Tornar a la portadaMatemàtiques · 2n Batx. CCSS · Canviar d'assignatura
Començar gratis
BATX2 ccss · Matemàtiques
integrals · Integrals

Àrea sota una corba

Quina és l'àrea de la regió que queda entre la corba $f(x)=e^x$, l'eix $OX$ i les rectes $x=0$ i $x=1$? No hi ha cap fórmula geomètrica per a aquesta forma corba. La integral definida neix exactament per resoldre aquest tipus de problema: aproximar l'àrea amb rectangles i, en el límit, calcular-la amb una primitiva.

Et convé dominar: Equacions de primer i segon grau (1r de Batxillerat)

Aproximar l'àrea amb rectangles

La idea de la integral definida és dividir la regió en franges molt estretes i sumar-ne les àrees. Quan la funció és constant, ni tan sols cal aquest límit: l'àrea és exacta des del primer «rectangle».

Animació de l'aproximació de l'àrea sota una corba creixent: el nombre de rectangles passa de 5 a 10, 20 i 40 amb fosos suaus, les franges s'estrenyen i s'ajusten cada cop millor a la corba, i torna a començar. x com més franges, millor l'aproximació
Practica★☆☆Sense començar
Troba l'àrea del recinte limitat per la funció constant $f(x) = 4$, l'eix $OX$ i les rectes $x = -1$ i $x = 2$. Raona el resultat gràficament calculant l'àrea del…

Troba l'àrea del recinte limitat per la funció constant $f(x) = 4$, l'eix $OX$ i les rectes $x = -1$ i $x = 2$. Raona el resultat gràficament calculant l'àrea del rectangle resultant sense fer servir integrals.

Resoldre

Àrea sota la corba amb la regla de Barrow

El procediment habitual: si $f(x)\geq0$ en tot $[a,b]$, l'àrea és directament la integral definida calculada amb Barrow.

Practica★☆☆Sense començar
Un atleta està entrenant per a una marató. La seva velocitat en un tram de 15 minuts és constant i ve donada per la funció $v(t) = 12$ km/h, on $t$ és el temps en hores.…

Un atleta està entrenant per a una marató. La seva velocitat en un tram de 15 minuts és constant i ve donada per la funció $v(t) = 12$ km/h, on $t$ és el temps en hores. Utilitza la integral definida per calcular la distància recorreguda (l'àrea sota la corba de velocitat) entre els instants $t = 0$ i $t = 0,25$ hores. Comprova el resultat utilitzant la fórmula geomètrica de l'àrea d'un rectangle.

Gràfica de la funció de velocitat v(t) = 12 km/h i àrea sota la corba entre t = 0 i t = 0,25 hv(t) = 12Àrea = ?(distància recorreguda)00,050,100,150,200,2536912t (h)v (km/h)
Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Calcula l'àrea de la regió plana limitada per la paràbola $f(x) = x^2 + 2$, l'eix d'abscisses i les rectes $x = 0$ i $x = 2$. Com que la funció és sempre positiva en…

Calcula l'àrea de la regió plana limitada per la paràbola $f(x) = x^2 + 2$, l'eix d'abscisses i les rectes $x = 0$ i $x = 2$. Com que la funció és sempre positiva en aquest interval, planteja directament la integral definida segons la regla de Barrow.

0 2 2 6 f(x) = x² + 2 Àrea
Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Donada la funció polinòmica $f(x) = 3x^2 + 2x$, troba l'àrea limitada per la seva gràfica i l'eix $OX$ en l'interval $[1, 2]$. Comprova que, en aquest interval, la…

Donada la funció polinòmica $f(x) = 3x^2 + 2x$, troba l'àrea limitada per la seva gràfica i l'eix $OX$ en l'interval $[1, 2]$. Comprova que, en aquest interval, la funció no talli l'eix $OX$ (és a dir, sempre és positiva), la qual cosa facilita el càlcul directe.

Resoldre

El signe de la integral: partir en trams

Si $f$ canvia de signe dins de $[a,b]$, la integral sobre tot l'interval barreja parts positives i negatives i no dona l'àrea real: cal localitzar on s'anul·la $f$ i trossejar.

