求圆盘(x-2)2+y2≤1绕y轴旋转所成的旋转体体积

求圆盘(x-2)2+y2≤1绕y轴旋转所成的旋转体体积.
2024年11月22日 04:11
有4个网友回答
网友(1):

圆盘(x-2)^2+y^2≤1绕y轴旋转所成的旋转体体积为4π^2。

解:因为由(x-2)^2+y^2=1,可得,

x=2±√(1-y^2)。

又(x-2)^2+y^2≤1,那么可得1≤x≤3,-1≤y≤1。

那么根据定积分求旋转体体积公式,以y为积分变量,可得体积V为,

V=∫(-1,1)(π*(2+√(1-y^2))^2-π*(2-√(1-y^2))^2)dy

=8π∫(-1,1)√(1-y^2)dy

令y=sint,由于-1≤y≤1,那么-π/2≤t≤π/2,那么

V=8π∫(-1,1)√(1-y^2)dy

=8π∫(-π/2,π/2)costdsint

=4π∫(-π/2,π/2)(cos2t+1)dt

=4π∫(-π/2,π/2)1dt+2π∫(-π/2,π/2)(cos2t)d(2t)

=4π*(π/2-(-π/2))+2π*(sinπ-sin(-π))

=4π^2+0

=4π^2

扩展资料:

1、定积分∫(a,b)f(x)dx的性质

(1)当a=b时,∫(a,b)f(x)dx=0。

(2)当a>b时,∫(a,b)f(x)dx=-∫(b,a)f(x)dx。

(3)常数可以提到积分号前。即∫(a,b)K*f(x)dx=K*∫(a,b)f(x)dx。

2、定积分的解答方法

(1)换元积分法

如果f(x)∈C([a,b]),且x=ψ(t)在[α,β]上单值、可导,那么当α≤t≤β时,a≤ψ(t)≤b,且ψ(α)=a,ψ(β)=b,则∫(a,b)f(x)dx=∫(α,β)f(ψ(t))*ψ′(t)dt。

(2)分部积分法

设u=u(x),v=v(x)均在区间[a,b]上可导,且u′,v′∈R([a,b]),则有分部积分公式为,

∫(a,b)uv′dx=uv(a,b)-∫(a,b)vu′dx。

3、利用定积分求旋转体的体积

(1)找准被旋转的平面图形,它的边界曲线直接决定被积函数。

(2)分清端点。

(3)确定几何体的构造。

(4)利用定积分进行体积计算。

参考资料来源:百度百科-定积分

网友(2):

有2种方法。

方法一

方法二

网友(3):

据对称性,所求旋转体体积是上半圆盘绕y轴旋转所成的旋转体体积V1的2倍,因此
V=2(

π
x
(y)dy?
π
x
(y)dy)
=
(2+cost)2costdt?2π
(2+cost)2costdt

=
(2+cost)2costdt
=4π2

网友(4):

上半圆:y1=2+√(1-x²); 下半圆:y2=2-√(1-x²);
V=2[∫Π*y1²dx - ∫Π*y2²dx]
(上式 上限为1,下限为-1)
=4*Π* ∫[ (2+√(1-x²))² - (2-√(1-x²))² ]dx
(上式 上限为1,下限为0,以下相同)
=16*Π*∫√(1-x²)dx
令x=sint dx=cost dt
(以下式子上限为Π/2,下限为0)
∴V=16*Π*∫cos²tdt
=8*Π*∫(cos2t+1)dt 二倍角公式
=4*Π*∫cos2t d(2t) + 8*Π*∫dt
=4*Π²