知识点

旋转体的体积

定义

由 y=f(x)y=f(x)、xx 轴及 x=ax=a、x=bx=b 围成的图形绕 xx 轴旋转,在 xx 处截出厚 dx\mathrm{d}x 的薄圆盘,底面半径为 ∣f(x)∣|f(x)|,于是

dV=πf2(x) dx,V=π∫abf2(x) dx.\mathrm{d}V=\pi f^2(x)\,\mathrm{d}x,\qquad V=\pi\int_a^bf^2(x)\,\mathrm{d}x.

例子

旋转体体积:y=xy=\sqrt{x} 绕 xx 轴,0≤x≤10\le x\le 1

V=π∫01(x)2 dx=π∫01x dx=π2.V=\pi\int_0^1(\sqrt{x})^2\,\mathrm{d}x=\pi\int_0^1x\,\mathrm{d}x=\frac{\pi}{2}.

探索

圆盘截面如何累加成体积?

计算平方根曲线绕x轴旋转的体积。

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题集

练习

  1. y=x2y=x^2(0≤x≤10\le x\le 1)与 xx 轴围成的图形绕 xx 轴旋转所得旋转体的体积是:

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    参考解答

    体积微元为 π(x2)2 dx=πx4 dx\pi(x^2)^2\,\mathrm{d}x=\pi x^4\,\mathrm{d}x,积分为 π⋅15=π5\pi\cdot\frac{1}{5}=\frac{\pi}{5}。