Skip to content

Trang Học trực tuyến

  • Môn Toán

Trang Học trực tuyến

  • Home » 
  • Toán lớp 12

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân

By admin 07/10/2023 0

Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân

Bài 3. Ứng dụng hình học tích phân

A. Kiến thức sách giáo khoa cần nắm

I. Diện tích hình phẳng

1. Định lý 1:

Cho hàm số y = f(x) liên tục, không âm trên [a ; b]. Khi đó diện tích S của hình thang cong giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x), trục hoành và 2 đường thẳng x = a. x = b là: \(S = \int_a^b f (x)dx\)

2. Bài toán liên quan

Bài toán 1: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x) liên tục trên đoạn [a ; b], trục hoành và hai đường thẳng x = a, x = b được xác định: \(S = \int_a^b | f(x)|dx\)

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 1)

Bài toán 2: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x), y = g(x) liên tục trên đoạn [a ; b] và hai đường thẳng x = a, x = b được xác định: \(S = \int_a^b | f(x) – g(x)|dx\)

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 2)

Chú ý: Nếu trên đoạn [a ; b], hàm số f(x) không đổi dấu thì: \(\int_a^b | f(x)|dx = \left| {\int_a^b f (x)dx} \right|\)

Bài toán 3: Diện tích của hình phẳng giới hạn bởi các đường x = g(y), x = h(y) và hai đường thẳng y = x; y = d được xác định: \(S = \int_c^d | g(y) – h(y)|dy\)

Bài toán 4: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi 2 đồ thị \(\left( {{C_1}} \right):{f_1}(x),\left( {{C_2}} \right):{f_2}(x)\) là: \(S = \int_{{x_1}}^{{x_2}} | f(x) – g(x)|dx\). Trong đó: \({x_1},{x_2}\) tương ứng là nghiệm của phương trình \(f(x) = g(x),\left( {{x_1} < {x_2}} \right)\)

II. Thể tích của khối tròn xoay

1. Thể tích vật thể

Gọi B là phần vật thể giới hạn bởi hai mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại các điểm a và b; S(x) là diện tích thiết diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm x, \((a \le x \le b)\). Giả sử S(x) là hàm số liên tục trên đoạn [a ; b].

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 3)

2. Thể tích khối tròn xoay

Bài toán 1: Thể tích khối tròn xoay được sinh ra khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đường y = f(x), trục hoành và hai đường thẳng x = a, x = b quanh trục Ox :

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 4)

Bài toán 2: Thể tích khối tròn xoay được sinh ra khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đường \(x = g(y)\), trục hoành và hai đường thẳng y = c, y = d quanh trục Oy :

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 5)

Bài toán 3: Thể tích khối tròn xoay được sinh ra khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đường y = f(x), y = g(x) và hai đường thẳng x = a; x = b quanh trục Ox\(V = \pi \int_a^b {\left| {{f^2}(x) – {g^2}(x)} \right|} dx\).

B. Phân loại và phương pháp giải bài tập

Dạng 1: Tính diện tích giới hạn bởi 1 đồ thị

1. Phương pháp:

a. Phương pháp 1:

\(S = \int_a^b | f(x)|dx\)

* Xét dấu biểu thức \(f(x);x \in [a;b]\), phá dấu trị tuyệt đối và tính tích phân.

b. Phương pháp 2:

* Giải phương trình f(x) = 0; chọn nghiệm trong [a ; b]. Giả sử các nghiệm là \(\alpha ;\beta \) với \(\alpha  < \beta \).

* Áp dụng tính chất liên tục của hàm số f(x) trên [a ; b]; ta có:

\(S = \left. {} \right|_a^\alpha f(x){\rm{d}}x| + |_\alpha ^\beta f(x){\rm{d}}x| + |_\beta ^bf(x){\rm{d}}x\mid \)

2. Các Bài tập mẫu:

Bài tập 1: Tính diện tích S của hình phẳng giới hạn bởi đồ thị \({\rm{y}} = {{\rm{x}}^2}\), trục hoành và đường thẳng x = 2.

A. \(S = \frac{8}{9}\)

B. \(S = \frac{{16}}{3}\).

C. \(S = 16\).

D. \(S = \frac{8}{3}\).

Hướng dẫn giải

CHỌN D

Nhận thấy rằng, để tính diện tích ta cần phải tìm được 2 cận. Để tìm thêm cận còn lại ta giải phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(({\rm{P}}):{\rm{y}} = {{\rm{x}}^2}\) với trục hoành.

Phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị \(({\rm{P}}):{\rm{y}} = {{\rm{x}}^2}\) với trục hoành: \({{\rm{x}}^2} = 0 \Leftrightarrow {\rm{x}} = 0\)

Áp dụng công thức ta có \(S = \int_0^2 {\left| {{x^2}} \right|} dx = \frac{8}{3}\).

