El documento explica cómo calcular el área entre dos curvas. Se aproxima el área dividiendo el intervalo en subintervalos y formando rectángulos entre las curvas en cada subintervalo. Al tomar el límite cuando el número de subintervalos tiende a infinito, se obtiene el valor exacto del área como la integral definida de la diferencia absoluta de las curvas en el intervalo. Se proveen ejemplos numéricos para ilustrar el método.
TIPOLOGÍA TEXTUAL- EXPOSICIÓN Y ARGUMENTACIÓN.pptx
are entre dos curvas
1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
I.N.T Antonio José de Sucre
Edo/Lara
Alumno:
Kristopherperez
C.I 25471477
2. El área entre dos curvas
En esta sección estudiaremos como calcular el área entre dos curvas.
El problema es el siguiente: Dadas dos funciones f y g , encontrar el área contenida
entre sus gráficas en el intervalo [a,b] .
Para ilustrar el problema y el procedimiento, observa el siguiente ejemplo.
f(x)= 3x3 - x2 - 10x g(x)= - x2 + 2x
Utilizaremos el mismo procedimiento que se usó para encontrar el área bajo una curva.
Se aproximará el área entre las dos curvas haciendo una partición del intervalo [a,b]
en n subintervalos de longitud(b-a)/n. En cada subintervalo escogemos un valor particular
de x, al que llamaremos x*.
3. 1. Evaluamos f(x*) y g(x*) y formamos rectángulos de base (b-a)/n y
de altura f(x*)-g(x*) (si f(x*)>g(x*)).
2. El área de dicho rectángulo es (f(x*)-g(x*))((b-a)/n). Al sumar las
áreas de los rectángulos obtenemos una aproximación al valor del
área entre las curvas.
3. Tomando el límite cuando n--->Infinito obtendremos el valor
exacto del área buscada.
4. Por definición, el límite de la sumatoria de Riemann es la integral
definida de f(x)-g(x) en [a,b].
5. Si g(x)>f(x) en alguna parte del intervalo, entonces la altura de los
rectángulos es g(x*)-f(x*).
En cualquier caso la altura de los rectángulos es |f-g| (valor absoluto de la
diferencia).
Definición de área entre dos gráficas:
El área entre las gráficas de y=f(x) , y=g(x) en el intervalo
[a,b] está dado por el valor de la Integral Definida de |f-g|
en [a,b].
Enseguida se calculará el área de la región entre dos curvas.
Dentro del intervalo (-2,2), las curvas:
y=2(1-x2) y y=x2-1
se intersectan en x = -1, 1.
f(x)=2(1 - x2) ; g(x)=x2-1
El área entre las curvas en cada
subintervalo es: {4, 4, 4}
Cada una de estas áreas tiene que ser
calculada por separado.
El área total entre las curvas es:
4 + 4 + 4 = 12
4. Dentro del intervalo (-1,1.5), las
curvas:
y = -x2/3+1 y y = x2/3
se intersectan en x = 1.
f(x)= -x2/3+1 ; g(x)=x2/3-1
El área entre las curvas en cada
subintervalo es: {1.6, 0.15867}
Cada una de estas áreas tiene que
ser calculada por separado.
El área total entre las curvas
es:1.6 + 0.15867 = 1.75867
Otros métodos: Rectángulos horizontales.
El procedimiento anterior depende de que, en cada intervalo de integración, la curva "de
arriba" es la misma y la curva "de abajo" también. A continuación se muestra una situación
en donde esto no se cumple. Observa las siguientes gráficas.
5. Observa que en el intervalo [-1,3] no se cumple que la curva "de arriba" sea la misma. En
[-1,2] la curva de arriba es y=x-1 , mientras que en [2,3] la curva de arriba es y=(3-x)1/2.
En la gráfica anterior dibujamos un rectángulo horizontal de base X2 - X1 y de altura
y.
X2 es elvalor de x dado por la curva de la derecha (x=3-y2) y X1 es el valor de x dado por
la curva de la izquierda (x=y+1). En esta situación la curva de la derecha siempre es la
misma y la curva de la izquierda también es la misma para todos los rectángulos
horizontales desde y=-2 hasta y=1.
y=1
Entonces el área entre las curvas es igual a [3 - y2 - (y+1)] dy
y=-2
Si integramos con respecto a "y" la diferencia (3-y2) - (y+1) entre y=-2 hasta y=1,
entonces encontramos que:
9
Area entre las curvas =
2
Nota: El problema anterior pudo haber sido resuelto con rectángulosverticales (integración con
respecto a "x") pero hubiéramos tenido que calcularel área en dos partes. Primero en [-1,2]y
luego
en [2,3].