VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
TÍCH PHÂN ỨNG DỤNG
CHUYÊN ĐỀ:
Chủ đề 3:
ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN TRONG HÌNH HỌC
Ứng dụng 1:
TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG
I. LÝ THUYẾT
Bài toán 1: Diện tích S của hình phẳng giới hạn bởi đồ thị của hàm số f(x) liên tục trên đoạn a;b , trục
b
hoành và hai đường thẳng x = 1, x = b được tính theo công thức S f x dx (1)
a
Minh họa các dạng thường gặp:
f x 0, x a;b
f x 0, x a;b
b
b
S f x dx
S f (x)dx f x dx
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
Bài toán 2: Diện tích S của hình phẳng giới hạn bởi các đồ thị của hàm số f(x), g(x) liên tục trên a;b và
b
hai đường thẳng x = a, x = b được tính theo công thức S f x g x dx
(3)
a
Minh họa các dạng thường gặp:
f x g x , x a;b
b
S f x g x dx
a
f x g x , x a;b
b
S g x f x dx
a
f x g x , x a;c ;
f y g y ; y a;c ;
g x h x , x c;b ; a c b
f y h y ; y c;b ; a c b
c
b
a
c
S f x h x dx g x h x dx
c
b
a
c
S f y g y dy f y h y dy
II. PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp 1: Sử dụng tính chất cơ bản của tích phân (thêm cận trung gian) để tính tích phân chứa dấu giá
trị tuyệt đối (GTTĐ).
+) Tính chất: Hàm số y = f(x) liên tục trên K (khoảng đoạn, nửa khoảng) và a, b, c là ba số bất kỳ thuộc K.
c
d
b
a
c
d
S f x g x dx f x g x dx f x g x dx f x g x dx
Bước2:
a
c
d
b
a
c
d
a
Lời giải:
b
Dựa vào nội dung ý nghĩa của tích phân ta có kết quả: S f x dx
a
Chọn đáp án D
Câu 2:Kí hiệu S là diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm
số y = f(x), trục hoành và hai đường thẳng x = a, x = b
như hình bên. Khẳng định nào sau đây đúng?
b
b
B. S f x dx
A. S f x sx
a
a
c
b
c
b
b
A. S g x dx f x sx
a
a
b
b
a
a
C. S g x dx f x dx
Lời giải: (Chọn B)
b
b
a
a
b
Vậy S S1 S2 f x dx g x dx
Câu 4:
Kí hiệu S là diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đồ
thị hàm số y = f(x), y = g(x) và hai đường thẳng x = a, x = b như
hình bên. Khẳng định nào sau đây đúng?
c
b
A. S g x f x dx f x g x dx
a
c
b
B. S f x g x dx
a
c
b
C. S f x g x dx g x f x dx
a
c
c
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
Câu 5:Kí hiệu S là diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đồ thị hàm
số y f x x 4 2x 2 và trục hoành như hình bên. Khẳng
định nào sau đây sai?
2
2
f x dx
A. S
B. S 2 f x dx
0
2
2
C. S 2 f x dx
0
D. S
Kí hiệu S là diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm
số x g y , trục tung và hai đường thẳng y = a, y = b như hình vẽ
bên. Khẳng định nào sau đây đúng?
b
A. S g y dx
a
b
C. S g y dy
a
a
B. S g y dy
b
b
D. S g y dx
a
Lời giải: (Chọn C)
b
Dựa vào nội dung ý nghĩa của tích phân ta có kết quả S g y dy
a
Câu 7:
Lời giải: (Chọn C)
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
Gọi S1 là diện tích hình phẳng được giới hạn bởi x = f(y), x = g(y) và hai đường thẳng y = a, y = c
c
S1 g y f y dy
a
Gọi S2 là diện tích hình phẳng được giới hạn bởi x = f(y), x = g(y) và hai đường thẳng y = c, y = b
b
S2 f y g y dy
c
c
b
a
c
Vậy S S1 S2 g y f y dy f y g y dy
Câu 8: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường thẳng y e x ; y e x ; x 1
A.
e 2 2e 1
1
e
x
e
x
dx e
x
e
0
x
e 2 2e 1
|0 e e 2 e
1
1
Chọn đáp án B
Câu 9:
Diện
3
Do đó: S x 2 4x 1 m dx 2x 2 x mx 6 3m
3
0
0
Chọn đáp án D
Câu 10: Gọi S là diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường y x 2 2x 1, y m, m 2 , x 0, x 1 .
