Чтобы найти площадь фигуры, ограниченной линиями ( y = 4 - x^2 ) и ( y = 2 - x ), сначала нужно определить точки пересечения этих двух кривых. Для этого приравняем их:
[ 4 - x^2 = 2 - x ]
Решим это уравнение:
- Переносим все в одну сторону:
[ x^2 - x - 2 = 0 ]
- Решаем квадратное уравнение с помощью дискриминанта ( D ):
[ D = b^2 - 4ac = (-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2) = 1 + 8 = 9 ]
- Находим корни уравнения:
[ x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{1 \pm 3}{2} ]
Таким образом, ( x_1 = 2 ) и ( x_2 = -1 ).
Теперь нужно вычислить площадь фигуры между этими двумя кривыми на промежутке от ( x = -1 ) до ( x = 2 ). Для этого найдем разность между значениями функций ( y = 4 - x^2 ) и ( y = 2 - x ) и проинтегрируем её по ( x ) от (-1) до (2).
Функция, которую нужно интегрировать, будет выглядеть так:
[ A = \int_{-1}^{2} ((4 - x^2) - (2 - x)) \, dx ]
Упростим подынтегральное выражение:
[ A = \int{-1}^{2} (4 - x^2 - 2 + x) \, dx = \int{-1}^{2} (-x^2 + x + 2) \, dx ]
Теперь вычислим интеграл:
[ A = \left[ -\frac{x^3}{3} + \frac{x^2}{2} + 2x \right]_{-1}^{2} ]
Вычислим значение интеграла в пределах:
- Подставим верхний предел:
[ \left( -\frac{2^3}{3} + \frac{2^2}{2} + 2 \times 2 \right) = \left( -\frac{8}{3} + 2 + 4 \right) = \left( -\frac{8}{3} + 6 \right) = -\frac{8}{3} + \frac{18}{3} = \frac{10}{3} ]
- Подставим нижний предел:
[ \left( -\frac{(-1)^3}{3} + \frac{(-1)^2}{2} + 2 \times (-1) \right) = \left( \frac{1}{3} + \frac{1}{2} - 2 \right) = \left( \frac{1}{3} + \frac{3}{6} - \frac{12}{6} \right) = \left( \frac{2}{6} + \frac{3}{6} - \frac{12}{6} \right) = -\frac{7}{6} ]
Теперь найдём разность:
[ A = \frac{10}{3} - \left( -\frac{7}{6} \right) = \frac{10}{3} + \frac{7}{6} ]
Приведём к общему знаменателю:
[ A = \frac{20}{6} + \frac{7}{6} = \frac{27}{6} = \frac{9}{2} ]
Таким образом, площадь фигуры, ограниченной линиями ( y = 4 - x^2 ) и ( y = 2 - x ), равна (\frac{9}{2}) или 4.5 квадратных единиц.