本文主要通过微积分的定积分知识,介绍抛物线y=2x^2+6x+8与x轴围成区域面积计算的主要步骤。
※.围成区域面积计算通式如果二次函数y=ax^2+bx+c,与x轴有两个交点,其横坐标分别为x1,x2,如下图所示,
根据定积分计算曲线围成区域面积计算公式,
则该抛物线与x轴围成区域面积S的计算步骤为:
S=∫[x1,x2](0-y)dx
=∫[x1,x2](-ax^2-bx-c)dx
=-(a/3)x^3-(b/2)x^2-cx[x1,x2]。
对于方程ax^2+bx+c=0,由二次方程求根公式及韦达定理可知:
x1+x2=-b/a,x1*x2=c/a,x2-x1=√(b^2-4ac)/a,
,此时面积表达式继续化简可知:
S=-(a/3)(x2^3-x1^3)-(b/2)(x2^2-x1^2)-c(x2-x1)
=-(a/3)(x2-x1)(x2^2+x1x2+x1^2)-(b/2)(x2-x1)(x2+x1)-c(x2-x1)
=-(1/6)(x2-x1)[2a(x2^2+x1x2+x1^2)+3b(x2+x1)+6c]
=-(1/6a)*√(b^2-4ac)*[2a(x2+x1)^2-2ax1x2+3b(x2+x1)+6c]
=-(1/6a)*√(b^2-4ac)*[2a*(-b/a)^2-2a*c/a+3b*(-b/a)+6c]
=-(1/6a)*√(b^2-4ac)*(2b^2/a-2c-3b^2/a+6c)
=(1/6a^2)*√(b^2-4ac)*(b^2/a-4c)
=(1/6a^2)√(b^2-4ac)^3
※.本题面积计算对于本题,y=2x^2+6x+8,相应方程2x^2+6x+8=0,
因式分解化简为:
2(x-1)(x+4)=0,即x=-1,或者x=4,
可知与x轴的两个交点分别为A(-1,0),B(4,0),
x1+x2=-b/a=-1+4=3,
x1*x2=c/a=-1*4=-4,
x2-x1=√(b^2-4ac)/a=4-(-1)=5,
此时抛物线y与x轴围成区域的面积S计算表达式为:
S=∫[-1,4](0-y)dx
=∫[-1,4](-2x^2+6x-8)dx
=-(2/3)x^3-3x^2-8x[-1,4]
根据上述面积通式推导,此时围成区域的面积为:
S=(1/6*2^2)√[(+6)^2-4*2*(+8)]^3
=(1/6*2^2) [(+6)^2-4*2*(+8)]*√[(+6)^2-4*2*(+8)]
=(1/6*2^2)√[(+6)^2-4*2*(+8)]^3
=7√7/3平方单位。