Lời giải:
Tìm m sao cho S = 48
A. m = 4
B. m = 6
Ta có: x 2 2x 1 x 1 2 2, x
2
C. m = 8
D. m = 10
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
3
3
x3
Do đó: S m x 2 2x 1 dx mx x 2 x 3m 24
3
m3 m 2
2m
3
2
bởi
D.
các
đường
m3 m 2
2m
3
2
Lời giải:
Ta có; x 2 3x 0, x 0;m . Vì 0 < m < 3
x 3 3x 2 m 3m 2 m3
Do đó: S x 3x dx x 3x dx
2 0
2
2
3
3
2
2
3
m
m
5
m 2 m3 5
m 1
6
2
3 6
Chọn đáp án C
S
Câu 13:
A.
Lời giải:
Hình phẳng giới hạn bởi đường elip (E): x 2 16y 2 16 có diện tích bằng:
B. 2
C. 3
D. 4
2
1
S 16 16sin2 t.4cos tdt 16 cos2 dt 8 1 cos2t dt 8 1 cos2t dt 8 t sin 2t 2 4
2
0
0
0
0
0
Chọn đáp án C
Câu 14:
2 có diện tích là:
A. S = 1
Hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y x 3 , trục Ox và đường thẳng x = B. S = 16
C. S = 4
D. S = 4
Lời giải:
Phương trình x3 = 0 x 0
x 4 0
4
Diện tích hình phẳng: S x dx x dx
x2
D. S 1
Lời giải:
2
2 2
2 2
x2 1
1
x 1
x 1
Diện tích hình phẳng: S 1 2 dx
dx 2 dx 2 dx
2
x
x
x
x
1
1
1
1
2
2
2
2
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
Lời giải:
Giải phương trình x 3 2x 2x x 0 x 2 x 2
Diện tích hình phẳng: S
2
x 3 4x dx
2
0
2
2
0
3
3
x 4x dx 4x x dx 4 4 8
Chọn đáp án A
Câu 17:
10
x x 2 x x 0; x x 2 x 2 x 3
3
3
Dựa vào đồ thị (hình bên) diện tích hình phẳng cần tìm là:
1
3
13
10
10
S x x 2 x dx x x 2 x 2 dx
3
3
2
0
1
3x 1
, Ox, Oy là:
x 1
4
D. S 4ln 2
3
Câu 18:
Diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường y
3x 1
4
dx 4ln 1 (đ.v.d.t)
x 1
3
Chọn đáp án C
Câu 19:
Diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường y x 2 4x 3 , y x 3 là
a
a
S ; a, b Z;a 0 ; là phân số tối giản. Khẳng định nào sau đây là đúng?
b
b
b 2 25
A. b a 103 0
B. ba 654 0
C.
D. b a 3 107
a 109
Lời giải:
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
x 3 0
109
a 109;b 6 b a 3 107 0
6
Chọn đáp án D
Câu 20:
Hình phẳng (H) giới hạn bởi các đồ thị
y 4
đúng?
2
x
x2
(hình vẽ bên). Khẳng định nào sau đây
,y
4
4 2
0
x2
x2
x2
x2
B.
4
dx
4
4 4 2
2 2 4 2
2 2
A. S 2
2 2
Lời giải:
Ta có:
4
2 2
x2
x2
x2
x2
; x 2 2;2 2 S 2 4
dx
4
4 4 2
y 64 y 2 E 1
2
2
x
y
8
1
Vậy phương trình của elip là:
64 25
y 5 64 y 2 E
2
8
Giả sử elip có phương trình
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
Khi đó diện tích dải vườn được giới hạn bởi các đường (E1); (E2); x 4;x 4 và diện tích của dải vườn là
4
4
5
5
64 x 2 dx 64 x 2 dx
8
b
a
a
b
b
a
a
B. S f x dx g x dx
C. S g x dx f x dx
D. S
b
1
f x g x dx
2 a
Cho hai hàm số y = f(x), y = g(x) liên tục trên đoạn a;b ,c a;b .
