故所求面积S=S1+S2=dx+(3-x)dx=(3x-ln x) +|=4-ln 3.
探究点3 利用定积分求变速直线运动的路程、位移
一点在直线上从时刻t=0(s)开始以速度v=t2-4t+3(m/s)运动,求:
(1)在t=4 s时的位置;
(2)在t=4 s时运动的路程.
【解】 (1)在t=4 s时该点的位置为
(t2-4t+3)dt=|=(m),
即在t=4 s时该点距出发点 m.
(2)因为v(t)=t2-4t+3=(t-1)(t-3),
所以在区间[0,1]及[3,4]上,v(t)≥0,
在区间[1,3]上,v(t)≤0,所以在t=4 s时运动的路程为
s=(t2-4t+3)dt+|(t2-4t+3)dt|+(t2-4t+3)dt=(t2-4t+3)dt-(t2-4t+3)dt+(t2-4t+3)dt=4(m).
求变速直线运动物体的路程(位移)的方法
(1)用定积分计算做直线运动物体的路程,要先判断速度v(t)在时间区间内是否为正值,若v(t)>0,则运动物体的路程为s=v(t)dt;若v(t)<0,则运动物体的路程为s=|v(t)|dt=-v(t)dt.
(2)若已知做直线运动物体的速度-时间图象,可以先求出速度-时间函数式,再转化为定积分计算路程;也可以直接计算曲边梯形的面积得到路程;若速度-时间函数是分段函数,要利用定积分的性质进行分段积分再求和.
(3)注意路程与位移的区别.
1.一质点运动的速度与时间的关系为v(t)=t2-t+2,质点做直线运动,则它在t∈[1,2]内的位移为________.
解析:由定积分的意义知,质点在t∈[1,2]内的位移为