1. Trang chủ
  2. » Thể loại khác

Giáo án giải tích lớp 12 chuyên đề 3 bài 3 ứng dụng của tích phân

10 6 0

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Nội dung

CHUYÊN ĐỀ 3: NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG BÀI 3: ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN Mục tiêu  Kiến thức + Nắm vững cơng thức tính diện tích hình phẳng, thể tích vật thể thể tích khối tròn xoay + Ghi nhớ kiến thức phương trình đường thẳng, parabol, đường trịn elip + Nắm định nghĩa, tính chất phương pháp tính tích phân  Kĩ + Hiểu rõ ứng dụng tích phân để vận dụng vào việc tính diện tích hình phẳng thể tích vật thể, vật thể tròn xoay + Lập phương trình đường thẳng, parabol, đường trịn elip để xử lí tốn liên quan + Tính diện tích hình phẳng, thể tích vật thể thể tích khối trịn xoay trường hợp cụ thể TOANMATH.com Trang A ỨNG DỤNG TÍCH PHÂN ĐỂ TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Hình phẳng giới hạn đường cong trục hồnh Diện tích hình phẳng H  giới hạn đồ thị hàm số y  f  x  liên tục đoạn  a; b , trục hoành hai đường thẳng x  a , x  b (với a  b ) xác định theo công thức: b S   f  x  dx a Chú ý Nếu f  x  khơng đổi dấu đoạn  a; b b S   f  x  dx  a b  Phần tơ màu đen diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số f  x  dx y  f  x  liên tục đoạn  a; b , trục a • Nếu phương trình f  x   có nghiệm x  c thuộc hồnh hai đường thẳng x  a , x  b (với a  b ) khoảng  a; b  Đặc biệt: b c b a a c S   f  x  dx   f  x  dx   f  x  dx  c b a c  f  x  dx   f  x  dx • Nếu phương trình f  x   có hai nghiệm c1  c2 thuộc • Nếu f  x   , x   a; b b b a a S   f  x  dx   f  x  dx • Nếu f  x  , b b a a x   a; b S   f  x  dx    f  x  dx khoảng  a; b  b c1 a c S   f  x  dx   f  x  dx  c2  f  x  dx  c1 b  f  x  dx c2 Hình phẳng giới hạn hai đường cong Diện tích hình phẳng  C1  : H  giới hạn đồ thị hai hàm số y  f  x  ,  C2  : y  g  x  liên tục đoạn  a; b hai đường thẳng x  a , x  b (với a  b ) xác định theo công thức: b S   f  x   g  x  dx a Phần gạch chéo hình hình phẳng giới hạn đồ thị hai hàm số  C1  : y  f  x  ;  C2  : y  g  x  liên tục đoạn  a; b hai đường TOANMATH.com Trang thẳng x  a , x  b (với a  b ) Đặc biệt: ° Nếu f  x   g  x  , x   a; b (đồ thị Chú ý • Nếu phương trình f  x   g  x  vô nghiệm khoảng  a; b  b  C1  b S   f  x   g  x  dx    f  x   g  x  dx a a b có: S   f  x   g  x  dx a • Nếu phương trình f  x   g  x  có nghiệm x  c c b a c thuộc  a; b  S   f  x   g  x  dx   f  x   g  x  dx  nằm phía đồ thị  C2  ) ta c b a c   f  x   g  x  dx    f  x   g  x  dx b    f  x   g  x  dx a • Nếu f  x   g  x  , x   a; b (đồ thị  C1  nằm phía đồ thị  C2  ) ta b • Nếu phương trình f  x   g  x  có hai nghiệm c1  c2 thuộc có: S   f  x   g  x  dx a khoảng  a; b  b b c1 a c S   f  x  dx       f  x   g  x   dx   f  x   g  x   dx c2   f  x   g  x  dx  c1 a b   f  x   g  x   dx c2 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA TOANMATH.com Trang Hình phẳng giới hạn đường cong trục hồnh Diện tích hình phẳng H  giới hạn đồ thị hàm số y  f  x  liên tục đoạn  a; b , trục hoành hai đường thẳng x  a , x  b (với a  b ) xác định theo công thức: b S   f  x  dx a Ứng dụng tích phân để tính diện tích hình phẳng Hình phẳng giới hạn hai đường cong Diện tích