如何用定积分求三角形的面积

1.【引言】

在直角坐标系中,通过解析几何的知识和图形的分解,可用S=(1/2)*a*h公式来求三角形的面积,在通过学习导数及微积分之后,还可以通过微积分中的定积分知识来求三角形的面积。本文将全面介绍直角坐标系中,介绍不同形状的三角形求面积的各种方法,侧重点为定积分求面积的方法,各种方法在每道题中是否是最简单的方法要具体分析,本文将详尽两种不同的取微元的方式来求面积,目的是让读者通过总结分析,寻求最简单的一种定积分求面积的方法。

2.【定积分求面积的公式】

一般地,由上下两条连续曲线y=f2(x)与y=f1(x)以及两条直线x=a与x=b (a>b)所围成的平面图形,它的面积计算公式为:

S = ∫(b,a)[f2(x)-f1(x)]dx.

3.求不同位置三角形的面积。

3.1.一条边AB在横坐标轴上,顶点C在纵坐标轴的正向情况:

如图1所示:已知A(-3,0),B(4,0),C(0,5)

如何用定积分求三角形的面积

方法一:把三角形ABC分解成两个

直角三角形OCA和OCB,用三角形的面积公式计算面积为:

S=Soca+Socb

=(1/2)*OC*OA+(1/2)*OC*OB

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

=35/2平方单位。

方法二:利用微积分的知识求面积。

1.第一种方式是面积对x微元,即:ds=△ydx。

此时考虑到,由于AC,BC方程的不同,所以,对x取面积微元有两种情况,即左边的ds1=△y1dx,右边的ds2=△y2dx,三角形面积元素ds=ds1+ds2.

如何用定积分求三角形的面积

以dx为积分单元

利用直线的截距式方程,分别可以写出AC,BC的直线方程分别为:x/(-3)+y/5=1,x/4+y/5=1.即:

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

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

x轴的方程为y=0,对于ds1:△y1=(yAC-0),所以:

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

则三角形的面积为:

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平方单位.

注:定积分上下限本题用在小括号中,前者为下限,后者为上限,下同。

(2)定积分求面积,第二种方式,对y取面积元素,即ds=△xdy。

如何用定积分求三角形的面积

以dy为积分单元

前面已经得到AC,BC的方程为:

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

BC:x/4+y/5=1,此时变型为:

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

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

所以ds=△xdy= {4*[1-(y/5)]-3*[ (y/5)-1]}dy,y的取值为[0,5]。

则面积为:

S△ABC=∫ds

=∫(0,5){4*[1-(y/5)]-3*[ (y/5)-1]}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平方单位.

通过分析以上方法,其中方法一是初等数学方法,方法二是微积分方法。对于本题,在初等数学方法中,方法1比方法2简单,在微积分方法中,对y微元要简单一些。

综上所述,用定积分来求三角形还是其他图形的面积,要先找面积单元,面积单元有两种形式,一种面积单元是ds=△xdy,对于△x,一般是右边的函数减去左边的函数,dy是要找到积分的上下限,且上限大于下限;另一种面积单元是ds=△ydx,对于△y,一般是上面的函数减去下面的函数,dx是要找到积分的上下限,也是上限大于下限。

(0)
上一篇 2023年5月16日 下午12:38
下一篇 2023年5月16日 下午12:40

相关推荐

  • cf穿越火线中cf是什么意思,cf穿越火线cfpls16总决赛

    很高兴解答你的问题 穿越火线的英文全称是Cross Fire(简称CF)。 《穿越火线》游戏是由韩国Smile Gate开发,由深圳市腾讯计算机系统有限公司代理运营的一款第一人称射…

    2023年2月2日
    0
  • 硅藻泥没干透再刷会有什么后果

    硅藻泥是一种新型的环保墙材料,其具有吸湿透气、防霉防螨等优点而备受青睐。但是,对于初次使用硅藻泥的人来说,可能会遇到一个问题:硅藻泥没干透再刷会有什么后果? 首先,我们需要了解硅藻…

    生活百科 2023年6月27日
    0
  • 84消毒液的配比方法

    84消毒液是一种常用的家庭消毒用品,可以有效消灭空气中和物品表面的细菌和病毒。但是,如果使用不当,会对人体产生危害。因此,在家庭中使用84消毒液时,我们需要掌握正确的配比方法。 配…

    生活百科 2023年6月15日
    0
  • 男性湿锐尖如何自己判断

    本文目录 1.观察症状 2.自我检查 3.与医生咨询 湿锐尖是男性生殖器疾病中的一种常见类型。它是一种由人乳头瘤病毒(HPV)感染引起的疾病,通常通过性交传播。湿锐尖通常在男性生殖…

    生活百科 2023年6月27日
    0
  • 小米平板5和ipad2020怎么选

    本文目录 1.价格 2.操作系统 3.外观和尺寸 4.总结 如今,平板电脑已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。而在这个市场上,小米平板5和iPad2020是两款备受欢迎的产品。…

    生活百科 2023年6月25日
    0
  • 羽衣甘蓝粉减肥一天喝几次

    羽衣甘蓝是一种营养丰富的蔬菜,含有大量维生素和矿物质。近年来,人们开始将羽衣甘蓝制成粉末,作为一种减肥辅助食品。但是,很多人对于每天喝几次羽衣甘蓝粉存在疑惑。 根据专家的建议,每天…

    生活百科 2023年8月11日
    0
  • 6种系鞋带方法,旧鞋秒变新鞋

    无论是帆布鞋或是运动鞋,都需要系鞋带。但你知道吗?其实简单的系鞋带也蕴藏着巨大的学问。今天小港就教仙女们6种美观的鞋带系法,用最简单的方法使你的鞋子更加时尚~ 第1则 -一直线绑法…

    2023年4月30日
    0
  • 烤箱微波炉空气炸锅光波炉哪个好

    四种厨房电器,多数家庭中都至少有一个:微波炉、光波炉、空气炸锅、电烤箱。虽然普及率高,但吐槽的声音却不小。无论哪款家电,都有大量的人说“这玩意真鸡肋”。 鄙人不才,这四种家电都用过…

    2023年4月6日
    0
  • 老祖宗留下来的观天象口诀,夜观天象口诀

    建议收藏 1、口诀(一) 朝霞不出门,晚霞行千里。天上鱼鳞斑,晒谷不用翻。 鸡迟宿,鸭欢叫,大雨不久到。久晴大雾必阴,久雨大雾必晴。 蚂蚁搬家蛇过道,明日必有大雨到。春雾风,夏雾晴…

    2023年3月12日
    0
  • 香港脚的英语是什么,香港脚的英文怎么读

    Bingo先给大家普及下,香港脚不一定指臭脚,香港脚指的是足癣,脚部由真菌感染,中医称为脚气,症状为脚臭,脚痒,脱皮,水泡等。 那么香港脚的英文可以直接翻译成‘Hong Kong …

    生活百科 2023年3月8日
    0

发表评论

登录后才能评论