Proovi ise enne Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje 2. 1. samm 3. Kogu lahendus Vihje Joonesta mõlemad paraboolid väärtuste tabeli abil. Pindala on integraal ülemise ja alumise joone vahest. Uuri, kumba parabooli sirge y = − 2 y = -2 y = − 2 lõikab.
Näita vihjet Näita kogu lahendust 1 Küsimus 1 Samm 1: Joonesta parabool y = x² − 6 Esimeses küsimuses tuleb teha joonis. Parabooli y = x 2 − 6 y = x^2 - 6 y = x 2 − 6 haripunkt on ( 0 ; − 6 ) (0;\,-6) ( 0 ; − 6 ) , harud on suunatud üles.
Arvutame parabooli punktid. Parabool on y y y -telje suhtes sümmeetriline.
x − 3 − 2 − 1 0 1 2 3 y 3 − 2 − 5 − 6 − 5 − 2 3 \begin{array}{c|ccccccc} x & -3 & -2 & -1 & 0 & 1 & 2 & 3 \\ \hline y & 3 & -2 & -5 & -6 & -5 & -2 & 3 \end{array} x y − 3 3 − 2 − 2 − 1 − 5 0 − 6 1 − 5 2 − 2 3 3 Miks nii? Näiteks x = − 1 x = -1 x = − 1 korral y = 1 − 6 = − 5 y = 1 - 6 = -5 y = 1 − 6 = − 5 ja x = 2 x = 2 x = 2 korral y = 4 − 6 = − 2 y = 4 - 6 = -2 y = 4 − 6 = − 2 . 2 Küsimus 1 Samm 2: Joonesta parabool y = x² − 2x Leiame haripunkti abstsissi.
x h = − b 2 a = − − 2 2 ⋅ 1 = 1 , y h = 1 − 2 = − 1 x_h \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{-\frac{b}{2a}} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{-\frac{-2}{2 \cdot 1}} \mathrel{\htmlData{seg=3}{=}} \htmlData{seg=3}{1, \qquad y_h} \mathrel{\htmlData{seg=4}{=}} \htmlData{seg=4}{1 - 2} \mathrel{\htmlData{seg=5}{=}} \htmlData{seg=5}{-1} x h = − 2 a b = − 2 ⋅ 1 − 2 = 1 , y h = 1 − 2 = − 1 Arvutame parabooli punktid.
x − 1 0 1 2 3 y 3 0 − 1 0 3 \begin{array}{c|ccccc} x & -1 & 0 & 1 & 2 & 3 \\ \hline y & 3 & 0 & -1 & 0 & 3 \end{array} x y − 1 3 0 0 1 − 1 2 0 3 3 Miks nii? Parabool y = x 2 − 2 x = x ( x − 2 ) y = x^2 - 2x = x(x - 2) y = x 2 − 2 x = x ( x − 2 ) lõikab x x x -telge kohtadel 0 0 0 ja 2 2 2 ning selle haripunkt on ( 1 ; − 1 ) (1;\,-1) ( 1 ; − 1 ) . 3 Küsimus 1 Samm 3: Leia joonte lõikepunktid Kujundi nurgad on joonte lõikepunktides. Paraboolide lõikepunkti leiame võrrandist.
Võrdsustame paraboolide avaldised.
x 2 − 6 = x 2 − 2 x x^2 - 6 = x^2 - 2x x 2 − 6 = x 2 − 2 x Liikmed x 2 x^2 x 2 koonduvad ära.
2 x = 6 ⇒ x = 3 , y = 9 − 6 = 3 2x \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{6 \;\Rightarrow\; \hl{x = 3}, \quad y} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{9 - 6} \mathrel{\htmlData{seg=3}{=}} \htmlData{seg=3}{3} 2 x = 6 ⇒ x = 3 , y = 9 − 6 = 3 Arvutame paraboolide väärtused sirgel x = − 1 x = -1 x = − 1 .
y = ( − 1 ) 2 − 6 = − 5 , y = ( − 1 ) 2 − 2 ⋅ ( − 1 ) = 3 y \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{(-1)^2 - 6} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{\hl{-5}, \qquad y} \mathrel{\htmlData{seg=3}{=}} \htmlData{seg=3}{(-1)^2 - 2 \cdot (-1)} \mathrel{\htmlData{seg=4}{=}} \htmlData{seg=4}{\hl{3}} y = ( − 1 ) 2 − 6 = − 5 , y = ( − 1 ) 2 − 2 ⋅ ( − 1 ) = 3 Miks nii? Sirge x = − 1 x = -1 x = − 1 on y y y -teljega paralleelne sirge, mis läbib punkti ( − 1 ; 0 ) (-1;\,0) ( − 1 ; 0 ) . 4 Küsimus 1 Samm 4: Viiruta kujund Kujund asub lõigul − 1 ≤ x ≤ 3 -1 \le x \le 3 − 1 ≤ x ≤ 3 kahe parabooli vahel.
