求余弦函数y=cosax在一个周期内与x轴围成的面积

本文介绍求余弦函数y=cosax在一个周期内与x轴围成的面积。

通过学习微积分,利用定积分的知识可以求出规则曲线,例如余弦函数y=cosax与x轴围成的面积,由于余弦函数为周期函数,通过求一个周期内函数的面积,即可求出任何区间范围内的面积。

解:根据题意,该余弦函数的最小正周期T=2π/|a|.在第一象限内的一个周期内,余弦函数与x轴上下两部分的面积相等,则整个面积等于1/4个周期内的面积的4倍。

又因为余弦函数为偶函数,所以a的正负不影响面积公式。研究时,不妨设a>0,则在1/4个周期的区间:[0,π/2a]的面积计算公式为:

面积=4∫(0, π/2a)cosaxdx

=(4/a)sinax (0, π/2a)

=4/a平方单位。


1.举例子一:求y=cos2x在区间【0,π】上与x轴所围成的面积。

解:根据题意,可求出余弦函数的最小正周期为T=2π/2=π,所给区间刚好是其一个周期内,所以面积为:

面积=4∫(0,π/4)cos2x dx

=4∫(0,π/4)cos2xd2x

=2sin2x (0,π/4)

=2平方单位。

2.举例子二:求y=cos(-4x)在其一个周期内与x轴围成的面积。

解:根据题意,函数变形为:y=cos(-4x)=cos4x.最小正周期T=2π/4=π/2.则面积为:

面积=4∫(0,π/8)cos4xdx

=sin4x (0,π/8)

=1平方单位。