Nhận xét: Nếu ta vẽ đồ thị hàm số \({\rm{y}} = {{\rm{x}}^2}\) và đường thẳng x = 2 ta dễ dàng xác định được hình phẳng giới hạn bởi các đường này. Từ đó ta dễ dàng tính được diện tích S.

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 6)

Bài tập 2: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị các hàm số \({\rm{y}} = {{\rm{x}}^2}\). \({{\rm{e}}^{\rm{x}}}\), trục hoành và đường thẳng x = 1

A. e – 2.

B. 2 + e.

C. 2 – e.

D. 1 .

Hướng dẫn giải

CHỌN A

Phương trình hoành độ giao điểm \({{\rm{x}}^2}{{\rm{e}}^{\rm{x}}} = 0 \Leftrightarrow {\rm{x}} = 0\)

Ta có:

\(\begin{array}{l}S = \int_0^1 {{x^2}} {e^x}dx = \int_0^1 {{x^2}} d\left( {{e^x}} \right) = \left. {{x^2}{e^x}} \right|_0^1 – \int_0^1 {{e^x}} d\left( {{x^2}} \right)\\ = e – 2\int_0^1 x {e^x}dx = e – 2\int_0^1 x d\left( {{e^x}} \right) = e – \left. {2x{e^x}} \right|_0^1 + 2\int_0^1 {{e^x}} dx\end{array}\)

\( = {\rm{e}} – 2{\rm{e}} + \left. {2{{\rm{e}}^{\rm{x}}}} \right|_0^1 =  – {\rm{e}} + 2{\rm{e}} – 2 = {\rm{e}} – 2.\)

Lời bình: Bài toán trên đã có 1 cận, ta chỉ cần tìm thêm 1 cận nữa bằng cách giải phương trình hoành độ giao điểm. Sau đó áp dụng công thức. Nếu vẽ đồ thị bài này để tìm hình phẳng giới hạn bởi các đường là không nên vì đồ thị hàm số hơi phức tạp. Việc tìm được công thức \(S = \int_0^1 {{x^2}} {e^x}dx\) và tính tích phân này ta có thể dùng MTCT để tính và chọn Chọn.

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 7)

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 8)

Bài tập 3: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị \({\rm{y}} = \sqrt {1 – {{\rm{x}}^2}} \) và trục hoành:

A. \(\pi  – 2\).

B. \(\frac{\pi }{4}\).

C. 1 .

D. \(\frac{\pi }{2}\).

Hướng dẫn giải

CHỌN D

Phương trình hoành độ giao điểm của, Ox là \(\sqrt {1 – {{\rm{x}}^2}}  = 0 \Leftrightarrow {\rm{x}} =  \pm 1\)

Khi đó, diện tích hình phẳng cần tìm là \(S = \int_{ – 1}^1 {\sqrt {1 – {x^2}} } dx\).

Đặt \(x = \sin t \Leftrightarrow dx = \cos tdt\) và \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 1 \to t = \frac{\pi }{2}}\\{x =  – 1 \to t =  – \frac{\pi }{2}}\end{array}} \right.\)

Suy ra \(S = \int_{ – 1}^1 {\sqrt {1 – {x^2}} } dx = \int_{ – \frac{\pi }{2}}^{\frac{\pi }{2}} {\sqrt {1 – {{\sin }^2}t} } t\cos tdt = \int_{ – \frac{\pi }{2}}^{\frac{\pi }{2}} {{{\cos }^2}} tdt = \frac{\pi }{2}\)

Lời bình: Bài toán trên chưa có cận, ta phải giải phương trình hoành độ giao điểm để tìm cận. Sau đó áp dụng công thức. Việc tìm được công thức \({\rm{S}} = \int_{ – 1}^1 {\sqrt {1 – {{\rm{x}}^2}} } {\rm{dx}}\) và tính tích phân này tương đối phức tạp, do đó ta có thể dùng MTCT để tính và chọn Chọn.

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 9)

Nếu vẽ được đồ thị thì ta xác định được hình phẳng và diện tích của nó dễ dàng, đó chính là diện tích của nữa đường tròn bán kính bằng 1 . Do đó: \({\rm{S}} = \frac{1}{2}\pi {{\rm{R}}^2} = \frac{\pi }{2}\).

Bài tập 4: Tính diện tích S hình phẳng giới hạn bởi các đường \({\rm{y}} = \ln {\rm{x}},{\rm{x}} = {\rm{e}},{\rm{x}} = \frac{1}{{\rm{e}}}\) và trục hoành

A. \(S = 2 – \frac{2}{{\rm{e}}}\).

B. \({\rm{S}} = 1 – \frac{1}{{\rm{e}}}\).

C. \({\rm{S}} = 2 + \frac{2}{{\rm{e}}}\).

D. \({\rm{S}} = 1 + \frac{1}{{\rm{e}}}\).

Hướng dẫn giải

CHỌN A

Phương trình hoành độ giao điểm của đồ thị y = lnx và trụ hoành là lnx = 0 \( \Leftrightarrow \)x = 1.

