Trang chủ Lớp 12 Toán lớp 12 Bài tập 3 trang 121 – SGK Giải tích 12: Bài 3....

Bài tập 3 trang 121 – SGK Giải tích 12: Bài 3. Ứng dụng của tích phân trong hình học....

Bài tập 3 – Trang 121 – SGK Giải tích 12: Bài 3. Ứng dụng của tích phân trong hình học.. 3. Parabol chia hình tròn có tâm tại gốc tọa độ, bán kính thành hai phần. Tìm tỉ số diện tích của chúng

Advertisements (Quảng cáo)

Bài 3. Parabol \(y = {{{x^2}} \over 2}\) chia hình tròn có tâm tại gốc tọa độ, bán kính \(2\sqrt2\) thành hai phần. Tìm tỉ số diện tích của chúng.

Hướng dẫn giải:

Đường tròn đã cho có phương trình \({x^{2}} + {\rm{ }}{y^2} = {\rm{ }}8\)

Từ đó ta có: \(y =  \pm \sqrt {8 + {x^2}} \)

Tọa độ giao điểm của \((C)\) và \((P)\) thỏa mãn hệ: 

\(\left\{ \matrix{
{x^2} = 2y \hfill \cr
{x^2} + {y^2} = 8 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
{y^2} + 2y – 8 = 0 \hfill \cr
{x^2} = 2y \hfill \cr} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
y = 2 \hfill \cr
x = \pm 2 \hfill \cr} \right.\)

\(S_1 = 2\int_0^2 {\left( {\sqrt {8 – {x^2}}  – {{{x^2}} \over 2}} \right)} d{\rm{x}}\)

\(= 2\int\limits_0^2 {\sqrt {8 – {x^2}} dx – \left[ {{{{x^3}} \over 3}} \right]} \left| {_0^2 = 2\int\limits_0^2 {\sqrt {8 – {x^2}} } dx – {8 \over 3}} \right.\)

Đặt \(x = 2\sqrt 2 \sin t \Rightarrow dx = 2\sqrt 2 {\mathop{\rm costdt}\nolimits} \)

Advertisements (Quảng cáo)

Đổi cận: \(\eqalign{
& x = 0 \Rightarrow t = 0 \cr
& x = 2 \Rightarrow t = {\pi \over 4} \cr} \)

\({S_1} = 2\int\limits_0^{{\pi  \over 4}} {\sqrt {8 – 8{{\sin }^2}t} .2\sqrt 2 {\rm{costdt – }}{8 \over 3}} \)

\( = 16\int\limits_0^{{\pi  \over 4}} {{{\cos }^2}tdt – {8 \over 3}} \)\( = 8\int\limits_0^{{\pi  \over 4}} {(1 + cos2t)dt – {8 \over 3}} \)

\(= [8t + 4sint2t]|_0^{{\pi  \over 4}} – {8 \over 3} = 2\pi  + {4 \over 3}\)

Diện tích hình tròn là: \(\pi R^2=8\pi\)

và  \({S_2} = 8\pi  – {S_1}=6\pi+{4\over 3}.\)

Vậy  \({{{S_2}} \over {{S_1}}} = {{9\pi  – 2} \over {3\pi  + 2}}\).