Soru

Zorluk: Kolayİki Eğri Arasında Kalan Alan Hesabı

Aşağıda verilen sınırlı bölge tanımlarını, bu bölgelerin alanlarını ifade eden doğru değerlerle eşleştiriniz.

  • y=x2y = x^2 parabolü ile y=xy = x doğrusu arasında kalan sınırlı bölgenin alanı16\frac{1}{6} birimkare
  • y=x3y = x^3 eğrisi ile y=xy = x doğrusu arasında birinci bölgede (x0x \geq 0) kalan sınırlı bölgenin alanı14\frac{1}{4} birimkare
  • y=x2y = x^2 parabolü ile y=2xy = 2x doğrusu arasında kalan sınırlı bölgenin alanı43\frac{4}{3} birimkare

Cevap

Birinci bölge tanımı 1/6 birimkare ile, ikinci bölge tanımı 1/4 birimkare ile, üçüncü bölge tanımı ise 4/3 birimkare ile eşleşir.
Verilen her üç bölgenin alan hesabı, eğrilerin kesişim noktaları sınır kabul edilerek yapılan integral hesaplamalarıyla tam olarak eşleşmektedir.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci bölgenin kesişim sınırlarını bulma ve alan integralini hesaplama.
y=x2y = x^2 ve y=xy = x eğrileri için x2=x    x(x1)=0x^2 = x \implies x(x-1) = 0 denklemi kurulur. Kesişim sınırları x=0x = 0 ve x=1x = 1 olarak belirlenir. Belirli integral 01(xx2)dx=[x22x33]01=1213=16\int_0^1 (x - x^2) \, dx = \left[\frac{x^2}{2} - \frac{x^3}{3}\right]_0^1 = \frac{1}{2} - \frac{1}{3} = \frac{1}{6} birimkaredir.
İki eğrinin kesişim noktaları integralin sınırlarını tanımlar; üstteki fonksiyondan alttaki fonksiyon çıkarılarak alan bulunur.
2
İkinci bölgenin kesişim sınırlarını bulma ve alan integralini hesaplama.
y=x3y = x^3 ve y=xy = x eğrileri için x3=x    x(x1)(x+1)=0x^3 = x \implies x(x-1)(x+1) = 0 denklemi kurulur. Birinci bölgede (x0x \geq 0) kesişim sınırları x=0x = 0 ve x=1x = 1 olur. Belirli integral 01(xx3)dx=[x22x44]01=1214=14\int_0^1 (x - x^3) \, dx = \left[\frac{x^2}{2} - \frac{x^4}{4}\right]_0^1 = \frac{1}{2} - \frac{1}{4} = \frac{1}{4} birimkaredir.
Pozitif bölgedeki alan sınırları belirlendikten sonra integrasyon kuralları uygulanarak alan değeri hesaplanır.
3
Üçüncü bölgenin kesişim sınırlarını bulma ve alan integralini hesaplama.
y=x2y = x^2 ve y=2xy = 2x eğrileri için x2=2x    x(x2)=0x^2 = 2x \implies x(x-2) = 0 denklemi kurulur. Kesişim sınırları x=0x = 0 ve x=2x = 2 olur. Belirli integral 02(2xx2)dx=[x2x33]02=483=43\int_0^2 (2x - x^2) \, dx = \left[x^2 - \frac{x^3}{3}\right]_0^2 = 4 - \frac{8}{3} = \frac{4}{3} birimkaredir.
Doğru ve parabol sınırları belirlendikten sonra integral alma kuralları kullanılarak alan hesaplanır.

Anahtar Kavram

İki eğri arasındaki alan, kesişim noktaları sınır olmak üzere, üstteki fonksiyonun grafiğinden alttaki fonksiyonun grafiğinin farkının belirli integrali alınarak bulunur.
Bu soruyu puanla