Soru

Zorluk: Kolayİki Eğri Arasında Kalan Alan Hesabı

Tepe noktası yy ekseni üzerinde olan y=5x2y = 5 - x^2 parabolü ile y=1y = 1 doğrusunun sınırlandırdığı kapalı bölgenin alanı kaç birimkaredir?

  1. A
    163\frac{16}{3}
  2. B
    223\frac{22}{3}
  3. 323\frac{32}{3}Cevap
  4. D
    283\frac{28}{3}
  5. E
    443\frac{44}{3}

Cevap

İki eğri arasında kalan kapalı bölgenin alanı 323\frac{32}{3} birimkaredir.
Doğru cevap olan 323\frac{32}{3} değeri, y=5x2y = 5 - x^2 parabolünün y=1y = 1 doğrusunun üzerinde kalan kısmının [2,2][-2, 2] aralığındaki integral farkı hesaplanarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Parabol ile doğrunun kesişim noktalarını bulmak için denklemleri birbirine eşitleyin.
5x2=1    x2=4    x=25 - x^2 = 1 \implies x^2 = 4 \implies x = -2 ve x=2x = 2 bulunur.
Eğriler arasında kalan bölgenin sınırlarını belirleyecek olan integral limitlerini bulmak amacıyla kesişim noktalarının apsisleri hesaplanır.
2
[2,2][-2, 2] aralığında üstte kalan eğriden altta kalan doğruyu çıkararak alan integralini kurun.
A=22((5x2)1)dx=22(4x2)dxA = \int_{-2}^{2} ((5 - x^2) - 1) \, dx = \int_{-2}^{2} (4 - x^2) \, dx elde edilir.
İki eğri arasındaki alan, üstteki fonksiyondan alttaki fonksiyon çıkarılarak elde edilen farkın belirli integralidir.
3
İntegrali simetriden yararlanarak veya doğrudan hesaplayın.
A=202(4x2)dx=2[4xx33]02=2(883)=2(163)=323A = 2 \int_{0}^{2} (4 - x^2) \, dx = 2 \left[ 4x - \frac{x^3}{3} \right]_{0}^{2} = 2 \left( 8 - \frac{8}{3} \right) = 2 \left( \frac{16}{3} \right) = \frac{32}{3} birimkare bulunur.
Belirli integralin değerini sınırları yerine koyarak hesaplayıp sınırlandırılmış bölgenin alanını buluruz.

Anahtar Kavram

İki eğri arasında kalan bölgenin alanını belirli integral yardımıyla hesaplama.
Bu soruyu puanla