Câu 2:
c
Diện tích S của hình phẳng bởi đồ thị 3 hàm số y = f(x), y = g(x), y =
h(x) phần gạch chéo hình bên dưới được tính bởi công thức là:
b
c
A. S g x f x dx h x f x dx
a
b
b
c
a
b
b
c
B. S f x h x dx f x g x dx
C. S g x h x dx g x f x dx
a
b
b
tích
hình
y x 2x 2, y m, m 1 , x 0, x 3 là:
phẳng
giới
hạn
bởi
các
đường
2
A. 3m + 6 (đ.v.d.t)
B. - 3m – 6 (đ.v.d.t)
C. 3m – 6 (đ.v.d.t) D. – 3m + 6(đ.v.d.t)
Hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y x 2 , trục Oy, trục Ox và đường
Câu 6:
thẳng x = - 3 có diện tích là:
A. S = 1 (đ.v.d.t)
B. S = 16 (đ.v.d. t)
C. S = 9 (đ.v.d.t)
a
Câu 9:
D.
a
b
f x dx
a
Hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y x 3 , trục Oy, trục Ox và đường
thẳng x = -2 có diện tích là:
A. S = 1(đ.v.d.t)
B. S = 16 (đ.v.d.t)
C. S = 4 (đ.v.d.t)
D. S 4 (đ.v.d.t)
Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi đồ thị hàm số y x 2 x và trục Ox.
Câu 10:
Khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng (H) quanh trục Ox có thể tích là:
16
4
512
2
3
6x x dx B. S
x
2
x 3 6x dx
D. S
2
0
2
3
x
6x x 2 dx
3
6x x 2 dx
2
3
tích
hình
b
b
C. S f x dx
D. S f x dx
a
phẳng
giới
hạn
a
bởi
các
đồ
7
giới hạn bởi các đồ thị hàm
C. S
phẳng
B. S 2 (đ.v.d.t)
C. S = 4 (đ.v.d.t)
số
D. S (đ.v.d.t)
Cho hàm số f(x) liên tục trên đoạn a;b . Diện tích của hình thang cong
Câu 15:
giới hạn bởi đồ thị hàm số f(x), trục hoành và hai đường thẳng x = a, x = b (a < b) bằng:
b
b
B. S f x dx
A. S f x dx
2
x dx
1
e
1
e
1
e
C. S ln xdx ln xdx
Câu 17:
C. S f
a
a
Câu 16:
b
D. S ln xdx
1
e
Diện tích của hình phẳng phần gạch chéo trong hình dưới được tính bởi
a
c
d
C. f x dx f x dx f x dx \
D.
b
f x dx
a
Câu 18:
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường y e x , y e x , x 1
A.
Câu 19:
e 2 2e 1
e
e 2 2e 1
e
Diện
tích
A.
đường
B. 2
C. 3
D. 4
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
Câu 21:
Diện tích hình thang cong giới hạn bởi đồ thị hàm số y x 2 2 , trục
hoành và hai đường thẳng x = 0, x = 1 là:
A.
2
x
2
2 dx
B.
x
1
B. 2x x
A. x dx
2
0
dx
2 2
0
Câu 23:
1
C. x x
0
2 2
dx
1
A. 2
B. 1
C. 5
D. 4
Câu 25:
Giả sử hình phẳng tạo bởi các đường cong y = f(x), y = g(x), x = a, x =
b có diện tích là S1. Còn hình phẳng tạo bởi các đường cong y = 2f(x), y = 2g(x), x = a, x = b có
diện tích S2. Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng?
A. S2 4S1
B. S2 S1
C. 2S2 S1
D. S2 2S1
Câu 26:
Cho đồ thị hàm số y = f(x). Diện tích hình phẳng (phần tô đậm trong
hình bên) là:
A.
C.
4
f x dx
4
3
3
1
D. 2
6
Câu 28:
Diện tích hình phẳng nằm trong góc phần tư thứ nhất, giới hạn bởi các
đường thẳng y = 4x và đồ thị hàm số y x 3 là:
Câu 29:
A. 0
B. – 4
C.
A. 4
B. 3
C. 5
D. 3,5
Cho đường cong (C): y x . Gọi d là tiếp tuyến của (C) tại điểm
M(4;2). Khi đó diện tích của hình phẳng giới hạn bởi (C); d và Ox là:
8
2
16
C. S f x g x dx
2
D. S f x g x dx
a
a
Câu 31:
Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y x 2 , y 2x là:
A.
4
3
B.
3
5
23
C.
D.
2
3
15
Diện tích miền D được giới hạn bởi hai đường: y 2x 2 , y 2x 4 là:
Câu 34:
C.
1
(dvdt)
3
D.
