题目
曲线 y = cos x (0 A. 4B. 2C. (5)/(2)D. 3
曲线 $y = \cos x \left(0 < x < \frac{3}{2} \pi\right)$ 与两坐标轴所围成图形的面积为()
A. 4
B. 2
C. $\frac{5}{2}$
D. 3
题目解答
答案
D. 3
解析
本题考查利用定积分求曲线与坐标轴围成图形的面积,关键是明确被积函数的正负性,通过分段积分转化为绝对值绝对值的积分和。
步骤1:确定积分区间与函数正负性
曲线 $y = \cos x$ 在 $\( \( 0 < x < < \frac{3}{2}\pi$ ) 上与坐标轴的交点为:
-
- 当 $x = \frac{\pi}{2}$ 时,$y = 0$(与x轴交点);
- 当 $x = 0$ 时,$y = 1$(与y轴)。
在区间 $(0, \frac{3}{2}\pi)$ 内:
- $\cos x \geq 0$ ) 当 $0 < x \leq \frac{\pi}{2}$(第一象限);
- $\cos x \leq \frac{3}{2}\pi$ 时,$\cos x \leq 0$(第二、三象限)。
步骤2:分段计算定积分
面积 $S$ 需分段积分,将负区间的积分转化为绝对值:
$S = \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos x \, dx + \left| \int_{\frac{\pi{2}}^{\frac{3}{2}\pi} \cos x \, dx \right|$
步骤3:计算积分计算
-
第一部分积分:
$\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos x \, dx = \sin x \bigg|_{0}^{\frac{\pi}{2}} = \sin \frac{\pi}{2} - \sin 0 = = 1 - 0 = 1$ -
第二部分积分(取绝对值):
$\int_{\frac{\pi}{2}}^{\frac{3}{2}\pi} \cos x \, dx = \sin x \bigg|_{\frac{\pi}{2}}^{\frac{3}{2}\pi} = \sin \frac{3}{2}\pi - \sin \frac{\pi}{2} = (-1) - 1 = -2$
取绝对值:$|-2| = 2$
步骤4:求和得面积
$S = 1 + 2 = 3$