Math ClubMath Club
v1 · padrão canônico

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)

A=ab[f(x)g(x)]dx,f(x)g(x) em [a,b]A = \int_a^b [f(x) - g(x)]\, dx, \quad f(x) \geq g(x) \text{ em } [a, b]
Choose your door

Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Definicja, uzasadnienie i procedura

Definicja i uzasadnienie przez Riemanna

"Pole obszaru między wykresami ff i gg znajduje się przez całkowanie różnicy fgf - g na przedziale, pod warunkiem że fgf \geq g wszędzie. Jeśli wykresy się przecinają, podziel przedział w punktach przecięcia." — Active Calculus §6.1

Całkowanie względem yy

abfgA = ∫(f−g)cdh(y)k(y)A = ∫(h−k)

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%)

Application 18Modeling 7Challenge 3Proof 2
  1. Ex. 88.1Application

    Oblicz pole między y=xy = x i y=x2y = x^2 na [0,1][0, 1].

  2. Ex. 88.2ApplicationAnswer key

    Oblicz pole między y=x2y = x^2 i y=2xy = 2x.

  3. Ex. 88.3Application

    Oblicz pole między y=xy = \sqrt{x} i y=xy = x na [0,1][0, 1].

  4. Ex. 88.4Application

    Oblicz pole między y=x2y = x^2 i y=x3y = x^3 na [0,1][0, 1].

  5. Ex. 88.5Application

    Oblicz pole między y=sinxy = \sin x i osią xx na [0,π][0, \pi].

  6. Ex. 88.6Application

    Oblicz pole między y=cosxy = \cos x i osią xx na [0,π][0, \pi].

  7. Ex. 88.7Application

    Oblicz pole między y=exy = e^x i y=exy = e^{-x} na [0,1][0, 1].

  8. Ex. 88.8ApplicationAnswer key

    Oblicz pole między y=lnxy = \ln x i osią xx na [1,e][1, e].

  9. Ex. 88.9Application

    Oblicz pole między y=sinxy = \sin x i y=cosxy = \cos x na [0,π/2][0, \pi/2].

  10. Ex. 88.10Application

    Oblicz pole między y=x21y = x^2 - 1 i y=1x2y = 1 - x^2.

  11. Ex. 88.11Application

    Oblicz pole między y=x3y = x^3 i y=xy = x na [1,1][-1, 1].

  12. Ex. 88.12Application

    Oblicz pole między y=x24x+3y = x^2 - 4x + 3 i osią xx na [0,4][0, 4].

  13. Ex. 88.13Application

    Oblicz pole między x=y2x = y^2 i x=yx = y na [0,1][0, 1] (względem yy).

  14. Ex. 88.14Application

    Oblicz pole między x=y2x = y^2 i x=4x = 4 (całkuj względem yy).

  15. Ex. 88.15Application

    Oblicz pole między x=y22x = y^2 - 2 i x=yx = y (całkuj względem yy).

  16. Ex. 88.16Application

    Oblicz pole między y=4x2y = 4 - x^2 i y=x+2y = x + 2.

  17. Ex. 88.17ApplicationAnswer key

    Oblicz pole między y=x4y = x^4 i y=8xy = 8x.

  18. Ex. 88.18Application

    Korzystając z wyniku ćwiczenia 88.9, ustal pole między y=sinxy = \sin x i y=cosxy = \cos x na [0,π/2][0, \pi/2] weryfikując symetrię dwóch części.

  19. Ex. 88.19Modeling

    Krzywa popytu D(q)=100qD(q) = 100 - q, cena równowagi p=60p^* = 60. Oblicz nadwyżkę konsumenta CS=0Q[D(q)p]dqCS = \int_0^{Q^*} [D(q) - p^*]\, dq.

  20. Ex. 88.20Modeling

    Krzywa podaży S(q)=20+q/2S(q) = 20 + q/2, cena równowagi p=40p^* = 40. Oblicz nadwyżkę producenta PS=0Q[pS(q)]dqPS = \int_0^{Q^*} [p^* - S(q)]\, dq.

  21. Ex. 88.21ModelingAnswer key

    Przychód krańcowy R(t)=100R'(t) = 100 R$/dzień i koszt krańcowy C(t)=50+5tC'(t) = 50 + 5t R$/dzień. Oblicz maksymalny skumulowany zysk netto i w którym dniu tt koszt przewyższa przychód.

  22. Ex. 88.22Modeling

    Oblicz pole elipsy x2/9+y2/4=1x^2/9 + y^2/4 = 1 poprzez A=403(2/3)9x2dxA = 4\int_0^3 (2/3)\sqrt{9 - x^2}\, dx.

  23. Ex. 88.23Modeling

    Oblicz pole między parabolą y=x2y = x^2 i jej linią styczną w punkcie (1,1)(1, 1) na [0,2][0, 2].

  24. Ex. 88.24ModelingAnswer key

    Oblicz pole między y=1/(1+x2)y = 1/(1+x^2) i y=1/2y = 1/2, w obszarze gdzie pierwsza jest wyżej.

  25. Ex. 88.25Modeling

    Oblicz całkowite pole między y=x34xy = x^3 - 4x i osią xx na [2,2][-2, 2].

  26. Ex. 88.26Challenge

    Porównaj dwa podejścia do pola między y=x2y = x^2 i y=4y = 4: całkowanie względem xx i względem yy. Oblicz obydwoma sposobami i sprawdź że się zgadzają.

  27. Ex. 88.27Challenge

    Oblicz pole kardioid r=1+cosθr = 1 + \cos\theta we współrzędnych biegunowych: A=1202πr2dθA = \frac{1}{2}\int_0^{2\pi} r^2\, d\theta.

  28. Ex. 88.28ChallengeAnswer key

    Pole między y=ex2y = e^{-x^2} i osią xx na (,+)(-\infty, +\infty). Wynik to π\sqrt{\pi} — pokaż że ta całka nie ma formy elementarnej, ale może być obliczona dzięki trickowi całki gaussowskiej we współrzędnych biegunowych.

  29. Ex. 88.29Proof

    Dowód. Pokaż że A=ab[f(x)g(x)]dxA = \int_a^b [f(x) - g(x)]\, dx jest granicą sum Riemanna z prostokątami pionowymi o wysokości f(xi)g(xi)f(x_i^*) - g(x_i^*).

  30. Ex. 88.30ProofAnswer key

    Dowód. Sprawdź formułę Green A=12R(xdyydx)A = \frac{1}{2}\oint_{\partial R}(x\, dy - y\, dx) dla kwadratu jednostkowego [0,1]2[0,1]^2 obliczając całkę liniową wzdłuż każdej krawędzi.

Źródła

Updated on 2026-05-06 · Author(s): Clube da Matemática

Found an error? Open an issue on GitHub or submit a PR — open source forever.