الرياضيات البحتة · الصف الثالث الثانوي
تطبيقات على التكامل المحدد
استخدام التكامل المحدد في حساب المساحة تحت منحنى وبين منحنيين، وحجم جسم دوران حول محور، مع أمثلة محلولة.
تطبيقات على التكامل المحدد — الرياضيات البحتة
معلومات الدرس
- الصف: الثالث الثانوي
- المادة: الرياضيات البحتة
- الشعبة: علمي علوم / علمي رياضة
- الترم: الأول (الترم الأول)
- رقم الدرس: ٤–٣ (قسم التفاضل والتكامل — الوحدة الثالثة: التكامل المحدد وتطبيقاته)
الأهداف العامة
- أن يحسب الطالب مساحة منطقة محصورة بين منحنى والمحور .
- أن يحسب مساحة منطقة محصورة بين منحنيين.
- أن يحسب حجم جسم ناتج عن دوران منطقة حول أحد المحاور.
المحتوى الرئيسي
المساحة تحت منحنى
إذا كانت ومتصلة على ، فمساحة المنطقة المحصورة بين المنحنى والمحور من إلى :
وإذا كان جزء من المنحنى تحت المحور ، نأخذ القيمة المطلقة على ذلك الجزء (بتقسيم التكامل عند أصفار الدالة).
المساحة بين منحنيين
إذا كان على ، فمساحة المنطقة المحصورة بينهما:
أي تكامل (المنحنى الأعلى ناقص المنحنى الأدنى). نوجد حدَّي التكامل من نقاط تقاطع المنحنيين ().
حجم جسم الدوران
عند تدوير المنطقة تحت من إلى دورة كاملة حول المحور ، يكون حجم الجسم الناتج:
(مجموع أحجام أقراص رقيقة نصف قطر كلٍّ منها وسمكه ). وبالمثل عند الدوران حول المحور لمنطقة بين والمحور من إلى يكون .
النقاط الرئيسية
- المساحة تحت منحنى موجب: .
- المساحة بين منحنيين: تكامل (الأعلى الأدنى)، وحدوده نقاط التقاطع.
- حجم الدوران حول : .
- إذا نزل المنحنى تحت المحور، جزّئ التكامل عند الأصفار وخذ القيم المطلقة.
- ارسم المنطقة أولًا لتحديد المنحنى الأعلى وحدود التكامل.
تطبيقات / أمثلة
مثال ١: أوجد مساحة المنطقة المحصورة بين المنحنى والمحور من إلى .
الحل:
مثال ٢: أوجد مساحة المنطقة المحصورة بين المنحنيين و.
الحل: نقطتا التقاطع من ، أي و. وعلى يكون ، إذن:
مثال ٣: أوجد مساحة المنطقة المحصورة بين المنحنى والمحور .
الحل: أصفار الدالة عند ، والمنحنى موجب بينهما:
مثال ٤: أوجد حجم الجسم الناتج عن دوران المنطقة تحت من إلى دورة كاملة حول المحور .
الحل:
مثال ٥: أوجد حجم المخروط الناتج عن دوران المنطقة تحت من إلى حول المحور .
الحل:
ملاحظات:
- عند حساب المساحة بين منحنيين رأسيًّا، إذا تبادل المنحنيان الترتيب داخل الفترة، جزّئ التكامل عند نقطة التبادل.
- في مسائل الحجم، تربيع الدالة يعني وليس .
- تحقّق من معقولية الناتج: المساحة والحجم كمّيتان غير سالبتين.