x\in(0;1)\cup(4;+\infty)\), то \(y\gt{0}\), а если \(x\in(1;4)\), то \(y\lt{0}\).

\[ S_1=\int\limits_{0}^{1}\left(x-3x^{1/2}+2\right)dx =\left.\left(\frac{x^2}{2}-2x^{3/2}+2x\right)\right|_{0}^{1} =\frac{1}{2}. \]
\[ S_1=\int\limits_{1}^{4}\left(0-\left(x-3x^{1/2}+2\right)\right)dx =\int\limits_{1}^{4}\left(-x+3x^{1/2}-2\right)dx =\left.\left(-\frac{x^2}{2}+2x^{3/2}-2x\right)\right|_{1}^{4} =\frac{1}{2}. \]
\[ S=S_1+S_2=1. \]
Ответ: 1
Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №8Применения интеграла
Параграф №1Некоторые задачи геометрии и статики
Задача №2472