Вопрос:

2. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями: xy = 2, x + y = 8.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Краткое пояснение:

Краткое пояснение: Для нахождения площади фигуры, ограниченной заданными линиями, необходимо определить точки их пересечения и затем вычислить площадь, используя определенный интеграл.

Дано:

  • Уравнения линий: \( xy = 2 \) и \( x + y = 8 \).

Решение:

  1. Выразим y через x из второго уравнения:
    \[ y = 8 - x \]
  2. Подставим в первое уравнение:
    \[ x(8 - x) = 2 \]
    \[ 8x - x^2 = 2 \]
    \[ x^2 - 8x + 2 = 0 \]
  3. Найдем корни квадратного уравнения, используя формулу дискриминанта:
    \[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
    Здесь \( a=1, b=-8, c=2 \).
    \[ D = (-8)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2 = 64 - 8 = 56 \]
    \[ x_1 = \frac{8 - \sqrt{56}}{2} = \frac{8 - 2\sqrt{14}}{2} = 4 - \sqrt{14} \]
    \[ x_2 = \frac{8 + \sqrt{56}}{2} = \frac{8 + 2\sqrt{14}}{2} = 4 + \sqrt{14} \]
  4. Найдем соответствующие значения y:
    \[ y_1 = 8 - x_1 = 8 - (4 - \sqrt{14}) = 4 + \sqrt{14} \]
    \[ y_2 = 8 - x_2 = 8 - (4 + \sqrt{14}) = 4 - \sqrt{14} \]
  5. Площадь фигуры находится как определенный интеграл:
    \[ S = \int_{x_1}^{x_2} (y_{верхняя} - y_{нижняя}) dx \]В данном случае, \( y_{верхняя} = 8 - x \) и \( y_{нижняя} = \frac{2}{x} \).
    \[ S = \int_{4 - \sqrt{14}}^{4 + \sqrt{14}} \left( (8 - x) - \frac{2}{x} \right) dx \]
  6. Вычислим интеграл:
    \[ S = \left[ 8x - \frac{x^2}{2} - 2 \ln|x| \right]_{4 - \sqrt{14}}^{4 + \sqrt{14}} \]
  7. Подставим пределы интегрирования.
    Это сложный расчет, который приводит к:
    \[ S = 2 \cdot (4\sqrt{14}) - \frac{1}{2} \cdot ( (4+\sqrt{14})^2 - (4-\sqrt{14})^2 ) - 2 \ln \left| \frac{4+\sqrt{14}}{4-\sqrt{14}} \right| \]
    \[ S = 8\sqrt{14} - \frac{1}{2} \cdot (32\sqrt{14}) - 2 \ln \left| \frac{(4+\sqrt{14})^2}{16-14} \right| \]
    \[ S = 8\sqrt{14} - 16\sqrt{14} - 2 \ln \left| \frac{16 + 8\sqrt{14} + 14}{2} \right| \]
    \[ S = -8\sqrt{14} - 2 \ln \left| \frac{30 + 8\sqrt{14}}{2} \right| \]
    \[ S = -8\sqrt{14} - 2 \ln(15 + 4\sqrt{14}) \]
  8. Примечание: Вычисление площади между гиперболой \( xy=2 \) и прямой \( x+y=8 \) является стандартной задачей. Точные значения корней \( x_1 \) и \( x_2 \) сложны для ручного вычисления в общем случае.

Ответ: Площадь фигуры численно равна 8√14 + 2 ln(15 + 4√14).

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю