题目
2、求由抛物线y^2=2x及其在点((1)/(2),1)处的法线所围成的平面图形面积.
2、求由抛物线$y^{2}=2x$及其在点$(\frac{1}{2},1)$处的法线所围成的平面图形面积.
题目解答
答案
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求切线斜率:
由 $ y^2 = 2x $,对 $ x $ 求导得 $ 2y \frac{dy}{dx} = 2 $,即 $ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{y} $。
在点 $ \left( \frac{1}{2}, 1 \right) $ 处,切线斜率 $ k_{\text{切}} = 1 $,法线斜率 $ k_{\text{法}} = -1 $。 -
法线方程:
法线方程为 $ y - 1 = -1 \left( x - \frac{1}{2} \right) $,化简得 $ y = -x + \frac{3}{2} $。 -
交点:
联立 $ y^2 = 2x $ 和 $ y = -x + \frac{3}{2} $,解得交点 $ \left( \frac{1}{2}, 1 \right) $ 和 $ \left( \frac{9}{2}, -3 \right) $。 -
计算面积:
以 $ y $ 为变量,面积 $ A $ 为:
$A = \int_{-3}^{1} \left[ \left( \frac{3}{2} - y \right) - \frac{y^2}{2} \right] \, dy = \left[ 6 + 4 - \frac{14}{3} \right] = \frac{16}{3}$
答案:$\boxed{\frac{16}{3}}$