Естественные науки
Площадь фигуры без интеграла
Прошу определить площадь, ограниченную параболой у= х^2-4х+3 и прямой у= х-1, не применяя ни интегрирования, ни дифференцирования, а пользуясь лишь известным свойством параболы (это свойство по сути было установлено ещё Архимедом).
Площадь сегмента параболы, ограниченного параболой и прямой (где ось параболы параллельна Oy), найти можно легко:
Пусть y = f(x) уравнение параболы, y = g(x) - уравнение прямой.
Тогда +/-S = (2/3)* (x2 - x1) * (f(x0)-g(x0)), где x1 и x2 - корни уравнения f(x) - g(x) = 0, x0 - среднее арифметическое этих корней.
Почему: догадаться-то легко, а формально расписывать долго, проще замену переменных провести и якобиан преобразования найти, но не буду, т. к. это ход мыслей не покажет.
Покажем лучше ход мыслей: аффинным преобразованием сегмент параболы можно привести к "каноническому" сегменту, ограниченному кривыми y = x^2 и y = 1.
Это аффинное преобразование можно представить в виде композиции параллельного переноса, линейной 2x2 жордановой клетки, сохраняющей начало координат, ось Oy и разворачивающей прямую, ограничивающую сегмент, горизонтально, и двух сжатий вдоль осей. Из этих преобразований только сжатия меняют площадь, они же меняют расстояние между корнями и значения f(x0) - g(x0) в коэффициенты сжатия раз.
Пусть y = f(x) уравнение параболы, y = g(x) - уравнение прямой.
Тогда +/-S = (2/3)* (x2 - x1) * (f(x0)-g(x0)), где x1 и x2 - корни уравнения f(x) - g(x) = 0, x0 - среднее арифметическое этих корней.
Почему: догадаться-то легко, а формально расписывать долго, проще замену переменных провести и якобиан преобразования найти, но не буду, т. к. это ход мыслей не покажет.
Покажем лучше ход мыслей: аффинным преобразованием сегмент параболы можно привести к "каноническому" сегменту, ограниченному кривыми y = x^2 и y = 1.
Это аффинное преобразование можно представить в виде композиции параллельного переноса, линейной 2x2 жордановой клетки, сохраняющей начало координат, ось Oy и разворачивающей прямую, ограничивающую сегмент, горизонтально, и двух сжатий вдоль осей. Из этих преобразований только сжатия меняют площадь, они же меняют расстояние между корнями и значения f(x0) - g(x0) в коэффициенты сжатия раз.
(1,5 - 1/3) + (2,5 - 1/3) + (2,5 - 4/3) = 1,5+2,5+2,5 - 2 = 4,5
Когда приходится много проверять школьных примеров на параболу, то применяю именно этот способ. Надо только доказать, что парабола "отрезает" от квадратика третью часть.

Когда приходится много проверять школьных примеров на параболу, то применяю именно этот способ. Надо только доказать, что парабола "отрезает" от квадратика третью часть.

Ярослав Зинин
Что же, и это занимательно.
В случае параболы и я интегрирование проверяю аналогичным способом.
Что касается "надо только доказать" - я не зря упомянул Архимеда.
В случае параболы и я интегрирование проверяю аналогичным способом.
Что касается "надо только доказать" - я не зря упомянул Архимеда.
Воспользовавшись чертежом Владимира Тугеуса, вычисляем площадь вписанного в сегмент треугольника с основанием 2 и высотой 3.
S1=2*3/2=3
По Архимеду площадь вашего сегмента
S=4S1/3=4,5
S1=2*3/2=3
По Архимеду площадь вашего сегмента
S=4S1/3=4,5
Ярослав Зинин
S=4S1/3=4*3/3= 4 (?)
Похожие вопросы
- для чего мы наxодим площадь фигуры под графиком, то есть интеграл? спасибо
- Площадь фигуры, ограниченной кривыми
- Как вычислить площадь фигуры образованной пересечением 2 окружностей?
- как найти площадь фигуры, ограниченной функуциями?
- По какому принципу автокад считает площадь фигур? Хотелось бы узнать формулу
- Если число Пи до конца не определено, то и все площади фигур в формулах которых оно есть - не точны?
- для чего мы находим площадь криволинейной трапеции ЕСли в быту вообще не существует такой геометрической фигуры? спасибо
- Как получается, что переставляя фигуры местами мы получаем разную их площадь? Рис. внутри.
- Как найти площадь криволинейной обьемной фигуры?
- Практическая область применения тройного интеграла?
x^2 - 4x + 3 = x - 1 корни 1, 4
(2.5 - 1) - (2.5^2 - 4*2.5 + 3) = 2.25
S = (1/3) * (4 - 1)*2.25 = 2.25