题目
计算定积分 (∫)_(0)^2sqrt(4-(x)^2)dx= ____ .
计算定积分 ${∫}_{0}^{2}$$\sqrt{4-{x}^{2}}$dx= ____ .
题目解答
答案
解:令y=$\sqrt{4-{x}^{2}}$,则x2+y2=4(y≥0),点(x,y)的轨迹表示半圆,
${∫}_{0}^{2}$$\sqrt{4-{x}^{2}}$dx表示以原点为圆心,2为半径的圆面积的$\frac{1}{4}$,
故${∫}_{0}^{2}$$\sqrt{4-{x}^{2}}$dx=$\frac{1}{4}$π×4=π,
故答案为:π.
${∫}_{0}^{2}$$\sqrt{4-{x}^{2}}$dx表示以原点为圆心,2为半径的圆面积的$\frac{1}{4}$,
故${∫}_{0}^{2}$$\sqrt{4-{x}^{2}}$dx=$\frac{1}{4}$π×4=π,
故答案为:π.
解析
考查要点:本题主要考查定积分的几何意义,即利用积分计算平面图形的面积。关键在于识别被积函数对应的几何图形,并确定积分区间所对应的区域。
解题核心思路:
被积函数$\sqrt{4-x^2}$可转化为圆的方程$x^2 + y^2 = 4$($y \geq 0$),即半径为2的上半圆。积分区间$[0, 2]$对应上半圆的右半部分,因此积分结果等于四分之一圆的面积。
破题关键点:
- 将被积函数转化为几何图形;
- 明确积分区间对应的图形区域;
- 直接计算对应区域的面积。
步骤1:几何意义转化
被积函数$\sqrt{4-x^2}$满足方程$y = \sqrt{4-x^2}$,两边平方得$x^2 + y^2 = 4$($y \geq 0$),表示以原点为圆心、半径为2的上半圆。
步骤2:确定积分区域
积分区间$x \in [0, 2]$对应上半圆的右半部分,即圆心角为$\frac{\pi}{2}$的扇形区域,面积为圆面积的$\frac{1}{4}$。
步骤3:计算面积
圆面积为$\pi \times 2^2 = 4\pi$,四分之一圆面积为$\frac{1}{4} \times 4\pi = \pi$,因此积分值为$\pi$。