1
(dvdt)
5
Diện tích hình phẳng được giới hạn bởi các đường y x 2 x 3 và
đường thẳng y 2x 1 là:
A.
7
(dvdt)
6
B.
1
1
(dvdt)
C. (dvdt)
D. 5 (dvdt)
6
5
1
C.
D.
3
3
3
Câu 37:
Tính diện tích hình phẳng S giới hạn bởi đồ thị hàm số
3
y x 3x 2 và đồ thị hàm số y x 2
A.
Câu 38:
2
3
B.
A. S = 8
B. S = 4
Xét hai biểu thức:
C. S = 16
D. S = 2
b
f x f x dx
1
2
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
Chọn đáp án đúng:
A. (1) đúng nhưng (2) sai
C. Cả (1) và (2) đều đúng
B. (2) đúng nhưng (1) sai
D. Cả (1) và (2) đều sai
Câu 39:
Tính diện tích hình phẳng S giới hạn bởi đồ thị hàm số
3
y x 3x 2 và đồ thị hàm số y x 2
A. S = 8
B. S = 4
C. S = 16
D. S = 2
Câu 40:
Viết công thức tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số
2
1 dx
1
9
D. 5
2
Gọi a là diện tích của hình phẳng giới hạn bởi các đường
y
1
3
2
B.
C. 0 D.
2
2
2
Dựa vào ý nghĩa hình học của tích phân, hãy tìm khẳng định sai trong
các khẳng định sau:
1
1
x 1
A. ln x 1 dx
dx
2
1
1 x
C. e dx
dx
1 x
0
0
2
1
3
D. e x dx e x dx
0
0
Kí hiệu S là diện tích hình thang cong giới
hạn bởi đồ thị của hàm số liên tục y = f(x), trục hoành và hai
đường thẳng x = a, x = b như trong hình vẽ bên? Khẳng định nào
sai?
b
A. S f x dx
B. S f x dx
a
D. S
b
f x dx
a
Hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y x3 , trục Oy, trục Ox và
đường thẳng x = 2 có diện tích S. Khẳng định nào sau đây đúng:
1
A. tan 1
B. tan
C. tan 1
S
S 2
S
D. tan
3
S
a
Diện tích S của hình phẳng (H) giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x), y =
g(x) liên tục và hai đường thẳng x = a, x = b được tính theo công thức:
b
A. S f x g x dx
B. S
f x g x dx
a
a
b
C. S f x g x dx
b
b
a
a
D. S f x dx g x dx
9
2
C.
9
2
D.
15
2
Hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y e x , trục Oy, trục Ox và
Câu 50:
đường thẳng x = 1 có diện tích là:
A. S 1
B. S e 1
C. S e
D. S e 1
Câu 51:
Hình phẳng B giới hạn bởi đồ thị hàm số được cho bởi hình bên dưới.
Diện tích hình phẳng B bằng:
A. S
B. S
1
3
4
C. S 2 x 4 x 6 dx 2 x 4 x 6 dx 2 x 2 4 x 6 dx
2
2
D. S
1
2x
2
2
1
2
3
3
4
9
9
A. S = 1 B. S ln 3
C. S ln 3 4 D. S ln 3 2
2
2
2
2
Câu 54: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = x + sinx và y = x
A. – 4
B. 4
C. 0
Câu 55:
D. 1
Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y x 2 4 x 3 và y =
a
(là phân số tối giản). Khi đó a + 2b bằng:
b
A. 67
B. 121
C. 136
Câu 56:
(Đề thử nghiệm 2017) Cho hình thang cong (H) giới
hạn bởi các đường y e x , y = 0, x = 0, x = ln4. Đường thẳng x = k (0 < k
< lb4) chia (H) thành hai phần có diện tích là S1 , S2 như hình vẽ bên. Tìm
H1 M x; y | log 1 x 2 y 2 1 log x y , H 2 N x; y | log 2 x 2 y 2 2 log x y
Gọi S1, S2 lần lượt là diện tích của các hình H1, H2. Tính tỉ số
S1
S2
A. 99
B. 101
C. 102
D. 100
Câu 58:
(Đề thi minh họa 2017) Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị
3
hàm số y x x và đồ thị hàm số y x x 2
9
81
C.
