高三下∫ 微積分
兩曲線之間的面積
Area Between Curves
公式
面積 = ∫[a,b] (上方函數 − 下方函數) dx
先求交點定範圍,再積「上減下」。上下關係換邊時必須分段。
白話解釋
求兩曲線圍出的面積,公式是 **∫(上 − 下)dx**,其中積分範圍由**交點**決定。
流程有四步: **一、令兩式相等求交點**,這決定積分的上下限。 **二、判斷誰在上面**(在區間內取一個測試點代進去比較)。 **三、積分「上減下」**。 **四、檢查上下關係在區間內有沒有換邊**——有的話必須**分段積分**。
第四步最常被忽略。如果兩曲線在區間內交叉,上下關係會對調,一口氣積完會讓正負互相抵消,得到比實際小的答案(甚至是 0)。正確做法是以交點為界分段,每段各自「上減下」再相加。
「上減下」的好處是**不必管曲線在 x 軸上方還是下方**。就算兩條曲線都在 x 軸下方,上減下仍然是正的,面積自然正確——這比先算各自對 x 軸的面積再相減安全得多。
有些圖形用**對 y 積分**更省事(∫(右 − 左)dy),特別是當曲線寫成 x = f(y) 比較自然、或者對 x 積分需要分成很多段的時候。判斷方式是看哪個方向切下去的「條狀」比較單純。
什麼時候用
求區域面積、經濟學的消費者剩餘、物理的功與能量差。
最容易錯的地方
- 沒先求交點就亂設積分範圍。
- 上下關係換邊卻沒分段。
- 把「上減下」寫成「大減小」的絕對值混用。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
y = x 與 y = x² 的交點 x 座標中,較大的是多少?
- 2
承上,[0,1] 上誰在上面?(填 x 或 x^2)
- 3
y = x 與 y = x² 在 [0,1] 圍出的面積是 1/?