ТЕМА: «Застосування визначеного інтегралу.»
Поняття інтеграла – важливе як у шкільному курсі математики, так і в курсі вищої математики, що розгалужується на низку цікавих, хоч і складних, математичних дисциплін. Назву вам лише кілька з них:
Окрім математичних, є науки, що широко використовують математичний апарат і нині дуже популярні, оскільки необхідні для ведення різноманітних справ, для гармонійного розвитку галузей виробництва, тощо. У цих науках також використовується поняття інтеграла. Серед них такі як
Давайте з'ясуємо, як саме ми можемо застосувати визначений інтеграл в таких науках, як фізика, економіка.
А де саме визначений інтеграл застосовується у фізиці?
Елементи інтегрування для фізичних величи
Величини |
Співвідношення |
Інтегрування |
А-робота F -сила N- потужність |
dA=f(x)dx dA=N(t)dt |
|
m - маса стержня - лінійна густина |
dm=(x)dx |
|
q-електричний заряд І- сила струму |
dq=I(t)dt |
|
s-переміщення v-швидкість |
ds=v(t)dt |
|
Q- kількість теплоти с- теплоємність |
dQ=c(t)dt |
|
Розглянемо на прикладі.
Задача. Нехай швидкість руху тіла задана рівнянням:
v(t)= 3t2- 2t+1 (в метрах за секунду).
Знайдемо шлях руху тіла, який відбувся за 10 секунд від початку руху.
За умовою задачі позначимо, що дано: t0= 0 секунд,t1=10 секунд.
v (t) = 3t2 -2t +1.
Застосуємо формулу, що виражає фізичний зміст визначеного інтеграла.
Знайдемо шлях, як функцію від х.
S(х)=
Обчислимо, враховуючи дане рівняння швидкості.
S=
Відповідь: тіло за десять секунд подолало 910 м.
Розглянемо, коли нам може знадобитися визначений інтеграл при розв’язуванні задач з економіки.
Задача. Продуктивність праці робітника протягом дня задається функцією z(t) = – 0,00645t2 + 0,05t + 0,5 (грош. од./год), де t – час в годинах від початку роботи, 0 ≤ t ≤ 8. Знайти функцію яка показує обсяг продукції (у вартісному виразі) та його величину за робочий день.
Розв’язання:
Відповідь: 4,5 грош. од.
Обчислення площ плоских фігур
Задача. Знайти площу фігури, обмеженої лініями:
;
Розв’язання
В одній системі координат будуємо дані лінії.
- парабола, вітки якої напрямлені вгору (а=1, а > 0).
(0;2) – вершина параболи.
- пряма, яка проходить через точки: (0;4), (2;2).
Межі інтегрування: ;
;
; .
а=-2, b=1 – межі інтегрування.
(кв.од).
Відповідь: кв.од.
Тестування.
Розв’язування тестових завдань „Перевір себе”
1.
2.
3.
4.
5. 6.
7. 8. .
9. А= 10. А=.
11. А=(3х2-4х+8)΄. 12. А=.
13. . 14. . 15. (4х3)΄. 16. .
5. В якому випадку вірно обчислено навантаження електростанції за 3 години, якщо її витрати визначаються функцією f(x) = ?
17. 18.
19. 20.
6. В якому з наведених випадків вірно визначений середній час, витрачений на засвоєння одного виробу від 10 до 20 виробів, якщо функція t= 3х описує зміни витрат часу t на виготовлення виробів в залежності від степеня засвоєння виробництва.
21. 22.
23. 24.
Номера правильних відповідей закресліть у бланку відповідей.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|