D. 13
4
12
Câu 59:
(Tạp chí THTT Đề 01/2017) Diện tích của hình phẳng giới hạn bởi các
ln x
đường x = 1, x = e, y = 0, y
bằng:
2 x
15
C. 4 2
D. 2 2
TÍNH THỂ TÍCH VẬT THỂ
I. LÝ THUYẾT
Bài toán 1:
Tính thể tích vật thể
Cho một vật thể trong không gian với hệ tọa độ Oxyz. Gọi B là
phần của vật thể giới hạn bởi hai mặt phẳng vuông góc với trục
Ox tại các điểm a và b. Gọi S(x) là diện tích thiết diện của vật
thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm có
hoành độ a x b (hình bên). Giả sử S S x là một hàm
liên tục trên a; b
b
Khi đó, thể tích V của B là V S x dx (5)
a
Sử dụng công thức (5), ta tìm được công thức một số vật thể quen thuộc trong hình học như:
1) Thể tích khối chóp cụt: Cho khối chóp cụt có chiều cao h, diện tích đáy nhỏ và đáy lớn theo thứ tự là S0,
h
S1. Thể tích V là: V S0 S0 S1 S1
3
Dạng 3: Thể tích khối tròn xoay có được khi quay nhiều đồ thị hàm số quanh một trục
Ta tiến hành chia phần thể tích V thành các phần thể tích thành phần V1 ,V2 ,.... mà mỗi phần được tính
bằng các công thức (6), (7)
Minh họa các dạng thường gặp:
f x g x , x a; b
b
g x f x , x a; b
b
V f 2 x g 2 x dx
V g 2 x f 2 x dx
f y g y , y a; b
g y f y , y a; b
a
a
b
b
V f 2 y g 2 y dy
2
c
c
V f
a
2
b
x h x dx g 2 x h 2 x dx
2
c
II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MINH HỌA
Câu 1:
Thể tích khối tròn xoay do phần hình phẳng S trong hình vẽ dưới quanh
trục Ox được tính bằng công thức:
b
2
A. V f1 x f 2 x dx
a
b
b
B. V g 2 x f 2 x dx
a
c
b
a
c
C. V f 2 x g 2 x dx g 2 x f 2 x dx
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
c
D. V g
2
a
b
x f x dx f 2 x g 2 x dx
2
B. V g 2 x f 2 x dy
a
a
C. V g 2 x f 2 x dy
b
b
D. V f 2 x g 2 x dy
a
Lời giải:
a
Ta có: g y f y 0; y a ; b V g 2 x f 2 x dy
b
Chọn đáp án C
Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi đồ thị hàm số y x 2 x và trục Ox. Khối
Câu 4:
tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng (H) quanh trục Ox có thể tích là:
4
16
512
A. V
C. V
D. V ln 2
3
2
Lời giải:
2
2
2
2
2
2
1
4
3
2
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
2
Thể tích khối tròn xoay: V
16 2 4 2
1024 2
C. V
D. V
3
45
Lời giải:
Do tính đối xứng nên thể tích cần tìm bằng thể tích khối tròn
xoay tạo thành khi quay hình phẳng giới hạn bởi đường cong
x 4 4 y , trục Oy và hai đường thẳng y = 0, y = 4 quanh trục
Oy
4
4
1
3 4
2
16
V 4 ydy 4 y 2 dy
4 y 2
0
3
3
0
0
0
Chọn đáp án D
Câu 8:
Thể tích khối tròn xoay sinh bởi khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đồ thị
hàm số y 2 x x , y x quanh trục Ox là:
1
1
A. V
B. V
C. V
D. V
5
5
6
6
2
Lời giải:
x 0
Xét phương trình 2 x x 2 x x 2 x 0
;2 x x 2 x, x 0;1
x
1
D. k ln
2 3
2
2 3
3
Lời giải:
k
ln 4
2
e2 x k e2k
e 2 x ln 4
e2k
x 2
Ta có V1 e x dx
;
V
e
dx
8
Câu 10:
Thể tích khối tròn xoay khi quay hình phẳng D giới hạn bởi các đường elip
(E) x 9 y 9 quay quanh Ox bằng:
A.
B. 2
C. 3
D. 4
2
2
Lời giải:
Ta có: x 2 9 y 2 9 y 2
3
3
9 x2
9 x2
V y 2dx
dx 4
9
9
3
3
Chọn đáp án D
Câu 11:
1
D. x 2 x dx
0
Lời giải:
Xét phương trình
Và
x0
xx
x 0; x 1
2
x x
1
1
x x x 0;1 V ( x ) 2 x 2 dx x x 2 dx
0
0
Chọn đáp án C
Câu 12: