f\left(x\right) = {e}^{x - 1} - {e}^{- \left|x - 1\right|} = \left\{{ 0 , x ≤ 1 e x − 1 − e 1 − x , x > 1 \begin{cases}0, & x \le 1 \\ {e}^{x - 1} - {e}^{1 - x}, & x > 1\end{cases} { 0 , e x − 1 − e 1 − x , x ≤ 1 x > 1 \right) and
g ( x ) = 1 2 ( e x − 1 + e 1 − x ) g\left(x\right) = \dfrac{1}{2}\left({e}^{x - 1} + {e}^{1 - x}\right) g ( x ) = 2 1 ( e x − 1 + e 1 − x )
At x = 0, f\left(0\right) = 0 & g\left(0\right) = \dfrac{e + {e}^{- 1}}{2}
At x = 1, f\left(1\right) = 0 & g\left(1\right) = \dfrac{1}{2}\left({e}^{1 - 1} + {e}^{1 - 1}\right) = 1
For point of intersection of the two curves for x > 1 x > 1 x > 1 , f ( x ) = g ( x ) f\left(x\right) = g\left(x\right) f ( x ) = g ( x )
⇒ e x − 1 − e 1 − x = 1 2 ( e x − 1 + e 1 − x ) ⇒ {e}^{x - 1} - {e}^{1 - x} = \dfrac{1}{2}\left({e}^{x - 1} + {e}^{1 - x}\right) ⇒ e x − 1 − e 1 − x = 2 1 ( e x − 1 + e 1 − x )
⇒ 2 e x − 1 − 2 e 1 − x = e x − 1 + e 1 − x ⇒ 2{e}^{x - 1} - 2{e}^{1 - x} = {e}^{x - 1} + {e}^{1 - x} ⇒ 2 e x − 1 − 2 e 1 − x = e x − 1 + e 1 − x
⇒ e x − 1 = 3 e 1 − x ⇒ {e}^{x - 1} = 3{e}^{1 - x} ⇒ e x − 1 = 3 e 1 − x
⇒ ( e x − 1 ) 2 = 3 ⇒ {\left({e}^{x - 1}\right)}^{2} = 3 ⇒ ( e x − 1 ) 2 = 3
⇒ x = 1 + l n 3 ⇒ x = 1 + ln\sqrt{3} ⇒ x = 1 + l n 3
∴ ∴ ∴ Required area = Area of the shaded region
= ∫ 0 1 g ( x ) d x + ∫ 1 1 + l n 3 { g ( x ) − f ( x ) } d x = {∫}_{0}^{1}g\left(x\right)dx + {∫}_{1}^{1 + ln\sqrt{3}}\left\{g\left(x\right) - f\left(x\right)\right\}dx = ∫ 0 1 g ( x ) d x + ∫ 1 1 + l n 3 { g ( x ) − f ( x ) } d x
= ∫ 0 1 1 2 ( e x − 1 + e 1 − x ) d x + ∫ 1 1 + l n 3 { 1 2 ( e x − 1 + e 1 − x ) − ( e x − 1 − e 1 − x ) } d x = {∫}_{0}^{1}\dfrac{1}{2}\left({e}^{x - 1} + {e}^{1 - x}\right)dx + {∫}_{1}^{1 + ln\sqrt{3}}\left\{\dfrac{1}{2}\left({e}^{x - 1} + {e}^{1 - x}\right) - \left({e}^{x - 1} - {e}^{1 - x}\right)\right\}dx = ∫ 0 1 2 1 ( e x − 1 + e 1 − x ) d x + ∫ 1 1 + l n 3 { 2 1 ( e x − 1 + e 1 − x ) − ( e x − 1 − e 1 − x ) } d x
= 1 2 ∫ 0 1 ( e x − 1 + e 1 − x ) d x + 1 2 ∫ 1 1 + l n 3 ( 3 e 1 − x − e x − 1 ) d x = \dfrac{1}{2}{∫}_{0}^{1}\left({e}^{x - 1} + {e}^{1 - x}\right)dx + \dfrac{1}{2}{∫}_{1}^{1 + ln\sqrt{3}}\left(3{e}^{1 - x} - {e}^{x - 1}\right)dx = 2 1 ∫ 0 1 ( e x − 1 + e 1 − x ) d x + 2 1 ∫ 1 1 + l n 3 ( 3 e 1 − x − e x − 1 ) d x
= 1 2 [ e x − 1 − e 1 − x ] 0 1 − 1 2 [ 3 e 1 − x + e x − 1 ] 1 1 + l n 3 = \dfrac{1}{2}{\left[{e}^{x - 1} - {e}^{1 - x}\right]}_{0}^{1} - \dfrac{1}{2}{\left[3{e}^{1 - x} + {e}^{x - 1}\right]}_{1}^{1 + ln\sqrt{3}} = 2 1 [ e x − 1 − e 1 − x ] 0 1 − 2 1 [ 3 e 1 − x + e x − 1 ] 1 1 + l n 3
= 1 2 ( e − e − 1 ) − 1 2 [ 2 3 − 4 ] = \dfrac{1}{2}\left(e - {e}^{- 1}\right) - \dfrac{1}{2}\left[2\sqrt{3} - 4\right] = 2 1 ( e − e − 1 ) − 2 1 [ 2 3 − 4 ]
= e − e − 1 2 + ( 2 − 3 ) = \dfrac{e - {e}^{- 1}}{2} + \left(2 - \sqrt{3}\right) = 2 e − e − 1 + ( 2 − 3 )