Tải bản đầy đủ (.doc) (15 trang)

Chủ Đề 17 - Ứng Dụng Tích Phân Tính Diện Tích Hình Phẳng.doc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (487.41 KB, 15 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>CHỦ ĐỀ 17: ỨNG DỤNG TÍCH PHÂN TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNGA. KIẾN THỨC NỀN TẢNG</b>

<b>1. Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị hàm số </b><i>y</i><i>f x y</i>

 

, <i>g x</i>

 

và hai đường thẳng <i>x</i><i>a</i>,

<i>xb</i> được tính theo cơng thức

  

<i><b> Quy ước: Trong bài học này ta gọi đường thẳng </b>x</i><i>a</i> là cận thứ nhất, <i>x</i><i>b</i> là cận thứ hai.

 Chú ý: Khi đề bài không cho hai cận thì hai cận sẽ có dạng <i>x</i><i>x</i><sub>1</sub>, <i>x</i><i>x</i><sub>2</sub> là hai nghiệm của phươngtrình hồnh độ giao điểm.

<b>2. Diện tích hình phẳng </b>giới hạn bởi hai đồ thị hàm số <i>x</i><i>f y</i>

 

,<i>x</i> <i>g y</i>

 

và hai cận <i>y</i><i>a</i>,<i>y</i><i>b</i>

được tính theo cơng thức:

  

<b>Dạng 1: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường hai cận</b>

<b>Ví dụ 1 (Chuyên Thái Nguyên): Gọi S là số đo diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị</b>



</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Vậy <sup>4</sup> cos cos <sup>3</sup> <sup>2</sup>

Chú ý đầu tiên khi bài tốn khơng cho hình phẳng giới hạn bởi 2 cận <i>a</i>,<i>b</i> thì ta tìm 2 cận bằng cách tìmnghiệm của phương trình hồnh độ giao điểm.

Việc xác định xem cận nào lấy cận nào không? Cận nào hợp với cận đã cho tạo thành miền phẳng khépkín cũng là một công tác rất quan trọng cấu tạo nên bài tích phân tính diện tích.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>Ví dụ 3 (vn.math): Đường thẳng </b><i>y</i><i>c</i> chia hình phẳng giới hạn bởi đường cong <small>2</small>

<i>S</i> thỏa mãn (*)

 <b> Chọn ABình luận</b>

Ta có thể loại ngay được 2 đáp án C và D vì c phải thuộc khoảng từ 0 đến 2.

<b>Dạng 2: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi 2 đường 3 cận</b>

<b>Ví dụ 4 (Chuyên Quốc Học Huế): Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số </b>

 

<small>2</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<small>2</small> 1

Ta thấy nghiệm <i>x</i>3 thuộc miền giới hạn của <i>x</i>2, <i>x</i>4 vậy ta coi <i>x</i> 3 là một cận.

Khi đó phần hình phẳng cần tìm được chia thành 2 phần hình phẳng nhỏ. Phần thứ nhất nằm giữa 2 cận

<i>x</i> ,<i>x</i>3 ta gọi là <i>S</i><sub>1</sub> và phần thứ 2 nằm giữa 2 cận <i>x</i>3, <i>x</i>4 ta gọi là <i>S</i><sub>2</sub>

Với 3 cận tìm được ta phải chia thành 2 hình phẳng nhỏ và tính từng hình phẳng một.Tuyệt đối khơng tính chung

 

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>Dạng 3: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi 3 đường 3 cậnVí dụ 6 (Sở GD-ĐT Bình Phước): Cho Parabol </b> <small>2</small>

<i>xxx</i> ta sẽ chia thành 2 khoảng cận 1;<sup>15</sup>6

  và <sup>15</sup>;46

  tương ứng với 2 hìnhphẳng <i>S</i><sub>1</sub> và <i>S</i><sub>2</sub>.

Việc chọn 2 hàm trong 3 hàm cho từng khoảng cận là việc rất khó khăn. Ta có thể xử lý bằng cách vẽphác họa đồ thị các hàm và quan sát hoặc ta có thể lập luận như sau: Cận ngoài cùng bên trái là cận<i>x</i>1

chỉ chứa <i>y</i>2<i>x</i>4 và Parabol (khơng chứa <i>y</i>4<i>x</i> 11) nên diện tích hình phẳng được tạo nên bởi 2đường này.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>Ví dụ 7 (Chuyên KHTN Huế): Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường gấp khúc </b><i>y</i> 4 <i>x</i> , trụchoành và hai đường thẳng lần lượt <i>x </i>1,<i>x </i>1 là

Đường gấp khúc <i>y</i> 4 <i>x</i> thực chất là 2 đường thẳng <i>y</i> 4 <i>x</i> tương ứng với <i>x </i>0 (phần nằm bênphải trục tung) và <i>y</i> 4 <i>x</i>tương ứng với <i>x </i>0 (phần nằm bên trái trục tung). Hai đường thẳng nàygiao nhau tại điểm <i>M</i>

0;4

.

