Một viên gạch hoa hình vuông cạnh \(40\)cm. Người thiết kế đã sử dụng bốn đường parabol có chung đỉnh tại tâm của viên gạch để tạo ra bốn cánh hoa (được tô màu sẫm như hình vẽ bên). Diện tích mỗi cánh hoa của viên gạch bằng
Trả lời bởi giáo viên
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:
Với \(A\left( 20;20 \right)\), xét hình phẳng ở góc phân tư thứ nhất.
Hai Parbol có phương lần lượt là: \(y=a{{x}^{2}}\,\,\left( {{P}_{1}} \right)\) và \(x=a{{y}^{2}}\,\,\left( {{P}_{2}} \right)\)
Do Parabol \(\left( {{P}_{1}} \right)\) qua điểm \(A\left( 20;20 \right)\Rightarrow a=\frac{20}{{{20}^{2}}}=\frac{1}{20}\Rightarrow y=\frac{{{x}^{2}}}{20}\)
Do Parabol \(\left( {{P}_{2}} \right)\) qua điểm \(A\left( 20;20 \right)\Rightarrow a=\frac{20}{{{20}^{2}}}=\frac{1}{20}\Rightarrow x=\frac{{{y}^{2}}}{20}\Leftrightarrow y=\sqrt{20x}\)
Diện tích phân tô đậm ở góc phần tư thứ nhất là:
\(S=\int\limits_{0}^{20}{\left( \sqrt{20x}-\frac{{{x}^{2}}}{20} \right)dx}=\left( \frac{2}{3}\sqrt{20{{x}^{3}}}-\frac{{{x}^{3}}}{60} \right)\left| \begin{align}& ^{20} \\ & _{0} \\ \end{align} \right.=\frac{400}{3}.\)
Hướng dẫn giải:
+) Gắn hệ trục tọa độ Oxy sao cho tâm O trùng với tâm của viên gạch hình vuông. Xác định tọa độ các đỉnh của hình vuông.
+) Tính diện tích của một cánh hoa ở góc phần tư thứ nhất. Xác định các phương trình parabol tạo nên cánh hoa đó.
+) Sử dụng công thức ứng dụng tích phân để tính diện tích hình phẳng.