Ứng dụng tích phân trong hình học (diện tích hình phẳng)
1. Kiến thức cần nhớ
- Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=f(x), trục Ox và hai đường thẳng x=a,x=b(a<b):
S=b∫a|f(x)|dx
- Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=f(x),y=g(x) và hai đường thẳng x=a,x=b(a<b):
S=b∫a|f(x)−g(x)|dx
2. Một số dạng toán thường gặp
Dạng 1: Tính diện tích hình phẳng nếu biết hai đường giới hạn
Phương pháp:
- Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=f(x), trục Ox và hai đường thẳng x=a,x=b(a<b) được tính bởi công thức:
S=b∫a|f(x)|dx
- Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=f(x),y=g(x) và hai đường thẳng x=a,x=b(a<b)được tính bởi công thức:
S=b∫a|f(x)−g(x)|dx
Dạng 2: Tính diện tích hình phẳng nếu chưa biết hai đường giới hạn
Phương pháp:
- Bước 1: Giải phương trình f(x)=g(x) tìm nghiệm.
- Bước 2: Phá dấu giá trị tuyệt đối của biểu thức |f(x)−g(x)|
- Bước 3: Tính diện tích hình phẳng theo công thức tích phân:
S=b∫a|f(x)−g(x)|dx
Ví dụ: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=x+1x−2 và các trục tọa độ. Chọn kết quả đúng nhất.
A. 3ln6
B. 3ln32
C. 3ln32−2
D.3ln32−1
Giải:
Đồ thị hàm số cắt Ox tại (−1;0), cắt Oy tại (0;−12).
Hàm số y=x+1x−2 có y′=−3(x−2)2<0,∀x∈(−1;0) nên hàm số y=x+1x−2 nghịch biến trên (−1;0).
Do đó y<0,∀x∈(−1;0)
Do đó S=0∫−1|x+1x−2|dx=0∫−1(−x+1x−2)dx=−0∫−1(1+3x−2)dx
=−(x+3ln|x−2||0−1)=−3ln2−1+3ln3=3ln32−1
Chọn D.