Чтобы найти площадь фигуры, ограниченной линиями ( y = 1 - x^2 ) и ( y = 0 ), мы сначала определим границы интегрирования, затем вычислим определённый интеграл.
Шаг 1: Найдите точки пересечения
Линия ( y = 0 ) представляет собой ось абсцисс. Чтобы найти точки пересечения параболы ( y = 1 - x^2 ) с осью абсцисс, приравняем уравнение параболы к нулю:
[
1 - x^2 = 0
]
Решим это уравнение:
[
x^2 = 1 \quad \Rightarrow \quad x = \pm 1
]
Таким образом, точки пересечения — это ( x = -1 ) и ( x = 1 ).
Шаг 2: Вычислите определённый интеграл
Теперь, чтобы найти площадь фигуры, нам нужно вычислить определённый интеграл от функции ( y = 1 - x^2 ) по оси ( x ) в пределах от (-1) до (1):
[
A = \int_{-1}^{1} (1 - x^2) \, dx
]
Рассчитаем этот интеграл:
[
A = \int{-1}^{1} 1 \, dx - \int{-1}^{1} x^2 \, dx
]
Вычислим отдельно каждый из интегралов:
(\int{-1}^{1} 1 \, dx = [x]{-1}^{1} = 1 - (-1) = 2)
(\int{-1}^{1} x^2 \, dx = \left[\frac{x^3}{3}\right]{-1}^{1} = \left(\frac{1^3}{3}\right) - \left(\frac{(-1)^3}{3}\right) = \frac{1}{3} - \left(-\frac{1}{3}\right) = \frac{2}{3})
Теперь подставим результаты в выражение для площади:
[
A = 2 - \frac{2}{3} = \frac{6}{3} - \frac{2}{3} = \frac{4}{3}
]
Шаг 3: Учтите масштаб
Так как условие задачи указало, что единичный отрезок равен 2 клеткам, фактическая площадь будет в 4 раза больше (так как площадь увеличивается в квадрате масштабного коэффициента, а коэффициент равен 2):
[
A_{\text{реальная}} = \frac{4}{3} \times 4 = \frac{16}{3}
]
Таким образом, площадь фигуры, ограниченной линиями ( y = 1 - x^2 ) и ( y = 0 ), с учётом заданного масштаба, равна (\frac{16}{3}) квадратных единиц.