Площадь криволинейной трапеции реферат

Обновлено: 05.07.2024

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Для самостоятельной работы студентов

По учебному предмету: МАТЕМАТИКА (включая алгебру и начала математического анализа; геометрию)

Специальность: 34.02.01 Сестринское дело Курс: 1

Рассмотрено на заседании предметной цикловой

Методической комиссии по общеобразовательным предметов,

общему гуманитарному и социально-экономическому, математическому и

Автор – составитель: преподаватель математики высшей категории Тюменцева О.Н.

Пояснительная записка к методическому пособию

Методическое пособие предназначено для повторения теоретических и практических знаний по теме.

Данное пособие рекомендовано для студентов первого курса специальности 34.02.01 Сестринское дело. Пособие содержит определения и формулы по теме: Площадь криволинейной трапеции, тест для самоконтроля и критерии оценки теста.

Пособие направлено на формирование навыков самостоятельной работы с учебным материалом, формирование навыков решения задач, формирование и развитие творческого потенциала, повышение интереса к предмету.

Площадь криволинейной трапеции

1. Площадь фигуры, ограниченной сверху графиком функции , снизу – осью , слева и справа – прямыми и .

Пусть функция неотрицательна и непрерывна на отрезке . Тогда, согласно геометрическому смыслу определенного интеграла , площадь криволинейной трапеции , ограниченной сверху графиком этой функции, снизу – осью , слева и справа – прямыми и (Рис.1) вычисляется по формуле:

. (7)

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image361.jpg

Пример 1. Найти площадь фигуры, ограниченной линией и осью .

Решение: Графиком функции является парабола , ветви которой направлены вниз. Построим ее (Рис. 1). Чтобы определить пределы интегрирования, найдем точки пересечения линии (параболы) с осью (прямой ). Для этого решаем систему уравнений

Получаем: , откуда , ; следовательно, , .

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image381.jpg

Площадь фигуры находим по формуле (5):

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image383.jpg

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image385.jpg

(кв. ед.).

Если функция неположительна и непрерывна на отрезке , то площадь криволинейной трапеции, ограниченной снизу графиком данной функции, сверху – осью , слева и справа – прямыми и , вычисляется по формуле

. (8)

В случае если функция непрерывна на отрезке и меняет знак в конечном числе точек, то площадь заштрихованной фигуры (Рис. 2) равна алгебраической сумме соответствующих определенных интегралов:

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image393.jpg

. (9)

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image395.jpg

Пример 2. Вычислить площадь фигуры, ограниченной осью и графиком функции при .

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image401.jpg

Решение: Сделаем чертеж (Рис. 4). Искомая площадь представляет собой сумму площадей и . Найдем каждую из этих площадей. Вначале определим пределы интегрирования, решив систему . Получим , . Следовательно:

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image413.jpg

;

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image415.jpg

.

Таким образом, площадь заштрихованной фигуры равна

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image419.jpg

(кв. ед.).

2. Площадь фигуры, ограниченной линиями - сверху, - снизу, слева прямой , справа прямой .

Пусть, криволинейная трапеция ограничена сверху и снизу графиками непрерывных на отрезке функций и , а слева и справа – прямыми и (Рис. 5). Тогда ее площадь вычисляется по формуле

. (9)

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image438.jpg

Пример 3. Найти площадь фигуры, ограниченной линиями и .

Решение: Данная фигура изображена на Рис. 7. Площадь ее вычислим по формуле (8). Решая систему уравнений находим , ; следовательно, , . На отрезке имеем: . Значит, в формуле (7) в качестве возьмем x, а в качестве – . Получим:

(кв. ед.).

Более сложные задачи на вычисление площадей решают путем разбиения фигуры на непересекающиеся части и вычисления площади всей фигуры как суммы площадей этих частей.

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image468.jpg

Пример 4. Найти площадь фигуры, ограниченной линиями , , .

Решение: Сделаем чертеж (Рис. 8). Данную фигуру можно рассматривать как криволинейную трапецию, ограниченную снизу осью , слева и справа – прямыми и , сверху – графиками функций и . Так как фигура ограничена сверху графиками двух функций, то для вычисления ее площади разобьем данную фигуру прямой на две части (1 – это абсцисса точки пересечения линий и ). Площадь каждой из этих частей находим по формуле (4):

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image483.jpg

(кв. ед.);

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image485.jpg

(кв. ед.). Следовательно:

(кв. ед.).

https://ok-t.ru/studopediaru/baza2/334447184631.files/image489.jpg

Если криволинейная трапеция ограничена прямыми и , осью и непрерывной на кривой (Рис. 9), то ее площадь находится по формуле


Колягин Ю.М., Ткачева М.В, Федорова Н.Е. и др., под ред. Жижченко А.Б. Алгебра и начала математического анализа (базовый и профильный уровни) 11 кл. – М.: Просвещение, 2014.

