Тема . Математический анализ
.12 Определенный интеграл Римана
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#53636

Найти площадь области, ограниченной кривыми x2 + 2ax − y2 = 0  и ax−  y2 + 2a2 = 0  , a > 0

График области представлен ниже:

PIC

Показать ответ и решение

Видно, что данная область не является стандартной относительно оси Ox  . Потому что пока x  пробегает от − 2a  до a  , мы не можем указать двух функций y1,y2   таких, что y  пробегает от y1   до y2   - поскольку при x > 0  у нас будут проблемы с тем, что над каждой точкой по иксу будет аж 4 значения y  .

Конечно, эту область можно разбить на три стандартные относительно Ox  области - часть от − 2a  до 0 по Ox  и два "плавника"  при x > 0  , посчитать площадь каждой области и потом сложить.

Но проще заметить, что наша область является стандартной относительно Oy  . Действительно,

             √ --       √ --  2    2            ∘ -------
D (x,y) = { − a 3 ≤ y ≤ a 3, y-−-2a- ≤ x ≤ − a+   y2 + a2}−  в точности наш а область
                                a

(здесь мы выразили x  из первого и из второго неявного задания) Следовательно, площадь нашей области SD  равна:

      ∫  √-
        a 3      ∘ --2---2   y2 −-2a2
SD  =    √-(− a+   y  + a −     a    )dy
       −a 3

Но видно, что наша область - симметричная относительно Ox  , то есть её верхний кусок равен нижнему, а поэтому можно просто посчитать площадь верхнего куска, и умножить на 2:

       ∫  √-                              ∫  √-
         a 3 ∘ -2---2-      y2-             a 3 ∘ -2----2      y2-
SD = 2      (  y + a  − a−  a + 2a )dy = 2      (  y + a  + a − a )dy
        0                                  0

У подынтегральной функции можно найти первообразную. Мы это проделывали ранее в теме неопределенный интеграл (ясно, что трудность представляет из себя здесь только корень, все остальное - совсем простые табличные интегралы), поэтому можем воспользоваться тем, что

∫  ∘ -------    t∘ -------  a2       ∘ -------
     a2 + t2dt =-- a2 + t2 + ---ln |t +   a2 + t2|+ C
                2            2

А потому, будем иметь:

       ∫  √-
         a 3 ∘ -2----2      y2-      ∘ -2----2   2       ∘ -2----2         2y3-a√3-
SD = 2      (  y + a  + a − a )dy = y  a  + y + a  ln |y +   a +  y |+ 2ay − 3a |0  =
        0

                                                      √ ---
   √ -∘ -2----2-   2    √ -- ∘ -2-----2    √ --2   2a3--27    2
= a  3  a + 3a  + a ln(a  3+   a  + 3a )+ 2  3a  −   3a   −  a ln a =

   √ --        √ --       √ --    √ --     √ --        √ --
= 2  3a2 + a2ln( 3+ 2) + 2  3a2 − 2 3a2 = 2  3a2 + a2 ln( 3+ 2)
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!