Bài tập nâng cao · Bài 33
Dạng 1. Ứng dụng diện tích
Bài tập nâng cao Ứng dụng hình học của tích phân · Bài 33
Hàm số bậc ba $y=f\left( x \right)$ có đồ thị $\left( C_{1}\right)$ đi qua điểm $A\left( 1;0 \right)$; hàm số bậc hai $y=g\left( x \right)$ có đồ thị $\left( C_{2}\right)$ đi qua điểm $B\left( 1;-4 \right).$ $\left( C_{1}\right),\left( C_{2}\right)$ cắt nhau tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lần lượt là $-1;2;3$. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị $\left( C_{1}\right),\left( C_{2}\right)$?
Xem lời giải
Lời giải
Vì $\left( C_{1}\right),\left( C_{2}\right)$ cắt nhau tại 3 điểm phân biệt có hoành độ lần lượt là $-1;2;3$ nên đa thức bậc ba $f(x)-g(x)$ có ba nghiệm $-1;2;3$. Do đó, $f(x)-g(x)=a\left( x+1 \right)\left( x-2 \right)\left( x-3 \right),$ với $a\neq 0.$
Mặt khác vì $\left( C_{1}\right)$ đi qua điểm $A\left( 1;0 \right)$; $\left( C_{2}\right)$ đi qua điểm $B\left( 1;-4 \right)$ nên $f\left( 1 \right)=0,g\left( 1 \right)=-4$. Do đó, $f\left( 1 \right)-g\left( 1 \right)=4$
Suy ra $a\left( 1+1 \right)\left( 1-2 \right)\left( 1-3 \right)=4\,$ hay $a=1$.
Khi đó diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị $\left( C_{1}\right),\left( C_{2}\right)$ là
$\int _{ -1 }^{2} { \left | { \left( x+1 \right)\left( x-2 \right)\left( x-3 \right) } \right |{ \rm{ d } }x }+\int _{2}^{3} { \left | { \left( x+1 \right)\left( x-2 \right)\left( x-3 \right) } \right |{ \rm{ d } }x }=\frac{71}{6}$ (đvdt).
Mặt khác vì $\left( C_{1}\right)$ đi qua điểm $A\left( 1;0 \right)$; $\left( C_{2}\right)$ đi qua điểm $B\left( 1;-4 \right)$ nên $f\left( 1 \right)=0,g\left( 1 \right)=-4$. Do đó, $f\left( 1 \right)-g\left( 1 \right)=4$
Suy ra $a\left( 1+1 \right)\left( 1-2 \right)\left( 1-3 \right)=4\,$ hay $a=1$.
Khi đó diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị $\left( C_{1}\right),\left( C_{2}\right)$ là
$\int _{ -1 }^{2} { \left | { \left( x+1 \right)\left( x-2 \right)\left( x-3 \right) } \right |{ \rm{ d } }x }+\int _{2}^{3} { \left | { \left( x+1 \right)\left( x-2 \right)\left( x-3 \right) } \right |{ \rm{ d } }x }=\frac{71}{6}$ (đvdt).