知识点

曲线之间的面积

定义

由曲线 y=f(x)y=f(x)(f(x)≥0f(x)\ge 0)、xx 轴及直线 x=ax=a、x=bx=b 围成的曲边梯形,在 xx 处取宽 dx\mathrm{d}x 的窄条,高近似为 f(x)f(x),于是

dA=f(x) dx,A=∫abf(x) dx.\mathrm{d}A=f(x)\,\mathrm{d}x,\qquad A=\int_a^bf(x)\,\mathrm{d}x.

若图形由上下两条曲线 y=f(x)y=f(x)、y=g(x)y=g(x)(f(x)≥g(x)f(x)\ge g(x))围成,微元的高换成两者之差:

dA=[f(x)−g(x)] dx,A=∫ab[f(x)−g(x)] dx.\mathrm{d}A=\bigl[f(x)-g(x)\bigr]\,\mathrm{d}x,\qquad A=\int_a^b\bigl[f(x)-g(x)\bigr]\,\mathrm{d}x.

例子

曲边梯形的面积:y=x2y=x^2 与 xx 轴,0≤x≤10\le x\le 1

dA=x2 dx,A=∫01x2 dx=13.\mathrm{d}A=x^2\,\mathrm{d}x,\qquad A=\int_0^1x^2\,\mathrm{d}x=\frac{1}{3}.

两曲线之间的面积:y=xy=x 与 y=x2y=x^2,0≤x≤10\le x\le 1

在 [0,1][0,1] 上 x≥x2x\ge x^2,微元的高是 x−x2x-x^2,所以

A=∫01(x−x2) dx=12−13=16.A=\int_0^1(x-x^2)\,\mathrm{d}x=\frac{1}{2}-\frac{1}{3}=\frac{1}{6}.

探索

两条曲线之间的面积怎样累加?

改变积分上限并计算窄条面积之和。

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题集

练习

  1. 由 y=xy=x 与 y=x2y=x^2 围成的图形(0≤x≤10\le x\le 1)的面积是:

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    参考解答

    面积微元为 (x−x2) dx(x-x^2)\,\mathrm{d}x,积分为 12−13=16\frac{1}{2}-\frac{1}{3}=\frac{1}{6}。