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💰 面積 between two curves 計算機

專業免費的 面積 between two curves 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
0.166667 平方單位
專業公認計算模型,即時運算完畢
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什麼是兩曲線之間的面積?

兩曲線 f(x) 與 g(x) 在區間 [a, b] 上的面積,指的是兩條圖形之間所圍成的整個區域。以數學式來表示,它等於兩函數差的絕對值之定積分,即

A = \int_{a}^{b} ≤ft| f(x) - g(x) \right| dx.
取絕對值可以確保面積永遠為正值——即使兩曲線在區間中交叉,或原本在上方的曲線在某處變成下方曲線,計算結果依然正確。

計算機怎麼用

請以 x 為變數輸入每一條函數,例如 x^2、2*x+1、sin(x) 或 4-x^2。接著填入下限 a 與上限 b,即可讀取面積結果。本工具支援 + − * / ^、括號、常數 pi 與 e,以及 sin、cos、tan、exp、ln、log、sqrt、abs 等函數。你不需要事先判斷哪一條曲線在上方——絕對差值會自動為你處理。

公式詳解

若在 [a, b] 上處處滿足 f(x) ≥q g(x),面積就單純等於 \int_{a}^{b} (f - g) dx。當兩曲線交叉時,差值的正負號會改變,因此我們改用絕對值來積分,避免正負相消。本計算機會在數千個取樣點上計算被積函數,並採用複合辛普森法(Simpson's rule,n = 2000),對平滑函數能提供極高的精確度。

範例演練

求直線 y = x 與拋物線 y = x^2 在 [0, 1] 上的面積。在此區間內 x ≥q x^2,因此

A = \int_{0}^{1} (x - x^2) dx = ≤ft[((x^2) ÷ (2)) - ((x^3) ÷ (3))\right]_{0}^{1} = ((1) ÷ (2)) - ((1) ÷ (3)) = ((1) ÷ (6)) ≈ 0.1667 平方單位.

如何手工計算兩條曲線之間的面積

曲線 f(x) 和 g(x) 在 [a,b] 上的面積是它們之間絕對垂直距離的積分。因為曲線在交點處可能會互換位置,你不能盲目地積分 f-g — 這會導致符號相消。遵循以下步驟:

  1. 找到交點。求解 f(x)=g(x) 得到 x,只保留落在 [a,b] 内的解。這些是上下曲線互換角色的點。
  2. 確定每個子區間上的上方曲線。在相鄰交點之間,差值 f-g 保持一個符號。在每段選擇一個測試點並計算 f-g:如果為正,f 在上方;如果為負,g 在上方。
  3. 在交點處分割積分。如果曲線在 c 處相交且 a ,將面積寫成在 [a,c]="" [c,b]="" li="" 上的積分和(以及更多交點的情況)。<="" 和="">
  4. 在每段上積分(上方 − 下方)。在每個子區間上,將較大的函數放在前面,使被積函數為非負:
    A_i = \int_{x_{i}}^{x_{i+1}}\big(上方(x)-下方(x)\big) dx.
  5. 對各段面積求和。加總這些部分:A = \sum_i A_i。每個 A_i≥ 0,所以沒有相消。

符號處理的細節:緊湊公式 A=\int_a^b |f(x)-g(x)| dx 是精確的,但當曲線相交時 \int_a^b (f-g) dx 不是面積。例如,如果 f-g 在寬度為 1 的區間上為 +2,在下一個寬度為 1 的區間上為 -2,原始帶符號的積分給出 2+(-2)=0,而真實面積是 |2|+|-2|=4。在交點處分割並對每段取正值,正是絕對值所做的。

關鍵術語

定積分
值 \int_a^b h(x) dx,表示從 x=a 到 x=b 時 h 的圖像與 x 軸之間的淨帶符號面積。
被積函數
被積分的函數。對於曲線之間的面積,被積函數是差值 f(x)-g(x)(或其絕對值)。
|f − g|(絕對差)
每個 x 處曲線之間的非負垂直間隙。使用絕對值可保證積分測量幾何面積,而不會使正負區域相消。
交點 / 交叉點
一個 x 值,其中 f(x)=g(x);曲線相接或互換上下位置。積分必須在 [a,b] 內的任何交點處分割。
界限 a 和 b
積分的下限和上限,定義測量面積的水平區間。
上方 / 下方曲線
在給定的子區間上,上方曲線有更大的 y 值;面積被積函數是(上方 − 下方),因此保持非負。
複合辛普森法則
一種數值積分方法,通過在子區間對上擬合拋物線來近似 \int_a^b h dx;當被積函數沒有簡單的反導數時使用。
平方單位
面積結果的維度單位。由於面積結合了水平長度和垂直長度,答案以單位的平方表示。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

把哪條函數設為 f、哪條設為 g 有差別嗎?
沒有差別。由於被積函數是 \(\left| f - g \right|\),兩者對調後得到的面積完全相同。
如果曲線在 \([a, b]\) 之內交叉怎麼辦?
絕對值會自動處理交叉的情況,所以結果是所圍成的「總面積」,而非帶正負號的差值。
計算結果有多精確?
採用 2000 個子區間的辛普森法,對連續函數而言精確度極高,結果通常能與精確值吻合到小數點後許多位。