Дополнительная литература:

ОрловаЕ. А., СеврюковП. Ф., СидельниковВ. И., СмоляковА.Н.Тренировочные тестовые задания по алгебре и началам анализа для учащихся 10-х и 11-х классов: учебное пособие – М.: Илекса; Ставрополь: Сервисшкола, 2011.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Криволинейной трапецией называется фигура, ограниченная графиком непрерывной и не меняющей на отрезке [а;b] знака функции f(х), прямыми х=а, x=b и отрезком [а;b].

Отрезок [a;b] называют основанием этой криволинейной трапеции



формула Ньютона – Лейбница

Если в задаче требуется вычислить площадь криволинейной трапеции, то ответ всегда будет положительный. Если требуется, используя чертеж, вычислить интеграл, то его значение может быть любым(зависит от расположения криволинейной трапеции).

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

№1.Найти площадь криволинейной трапеции, изображенной на рисунке

Для вычисления площади криволинейной трапеции воспользуемся формулой Ньютона – Лейбница.


№2. Вычислить определенный интеграл:

Решение: Воспользуемся формулой Ньютона-Лейбница.

Сначала находим первообразную функцию F(x) . Далее подставляем значение верхнего предела в первообразную функцию: F(b) .

Затем подставляем значение нижнего предела в первообразную функцию: F(а).

Рассчитываем разность F(b) - F(а), это и будет ответ.


№3. Найти площадь криволинейной трапеции (х-1) 2 , ограниченной линиями х=2 и х=1, осью 0х

Воспользуемся формулой Ньютона-Лейбница.

Сначала находим первообразную функцию F(x). Далее подставляем значение верхнего предела в первообразную функцию: F(b) .

Затем подставляем значение нижнего предела в первообразную функцию: F(а).

Найти площадь плоской фигуры, ограниченной линиями , .

Решение: Сначала нужно выполнить чертеж. Вообще говоря, при построении чертежа в задачах на площадь нас больше всего интересуют точки пересечения линий. Найдем точки пересечения параболы и прямой . Это можно сделать двумя способами. Первый способ – аналитический. Решаем уравнение:

А теперь рабочая формула : Если на отрезке некоторая непрерывная функция больше либо равна некоторой непрерывной функции , то площадь фигуры, ограниченной графиками данных функций и прямыми , , можно найти по формуле:

В рассматриваемом примере очевидно, что на отрезке парабола располагается выше прямой, а поэтому из необходимо вычесть

Завершение решения может выглядеть так:

Искомая фигура ограничена параболой сверху и прямой снизу.
На отрезке , по соответствующей формуле:

Пример 2

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями , , , .


Решение: Сначала выполним чертеж:

Этот пример еще полезен и тем, что в нём площадь фигуры считается с помощью двух определенных интегралов. Действительно:

1) На отрезке над осью расположен график прямой ;

2) На отрезке над осью расположен график гиперболы .

Совершенно очевидно, что площади можно (и нужно) приплюсовать, поэтому:

SОСД = F(3) – F(0), где F(x) первообразная для функции f(х) = 4х – х 2

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями ,

В таких случаях приходиться тратить дополнительное время и уточнять пределы интегрирования аналитически.

Найдем точки пересечения прямой и параболы .
Для этого решаем уравнение:

Дальнейшее решение тривиально, главное, не запутаться в подстановках и знаках, вычисления здесь не самые простые.

На отрезке , по соответствующей формуле:

Пример 5

Вычислить S фигуры, ограниченной линиями у = (х + 2) 2 , х = 0, у = 0.

Решение:

Пример 6

Найти S фигуры, ограниченной параболой у = х 2 + 1 и прямой у = х + 3.

Решение:

Построим в одной системе координат графики данных функций.

Пример 7:

Функция неотрицательна на [1;3]

1) Схематично изобразим данную фигуру (рис. 12)

3) Найдем площадь фигуры

Ответ: Sф = .
Пример 9

у=х 3 +1, у=0, х=0, х=2.

S = F(2) – F(0) = 16/4 + 2 – 0/4 + 0 = 6

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями , , и осью

Это пример для самостоятельного решения. Полное решение и ответ в конце урока.

Что делать, если криволинейная трапеция расположена под осью ?

На отрезке график функции расположен над осью , поэтому:

Ответ:
Примечание: В задачах на нахождение площадей преподаватели часто требуют записывать ответ не только точно, но и, в том числе, приближенно.

Пример 11 : Найти площадь фигуры, ограниченной линиями ,

Нажмите, чтобы узнать подробности

Цели проекта:

а) закрепить навыки нахождения определенного интеграла;

в) отработать навыки нахождения площади криволинейной трапеции путем вычитания площадей.