\(\begin{array}{l}S = \int_{\frac{1}{c}}^e | \ln x|dx =  – \int_{\frac{1}{c}}^1 {\ln } xdx + \int_1^e {\ln } x \cdot dx\\ = \left. {(x – x\ln x)} \right|_{\frac{1}{c}}^1 + \left. {(x\ln x – x)} \right|_1^e = 2 – \frac{2}{e}\end{array}\)

Các dạng bài tập vận dụng cao ứng dụng của tích phân (ảnh 10)

Bài tập 5: Diện tích tam giác được cắt ra bởi các trục tọa độ và tiếp tuyến của đồ thị y = lnx tại giao điểm của đồ thị hàm số với trục Ox là:

A. \({\rm{S}} = \frac{2}{3}\)

B. \({\rm{S}} = \frac{1}{4}\)

C. \({\rm{S}} = \frac{2}{5}\)

D. \({\rm{S}} = \frac{1}{2}\)

Hướng dẫn giải

Chọn D

Phương trình hoành độ giao điểm: \(\ln x = 0 \Leftrightarrow x = 1\)

Ta có: \({{\rm{y}}^\prime } = {(\ln {\rm{x}})^\prime } = \frac{1}{{\rm{x}}} \cdot {{\rm{y}}^\prime }(1) = 1\)

Phương trình tiếp tuyến của đồ thị y = lnx tại giao điểm của đồ thị hàm số với trục Ox là:

y = 1(x – 1) + 0 hay y = x – 1

Đường thẳng y = x – 1 cắt Ox tại điểm A(1;0) và cắt Oy tại điểm B(0; -1).

Tam giác vuông OAB có

 OA=1,OB=1⇒S△ABB=12OA⋅OB=12

\(\begin{array}{l}{S_D} = \int_a^b | f(x)|dx = \int_a^0 | f(x)|dx + \int_0^b | f(x)|dx\\ =  – \int_a^0 f (x)dx + \int_0^b f (x)dx\end{array}\)

Bài tập 6: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường cong \({\rm{y}} = 2\sqrt {{\rm{ax}}} ({\rm{a}} > 0)\), trục hoành và đường thẳng x = a bằng \({\rm{k}}{{\rm{a}}^2}\). Tính giá trị của tham số k.

A. \({\rm{k}} = \frac{7}{3}\)

B. \({\rm{k}} = \frac{4}{3}\)

C. \({\rm{k}} = \frac{{12}}{5}\)

D. \({\rm{k}} = \frac{6}{5}\)

Hướng dẫn giải

Chọn B

Có \({\rm{S}} = \int_0^{\rm{a}} | 2\sqrt {{\rm{ax}}} |{\rm{dx}} = \left. {2\sqrt {\rm{a}}  \cdot \frac{2}{3} \cdot {{\rm{x}}^{\frac{3}{2}}}} \right|_0^{\rm{a}} = \frac{4}{3}{{\rm{a}}^2} = {\rm{k}}{{\rm{a}}^2} \Rightarrow {\rm{k}} = \frac{4}{3}\)

 

Xem thêm

Share
facebookShare on FacebooktwitterShare on TwitteremailShare on Email
Post navigation
Previous post

Giải SGK Vật lí 11 Bài 3 (Kết nối tri thức): Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà

Next post

20 câu Trắc nghiệm Bài tập về dao động điều hoà (Kết nối tri thức 2023) có đáp án – Vật lí lớp 11

Bài liên quan:

50 Bài tập Sự đồng biến nghịch biến của hàm số (có đáp án)- Toán 12

Chuyên đề Tính đơn điệu của hàm số 2023 hay, chọn lọc

43 câu Trắc nghiệm Sự đồng biến, nghịch biến của hàm số có đáp án 2023 – Toán 12

264 bài tập trắc nghiệm chuyên đề chiều biến thiên của hàm số năm 2023

60 bài tập về Tính đơn điệu của hàm chứa dấu trị tuyệt đối có đáp án 2023

Phương pháp giải Tính đơn điệu của hàm số 2023 (lý thuyết và bài tập)

