Bài tập nâng cao Ứng dụng hình học của tích phân · Bài 36
Cho hình $\left( H \right)$ giới hạn bởi các đường $y=x^{2} ,\ y=0,\ x=0,\ x=4$. Đường thẳng $y=k\ \left( 0 < k < 16 \right)$ chia hình $\left( H \right)$ thành hai phần có diện tích $S_{1},\ S_{2}$(hình vẽ). Tìm $k$ để $S_{1}=S_{2}$.
Xem lời giải
Lời giải
Phương trình hoành độ giao điểm $x^{2} =k\Rightarrow x=\sqrt{k}\ \left( x>0 \right)$
$S$ là diện tích hình phẳng giới hạn bởi $D:\left\{ \begin{array}{l} y=x^{2} \\ y=0 \\ x=0,\ x=4 \end{array} \right.$
Để $S_{1}=S_{2}\ \Leftrightarrow \int _{ \sqrt{k} }^{4} { \left( x^{2} -k \right) }dx=\frac{1}{2}\int _{0}^{4} { x^{2} .dx\Leftrightarrow \left( \frac{x^{3}}{3}-kx \right) }\mid _{ \sqrt{k} }^{4}=\frac{32}{3}$.
$\Leftrightarrow \frac{64}{3}-4k-\left( \frac{k\sqrt{k}}{3}-k\sqrt{k} \right)=\frac{32}{3}\Leftrightarrow k\sqrt{k}-6k+16=0\Leftrightarrow \left[ \sqrt{k}=2 \\ \sqrt{k}=2+\sqrt{2}\left( loai \right) \\ \sqrt{k}=2-\sqrt{2}\left( loai \right) \right.\Leftrightarrow k=4$