Математический анализ Примеры

Найти площадь между кривыми y=x^3 , y=4x
y=x3 , y=4x
Этап 1
Решим, воспользовавшись подстановкой, чтобы найти пересечение кривых.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Исключим равные части каждого уравнения и объединим.
x3=4x
Этап 1.2
Решим x3=4x относительно x.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.1
Вычтем 4x из обеих частей уравнения.
x3-4x=0
Этап 1.2.2
Разложим левую часть уравнения на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.2.1
Вынесем множитель x из x3-4x.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.2.1.1
Вынесем множитель x из x3.
xx2-4x=0
Этап 1.2.2.1.2
Вынесем множитель x из -4x.
xx2+x-4=0
Этап 1.2.2.1.3
Вынесем множитель x из xx2+x-4.
x(x2-4)=0
x(x2-4)=0
Этап 1.2.2.2
Перепишем 4 в виде 22.
x(x2-22)=0
Этап 1.2.2.3
Разложим на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.2.3.1
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, a2-b2=(a+b)(a-b), где a=x и b=2.
x((x+2)(x-2))=0
Этап 1.2.2.3.2
Избавимся от ненужных скобок.
x(x+2)(x-2)=0
x(x+2)(x-2)=0
x(x+2)(x-2)=0
Этап 1.2.3
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен 0, все выражение равно 0.
x=0
x+2=0
x-2=0+y=4x
Этап 1.2.4
Приравняем x к 0.
x=0
Этап 1.2.5
Приравняем x+2 к 0, затем решим относительно x.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.5.1
Приравняем x+2 к 0.
x+2=0
Этап 1.2.5.2
Вычтем 2 из обеих частей уравнения.
x=-2
x=-2
Этап 1.2.6
Приравняем x-2 к 0, затем решим относительно x.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.6.1
Приравняем x-2 к 0.
x-2=0
Этап 1.2.6.2
Добавим 2 к обеим частям уравнения.
x=2
x=2
Этап 1.2.7
Окончательным решением являются все значения, при которых x(x+2)(x-2)=0 верно.
x=0,-2,2
x=0,-2,2
Этап 1.3
Вычислим y, когда x=0.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1
Подставим 0 вместо x.
y=4(0)
Этап 1.3.2
Умножим 4 на 0.
y=0
y=0
Этап 1.4
Вычислим y, когда x=-2.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.4.1
Подставим -2 вместо x.
y=4(-2)
Этап 1.4.2
Умножим 4 на -2.
y=-8
y=-8
Этап 1.5
Вычислим y, когда x=2.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.5.1
Подставим 2 вместо x.
y=4(2)
Этап 1.5.2
Умножим 4 на 2.
y=8
y=8
Этап 1.6
Решение данной системы — полный набор упорядоченных пар, представляющих собой допустимые решения.
(0,0)
(-2,-8)
(2,8)
(0,0)
(-2,-8)
(2,8)
Этап 2
Площадь области между кривыми определяется как интеграл верхней кривой минус интеграл нижней кривой по каждой области. Области определяются точками пересечения кривых. Это можно сделать алгебраически или графически.
Area=-20x3dx--204xdx
Этап 3
Проинтегрируем, чтобы найти площадь между -2 и 0.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Объединим интегралы в один интеграл.
-20x3-(4x)dx
Этап 3.2
Умножим 4 на -1.
-20x3-4xdx
Этап 3.3
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
-20x3dx+-20-4xdx
Этап 3.4
По правилу степени интеграл x3 по x имеет вид 14x4.
14x4]-20+-20-4xdx
Этап 3.5
Поскольку -4 — константа по отношению к x, вынесем -4 из-под знака интеграла.
14x4]-20-4-20xdx
Этап 3.6
По правилу степени интеграл x по x имеет вид 12x2.
14x4]-20-4(12x2]-20)
Этап 3.7
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.1
Объединим 12 и x2.
14x4]-20-4(x22]-20)
Этап 3.7.2
Подставим и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.2.1
Найдем значение 14x4 в 0 и в -2.
(1404)-14(-2)4-4(x22]-20)
Этап 3.7.2.2
Найдем значение x22 в 0 и в -2.
1404-14(-2)4-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.2.3.1
Возведение 0 в любую положительную степень дает 0.
140-14(-2)4-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.2
Умножим 14 на 0.
0-14(-2)4-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.3
Возведем -2 в степень 4.
0-1416-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.4
Умножим 16 на -1.
0-16(14)-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.5
Объединим -16 и 14.
0+-164-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.6
Сократим общий множитель -16 и 4.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.2.3.6.1
Вынесем множитель 4 из -16.
0+4-44-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.6.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.2.3.6.2.1
Вынесем множитель 4 из 4.
0+4-44(1)-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.6.2.2
Сократим общий множитель.
0+4-441-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.6.2.3
Перепишем это выражение.
0+-41-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.6.2.4
Разделим -4 на 1.
0-4-4(022-(-2)22)
0-4-4(022-(-2)22)
0-4-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.7
Вычтем 4 из 0.
-4-4(022-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.8
Возведение 0 в любую положительную степень дает 0.
-4-4(02-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.9
Сократим общий множитель 0 и 2.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.2.3.9.1
Вынесем множитель 2 из 0.
-4-4(2(0)2-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.9.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.2.3.9.2.1
Вынесем множитель 2 из 2.
-4-4(2021-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.9.2.2
Сократим общий множитель.
-4-4(2021-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.9.2.3
Перепишем это выражение.
-4-4(01-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.9.2.4
Разделим 0 на 1.
-4-4(0-(-2)22)
-4-4(0-(-2)22)
-4-4(0-(-2)22)
Этап 3.7.2.3.10
Возведем -2 в степень 2.
