Чтобы найти площадь фигуры, ограниченной линиями ( y = \frac{5}{x} ) и ( y = 6 - x ), нужно сначала определить точки пересечения этих кривых. Для этого решим систему уравнений:
[
\frac{5}{x} = 6 - x.
]
Умножим обе стороны уравнения на ( x ) (при условии, что ( x \neq 0 )):
[
5 = x(6 - x).
]
Это уравнение можно переписать в виде квадратичного уравнения:
[
x^2 - 6x + 5 = 0.
]
Решим это квадратичное уравнение с помощью формулы корней:
[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a},
]
где ( a = 1 ), ( b = -6 ) и ( c = 5 ):
[
x = \frac{6 \pm \sqrt{36 - 20}}{2} = \frac{6 \pm \sqrt{16}}{2} = \frac{6 \pm 4}{2}.
]
Получаем два корня:
[
x = \frac{6 + 4}{2} = 5 \quad \text{и} \quad x = \frac{6 - 4}{2} = 1.
]
Таким образом, точки пересечения кривых ( y = \frac{5}{x} ) и ( y = 6 - x ) находятся при ( x = 1 ) и ( x = 5 ).
Теперь нужно найти площадь фигуры, ограниченной этими кривыми на интервале ( x ) от 1 до 5. Для этого интегрируем разность функций ( y = 6 - x ) и ( y = \frac{5}{x} ) по ( x ) от 1 до 5:
[
\text{Площадь} = \int_{1}^{5} \left( (6 - x) - \frac{5}{x} \right) \, dx.
]
Выполним вычисление интеграла:
[
\int_{1}^{5} (6 - x - \frac{5}{x}) \, dx.
]
Разделим интеграл на три части:
[
\int{1}^{5} 6 \, dx - \int{1}^{5} x \, dx - \int_{1}^{5} \frac{5}{x} \, dx.
]
Вычислим каждый интеграл отдельно.
(\int{1}^{5} 6 \, dx = 6 \int{1}^{5} 1 \, dx = 6 [x]_{1}^{5} = 6 (5 - 1) = 24.)
(\int{1}^{5} x \, dx = \left[ \frac{x^2}{2} \right]{1}^{5} = \frac{5^2}{2} - \frac{1^2}{2} = \frac{25}{2} - \frac{1}{2} = \frac{24}{2} = 12.)
(\int{1}^{5} \frac{5}{x} \, dx = 5 \int{1}^{5} \frac{1}{x} \, dx = 5 [\ln |x|]_{1}^{5} = 5 (\ln 5 - \ln 1) = 5 \ln 5.)
Теперь сложим результаты:
[
\text{Площадь} = 24 - 12 - 5 \ln 5 = 12 - 5 \ln 5.
]
Итак, площадь фигуры, ограниченной линиями ( y = \frac{5}{x} ) и ( y = 6 - x ), равна ( 12 - 5 \ln 5 ).