Вычислить объём тела, полученного от вращения фигуры, ограниченной линиями: y=4x-x^2, y=0

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Объём тела вращения, полученного при вращении криволинейной трапеции вокруг оси Oxcap O x, составляет 512π15the fraction with numerator 512 bold pi and denominator 15 end-fraction кубических единиц. Шаг 1: Определение пределов интегрирования Для нахождения точек пересечения графика функции y=4xx2y equals 4 x minus x squared с осью Oxcap O x ( y=0y equals 0), решим уравнение: 4xx2=04 x minus x squared equals 0Вынося общий множитель за скобки, получим x(4x)=0x open paren 4 minus x close paren equals 0. Отсюда корни уравнения: x1=0x sub 1 equals 0 и x2=4x sub 2 equals 4. Таким образом, пределами интегрирования являются a=0a equals 0 и b=4b equals 4. Шаг 2: Составление интеграла для вычисления объёма Объём тела вращения вокруг оси Oxcap O x вычисляется по формуле: V=πab[f(x)]2dxcap V equals pi integral from a to b of open bracket f of x close bracket squared d xПодставим заданную функцию и найденные пределы: V=π04(4xx2)2dxcap V equals pi integral from 0 to 4 of open paren 4 x minus x squared close paren squared d xРазложим подынтегральное выражение по формуле квадрата разности: (4xx2)2=16x28x3+x4open paren 4 x minus x squared close paren squared equals 16 x squared minus 8 x cubed plus x to the fourth powerШаг 3: Вычисление определенного интеграла Интегрируем полученное многочленное выражение: (16x28x3+x4)dx=16x338x44+x55=16x332x4+x55integral of open paren 16 x squared minus 8 x cubed plus x to the fourth power close paren d x equals the fraction with numerator 16 x cubed and denominator 3 end-fraction minus the fraction with numerator 8 x to the fourth power and denominator 4 end-fraction plus the fraction with numerator x to the fifth power and denominator 5 end-fraction equals the fraction with numerator 16 x cubed and denominator 3 end-fraction minus 2 x to the fourth power plus the fraction with numerator x to the fifth power and denominator 5 end-fraction Применим формулу Ньютона-Лейбница на отрезке [0,4]open bracket 0 comma 4 close bracket: V=π[16(4)332(4)4+(4)55]π[0]cap V equals pi open bracket the fraction with numerator 16 open paren 4 close paren cubed and denominator 3 end-fraction minus 2 open paren 4 close paren to the fourth power plus the fraction with numerator open paren 4 close paren to the fifth power and denominator 5 end-fraction close bracket minus pi open bracket 0 close bracket Выполним арифметические расчеты: V=π[10243512+10245]=π[51207680+307215]=512π15cap V equals pi open bracket 1024 over 3 end-fraction minus 512 plus 1024 over 5 end-fraction close bracket equals pi open bracket the fraction with numerator 5120 minus 7680 plus 3072 and denominator 15 end-fraction close bracket equals the fraction with numerator 512 pi and denominator 15 end-fraction Ответ: Объём тела вращения равен \frac{512\pi}{15} (или примерно 34,13\pi). Требуется ли вам построение графика данной фигуры или расчет объема при вращении вокруг оси Oy?

Форма ответа

Ваш аватар