题目
20. 由抛物线y^2=2x与直线y=x-4所围成的图形的面积是A. 18B. (38)/(3)C. (16)/(3)D. 16
20. 由抛物线$y^{2}=2x$与直线y=x-4所围成的图形的面积是
A. 18
B. $\frac{38}{3}$
C. $\frac{16}{3}$
D. 16
题目解答
答案
A. 18
解析
考查要点:本题主要考查利用定积分求平面图形的面积,涉及抛物线与直线的交点求解及积分计算。
解题思路:
- 确定交点:联立抛物线与直线方程,解出交点坐标,确定积分上下限。
- 选择积分变量:根据图形特点,选择以$y$为变量积分,将曲线表达式转化为$x$关于$y$的函数。
- 计算面积:通过积分求出两曲线之间的面积差,注意积分区间的正确性。
关键点:
- 联立方程求交点是确定积分范围的基础。
- 正确表达积分函数,即右侧曲线$x = y + 4$与左侧曲线$x = \frac{y^2}{2}$的差值。
1. 求交点
联立抛物线$y^2 = 2x$与直线$y = x - 4$:
- 将$y = x - 4$代入抛物线方程,得:
$(x - 4)^2 = 2x \implies x^2 - 10x + 16 = 0$ - 解得$x = 8$或$x = 2$,对应$y = 4$或$y = -2$,交点为$(8, 4)$和$(2, -2)$。
2. 计算面积
以$y$为变量,积分区间为$y \in [-2, 4]$:
- 右侧曲线$x = y + 4$,左侧曲线$x = \frac{y^2}{2}$。
- 面积$S$为:
$S = \int_{-2}^{4} \left[ (y + 4) - \frac{y^2}{2} \right] \, dy$ - 分项积分:
$\int \left( y + 4 - \frac{y^2}{2} \right) dy = \frac{y^2}{2} + 4y - \frac{y^3}{6}$ - 代入上下限计算:
$\left[ \frac{4^2}{2} + 4 \cdot 4 - \frac{4^3}{6} \right] - \left[ \frac{(-2)^2}{2} + 4 \cdot (-2) - \frac{(-2)^3}{6} \right] = \frac{40}{3} - \left( -\frac{14}{3} \right) = 18$