求餘弦函數y=cosax在一個週期內與x軸圍成的面積

本文介紹求餘弦函數y=cosax在一個週期內與x軸圍成的面積。

求餘弦函數y=cosax在一個週期內與x軸圍成的面積

通過學習微積分,利用定積分的知識可以求出規則曲線,例如餘弦函數y=cosax與x軸圍成的面積,由於餘弦函數為週期函數,通過求一個週期內函數的面積,即可求出任何區間範圍內的面積。

解:根據題意,該餘弦函數的最小正週期T=2π/|a|.在第一象限內的一個週期內,餘弦函數與x軸上下兩部分的面積相等,則整個面積等於1/4個週期內的面積的4倍。

又因為餘弦函數為偶函數,所以a的正負不影響面積公式。研究時,不妨設a>0,則在1/4個週期的區間:[0,π/2a]的面積計算公式為:

面積=4∫(0, π/2a)cosaxdx

=(4/a)sinax (0, π/2a)

=4/a平方單位。


1.舉例子一:求y=cos2x在區間【0,π】上與x軸所圍成的面積。

解:根據題意,可求出餘弦函數的最小正週期為T=2π/2=π,所給區間剛好是其一個週期內,所以面積為:

面積=4∫(0,π/4)cos2x dx

=4∫(0,π/4)cos2xd2x

=2sin2x (0,π/4)

=2平方單位。

2.舉例子二:求y=cos(-4x)在其一個週期內與x軸圍成的面積。

解:根據題意,函數變形為:y=cos(-4x)=cos4x.最小正週期T=2π/4=π/2.則面積為:

面積=4∫(0,π/8)cos4xdx

=sin4x (0,π/8)

=1平方單位。


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