Vậy cận thứ 3 là <i>x </i>0 thuộc miền cận ban đầu

1;1

<b>Dạng 4: Diện tích hình phẳng chứa 1 đường cong có 2 nhánh</b>

<b>Ví dụ 8 (ThukhoA.edu.vn): Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi Elip </b>

<b>D. </b><sup>7</sup>

<small>2</small>3 1

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

 <b> Chọn D Bình luận</b>

Ngồi tọa độ 4 đỉnh ABCD như giới thiệu trong bài thì Elip cịn 2 điểm đặc biệt nữa là 2 tiêu cự

<i>F</i> <i>c</i> và <i>F c</i><small>2</small>

;0

với <i>c</i><small>2</small> <i>a</i><small>2</small>  <i>b</i><small>2</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>Ví dụ 10 (Chuyên Sư phạm HN): Người ta cần trồng hoa tại phần đất nằm phía</b>

ngồi đường trịn tâm gốc tọa độ, bán kính bằng <sup>1</sup>

2 và phía trong của Elip có độdài trục lớn bằng <sub>2 2</sub> và trục nhỏ bằng 2 như hình vẽ. Trong mỗi đơn vị diện tíchcần bón

Ngồi cách tính nhanh cho diện tích Elip và đường trịn thì ta có thể thực tập cách tách 1 đường congthành 2 nhánh.

Ví dụ như bài này có Elip: <sup>2</sup> <sup>2</sup> <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sup>2</sup>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Ta coi

 

<i>x</i><i>y</i>  <i>x</i><i>f y</i>

<i>x</i><i>y</i>   <i>x</i>   <i>y</i>  <i>x</i><i>g y</i> Trục hồnh có phương trình <i>y </i>0

Giải phương trình tung độ giao điểm: <sup>2</sup><sub>3</sub> <sub> </sub> <small>4</small> <sub></sub> <sub></sub>

<i>x</i><i>g y</i> rồi áp dụng cơng thức tương tự như đã học.

<b>Ví dụ 12 (Báo THTT): Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường cong </b> <small>2</small>4



</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Ta có

  

<b>Câu 3 (THPT TH Cao Nguyên - 2018). Diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường </b> <small>3</small>1

<i>y </i> ; <i>y</i> <sup>27</sup><i>x</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>A. </b><sup>22</sup>

<i><b>Câu 6 (Đề Minh Họa - 2018). Gọi S là diện tích hình phẳng (H) giới hạn bởi các đường </b>y</i><i>f x</i>

 

, trục

hồnh và hai đường thẳng <i>x</i>1,<i>x</i>2 (như hình vẽ bên). Đặt

  

<i><b>Câu 14 (Chuyên Thái Nguyên - 2018). Gọi S là số đo diện tích của hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<i>Py</i><i>x</i> và đường thẳng <i>d y</i>: <i>x xoay quanh trục Ox bằng</i>

<i><b>Câu 19 (Chuyên Hùng Vương - 2018). Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi các đường </b>y</i>ln<i>x</i>, <i>y </i>0,

<i>y </i> chia hình trịn có tâm tại gốc tọa độ, bán kính <sub>2 2</sub>thành 2 phần. Tỉ số diện tích của chúng thuộc khoảng nào:

<b>A. </b> <sup>2 1</sup>;5 2

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>C. </b> <sup>3 7</sup>;5 10

<i>y</i><i>x</i>  và <i>y</i><i>k</i>,0<i>k</i>1<i>. Tìm k để diệntích của hình phẳng (H) gấp hai lần diện tích hình phẳng được kẻ sọc</i>

<i>x</i><i>k</i> <i>k</i> <i> chia (H) thành hai phần có diện tích là S<small>1</small>, S<small>2</small></i> và

<i>như hình vẽ bên dưới. Tìm k để S<small>1</small>=2S<small>2</small></i>.

<b>A. </b> ln<sup>8</sup>3

<i>k </i>

<b>B. </b><i>k </i>ln 2

<b>C. </b><i>k </i>ln 3

<b>D. </b> <sup>2</sup>ln 43

<i>k </i>

<b>Câu 24 (Sở GD-ĐT TP HCM - 2018). Gọi (H) là hình phẳng giới hạn</b>

bởi đồ thị (P) của hàm số <small>2</small>6

<i>y</i> <i>x</i> <i>x</i> và trục hoành. Hai đường thẳng

<i><b>Câu 25 (Chuyên Lương Thế Vinh - 2018). Hình vng OABC có cạnh bằng 4</b></i>

<i>được chia thành hai phần bởi đường cong (C) có phương trình </i> 1 <small>2</small>4

<i>y</i> <i>x. Gọi S<small>1</small></i>,

<i>S<small>2</small></i> là diện tích của phần khơng bị gạch và phần bị gạch (như hình vẽ). Tính tỉ số <small>12</small>

<b>A. </b> <small>12</small>

<i>S</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>B. </b> <small>12</small>

<b>C. </b> <small>12</small>

<b>D. </b> <small>12</small>

<b>Câu 26 (Chuyên Hưng Yên - 2018). Vòm cửa lớn của một trung tâm văn hóa có dạng hình parabol.</b>

Người ta dự định lắp cửa kính cho vịm cửa này. Hãy tính diện tích mặt kính cần lắp vào biết rằng vịm

<i>y</i> <i>x</i> <i>x và trục hồnh. Số ngun lớn nhất không vượt quá S là</i>

<b>Câu 30 (Chuyên ĐH Vinh - 2018). Trong Cơng viên Tốn học có những mảnh đất</b>

mang hình dáng khác nhau. Mỗi mảnh được trồng một lồi hoa và nó được tạo

thành bởi một trong những đường cong đẹp trong tốn học. Ở đó có một mảnh đất mang tên Bernoulli, nó

<i>được tạo thành từ đường Lemmiscate có phương trình trong hệ tọa độ Oxy là </i> <small>22</small>

<small>2</small>

<i>hình vẽ bên. Tính diện tích S của mảnh đất Bernoulli biết rằng mỗi đơn vị trong hệ tọa độ Oxy tương ứng</i>

với chiều dài 1 mét.

<b>A. </b> 125

<small>2</small>

6

</div>

×