hình phẳng  H  giới hạn đồ thị hai hàm số y  f  x  ,  C2  : y  g  x  liên tục đoạn  a; b hai đường thẳng x  a , x  b (với a  b ) xác định theo  C1  : b công thức: S   f  x   g  x  dx a II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Tính diện tích hình phẳng Bài tốn 1: Diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị đường cong Phương pháp giải  C  : y  f  x   Ox : y  Xét hình phẳng  H  :  x  a  x  b  a  b  Ví dụ: Gọi diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị Khi diện tích hình phẳng  H  là: Hướng dẫn giải b S   f  x  dx a hàm số  C  : y  Tính S Hồnh độ giao điểm trục hoành 3 x  1 0 x x 1 Do diện tích hình phẳng S 3x  1 x  dx        x   dx    x  ln x    TOANMATH.com C  nghiệm phương trình: Trong loại này, thiếu cận a b ta tìm cách giải phương trình f  x   3 x  hai trục tọa độ S x 1  ln  Trang Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số y   x    , trục hoành hai đường thẳng x  , x  A B C D Hướng dẫn giải 2 Ta có S    x    dx   x  x  dx 1 x Vì phương trình x  x  khơng có nghiệm 1;  nên S   x  3 dx  Chọn A Lưu ý: Các phần tính tích phân, học sinh sử dụng máy tính bỏ túi để kiểm tra kết Ví dụ 2: Gọi S diện tích hình phẳng giới hạn đường y  f  x  , trục hoành hai đường thẳng x  3 , x  (như hình vẽ bên) Đặt a   3 f  x  dx , b   f  x  dx Mệnh đề sau đúng? A S  a  b B S  a  b C S  a  b D S  b  a Hướng dẫn giải Ta có S  2 3 3  f  x  dx   f  x  dx    f  x  dx   f  x  dx  a  b Chọn D Ví dụ 3: Gọi S diện tích hình phẳng giới han đường y  ln x , y  , x  , x  e Mệnh x2 đề đúng? e ln x dx x2 A S    e ln x dx x2 B S   e  ln x  C S     dx x  1 e  ln x  D S      dx x  1 Hướng dẫn giải Diện tích hình phẳng giới han đường y  e S ln x , y  , x  , x  e là: x2 e ln x ln x ln x dx   dx  , x  1; e  x x x Chọn B TOANMATH.com Trang Ví dụ 4: Diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số y  ln x , y  đường thẳng x  B e  A e D e  C 2e Hướng dẫn giải Ta có ln x   x  e Diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số y  ln x , y  đường thẳng x  là: e S   ln x  dx  e   ln x  1 dx e e e 1  x  ln x  1   dx   x e2 Chọn D Ví dụ 5*: Gọi  H  hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số y  e x , trục hoành đường thẳng x  1 , x  Với k   1;1 , đường thẳng x  k chia hình phẳng  H  thành hai hình phẳng có diện tích S1 S (như hình vẽ bên) Giá trị k để S1  S2 A ln   1 B ln  e    e  1  C ln  e    ln e  D ln Hướng dẫn giải Vì e x  với x   nên ta có k S1   e x dx  e x 1 k 1  ek  e1 S   e x dx  e x k  e  ek k 1 1 S1  S2  e k  e 1  e  e k  2ek  e   e k   e   e 2 e 1 1 1   k  ln  e    ln  e    ln 2 e e  Chọn C Chú ý: a x  b  x  log a b Ví dụ 6*: Cho hàm số y  f  x  có đồ thị  2;6 hình vẽ bên Biết miền A, B, x  có diện tích 32; 2; Tích phân   f  x    1 dx 2 A 45 B 41 C 37 D 41 Hướng dẫn giải TOANMATH.com Trang   f  x    1 dx  Ta có 2  f  x   dx  2 Xét I1   f  x   dx 2 Đặt t  x   dt  dx  dx  dt Đổi cận: x  2  t  2 ; x   t  Suy I1  f  t  dt 2 Gọi x1 ; x2 hoành độ giao điểm đồ thị hàm số y  f  x  với trực hoành  2  x1  x2   Ta có x x2 1 I1    f  t  df   f  t  df   f  t  df  2 x1 x2 33   32   3  2 Vậy   f  x    1 dx  I 4 2     S A  S B  SC    33 41 4 2 Chọn D Ví dụ 7*: Cho hàm số y  f  x  có đồ thị hàm số y  f   x  hình bên Đặt g  