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用定积分的凡何意义求不规则平面图形面积的思路

2022-11-28黄文琴

语数外学习·高中版中旬 2022年9期
关键词:曲边坐标轴梯形

黄文琴

求平面几何图形的面积问题比较常见.对于规则的平面几何图形,可以直接利用三角形、矩形、等腰梯形、圆等的面積公式来求解;而对于不规则的曲边平面图形,直接运用平面几何图形的面积公式往往很难求得,须利用定积分的几何意义求解.

定积分的几何意义是指被积函数与坐标轴围成的面积,即曲边图形的面积s=

,若被积函数的图象位于x轴上方,则函数的定积分为正;若位于x轴的下方,则函数的定积分为负,定积分与曲边梯形面积的关系,如下表所示,

利用定积分的几何意义求平面几何图形面积的步骤如下:

(1)根据题意画出平面几何图形;

(2)根据几何图形确定被积函数,求出图象与x轴、y轴的交点坐标,并求出积分的上、下限;

(3)把曲边梯形的面积表示成若干个定积分的和;

(4)计算定积分.

例1.(1)求函数y=√4一X2在[-2,2]上的图象与x轴所围成的图形的面积;

(2)求函数y=smx在区间[-π,π]上的图象与x轴围成的图形的面积.

当被积函数的图象关于坐标轴或坐标原点对称时,比较容易求得几何图形的面积,直接利用定积分的几何意义和图形的对称性即可解题.

例2.求曲线y2= 2x与y=x-4所围成的图形的面积,

分析:题中的图形由两条曲线围成,很难快速求得问题的答案,需将图形分割,把问题转化为求两部分图形的面积的和或差,再根据定积分的几何意义来解题,

总之,若函数),y=f(x)的图象为不规则曲线,则需根据图形的特点进行合理的分割,将求平面图形面积的问题转化为求曲边梯形的面积问题,利用定积分的几何意义来求解.对不同的图形,需采用不同的分割方法或选取不同的积分变量.

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