− 1 ≤ x ≤ 3 , x 2 − 6 ≤ y ≤ x 2 − 2 x -1 \le x \le 3, \qquad x^2 - 6 \le y \le x^2 - 2x − 1 ≤ x ≤ 3 , x 2 − 6 ≤ y ≤ x 2 − 2 x Miks nii? Kohal x = 0 x = 0 x = 0 on y = x 2 − 2 x y = x^2 - 2x y = x 2 − 2 x väärtus 0 0 0 ja y = x 2 − 6 y = x^2 - 6 y = x 2 − 6 väärtus − 6 -6 − 6 , seega on y = x 2 − 2 x y = x^2 - 2x y = x 2 − 2 x ülemine joon. Üldiselt ( x 2 − 2 x ) − ( x 2 − 6 ) = 6 − 2 x ≥ 0 (x^2 - 2x) - (x^2 - 6) = 6 - 2x \ge 0 ( x 2 − 2 x ) − ( x 2 − 6 ) = 6 − 2 x ≥ 0 , kui x ≤ 3 x \le 3 x ≤ 3 . 5 Küsimus 2 Samm 5: Arvuta kogu kujundi pindala Teises küsimuses on vaja kahe osa pindala. Arvutame kõigepealt kogu kujundi pindala.
Pindala on integraal ülemise ja alumise joone vahest.
S = ∫ − 1 3 ( ( x 2 − 2 x ) − ( x 2 − 6 ) ) d x = ∫ − 1 3 ( 6 − 2 x ) d x S \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{\int_{-1}^{3} \Big((x^2 - 2x) - (x^2 - 6)\Big)\,dx} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{\int_{-1}^{3} (6 - 2x)\,dx} S = ∫ − 1 3 ( ( x 2 − 2 x ) − ( x 2 − 6 ) ) d x = ∫ − 1 3 ( 6 − 2 x ) d x Leiame algfunktsiooni ja asendame rajad.
S = ( 6 x − x 2 ) ∣ − 1 3 = ( 18 − 9 ) − ( − 6 − 1 ) = 9 + 7 = 16 S \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{(6x - x^2)\Big|_{-1}^{3}} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{(18 - 9) - (-6 - 1)} \mathrel{\htmlData{seg=3}{=}} \htmlData{seg=3}{9 + 7} \mathrel{\htmlData{seg=4}{=}} \htmlData{seg=4}{\hl{16}} S = ( 6 x − x 2 ) − 1 3 = ( 18 − 9 ) − ( − 6 − 1 ) = 9 + 7 = 16 6 Küsimus 2 Samm 6: Leia, kus sirge y = −2 kujundit lõikab Lõikepunkt paraboolil y = x 2 − 6 y = x^2 - 6 y = x 2 − 6 .
x 2 − 6 = − 2 ⇒ x 2 = 4 ⇒ x = ± 2 x^2 - 6 \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{-2 \;\Rightarrow\; x^2} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{4 \;\Rightarrow\; x} \mathrel{\htmlData{seg=3}{=}} \htmlData{seg=3}{\pm 2} x 2 − 6 = − 2 ⇒ x 2 = 4 ⇒ x = ± 2 Kujundis on − 1 ≤ x ≤ 3 -1 \le x \le 3 − 1 ≤ x ≤ 3 , seega sobib ainult x = 2 x = 2 x = 2 .
( 2 ; − 2 ) \hl{(2;\,-2)} ( 2 ; − 2 ) Parabooli y = x 2 − 2 x y = x^2 - 2x y = x 2 − 2 x vähim väärtus on − 1 -1 − 1 , seega sirge y = − 2 y = -2 y = − 2 seda ei lõika.
x 2 − 2 x = − 2 ⇒ x 2 − 2 x + 2 = 0 , D = 4 − 8 < 0 x^2 - 2x \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{-2 \;\Rightarrow\; x^2 - 2x + 2} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{0, \quad D} \mathrel{\htmlData{seg=3}{=}} \htmlData{seg=3}{4 - 8 < 0} x 2 − 2 x = − 2 ⇒ x 2 − 2 x + 2 = 0 , D = 4 − 8 < 0 Miks nii? Sirge y = − 2 y = -2 y = − 2 läbib kujundit punktist ( − 1 ; − 2 ) (-1;\,-2) ( − 1 ; − 2 ) sirgel x = − 1 x = -1 x = − 1 kuni punktini ( 2 ; − 2 ) (2;\,-2) ( 2 ; − 2 ) alumisel paraboolil. Alumine osa on sirge y = − 2 y = -2 y = − 2 ja parabooli y = x 2 − 6 y = x^2 - 6 y = x 2 − 6 vahel lõigul [ − 1 ; 2 ] [-1;\,2] [ − 1 ; 2 ] . 7 Küsimus 2 Samm 7: Arvuta alumise osa pindala Ülemine joon on y = − 2 y = -2 y = − 2 , alumine y = x 2 − 6 y = x^2 - 6 y = x 2 − 6 .
