题目
int_(-4)^4(sqrt(16-{{x)^2)}dx}(=)__________
$\int_{-4}^{4}{\sqrt{16-{{x}^{2}}}dx}{=}$__________
题目解答
答案
$8π$
解析
考查要点:本题主要考查定积分的几何意义,以及利用常见图形面积计算积分的能力。
解题核心思路:
被积函数$\sqrt{16 - x^2}$的几何意义是半径为4的上半圆的方程。积分区间$[-4, 4]$覆盖了整个半圆的水平范围,因此积分结果等于该半圆的面积。
破题关键点:
- 识别被积函数的几何意义,将其转化为几何图形的面积。
- 直接应用圆的面积公式,避免复杂的积分计算。
步骤1:分析被积函数的几何意义
将$\sqrt{16 - x^2}$平方后得到$x^2 + y^2 = 16$,这表示以原点为圆心、半径为4的圆,而$y = \sqrt{16 - x^2}$对应圆的上半部分。
步骤2:确定积分区间对应的图形范围
积分区间$x \in [-4, 4]$恰好覆盖了上半圆的全部水平范围,因此积分$\int_{-4}^{4} \sqrt{16 - x^2} \, dx$的几何意义是半径为4的半圆的面积。
步骤3:计算半圆面积
半圆面积公式为$\frac{1}{2} \pi r^2$,代入$r = 4$得:
$\frac{1}{2} \pi \cdot 4^2 = 8\pi$