Найдите площадь фигуры, ограниченной линиями
и
Очевидно, что линии и
пересекаются в начале координат. Линии
и
пересекаются в точке
как показано на рисунке. Аналитически этот факт обосновывается следующим образом:
Пусть тогда
Замечаем, что −1 корень последнего уравнения. Отсюда
Квадратный трехчлен не имеет корней. Значит,
единственный корень уравнения (1). Таким образом,
получим
и
Найдем, где пересекаются линии и
Составим уравнение
и приведем его к виду
Пусть
тогда
Это уравнение имеет единственный корень
оказательство аналогично предыдущему. Отсюда
и
Значит, единственная точка пересечения линий
и
это точка
Вычислим площадь S заданной фигуры (на рис. она заштрихована) как сумму площадей S1 и S2 двух фигур. Первая фигура ограничена линиями
и
Это фигура MKLN. Ее площадь равна:
Вторая фигура — треугольник KMO, у которого
причем OP перпендикулярна MK, Тогда
и
Ответ: 12.
Замечания.
1) Некоторые учащиеся догадались провести на чертеже через точку L прямую NK и заметили симметрию, а следовательно, и равенство фигур, заштрихованных на рисунке. Искомую площадь S они вычислили как площадь треугольника NKO, т. е. как сумму площадей треугольников NLO и KLO. Такие учащиеся обошлись без интеграла, что только должно поощряться.
2) Укажем другой способ нахождения точек пересечения линий и
Находим графически точку
и затем аналитически подтверждаем, что она удовлетворяет уравнению каждой линии. Теперь остается заметить, что эти линии пересекаются один раз, так как функция
возрастает, а
убывает.
3) Укажем также другой (менее рациональный) способ нахождения точек пересечения линий и
Запишем уравнение
и выполним его преобразования:
Уравнение корней не имеет, т. к.
Следовательно, уравнение (2) имеет единственное
4) Учащийся совершенно не обязан обосновывать в данном случае, что искомый корень единствен, так как фигура, площадь которой мы ищем, видна из чертежа (верхний и нижний рис.).
Задание парного варианта: 3508

