兩條曲線所圍成的面積 如何用定積分求三角形的面積

2021-10-12 21:55:02 字數 2124 閱讀 4303

1.【引言】

在直角座標系中,通過解析幾何的知識和圖形的分解,可用s=(1/2)*a*h公式來求三角形的面積,在通過學習導數及微積分之後,還可以通過微積分中的定積分知識來求三角形的面積。本文將全面介紹直角座標系中,介紹不同形狀的三角形求面積的各種方法,側重點為定積分求面積的方法,各種方法在每道題中是否是最簡單的方法要具體分析,本文將詳盡兩種不同的取微元的方式來求面積,目的是讓讀者通過總結分析,尋求最簡單的一種定積分求面積的方法。

2.【定積分求面積的公式】

一般地,由上下兩條連續曲線y=f2(x)與y=f1(x)以及兩條直線x=a與x=b (a>b)所圍成的平面圖形,它的面積計算公式為:

s = ∫(b,a)[f2(x)-f1(x)]dx.

3.求不同位置三角形的面積。

3.1.一條邊ab在橫座標軸上,頂點c在縱座標軸的正向情況:

如圖1所示:已知a(-3,0),b(4,0),c(0,5)

方法一:把三角形abc分解成兩個

直角三角形oca和ocb,用三角形的面積公式計算面積為:

s=soca+socb

=(1/2)*oc*oa+(1/2)*oc*ob

=(1/2)*5*3+(1/2)*5*4

=35/2平方單位。

方法二:利用微積分的知識求面積。

1.第一種方式是面積對x微元,即:ds=△ydx。

此時考慮到,由於ac,bc方程的不同,所以,對x取面積微元有兩種情況,即左邊的ds1=△y1dx,右邊的ds2=△y2dx,三角形面積元素ds=ds1+ds2.

利用直線的截距式方程,分別可以寫出ac,bc的直線方程分別為:x/(-3)+y/5=1,x/4+y/5=1.即:

ac:y=5[(x/3)+1];

bc:y=5[(-x/4)+1];

x軸的方程為y=0,對於ds1:△y1=(yac-0),所以:

ds1=5[(x/3)+1]dx,x的取值為[-3,0];同理ds2=5[(-x/4)+1]dx,x的取值為[0,4].

則三角形的面積為:

s△abc=∫ds=∫ds1+∫ds2

=∫(-3,0) 5*[(x/3)+1]dx+∫(0,4) 5*[(-x/4)+1]dx

=5*[(x^2/6)+x][-3,0]+ 5*[(-x^2/8)+x][0,4]

=0-5*[(3/2)+(-3)]+5*[(-2)+4]-0

=15/2+10

=35/2平方單位.

注:定積分上下限本題用在小括號中,前者為下限,後者為上限,下同。

(2)定積分求面積,第二種方式,對y取面積元素,即ds=△xdy。

前面已經得到ac,bc的方程為:

ac:x/(-3)+y/5=1

bc:x/4+y/5=1,此時變型為:

ac:x=3*[(y/5)-1];

bc:x=4*[1-(y/5)];

所以ds=△xdy= dy,y的取值為[0,5]。

則面積為:

s△abc=∫ds

=∫(0,5)dy

=∫(0,5)[7-(7y/5)]dy

=[7y-(7y^2/10)][0,5]

=7*5-7*5^2/10-0

=35-35/2

=35/2平方單位.

通過分析以上方法,其中方法一是初等數學方法,方法二是微積分方法。對於本題,在初等數學方法中,方法1比方法2簡單,在微積分方法中,對y微元要簡單一些。

綜上所述,用定積分來求三角形還是其他圖形的面積,要先找面積單元,面積單元有兩種形式,一種面積單元是ds=△xdy,對於△x,一般是右邊的函式減去左邊的函式,dy是要找到積分的上下限,且上限大於下限;另一種面積單元是ds=△ydx,對於△y,一般是上面的函式減去下面的函式,dx是要找到積分的上下限,也是上限大於下限。

python 求三角形的面積

計算三角形的面積 法一 計算三角形的面積 a float input 輸入三角形第一邊長 b float input 輸入三角形第二邊長 c float input 輸入三角形第三邊長 while a b c and a c b and b c a s a b 1 a 2 b 2 c 2 2 a b...

C 已知三角形三邊,求三角形的面積

area 根號 s s a s b s c s a b c 2 三角形三邊長度由cin輸入,需判斷三邊是否構成乙個三角形,若是,則計算其面積並輸出,否則輸出錯誤資訊。程式須有兩個函式,乙個函式用來判斷,另乙個函式用來計算三角形的面積 段 include include using namespace...

三角形的外心如何求

三角形的外心定義以及性質具體可以參照 給定三角形三個頂點的座標,如何求三角形的外心的座標呢?例如 給定a x1,y1 b x2,y2 c x3,y3 求外接圓心座標o x,y 1.首先,外接圓的圓心是三角形三條邊的垂直平分線的交點,我們根據圓心到頂點的距離相等,可以列出以下方程 x1 x x1 x ...