Corba contínua que travessa l'eix horitzontal i separa el recinte en dues zones ombrejades, una sobre l'eix i una altra per sota. ∫ < 0 ∫ > 0 a c b
Practica★★☆Sense començar
Troba l'àrea del recinte limitat per la corba $f(x) = x^3 - 4x$ i l'eix d'abscisses. Tingues en compte que la funció pot prendre valors positius i negatius, per la qual…

Troba l'àrea del recinte limitat per la corba $f(x) = x^3 - 4x$ i l'eix d'abscisses. Tingues en compte que la funció pot prendre valors positius i negatius, per la qual cosa hauràs de calcular l'àrea de cada regió per separat i sumar-les en valor absolut.

x y −2 −1 1 2 f(x) = x³ - 4x A₁ = ? A₂ = ? Àrea Total = |A₁| + |A₂| = ?
Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Donada la funció definida a trossos: $f(x) = \begin{cases} 2x & \text{si } 0 \le x \le 1 \\ 3 - x & \text{si } 1 < x \le 3 \end{cases}$ Calcula l'àrea de la regió…

Donada la funció definida a trossos:

$f(x) = \begin{cases} 2x & \text{si } 0 \le x \le 1 \\ 3 - x & \text{si } 1 < x \le 3 \end{cases}$

Calcula l'àrea de la regió limitada per la gràfica de $f(x)$ i l'eix d'abscisses en l'interval $[0, 3]$.

Resoldre
Practica★★★Sense començar
Troba l'àrea del recinte limitat per la funció $f(x) = |x^2 - 4|$, l'eix d'abscisses i les rectes $x = -1$ i $x = 3$. Consell: Identifica els intervals on l'expressió de…

Troba l'àrea del recinte limitat per la funció $f(x) = |x^2 - 4|$, l'eix d'abscisses i les rectes $x = -1$ i $x = 3$.

Consell: Identifica els intervals on l'expressió de dins del valor absolut canvia de signe i divideix la integral definida en la suma de diverses integrals segons correspongui.

Resoldre

Aplicacions: ingressos, paràmetres i magnituds acumulades

Àrea sota una corba i «import total acumulat» són, en el fons, el mateix compte quan la funció representa un ritme (ingrés marginal, consum, estalvi).

Regió simètrica ombrejada sota una corba parabòlica entre -c i c amb una àrea total donada. −c c àrea = dada coneguda
Practica★☆☆Sense començar
El departament de màrqueting d'una nova aplicació de música ha determinat que l'ingrés marginal per cada mil subscriptors nous és $I'(x) = 10 - x$ (en centenars…

El departament de màrqueting d'una nova aplicació de música ha determinat que l'ingrés marginal per cada mil subscriptors nous és $I'(x) = 10 - x$ (en centenars d'euros), on $x$ és el nombre de milers de subscriptors. Calcula el benefici total acumulat (àrea sota la corba) quan el nombre de subscriptors passa de $x = 1$ a $x = 4$ mil.

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Troba el valor d'un paràmetre positiu $k$ perquè l'àrea del recinte limitat per la funció $f(x) = kx^2$, l'eix $OX$ i la recta vertical $x=3$ sigui igual a 18 unitats…

Troba el valor d'un paràmetre positiu $k$ perquè l'àrea del recinte limitat per la funció $f(x) = kx^2$, l'eix $OX$ i la recta vertical $x=3$ sigui igual a 18 unitats quadrades.

x y 0 1 2 3 18 f(x) = kx² x=3 A = 18
Resoldre
Practica★★★Sense començar
La funció d'ingressos marginals d'una cooperativa agrícola ve donada per $I'(x) = 100 - 0,2x^2$ (en euros per unitat venuda), on $x$ representa el nombre de tones de…

La funció d'ingressos marginals d'una cooperativa agrícola ve donada per $I'(x) = 100 - 0,2x^2$ (en euros per unitat venuda), on $x$ representa el nombre de tones de producte.

  1. a) Calcula la funció d'ingressos totals $I(x)$ sabent que per a una venda nul·la els ingressos són zero.
  2. b) Determina l'àrea tancada per la corba $I'(x)$ i l'eix d'abscisses en l'interval on l'ingrés marginal és positiu. Explica el significat econòmic d'aquest valor.
Resoldre

Torna al principi: L'àrea exacta sota $f(x)=e^x$ entre $0$ i $1$ és $\displaystyle\int_0^1 e^x\,dx = \big[e^x\big]_0^1 = e^1 - e^0 = e - 1 \approx 1{,}72\text{ u}^2$.

Resum

Veure tots els exercicis d'aquest apartat