Gọi (H) là hình phẳng được giới hạn bởi các đồ thị hàm số \(y=2 x, y=\frac{1-x}{x}, y=0\) (phần tô đậm màu đen ở hình vẽ bên).
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiPhương trình hoành độ giao điểm của \(y=2 x \text { và } y=\frac{1-x}{x}\) là:
\(2 x=\frac{1-x}{x} \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l} x \neq 0 \\ 2 x^{2}+x-1=0 \end{array}\right.\Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l} x \neq 0 \\ {\left[\begin{array}{l} x=\frac{1}{2} \\ x=-1 \end{array}\right.} \end{array} \Leftrightarrow x=\frac{1}{2}\right.\)
Phương trình hoành độ giao điểm của \(y=2 x\, và \,y=0\) là:
\(2 x=0 \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l} x \neq 0 \\ 2 x^{2}+x-1=0 \end{array} \Leftrightarrow x=0\right.\)
Phương trình hoành độ giao điểm của \(y=0 \text { và } y=\frac{1-x}{x}\) là:
\(\frac{1-x}{x}=0 \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l} x \neq 0 \\ 1-x=0 \end{array} \Leftrightarrow\left\{\begin{array}{l} x \neq 0 \\ x=1 \end{array} \Leftrightarrow x=1\right.\right.\)
Khi đó:
\(V=\pi \int\limits_{0}^{\frac{1}{2}} 4 x^{2} \mathrm{d} x+\pi \int\limits_{\frac{1}{2}}^{1}\left(\frac{1-x}{x}\right)^{2} \mathrm{d} x=\left.\pi \cdot \frac{4 x^{3}}{3}\right|_{0} ^{\frac{1}{2}}+\pi \int\limits_{\frac{1}{2}}^{1}\left(\frac{1}{x}-1\right)^{2} \mathrm{d} x=\frac{1}{6} \pi+\pi \int\limits_{\frac{1}{2}}^{1}\left(\frac{1}{x^{2}}-\frac{2}{x}+1\right) \mathrm{d} x\)
=\(\frac{1}{6} \pi+\pi\left[\left.\left(-\frac{1}{x}\right)\right|_{\frac{1}{2}} ^{1}-\left.2 \ln x\right|_{\frac{1}{2}} ^{1}+\left.x\right|_{\frac{1}{2}} ^{1}\right]\)
\(\begin{array}{l} =\frac{1}{6} \pi+\pi\left[-1+2-2 \ln 2+\frac{1}{2}\right] \\ =\frac{1}{6} \pi+\frac{3}{2} \pi-2 \pi \ln 2 \\ =\frac{10}{6} \pi-2 \pi \ln 2=\pi\left(\frac{5}{3}-2 \ln 2\right) \end{array}\)