1003. Найти площадь фигуры, ограниченной прямой x = b, осью Ox и графиком функции у = f(x), если:
1) b = 2, f(x) = 5x - x², 2 ≤ x ≤ 5;
2) b = 3, f(x) = x² + 2x;
3) b = 1, f(x) = eˣ, -1;
4) b = 2, f(x) = 1 - 1/x.
ИИ-решебник / упражнение / 1003
Ответ подготовлен нейросетью и может содержать ошибки
Объяснение и пошаговое решение
**1)** $b = 2$, $f(x) = 5x - x^2$, $2 \leqslant x \leqslant 5$.
Найдем точки пересечения параболы $y = 5x - x^2$ с осью $Ox$:
$$
5x - x^2 = 0
$$
$$
x(5 - x) = 0 \implies x_1 = 0, \quad x_2 = 5
$$
На отрезке $[2; 5]$ функция непрерывна и неотрицательна ($f(x) \geqslant 0$). Фигура ограничена снизу осью $Ox$, сверху графиком функции, слева прямой $x = 2$, а справа точкой пересечения графика с осью $Ox$, то есть $x = 5$.
Вычислим площадь с помощью определенного интеграла:
$$
S = \int_{2}^{5} (5x - x^2) \, dx = \left. \left( \frac{5x^2}{2} - \frac{x^3}{3} \right) \right|_{2}^{5}
$$
$$
S = \left( \frac{5 \cdot 5^2}{2} - \frac{5^3}{3} \right) - \left( \frac{5 \cdot 2^2}{2} - \frac{2^3}{3} \right) = \left( \frac{125}{2} - \frac{125}{3} \right) - \left( 10 - \frac{8}{3} \right)
$$
$$
S = \frac{125}{6} - \frac{22}{3} = \frac{125 - 44}{6} = \frac{81}{6} = \frac{27}{2} = 13{,}5
$$
Ответ: $13{,}5$.
---
**2)** $b = 3$, $f(x) = x^2 + 2x$.
Найдем точки пересечения графика функции с осью $Ox$:
$$
x^2 + 2x = 0
$$
$$
x(x + 2) = 0 \implies x_1 = 0, \quad x_2 = -2
$$
Так как задана прямая $x = 3$, фигура расположена на промежутке $[0; 3]$. На этом отрезке $f(x) \geqslant 0$. Левая граница фигуры — точка $x = 0$, правая граница — прямая $x = 3$.
Вычислим площадь фигуры:
$$
S = \int_{0}^{3} (x^2 + 2x) \, dx = \left. \left( \frac{x^3}{3} + x^2 \right) \right|_{0}^{3}
$$
$$
S = \left( \frac{3^3}{3} + 3^2 \right) - 0 = 9 + 9 = 18
$$
Ответ: $18$.
---
**3)** $b = 1$, $f(x) = e^x - 1$.
Найдем точку пересечения графика с осью $Ox$:
$$
e^x - 1 = 0 \implies e^x = 1 \implies x = 0
$$
На отрезке $[0; 1]$ функция $f(x) \geqslant 0$. Значит, левой границей фигуры является $x = 0$, а правой — прямая $x = 1$.
Вычислим площадь:
$$
S = \int_{0}^{1} (e^x - 1) \, dx = \left. (e^x - x) \right|_{0}^{1}
$$
$$
S = (e^1 - 1) - (e^0 - 0) = e - 1 - (1 - 0) = e - 2
$$
Ответ: $e - 2$.
---
**4)** $b = 2$, $f(x) = 1 - \frac{1}{x}$.
Найдем точку пересечения графика с осью $Ox$:
$$
1 - \frac{1}{x} = 0 \implies \frac{1}{x} = 1 \implies x = 1
$$
На отрезке $[1; 2]$ функция определена и принимает неотрицательные значения ($f(x) \geqslant 0$). Левая граница фигуры — $x = 1$, правая — прямая $x = 2$.
Вычислим площадь:
$$
S = \int_{1}^{2} \left( 1 - \frac{1}{x} \right) \, dx = \left. (x - \ln|x|) \right|_{1}^{2}
$$
$$
S = (2 - \ln 2) - (1 - \ln 1) = 2 - \ln 2 - 1 + 0 = 1 - \ln 2
$$
Ответ: $1 - \ln 2$.