用定积分巧求面积

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用定积分巧求面积
求平面图形的面积是定积分在几何中的重要应用.把求平面图形的面积问题转化为求定积分问题,充分体现了数形结合的数学思想.求解此类题常常用到以下技巧.
一、巧用积分变量
求平面图形面积时,要注意选择积分变量,以使计算简便.
例1 求抛物线与直线围成的平面图形的面积.
  解析:如图1,解方程组得两曲线的变点为.
  方法一:选取横坐标为积分变量,则图中阴影部分的面积应该是两部分之和,即.
  方法二:选取纵坐标为积分变量,则图中阴影部分的面积可据公式求得,即.
点评:从上述两种解法可以看出,对y积分比对x积分计算简捷.因此,应用定积分求平面图形面积时,积分变量的选取是至关重要的.但同时也要注意对y积分时,积分函数应是,本题须将条件中的曲线方程、直线方程化为的形式,然后求得积分.另外还要注意的是对面积而言,不管选用哪种积分变量去积分,面积是不会变的,即定积分的值不会改变.
二、巧用对称性
在求平面图形面积时,注意利用函数的奇偶性等所对应曲线的对称性解题,也是简化计算过程的常用手段.
例2 求由三条曲线所围图形的面积.
解析:如图2,因为是偶函数,根据对称性,只算出轴右边的图形的面积再两倍即可.
解方程组和得交点坐标.
  方法一:选择为积分变量,
则.
方法二:可以选择y为积分变量,求解过程请同学们自己完成.
点评:对称性的应用和积分变量的选取都影响着计算过程的繁简程度.
三、巧用分割计算
例3 求由抛物线及其在点和点处两条切线所围成的图形的面积.
解析:由,得,
,过点的切线方程为;
,过点的切线方程为.
又可求得两切线交点的横坐标为,
故所求面积.
点评:本题求图形的面积,适当的分割是关键,故求出两切线交点,过交点作x轴垂线,
将图形分割成两部分,分别用定积分求解.同学们应注意掌握这种分割的处理方法.

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