x   f  x    x  1 Mệnh đề đúng? A g  3  g  3  g 1 B g  3  g  3  g 1 C g 1  g  3  g  3 D g 1  g  3  g  3 Hướng dẫn giải Ta có g   x   f   x    x  1 g   x    f   x   x  Đây phương trình hoành độ giao điểm đồ thị hàm số f   x  đường thẳng d: y  x  x 1 Dựa vào đồ thị ta thấy: g   x    f   x   x     x  3 Bảng biến thiên: TOANMATH.com Trang  x –3 g  x  – +  g  x  – +  g 1 g  3 g  3 Suy g  3  g 1 g  3  g 1 Gọi S1 , S diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số f   x  , đường thẳng d: y  x  đoạn  3;1 1;3 ta có: +) Trên đoạn  3;1 ta có f   x   x  nên S1   g   x  dx  3 +) Trên đoạn 1;3 ta có f   x   x  nên S   g   x  dx  1  f   x    x  1  dx 3   x  1 f   x   dx 1  Dựa vào đồ thị ta thấy S1  S2 nên ta có: g  x   g  x   g 1  g  3   g    g 1  g  3  g  3 3 Vậy g 1  g  3  g  3 Chọn D Lưu ý: - Hoành độ giao điểm đồ thị hàm số f   x  đường thẳng d: y  x  nghiệm phương trình g   x   - Lập bảng biến thịên ta thấy g 1 lớn g  3 Ta cần so sánh g  3 g  3 - So sánh diện tích dựa vào đồ thị Bài tốn 2: Diện tích hình phẳng giới hạn hai đường cong Phương pháp giải  C1  : y  f  x    C  : y  g  x  Xét hình phẳng  H  :  x  a x  b  a  b  Ví dụ: Tính diện tích phần gạch chéo hình vẽ sau Khi diện tích hình phẳng  H  là: b S   f  x   g  x  dx a TOANMATH.com Trang Trong loại này, thiếu cận a b ta tìm cách giải phương trình f  x   g  x  Lưu ý: Kĩ phá dấu giá trị tuyệt đối, quan sát hình vẽ để xác định diện tích Hướng dẫn giải Từ đồ thị ta thấy  x   x  x  x   1; 2 Vậy diện tích phần hình phẳng gạch chéo hình vẽ S     x  3   x  x  1  dx 1    2 x  x   dx 1  2   x  x2  4x     1 Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Gọi S diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số: y  x  3x , y  x Tính S A S  B S  C S  D S  Hướng dẫn giải Phương trình hồnh độ giao điểm hai đồ thị  x  2 x3  3x  x  x  x    x  0 Vậy S   x  x  dx  2 x  x  dx    Chọn B Ví dụ 2: Gọi S diện tích hình phẳng giới hạn đường my  x , mx  y (với m  ) Tìm giá trị m để S  A m  TOANMATH.com B m  C m  D m  Trang Hướng dẫn giải Vì m  nên từ my  x ta suy y  x2  0; m Từ mx  y nên x  y  mx Xét phương trình x  x2  mx  x  m3 x   m x  m Khi diện tích hình phẳng cần tìm là: m S   mx  m  x2 x2  dx    mx   dx m m 0 2 m x3    x x   3m   m  Yêu cầu toán S   2 m  m 3 m   m   m  (vì m  ) Chọn C Ví dụ 3: Diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị hai hàm y  x2 y  2x S  a  b ln với a, x 1 b số hữu tỷ Giá trị a  b A  B 2 C  D Hướng dẫn giải Phương trình hồnh độ giao điểm  C1  : y  x2  C2  : y  2x x 1 x  2x x   x  1  x  x  x    x  1 x 1  x  2 TOANMATH.com Trang 10 ... x   f  x    x  1 Mệnh đề đúng? A g  3? ??  g  ? ?3? ??  g 1 B g  ? ?3? ??  g  3? ??  g 1 C g 1  g  ? ?3? ??  g  3? ?? D g 1  g  3? ??  g  ? ?3? ?? Hướng dẫn giải Ta có g   x   f   x... thịên ta thấy g 1 lớn g  ? ?3? ?? Ta cần so sánh g  3? ?? g  ? ?3? ?? - So sánh diện tích dựa vào đồ thị Bài tốn 2: Diện tích hình phẳng giới hạn hai đường cong Phương pháp giải  C1  : y  f  x ... x   x     x  ? ?3 Bảng biến thiên: TOANMATH.com Trang  x ? ?3 g  x  – +  g  x  – +  g 1 g  ? ?3? ?? g  3? ?? Suy g  ? ?3? ??  g 1 g  3? ??  g 1 Gọi S1 , S diện tích hình phẳng giới

Ngày đăng: 07/12/2022, 15:08

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w