Tính diện tích của hình phẳng giới hạn bởi đồ thị (C) hàm số \(y = - {x^4} + 5{x^2} - 4\) với trục hoành.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGiao điểm của đồ thị (C) với trục hoành là nghiệm của phương trình:
\( - {x^4} + 5{x^2} - 4 = 0 \\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} {x^2} = 1\\ {x^2} = 4 \end{array} \right. \\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x = - 1\\ x = 1\\ x = 2\\ x = - 2 \end{array} \right.\)
Ta có:
\(- {x^4} + 5{x^2} - 4 \ge 0{\rm{ ;}}\forall x \in \left[ { - 2; - 1} \right] \cup \left[ {1;2} \right]\)
\( - {x^4} + 5{x^2} - 4 \le 0{\rm{ ;}}\forall x \in \left[ { - 1;1} \right]\)
Gọi S là diện tích cần tìm:
\(\begin{array}{l} S = \int\limits_{ - 2}^2 {\left| { - {x^4} + 5{x^2} - 4} \right|} dx\\ = \int\limits_{ - 2}^{ - 1} {\left( { - {x^4} + 5{x^2} - 4} \right)} dx + \int\limits_{ - 1}^1 {\left( {{x^4} - 5{x^2} + 4} \right)} dx + \int\limits_1^2 {\left( { - {x^4} + 5{x^2} - 4} \right)dx} \\ = \left. {\left( { - \frac{{{x^5}}}{5} + \frac{{5{x^3}}}{3} - 4x} \right)} \right|_{ - 2}^{ - 1} + \left. {\left( {\frac{{{x^5}}}{5} - \frac{{5{x^3}}}{3} + 4x} \right)} \right|_{ - 1}^1 + + \left. {\left( { - \frac{{{x^5}}}{5} + \frac{{5{x^3}}}{3} - 4x} \right)} \right|_1^2\\ = \frac{{22}}{{15}} + \frac{{76}}{{15}} + \frac{{22}}{{15}} = 8 \ (đvdt) \end{array}\)