Xét tính đơn điệu của hàm số hợp có chứa tham số

Tính đồng biến, nghịch biến của hàm hợp thông qua bàng biến thiên và đồ thị

Leave a Comment Hủy

Mục lục

  1. 50 Bài tập Sự đồng biến nghịch biến của hàm số (có đáp án)- Toán 12
  2. Chuyên đề Tính đơn điệu của hàm số 2023 hay, chọn lọc
  3. 43 câu Trắc nghiệm Sự đồng biến, nghịch biến của hàm số có đáp án 2023 – Toán 12
  4. 264 bài tập trắc nghiệm chuyên đề chiều biến thiên của hàm số năm 2023
  5. 60 bài tập về Tính đơn điệu của hàm chứa dấu trị tuyệt đối có đáp án 2023
  6. Phương pháp giải Tính đơn điệu của hàm số 2023 (lý thuyết và bài tập)
  7. Xét tính đơn điệu của hàm số hợp có chứa tham số
  8. Tính đồng biến, nghịch biến của hàm hợp thông qua bàng biến thiên và đồ thị
  9. Tìm tham số M đề hàm số phân thức đồng biến, nghịch biến trên khoảng xác định
  10. Tìm tham số M để hàm số bậc ba đồng biến, nghịch biến trên R
  11. Tìm tham số M để hàm số bậc ba đồng biến, nghịch biến trên khoảng K cho trước
  12. Tìm khoảng đồng biến, nghịch biến bằng bảng biến thiên và đồ thị hàm số
  13. Dạng bài tập Tìm tham số m để hàm số đơn điệu trên tập xác định
  14. Dạng bài tập Tìm khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số
  15. 45 bài tập trắc nghiệm Tính đơn điệu của hàm số lớp 12 có đáp án 2023
  16. SBT Toán 12 Bài 1: Sự đồng biến, nghịch biến của hàm số | Giải SBT Toán lớp 12
  17. Giải Toán 12 Bài 1: Sự đồng biến, nghịch biến của hàm số
  18. 50 Bài tập Cực trị của hàm số (có đáp án)- Toán 12
  19. Phương pháp giải Cực trị của hàm số 2023 (lý thuyết và bài tập)
  20. 50 câu Trắc nghiệm Cực trị của hàm số có đáp án 2023 – Toán 12
  21. 50 bài tập trắc nghiệm cực trị hàm hợp có đáp án và lời giải chi tiết 2023
  22. 116 câu Trắc nghiệm Vận dụng – Vận dụng cao cực trị hàm chứa dấu giá trị tuyệt đối 2023
  23. Phương pháp giải Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số 2023 (lý thuyết và bài tập)
  24. Chuyên đề cực trị của hàm số
  25. Tìm M để đồ thị hàm số đạt cực trị tại các điểm A,B thỏa mãn điều kiện cho trước
  26. Cực trị hàm số, hàm số y=f(|x|)
  27. Cực trị hàm số trị tuyệt đối
  28. Dạng bài tập Cực trị có tham số
  29. Dạng bài tập Chứng minh về cực trị
  30. Giải Toán 12 Bài 2: Cực trị của hàm số
  31. 50 Bài tập Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số (có đáp án)- Toán 12
  32. Chuyên đề Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số 2022 hay, chọn lọc
  33. 50 Bài tập trắc nghiệm về GTLN – GTNN của hàm số chứa dấu giá trị tuyệt đối 2023
  34. Phương pháp giải về Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số 2023 (lý thuyết và bài tập)
  35. Chuyên đề Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất – Ôn thi THPT Quốc gia
  36. Phương pháp giải Giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số chứa dấu giá trị tuyệt đối 2023 (lý thuyết và bài tập)
  37. Bài toán tìm giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất có chứa tham số
  38. 29 câu Trắc nghiệm Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số có đáp án 2023 – Toán 12
  39. Dạng bài tập Ứng dụng thực tế của bài toán Min, Max có đáp án
  40. Giải Toán 12 Bài 3: Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số
  41. 50 Bài tập Đường tiệm cận (có đáp án)- Toán 12
  42. Các dạng bài tập trắc nghiệm về VDC đường tiệm cận của đồ thị hàm số
  43. 241 bài toán trắc nghiệm tiệm cận chứa tham số 2023
  44. Phương pháp giải Tiệm cận của đồ thị hàm số 2023 (lý thuyết và bài tập)
  45. Đường tiệm cận của đồ thị hàm số 2023 (lý thuyết và bài tập)
  46. Chuyên đề đường tiệm cận của đồ thị hàm số
  47. Tìm tham số M để đồ thị hàm số có tiệm cận
  48. Giải Toán 12 Bài 4: Đường tiệm cận
  49. 50 Bài tập Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị hàm số (có đáp án)- Toán 12
  50. Phương pháp giải Sự tương giao giữa hai đồ thị hàm số 2023 (lý thuyết và bài tập)
  51. Các dạng bài tâp về Đồ thị hàm số có đáp án
  52. Đồ thị hàm số chứa dấu giá trị tuyệt đối

Copyright © 2025 Trang Học trực tuyến
  • Sach toan
  • Giới thiệu
  • LOP 12
  • Liên hệ
  • Sitemap
  • Chính sách
Back to Top
Menu
  • Môn Toán