Для функции f(x) = 2x2+х найдите первообразную, график которой
проходит через точку
A(1;1)
№2.Вычислите
интеграл:
a) f(2x210+3) dx
6) [sin 2x7t-7 dx в) [2x-12x+120 dx
№3. Найдите
площадь фигуры,
ограниченной
линиями:
a) параболой у=
(х-1)2, прямой у=х+1
и осью Ох.
б) графиком функции
y= 4х при х>0,
параболой
y = -x2+ 4x+1.
1. Найдите первообразную функции f(x) = 2x^2 + x, график которой проходит через точку A(1,1):
Для нахождения первообразной необходимо интегрировать данную функцию. Обычно в таких задачах используются правила дифференцирования и интегрирования. Давайте применим правило интегрирования для степенной функции и получим:
∫(2x^2 + x) dx = 2∫x^2 dx + ∫x dx
Для нахождения интеграла ∫x^2 dx, мы можем использовать правило для интегрирования степенных функций:
∫x^n dx = (1/(n+1)) * x^(n+1)
В данном случае n = 2, поэтому:
∫x^2 dx = (1/3) * x^3
Теперь выполняем интегрирование для ∫x dx:
∫x dx = (1/2) * x^2
Теперь объединим оба результаты:
∫(2x^2 + x) dx = 2(1/3) * x^3 + (1/2) * x^2
Таким образом, первообразная функции f(x) = 2x^2 + x, проходящая через точку A(1,1), выглядит следующим образом:
F(x) = (2/3) * x^3 + (1/2) * x^2 + C,
где C - произвольная постоянная.
2. Вычислите интегралы:
a) ∫(f(2x^2 + 10) + 3) dx
Применим правило замены переменных для данного интеграла. Пусть u = 2x^2 + 10, тогда du/dx = 4x, а dx = (1/4x) du. Перепишем интеграл с использованием новой переменной:
∫(f(2x^2 + 10) + 3) dx = ∫(f(u) + 3)(1/4x) du
Теперь подставим первообразную f(x) = 2x^2 + x и выполним интегрирование:
∫((2(2x^2 + 10) + (2x^2 + 10)) + 3)(1/4x) dx
= (1/4)∫(8x^2 + 40 + 2x^2 + 10 + 3) dx
= (1/4)∫(10x^2 + 53) dx
Возьмем производную для функции x^3, чтобы найти соответствующий интеграл:
∫x^3 dx = (1/4) * x^4 + C
Теперь подставим это в интеграл и получим ответ:
(1/4) * ∫(10x^2 + 53) dx = (1/4)((10/3) * x^3 + 53x) + C
= (10/12) * x^3 + (53/4) * x + C
где C - постоянная интегрирования.
6) ∫[sin(2x) + 7] dx
Интегрирование синуса требует использования тригонометрических свойств. Результат будет следующим:
∫sin(2x) dx = -(1/2) * cos(2x)
∫7 dx = 7x
Теперь сложим оба интеграла:
∫[sin(2x) + 7] dx = -(1/2) * cos(2x) + 7x + C
где C - постоянная интегрирования.
в) ∫[2x - 12x + 120] dx
Вычислим интеграл каждого слагаемого по отдельности:
∫2x dx = x^2
∫-12x dx = -6x^2
∫120 dx = 120x.
Теперь сложим все интегралы:
∫[2x - 12x + 120] dx = x^2 - 6x^2 + 120x + C
где C - постоянная интегрирования.
3. Найдите площадь фигур, ограниченных данными линиями:
а) Парабола у = (x-1)^2, прямая у = x + 1 и ось Ox
Для нахождения площади фигуры между параболой и прямой, необходимо найти точки пересечения двух функций.
Приравняем уравнение параболы к уравнению прямой и решим уравнение относительно x:
(x-1)^2 = x + 1
Раскроем квадрат и приведем уравнение к виду квадратного уравнения:
x^2 - 2x + 1 = x + 1
x^2 - 3x = 0
x(x - 3) = 0
Таким образом, получаем две точки пересечения x = 0 и x = 3.
Теперь найдем площадь фигуры между параболой и прямой. Мы можем использовать формулу для вычисления площади между двумя функциями:
Площадь = ∫(верхняя функция - нижняя функция) dx
В данном случае:
верхняя функция: y = (x-1)^2
нижняя функция: y = x + 1
Таким образом,
Площадь = ∫[(x-1)^2 - (x + 1)] dx = ∫[(x^2 - 2x + 1) - (x + 1)] dx
= ∫(x^2 - 2x + 1 - x - 1) dx
= ∫(x^2 - 3x) dx
Мы уже решали этот интеграл ранее и получили результат:
∫(x^2 - 3x) dx = (1/3)x^3 - (3/2)x^2 + C
Таким образом, площадь фигуры, ограниченной параболой у = (x-1)^2, прямой у = x + 1 и осью Oх, равна:
Площадь = (1/3)x^3 - (3/2)x^2 + C
б) График функции y = 4x (при x > 0), парабола y = -x^2 + 4x + 1
Для нахождения площади фигуры между двумя функциями опять необходимо найти точки пересечения двух функций.
Приравняем уравнение параболы к уравнению прямой и решим уравнение относительно x:
-x^2 + 4x + 1 = 4x
-x^2 + 1 = 0
x^2 - 1 = 0
(x - 1)(x + 1) = 0
Таким образом, получаем две точки пересечения x = 1 и x = -1. Однако, по условию дано, что x > 0, поэтому x = -1 не подходит.
Теперь найдем площадь фигуры между параболой и графиком функции. Опять используем формулу для вычисления площади между двумя функциями:
Площадь = ∫(верхняя функция - нижняя функция) dx
В данном случае:
верхняя функция: y = -x^2 + 4x + 1
нижняя функция: y = 4x
Таким образом,
Площадь = ∫[(-x^2 + 4x + 1) - 4x] dx = ∫(-x^2 + 1) dx
Мы уже решали этот интеграл ранее и получили результат:
∫(-x^2 + 1) dx = -(1/3)x^3 + x + C
Таким образом, площадь фигуры, ограниченной графиком функции y = 4x (при x > 0) и параболой y = -x^2 + 4x + 1, равна:
Площадь = -(1/3)x^3 + x + C
Это и ответ на все задачи. Если у вас остались вопросы по каким-то шагам или формулам, пожалуйста, обратитесь за дополнительной помощью.