-4-4(0-42)
Этап 3.7.2.3.11
Сократим общий множитель 4 и 2.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.2.3.11.1
Вынесем множитель 2 из 4.
-4-4(0-222)
Этап 3.7.2.3.11.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.2.3.11.2.1
Вынесем множитель 2 из 2.
-4-4(0-222(1))
Этап 3.7.2.3.11.2.2
Сократим общий множитель.
-4-4(0-2221)
Этап 3.7.2.3.11.2.3
Перепишем это выражение.
-4-4(0-21)
Этап 3.7.2.3.11.2.4
Разделим 2 на 1.
-4-4(0-12)
-4-4(0-12)
-4-4(0-12)
Этап 3.7.2.3.12
Умножим -1 на 2.
-4-4(0-2)
Этап 3.7.2.3.13
Вычтем 2 из 0.
-4-4-2
Этап 3.7.2.3.14
Умножим -4 на -2.
-4+8
Этап 3.7.2.3.15
Добавим -4 и 8.
4
4
4
4
4
Этап 4
Площадь области между кривыми определяется как интеграл верхней кривой минус интеграл нижней кривой по каждой области. Области определяются точками пересечения кривых. Это можно сделать алгебраически или графически.
Area=024xdx-02x3dx
Этап 5
Проинтегрируем, чтобы найти площадь между 0 и 2.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Объединим интегралы в один интеграл.
024x-(x3)dx
Этап 5.2
Умножим -1 на x3.
024x-x3dx
Этап 5.3
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
024xdx+02-x3dx
Этап 5.4
Поскольку 4 — константа по отношению к x, вынесем 4 из-под знака интеграла.
402xdx+02-x3dx
Этап 5.5
По правилу степени интеграл x по x имеет вид 12x2.
4(12x2]02)+02-x3dx
Этап 5.6
Объединим 12 и x2.
4(x22]02)+02-x3dx
Этап 5.7
Поскольку -1 — константа по отношению к x, вынесем -1 из-под знака интеграла.
4(x22]02)-02x3dx
Этап 5.8
По правилу степени интеграл x3 по x имеет вид 14x4.
4(x22]02)-(14x4]02)
Этап 5.9
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.1
Объединим 14 и x4.
4(x22]02)-(x44]02)
Этап 5.9.2
Подставим и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.1
Найдем значение x22 в 2 и в 0.
4((222)-022)-(x44]02)
Этап 5.9.2.2
Найдем значение x44 в 2 и в 0.
4(222-022)-(244-044)
Этап 5.9.2.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.3.1
Возведем 2 в степень 2.
4(42-022)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.2
Сократим общий множитель 4 и 2.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.3.2.1
Вынесем множитель 2 из 4.
4(222-022)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.2.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.3.2.2.1
Вынесем множитель 2 из 2.
4(222(1)-022)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.2.2.2
Сократим общий множитель.
4(2221-022)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.2.2.3
Перепишем это выражение.
4(21-022)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.2.2.4
Разделим 2 на 1.
4(2-022)-(244-044)
4(2-022)-(244-044)
4(2-022)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.3
Возведение 0 в любую положительную степень дает 0.
4(2-02)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.4
Сократим общий множитель 0 и 2.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.3.4.1
Вынесем множитель 2 из 0.
4(2-2(0)2)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.4.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.3.4.2.1
Вынесем множитель 2 из 2.
4(2-2021)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.4.2.2
Сократим общий множитель.
4(2-2021)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.4.2.3
Перепишем это выражение.
4(2-01)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.4.2.4
Разделим 0 на 1.
4(2-0)-(244-044)
4(2-0)-(244-044)
4(2-0)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.5
Умножим -1 на 0.
4(2+0)-(244-044)
Этап 5.9.2.3.6
Добавим 2 и 0.
42-(244-044)
Этап 5.9.2.3.7
Умножим 4 на 2.
8-(244-044)
Этап 5.9.2.3.8
Возведем 2 в степень 4.
8-(164-044)
Этап 5.9.2.3.9
Сократим общий множитель 16 и 4.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.3.9.1
Вынесем множитель 4 из 16.
8-(444-044)
Этап 5.9.2.3.9.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.3.9.2.1
Вынесем множитель 4 из 4.
8-(444(1)-044)
Этап 5.9.2.3.9.2.2
Сократим общий множитель.
8-(4441-044)
Этап 5.9.2.3.9.2.3
Перепишем это выражение.
8-(41-044)
Этап 5.9.2.3.9.2.4
Разделим 4 на 1.
8-(4-044)
8-(4-044)
8-(4-044)
Этап 5.9.2.3.10
Возведение 0 в любую положительную степень дает 0.
8-(4-04)
Этап 5.9.2.3.11
Сократим общий множитель 0 и 4.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.3.11.1
Вынесем множитель 4 из 0.
8-(4-4(0)4)
Этап 5.9.2.3.11.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.9.2.3.11.2.1
Вынесем множитель 4 из 4.
8-(4-4041)
Этап 5.9.2.3.11.2.2
Сократим общий множитель.
8-(4-4041)
Этап 5.9.2.3.11.2.3
Перепишем это выражение.
8-(4-01)
Этап 5.9.2.3.11.2.4
Разделим 0 на 1.
8-(4-0)
8-(4-0)
8-(4-0)
Этап 5.9.2.3.12
Умножим -1 на 0.
8-(4+0)
Этап 5.9.2.3.13
Добавим 4 и 0.
8-14
Этап 5.9.2.3.14
Умножим -1 на 4.
8-4
Этап 5.9.2.3.15
Вычтем 4 из 8.
4
4
4
4
4
Этап 6
Добавим 4 и 4.
8
Этап 7
 [x2  12  π  xdx ]