吴赣昌版高数第六章定积分的应用(2)

2019-01-07 17:54

解:见图6-2-7

∵两条曲线

图6-2-7 0 1 1 y y?e?x y?ex D x y?ex和y?e?x的交点为(0,1),又这两条线和x?1分别交于

?1 (1, e)和(1, e)

∴所围区域D表达为X-型:?1?0?x?1?xx?e?y?e10,

∴SD??(ex?e?x)dx?(ex?e?x)?e?e?1?2 0★★★8.求由曲线y?lnx与直线y?lna及y?lnb所围图形的面积(b?a?0) 知识点:平面图形面积 思路:由于所围图形表达为Y-型时,解法较简单,所以用Y-型做 解:见图6-2-8

y?lnbyy?lnx

y?lna0

1 lna lnb x 图6-2-8 ?lna?y?lnb∵在lnx的定义域范围内所围区域D:?, y0?x?e?∴SD??edy?elnalnbyylnblna?b?a

★★★★9.求通过(0,0),(1,2)的抛物线,要求它具有以下性质:(1)它的对称轴平行于y轴,且

向下弯;(2)它与x轴所围图形面积最小

知识点:平面图形面积和求最值

思路:首先根据给出的条件建立含参变量的抛物线方程,再求最值时的参变量

解:由于抛物线的对称轴平行于y轴,又过(0,0),所以可设抛物线方程为y?ax2?bx,(由于下

弯,所以a?0),将(1,2)代入y?ax2?bx,得到a?b?2,因此y?ax2?(2?a)x

该抛物线和X轴的交点为x?0和x?a?2, aa?2?0?x??∴所围区域D:? a2??0?y?ax?(2?a)x∴SD??a?2a0a2?a2[ax?(2?a)x]dx?(x3?x)3202a?2a(a?2)3?6a2

11?SD(a)?[a?2?3(a?2)2?(a?2)3?(?2a?3)]?a?3(a?2)2(a?4)

66得到唯一极值点:a??4,

∴所求抛物线为:

★★★★10.求位于曲线y??4x2?6x

y?ex下方,该曲线过原点的切线的左方以及x轴上方之间的图形的面积

知识点:切线方程和平面图形面积

思路:先求切线方程,再作出所求区域图形,然后根据图形特点,选择积分区域表达类型 解:y?e?y??e,∴在任一点x?x0处的切线方程为y?e而过(0,0)的切线方程就为:所求图形区域为D

X-型下的D1:?图6-2-10 0 xxx0?ex0(x?x0)

y?e?e(x?1),即y?ex

?D1?D2,见图6-2-10

yD1 D2y?ex y?exx????x?0?0?x?1D,:?2xx0?y?e??ex?y?e

∴SD??exdx??(ex?ex)dx?e??001x1??e?x221?e?0ee? 22★★★11.求由曲线r?2acos?所围图形的面积

2知识点:平面图形面积

思路:作图可知该曲线是半径为a、圆心(a, 0)的圆在极坐标系下的表达式,可直接求得面积为?a,

也可选择极坐标求面积的方法做。

解:∵作图6-1-11

图6-1-11 0 r a 2a????????知所求图形区域D:?22 ??0?r?2acos??∴SD??2??22111(2acos?)2d??2a2(??sin2?)??a2 ?222?2?★★★12.求三叶玫瑰线r?asin3?的面积S 知识点:平面图形面积 思路: 三叶玫瑰由三瓣面积相等的叶片组成

图6-2-12中所画是三叶玫瑰中的一叶, 而一叶图形又关于? ??6r?asin3?D1 对称,

因此选择其中一叶的一半区域D1求其面积

?/6 0 r ???0???解:∵D1:?6??0?r?acos3??

图6-2-12 ∴SD?6SD1?6?6061111(acos3?)2d??3a2(??sin6?)??a2 22640?★★★13.求由曲线r?2a(2?cos?)所围图形的面积

知识点:平面图形面积

思路:作图可知该曲线围成的图形关于极轴对称,因此选择其中一半区域D1求其面积

4a 3a 0 D1 r?2a(2?cos?) 6a r

解:∵D1:?∴

图6-2-13 0?????

0?r?2a(2?cos?)??SD?2SD1?2??01411[2a(2?cos3?)]2d??4a2[4??(sin3????sin6?)?18?a2232120★★★14.求对数螺线??ae?(??????)及射线???所围图形的面积 知识点:平面图形面积 思路:作图可知该曲线围成的图形是由??ae?,?从??到?一段曲线及射线???所围,由此可确定?、?的范围 ae?/2 r?ae ae ??D a r ae?? 0 图6-2-14 解:∵所围区域D:??????????0???ae

∴SD?????1a212??2(ae)d???e222???a22??(e?e?2?)

4★★★★15.求由曲线r?3cos?及r?1?cos?所围图形的面积

知识点:平面图形面积

思路:作图可知两条闭围线围成的图形由三部分组成,其中一部分为两图形重叠部分D,而D又关于极

轴对称,设?在(0,

0 r?1?cos? ?)内的曲线和极轴围成的半个D为D1区域 2???/3 r?3cos? D1 3/2 r 图6-2-15 解:两条曲线r?3cos?、r?1?cos?交于????3处,

??????0???????因此分割区域D1?Da?Db,其中Da:?3,Db:?32???0?r?1?cos??0?r?3cos??112SD?2SD1?2[?3(1?cos?)d????2(3cos?)2d?]0232?

3?191?15?2[??(2sin??sin2?)?(??sin2?)]???234226440323?? ★★★16.求由曲线r?2sin?及r2?cos2?所围图形的面积

知识点:平面图形面积

思路:作图可知两条闭围线围成的图形由三部分

组成,其中一部分为两图形重叠部分D,而D又关于射线???2r?2sin? 对称,设两条曲线

?在(0,)围成的半个D为D1区域

2

D1 ???/4 ???/6 0 r 图6-2-16 r2?cos2?


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