Вычислить объем тела, полученного вращением вокруг оси оy фигуры, ограниченной линиями: y=x+1,y=0,x+y=1 .

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для вычисления объема тела вращения вокруг оси Oycap O y воспользуемся методом интегрирования по переменной yy. Объем тела, полученного вращением фигуры, ограниченной кривой x=f(y)x equals f of y и прямыми y=c,y=dy equals c comma y equals d, вычисляется по формуле V=πcdx2dycap V equals pi integral from c to d of x squared d y. Шаг 1: Выражение переменной x через y и нахождение точек пересечения Перепишем уравнения заданных линий относительно xx:

  1. y=x+1x=y1y equals x plus 1 implies x equals y minus 1 x+y=1x=1yx plus y equals 1 implies x equals 1 minus y y=0y equals 0 — нижняя граница интегрирования.

Найдем точку пересечения первых двух линий: y1=1y2y=2y=1y minus 1 equals 1 minus y implies 2 y equals 2 implies y equals 1. Это будет верхняя граница интегрирования. Фигура представляет собой треугольник с вершинами (-1,0)open paren negative 1 comma 0 close paren, (1,0)open paren 1 comma 0 close paren и (0,1)open paren 0 comma 1 close paren. При вращении вокруг оси Oycap O y правая и левая стороны треугольника описывают один и тот же объем, так как они симметричны относительно оси Oycap O y (дистанция до оси равна |1y|the absolute value of 1 minus y end-absolute-value). Шаг 2: Составление интеграла для вычисления объема Так как при вращении вокруг оси Oycap O y образуется конус, радиус сечения которого в каждой точке yy равен x=1yx equals 1 minus y (или |y1|the absolute value of y minus 1 end-absolute-value), объем вычисляется следующим образом: V=π01(1y)2dycap V equals pi integral from 0 to 1 of open paren 1 minus y close paren squared d yШаг 3: Вычисление определенного интеграла Раскроем квадрат разности или воспользуемся заменой переменной: V=π01(12y+y2)dy=π[yy2+y33]01cap V equals pi integral from 0 to 1 of open paren 1 minus 2 y plus y squared close paren d y equals pi open bracket y minus y squared plus the fraction with numerator y cubed and denominator 3 end-fraction close bracket sub 0 to the first power Подставим пределы интегрирования: V=π(112+133)π(002+033)=π(11+13)=π3cap V equals pi open paren 1 minus 1 squared plus the fraction with numerator 1 cubed and denominator 3 end-fraction close paren minus pi open paren 0 minus 0 squared plus the fraction with numerator 0 cubed and denominator 3 end-fraction close paren equals pi open paren 1 minus 1 plus one-third close paren equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction Ответ: Объем тела вращения равен π3the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction кубических единиц. Требуется ли вам помощь с построением графика данной фигуры или расчетом объема при вращении вокруг оси Ox?

Форма ответа

Ваш аватар