S 1 = ∫ − 1 2 ( − 2 − ( x 2 − 6 ) ) d x = ∫ − 1 2 ( 4 − x 2 ) d x S_1 \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{\int_{-1}^{2} \Big(-2 - (x^2 - 6)\Big)\,dx} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{\int_{-1}^{2} (4 - x^2)\,dx} S 1 = ∫ − 1 2 ( − 2 − ( x 2 − 6 ) ) d x = ∫ − 1 2 ( 4 − x 2 ) d x Leiame algfunktsiooni ja asendame rajad.
S 1 = ( 4 x − x 3 3 ) ∣ − 1 2 = ( 8 − 8 3 ) − ( − 4 + 1 3 ) = 16 3 + 11 3 = 9 S_1 \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{\left(4x - \frac{x^3}{3}\right)\Big|_{-1}^{2}} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{\left(8 - \frac{8}{3}\right) - \left(-4 + \frac{1}{3}\right)} \mathrel{\htmlData{seg=3}{=}} \htmlData{seg=3}{\frac{16}{3} + \frac{11}{3}} \mathrel{\htmlData{seg=4}{=}} \htmlData{seg=4}{\hl{9}} S 1 = ( 4 x − 3 x 3 ) − 1 2 = ( 8 − 3 8 ) − ( − 4 + 3 1 ) = 3 16 + 3 11 = 9 Miks nii? 8 − 8 3 = 16 3 8 - \frac{8}{3} = \frac{16}{3} 8 − 3 8 = 3 16 ja − 4 + 1 3 = − 11 3 -4 + \frac{1}{3} = -\frac{11}{3} − 4 + 3 1 = − 3 11 . Lahutades saame 16 3 + 11 3 = 27 3 = 9 \frac{16}{3} + \frac{11}{3} = \frac{27}{3} = 9 3 16 + 3 11 = 3 27 = 9 .8 Küsimus 2 Samm 8: Arvuta ülemise osa pindala Ülemine osa on kogu kujund ilma alumise osata.
S 2 = S − S 1 = 16 − 9 = 7 S_2 \mathrel{\htmlData{seg=1}{=}} \htmlData{seg=1}{S - S_1} \mathrel{\htmlData{seg=2}{=}} \htmlData{seg=2}{16 - 9} \mathrel{\htmlData{seg=3}{=}} \htmlData{seg=3}{\hl{7}} S 2 = S − S 1 = 16 − 9 = 7 Miks nii? Otse arvutades muutub alumine piir kohal x = 2 x = 2 x = 2 : S 2 = ∫ − 1 2 ( x 2 − 2 x + 2 ) d x + ∫ 2 3 ( 6 − 2 x ) d x = 6 + 1 = 7 S_2 = \int_{-1}^{2} (x^2 - 2x + 2)\,dx + \int_{2}^{3} (6 - 2x)\,dx = 6 + 1 = 7 S 2 = ∫ − 1 2 ( x 2 − 2 x + 2 ) d x + ∫ 2 3 ( 6 − 2 x ) d x = 6 + 1 = 7 . VASTUS 1) Joonisel on viirutatud kujund paraboolide y = x 2 − 6 y = x^2 - 6 y = x 2 − 6 ja y = x 2 − 2 x y = x^2 - 2x y = x 2 − 2 x vahel lõigul − 1 ≤ x ≤ 3 -1 \le x \le 3 − 1 ≤ x ≤ 3 . 2) Sirge y = − 2 y = -2 y = − 2 jaotab kujundi osadeks, mille pindalad on 9 9 9 (alumine osa) ja 7 7 7 (ülemine osa) ruutühikut.
Levinud vigaAlumise osa ülemiseks piiriks võetakse parabool y = x 2 − 2 x y = x^2 - 2x y = x 2 − 2 x . Sirge y = − 2 y = -2 y = − 2 on kogu lõigul [ − 1 ; 2 ] [-1;\,2] [ − 1 ; 2 ] allpool seda parabooli, seega alumise osa ülemine joon on y = − 2 y = -2 y = − 2 .
Levinud vigaAlumise osa rajaks võetakse x = − 2 x = -2 x = − 2 , sest x 2 − 6 = − 2 x^2 - 6 = -2 x 2 − 6 = − 2 annab ka lahendi − 2 -2 − 2 . Kujundit piirab vasakult sirge x = − 1 x = -1 x = − 1 , seega alumine raja on − 1 -1 − 1 .
∫ − 2 2 ( 4 − x 2 ) d x \int_{-2}^{2} (4 - x^2)\,dx ∫ − 2 2 ( 4 − x 2 ) d x vale raja
Ülesanne 10 Ülesanne 12