Luyện tập →
Câu hỏi › Lớp 12 › Nguyên hàm. Tích phân › Ứng dụng tích phân tính diện tích

SA (VDC): Logo trên $Oxy$ gồm $(C_1)\colon y = x^2$, $(C_2)\colon y = s\,x$

Lớp 12 · Ứng dụng tích phân tính diện tích
Một logo được thiết kế trên hệ trục toạ độ $Oxy$ (đơn vị trên các trục là mét) gồm các đường $(C_1)\colon y = x^2$, $(C_2)\colon y = 2x$ và $(C_3)\colon y = f(x)$. Lấy điểm $P(\alpha; \alpha^2)$ thuộc $(C_1)$ với $\alpha \in [0; 1]$. Đường thẳng qua $P$ song song với trục hoành cắt $(C_2)$ tại $Q$ và đường thẳng qua $P$ song song với trục tung cắt $(C_3)$ tại $R$. Gọi $S_1$ là diện tích hình phẳng giới hạn bởi $(C_1)$, $(C_2)$, $PQ$ và $S_2$ là diện tích hình phẳng giới hạn bởi $(C_1)$, $(C_3)$, $PR$. Biết yêu cầu thiết kế là $S_1 = S_2$ với mọi $\alpha \in [0; 1]$. Phần hình phẳng giới hạn bởi $(C_3)$ và trục hoành được lắp kính phát sáng với chi phí $6$ triệu đồng/m². Tổng chi phí thi công phần kính phát sáng là bao nhiêu triệu đồng?
ĐÁP ÁN
0 , 5
LỜI GIẢI

Bước 1 — Tính $S_1$ theo $\alpha$.
Đường ngang $y = \alpha^2$ cắt $(C_2)$ tại $Q\left(\dfrac{\alpha^2}{2}; \alpha^2\right)$. Tích phân theo $y$: $S_1 = \displaystyle\int_0^{\alpha^2}\!\Big(\sqrt y - \dfrac{y}{2}\Big)dy = \dfrac23\alpha^3 - \dfrac{\alpha^4}{4}$.

Bước 2 — Lập $(C_3)$ từ điều kiện $S_1 = S_2$.
$S_2 = \displaystyle\int_0^{\alpha} |f(x) - x^2|\,dx$. Cho $S_2(\alpha) = S_1(\alpha)$ với mọi $\alpha$ rồi đạo hàm theo $\alpha$: $|f(\alpha) - \alpha^2| = 2\alpha^2 - \dfrac{2\alpha^3}{2}$. Vì $(C_3)$ nằm dưới $(C_1)$ nên $f(x) = x^2 - \Big(2x^2 - \dfrac{2x^3}{2}\Big) = x^{3} - x^{2}$.

Bước 3 — Diện tích $(C_3)$ với trục hoành.
Trên $[0; 1]$ ta có $f(x) = x^{3} - x^{2} \le 0$, nên $S = \displaystyle\int_0^1 |f(x)|\,dx = \int_0^1\Big(x^2 - x^3\Big)dx = \dfrac{1}{12}$ m².

Kết luận: Tổng chi phí $= 6\cdot \dfrac{1}{12} = 0,5$ triệu đồng.

63% trả lời đúng 503 đúng · 300 sai
← Tìm câu hỏi khác