а) развитие психических качеств учеников (умений применять полученные знания на практике);

б) развитие познавательных умений и мышления (выделять главное, анализировать, сравнивать, определять и объяснять понятия).

а) воспитание положительного отношения к знаниям;

б) воспитание дисциплинированности;

в) воспитание эстетических взглядов.

Задачи проекта:

а) закрепить навыки нахождения определенного интеграла;

в) усвоить различные способы нахождения площади криволинейной трапеции;

г) отработать навыки нахождения площади криволинейной трапеции.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная.

Методы организации учебной деятельности: словесный, наглядный, исследование.

ПРОЕКТ УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

Тема учебного занятия

Площадь криволинейной трапеции

Тип занятия

Цели обучающегося:

а) закрепить навыки нахождения определенного интеграла;

в) усвоить различные способы нахождения площади криволинейной трапеции;

г) отработать навыки нахождения площади криволинейной трапеции.

Этапы учебного занятия:

Деятельность педагога

Деятельность обучающегося

I. Самоопределение к деятельности (оргмомент)

Проверяет готовность обучающихся к уроку, формулирует тему и цели урока

Готовятся к восприятию материала

II. Актуализация опорных знаний

Обеспечивает повторение знаний и умений, полученных на предыдущих уроках:

Фронтальный опрос с решением примеров

1). Сформулируйте формулу Ньютона-Лейбница


1)

2) Вычислите интеграл (задание на интерактивной доске ИД)

2) Решают пример на ИД

3) Сформулируйте определение определенного интеграла


3) Приращение F (b) – F (a) любой из первообразных функций F (x) + C при изменении аргумента от х = а до х = b называется определенным интегралом от а до b функции f (x):

4) Вычислите интеграл (задание на интерактивной доске ИД)

4) Решают пример на ИД

5) В чем заключается геометрический смысл определенного интеграла?

5) Определенный интеграл – это площадь фигуры, сверху ограниченной графиком функции f (x), снизу – осью абсцисс, по бокам – прямыми х = а и х = b

1) Формулирует тему урока (слайд 1)

Записывают тему урока в тетрадях

2) Формулирует определение криволинейной трапеции (слайды 2, 3) и геометрический смысл определенного интеграла (слайд 4)

Делают чертеж и записывают определение в тетрадях

3) Опираясь на геометрический смысл определенного интеграла, предлагает решить две задачи из Открытого банка (слайды 5, 6)

Делают чертеж и записывают решение в тетрадях

4) Записывает формулу площади криволинейной трапеции (слайд 7)

Записывают формулу в тетрадях

5) Приводит способы нахождения площадей различных фигур (слайды 8, 9, 10)

Отвечают на поставленные вопросы. Записывают в тетрадях

IV. Применение знаний, формирование умений

1) Предлагает записать интеграл для нахождения площади заданной трапеции

Записывают решение в тетрадях

2) Рассматривает обратную задачу – по заданному интегралу нарисовать криволинейную трапецию

Решают примеры и записывают их в тетрадях

3) Контролирует написание тестовой работы

Решают тестовую самостоятельную работу

V. Подведение итогов.

Выставление оценок. Домашнее задание

Записывают домашнее задание в тетрадях

Список учебных элементов содержания

Название учебного элемента

Геометрический смысл определенного интеграла

Площадь криволинейной трапеции

Логическая структура содержания темы


Методы обучения

Название

Обоснование

- способствует быстрому прохождению материала

- эффективно содействует отработке практических умений и навыков

Виды контроля

Что контролируется?

- умение находить определенный интеграл;

- навыки применения определенного интеграла к вычислению площади криволинейной трапеции.

Приемы контроля

Ожидаемые результаты

Сформированные навыки применения определенного интеграла к вычислению площади криволинейной трапеции.

Особенностью данного занятия является применение информационно-коммуникационных технологий.

При изучении нового материала используется презентация PowerPoint с элементами мультимедиа.

Использование интерактивной доски на этом этапе урока позволяет сократить время на построение графиков, запись формул и определений. Материал становится более наглядным и более доступным.

Бòльшая часть урока отводится на закрепление полученных теоретических знаний. Закрепление материала заключается в решении задач из электронного учебного пособия.

При выполнении домашнего задания ученики будут использовать ресурсы сети Интернет, что одновременно способствует совершенствованию навыков работы с цифровыми образовательными ресурсами и повышает интерес к предмету, а, следовательно, способствует совершенствованию достижений навыков образовательных результатов.

Закрепление новых знаний.


Найти площадь фигуры, ограниченной параболой , прямой x=2 и осью OX

Читайте также: