Lição 88 — Área entre curvas
A = ∫ₐᵇ [f(x) − g(x)] dx, com f ≥ g em [a, b]. Determinação de interseções, escolha do eixo de integração, cruzamento de curvas.
Used in: Cálculo II (Brasil) · Equiv. Math III japonês · Equiv. Analysis LK alemão · AP Calculus BC (EUA)
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Definicja, uzasadnienie i procedura
Definicja i uzasadnienie przez Riemanna
"Pole obszaru między wykresami i znajduje się przez całkowanie różnicy na przedziale, pod warunkiem że wszędzie. Jeśli wykresy się przecinają, podziel przedział w punktach przecięcia." — Active Calculus §6.1
Całkowanie względem
Po lewej: całkowanie względem x (prostokąty pionowe). Po prawej: całkowanie względem y (prostokąty poziome).
Procedura ogólna
"Znalezienie pola obszaru między dwiema krzywymi wymaga starannej uwagi na znak całki. Zawsze ustal, która funkcja jest większa na przedziale całkowania." — APEX Calculus §7.1
Przykłady rozwiązane
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
- Ex. 88.1Application
Oblicz pole między i na .
- Ex. 88.2ApplicationAnswer key
Oblicz pole między i .
- Ex. 88.3Application
Oblicz pole między i na .
- Ex. 88.4Application
Oblicz pole między i na .
- Ex. 88.5Application
Oblicz pole między i osią na .
- Ex. 88.6Application
Oblicz pole między i osią na .
- Ex. 88.7Application
Oblicz pole między i na .
- Ex. 88.8ApplicationAnswer key
Oblicz pole między i osią na .
- Ex. 88.9Application
Oblicz pole między i na .
- Ex. 88.10Application
Oblicz pole między i .
- Ex. 88.11Application
Oblicz pole między i na .
- Ex. 88.12Application
Oblicz pole między i osią na .
- Ex. 88.13Application
Oblicz pole między i na (względem ).
- Ex. 88.14Application
Oblicz pole między i (całkuj względem ).
- Ex. 88.15Application
Oblicz pole między i (całkuj względem ).
- Ex. 88.16Application
Oblicz pole między i .
- Ex. 88.17ApplicationAnswer key
Oblicz pole między i .
- Ex. 88.18Application
Korzystając z wyniku ćwiczenia 88.9, ustal pole między i na weryfikując symetrię dwóch części.
- Ex. 88.19Modeling
Krzywa popytu , cena równowagi . Oblicz nadwyżkę konsumenta .
- Ex. 88.20Modeling
Krzywa podaży , cena równowagi . Oblicz nadwyżkę producenta .
- Ex. 88.21ModelingAnswer key
Przychód krańcowy R$/dzień i koszt krańcowy R$/dzień. Oblicz maksymalny skumulowany zysk netto i w którym dniu koszt przewyższa przychód.
- Ex. 88.22Modeling
Oblicz pole elipsy poprzez .
- Ex. 88.23Modeling
Oblicz pole między parabolą i jej linią styczną w punkcie na .
- Ex. 88.24ModelingAnswer key
Oblicz pole między i , w obszarze gdzie pierwsza jest wyżej.
- Ex. 88.25Modeling
Oblicz całkowite pole między i osią na .
- Ex. 88.26Challenge
Porównaj dwa podejścia do pola między i : całkowanie względem i względem . Oblicz obydwoma sposobami i sprawdź że się zgadzają.
- Ex. 88.27Challenge
Oblicz pole kardioid we współrzędnych biegunowych: .
- Ex. 88.28ChallengeAnswer key
Pole między i osią na . Wynik to — pokaż że ta całka nie ma formy elementarnej, ale może być obliczona dzięki trickowi całki gaussowskiej we współrzędnych biegunowych.
- Ex. 88.29Proof
Dowód. Pokaż że jest granicą sum Riemanna z prostokątami pionowymi o wysokości .
- Ex. 88.30ProofAnswer key
Dowód. Sprawdź formułę Green dla kwadratu jednostkowego obliczając całkę liniową wzdłuż każdej krawędzi.
Źródła
- Active Calculus 2.0 — Boelkins · 2024 · CC-BY-NC-SA · §6.1. Źródło pierwsze.
- APEX Calculus v5 — Hartman et al. · 2024 · CC-BY-NC · §7.1.
- Calculus Volume 2 (OpenStax) — OpenStax · 2016 · CC-BY-NC-SA · §2.1.