1. Главная
  2. Библиотека
  3. Высшая математика
  4. Для нахождения объёма тела вращения вокруг оси ОX облас...
Решение задачи на тему

Для нахождения объёма тела вращения вокруг оси ОX области, ограниченной кривыми ( y=x^{2} ) и ( y=v x ), воспользуемся методом вращающих срезов (методом колец). Шar 1. Найдем точки пересечения кривых. Приравняем: ( quad mathrm{x}^{2}=mathrm{Vx} ) Возведём

  • Высшая математика
  • #Математический анализ
  • #Линейная алгебра и аналитическая геометрия
Для нахождения объёма тела вращения вокруг оси ОX области, ограниченной кривыми ( y=x^{2} ) и ( y=v x ), воспользуемся методом вращающих срезов (методом колец). Шar 1. Найдем точки пересечения кривых. Приравняем: ( quad mathrm{x}^{2}=mathrm{Vx} ) Возведём

Условие:

Для нахождения объёма тела вращения вокруг оси ОX области, ограниченной кривыми $y=x^{2}$ и $y=v x$, воспользуемся методом вращающих срезов (методом колец).

Шar 1. Найдем точки пересечения кривых.
Приравняем: $\quad \mathrm{x}^{2}=\mathrm{Vx}$
Возведём $\mathbf{V}$ х в квадрат (но удобнее переписать $V \times$ как $x^{\wedge}(1 / 2)$ ): $\quad x^{2}=x^{\wedge}(1 / 2)$
Чтобы избавиться от корня, можно возвести обе части в квадрат или привести к общему виду. Лучше перепишем уравнение
следующим образом: $\quad x^{2}-x^{\wedge}(1 / 2)=0$
Вынесем $x^{\wedge}(1 / 2): \quad x^{\wedge}(1 / 2)\left(x^{\wedge}(3 / 2)-1\right)=0$
Отсюда:
1. $x^{\wedge}(1 / 2)=0 \rightarrow x=0$,
2. $x^{\wedge}(3 / 2)-1=0 \rightarrow x^{\wedge}(3 / 2)=1 \rightarrow x=1$.

Таким образом, точки пересечения: $\mathbf{x}=0$ и $\mathbf{x = 1}$.
Шаг 2. Определим, какая кривая находится выше на отрезке $[0,1]$.
Проверим, например, в точке $x=0.25: \quad y=(0.25)^{2}=0.0625, \quad y=v 0.25=0.5$. Таким образом, на $[0,1]$ функция $y=v x$ лежит выше, а $y=x^{2}-$ ниже.

При вращении области вокруг оси ОХ мы получаем кольца (чашечки). При данном методе объём элемента приращения определяется как разность между внешним и внутренним радиусом.

Шar 3. Запишем формулу для объёма методом колец.
Для вращения вокруг оси $O X$ при интегрировании по $x$ будем иметь: $\quad d V=\pi\left[R^{2}(x)-r^{2}(x)\right] d x$, где $R(x)$ - внешний радиус (расстояние от оси ОХ до верхней функции), ar(x) - внутренний радиус (расстояние от оси OX до нижней функции).

В нашем случае: $\quad R(x)=v x \quad n \quad r(x)=x^{2}$.
Таким образом: $\quad \mathrm{dV}=\boldsymbol{\pi}\left[(\mathrm{Vx})^{2}-\left(\mathrm{x}^{2}\right)^{2}\right] \mathrm{dx}=\boldsymbol{\pi}\left[\mathrm{x}-\mathrm{x}^{4}\right] \mathrm{dx}$.
Шаг 4. Вычислим объём, проинтегрировав по $x$ от 0 до 1 .
Общий объём: $\quad V=\boldsymbol{\pi} \int 0^{1}\left(x-x^{4}\right) d x$.
Выполним интегрирование: $\quad \int{0}{ }^{1} x d x=\left[x^{2} / 2\right]$ от О до $1=1 / 2, \quad \int{0}{ }^{1} x^{4} d x=\left[x^{5} / 5\right]$ от 0 до $1=1 / 5$.
Таким образом: $\quad V=\pi[(1 / 2)-(1 / 5)]=\pi[(5-2) / 10]=\pi(3 / 10)=(3 \pi) / 10$.
Шar 5. Запишем окончательный ответ.
Объём тела, образованного вращением заданной области вокруг оси ОX, равен: $\quad V=(3 \pi) / 10$.
Таким образом, ответ: (3п)/10.

Решение:

Ниже представлено подробное пошаговое решение на русском языке.

────────────────────────────── Шаг 1. Нахождение точек пересечения кривых

Нам даны две функции:   y = x²   y = √x  (обратите внимание, что запись v x в условии подразумевает функцию y = √x)

Приравниваем их:   x² = √x

Запишем √x как x^(1/2) и получим:   x² – x^(1/2) = 0

Вынесем общий множитель x^(1/2):   x^(1/2) · (x^(3/2) – 1) = 0

Это уравнение равно нулю, когда: 1) x^(1/2) = 0  ⇒  x = 0 2) x^(3/2) – 1 = 0  ⇒  x^(3/2) = 1  ⇒  x = 1

Таким образом, точки пересечения: x = 0 и x ...

Выбери предмет