Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số
BÀI TOÁN: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = x 3 − 3 x y=x^3-3x y = x 3 − 3 x
, trục hoành O x Ox O x
và hai đường thẳng x = − 2 , x = 1 x=-2, x=1 x = − 2 , x = 1
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Công thức tính diện tích
hình phẳng bằng tích phân: S = ∫ a b ∣ f ( x ) ∣ d x S=\int_{a}^{b}\left| f(x) \right|dx S = ∫ a b ∣ f ( x ) ∣ d x
Theo đề bài toán, ta có được 2 cận của tích phân là -2
và 1:
Bấm phím qO để gọi
tính năng giá trị tuyệt đối.
B
- Nhận xét: Tại sao cần dấu
giá trị tuyệt đối?
Sự biến thiên: Phương trình x 3 − 3 x = 0 x^3-3x=0 x 3 − 3 x = 0
có các nghiệm x = 0 x=0 x = 0
và x = ± 3 x=\pm \sqrt{3} x = ± 3
. Trong khoảng ( − 2 ; 1 ) (-2;1) ( − 2 ; 1 )
, đ ồ thị đổi dấu tại x = − 3 x=-\sqrt{3} x = − 3
và x = 0 x=0 x = 0
.
Cách giải tự luận: Nếu không có
máy tính, chúng ta phải chia tích phân thành 3 đoạn:
S = ∫ − 2 − 3 ∣ x 3 − 3 x ∣ d x + ∫ − 3 0 ∣ x 3 − 3 x ∣ d x + ∫ 0 1 ∣ x 3 − 3 x ∣ d x S=\int_{-2}^{-\sqrt3}\left| x^3-3x \right|dx+\int_{-\sqrt3}^{0}\left| x^3-3x \right|dx+\int_{0}^{1}\left| x^3-3x \right|dx S = ∫ − 2 − 3 ∣ ∣ x 3 − 3 x ∣ ∣ d x + ∫ − 3 0 ∣ ∣ x 3 − 3 x ∣ ∣ d x + ∫ 0 1 ∣ ∣ x 3 − 3 x ∣ ∣ d x
Việc này rất dễ nhầm lẫn dấu. Máy tính CASIO fx-880BTG PLUS xử lý trực tiếp lệnh Abs giúp chúng ta bỏ qua bước xét dấu phức tạp này.
Lưu ý: Khi tính diện tích hình phẳng, tuyệt đối không được đưa dấu giá trị tuyệt đối ra ngoài dấu tích phân ( ∣ ∫ f ( x ) ∣ ) \left( \left| \int_{}^{}f(x) \right| \right) ( ∣ ∣ ∫ f ( x ) ∣ ∣ ) trừ khi biết chắc hàm số không đổi dấu trên khoảng đó
S = ∫ − 2 − 3 ∣ x 3 − 3 x ∣ d x + ∫ − 3 0 ∣ x 3 − 3 x ∣ d x + ∫ 0 1 ∣ x 3 − 3 x ∣ d