积分学在几何中的应用举例(2)

体积

平行截面面积已知的立体的体积:

空间立体介于垂直于x 轴的两个平面x=a与x=b(a<b)之间,用垂直于x轴的平面去截立体,若所得截面面积是关于x的已知连续函数S(x),立体的体积为 :
V = ∫ a b f ( x ) d x V=\int_a^b f(x) \mathrm d x V=abf(x)dx

旋转体体积

1.:由连续曲线 y=f(x)(f(x) ≥ 0 \ge0 0)和直线 x=a,x=b(a<b) 及 y=0所围
成的平面图形绕x轴旋转一周所成旋转体的体积为:
V = π ∫ a b f 2 ( x ) d x V=\pi \int_a^b f^2(x) \mathrm dx V=πabf2(x)dx
2.由连续曲线y=f(x)( f ( x ) ≤ 0 f(x)\le0 f(x)0)和直线 x = a x=a x=a x = b x=b x=b y = 0 y=0 y=0所围成的平面图
形绕 y 轴旋转一周所成旋转体的体积为:
V = 2 π ∫ a b x f ( x ) d x V=2\pi\int_a^bxf(x) \mathrm dx V=2πabxf(x)dx  

例:求由曲线 y = x 2 , x = y 2 y=x^2,x=y^2 y=x2,x=y2所围图形分别绕x轴与 y 轴旋转产生的立体的体积.

绕x轴: V = π ∫ 0 1 x − x 4 d x = 3 10 π V=\pi\int_0^1 x-x^4 \mathrm dx=\frac3{10}\pi V=π01xx4dx=103π
绕y轴: V = 2 π ∫ 0 1 x ( x − x 2 ) d x = 3 10 π V=2\pi\int_0^1 x(\sqrt{x}-x^2) \mathrm dx=\frac3{10}\pi V=2π01x(x x2)dx=103π

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