求曲线方程y=sinx,0≤ x≤π与y=0所围成的图形绕y轴旋转一周所得的旋转体的体积

学习 时间:2026-04-01 08:41:55 阅读:2522
求曲线方程y=sinx,0≤ x≤π与y=0所围成的图形绕y轴旋转一周所得的旋转体的体积答案是Vy=2π∫(0到π)x sin x dx=2π*(π/2)∫(0到π) sin x dx=(π^2)(-cos x)|(0到π)=2(π^2) 可我就是不明白这个是怎么来的?

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诚心的煎蛋

高高的电源

2026-04-01 08:41:55

你还是说绕哪个轴旋转的体积怎么算?如果是绕Y轴旋转,你可以先画出图形,是一个中心凹陷、中间凸起、边缘光滑过度的一个东东,它的体积有两种算法:一种是微薄片圆筒法求积,沿半径方向从0积到π,就是你写出来的这种解法,薄片圆筒的体积为底面积乘高,底面积为2πxdx,高为y=sinx,因此其微元体积为dV=2πxdx*sinx,然后将x从0积到π就行了。还有一种办法是截面法,就是用平行于xoz面(曲线为xoy面,设垂直于xoy面的方向为z轴方向)的相邻很近的两个平面来截该物体(也就是说用垂直于纸面即xoy面且平行于x轴的平面来截该物体),则得到一个薄圆环,横截面为一个圆环,圆环内径为x=arcsiny,外径为π-x=π-arcsiny,于是截面法得到的薄圆环的微体积为dV=π[(π-arcsiny)^2-(arcsiny)^2]dy,故其体积V=∫dV=∫(0,1)π[(π-arcsiny)^2-(arcsiny)^2]dy=∫(0,1)π(π^2-2πarcsiny)dy=π^3-2π^2∫(0,1)arcsinydy=π^3-2π^2*[yarcsiny|(0,1)-∫(0,1)y*1/√(1-y^2)dy]=π^3-2π^2*[π/2+∫(0,1)1/2*1/√(1-y^2)d(1-y^2)]=π^3-2π^2*[π/2+√(1-y^2)|(0,1)=π^3-2π^2*(π/2-1)=2π^2如果是绕X轴旋转,你可以先画出图形,是一个中心轴在x=π/2上的一个近似椭球体形状的东东。其体积计算也可以按照微薄片圆筒法和从0积到π,也可按截面法从-1积到1。在此不予赘述。有问题请Hi我 再问: 底面积为2πxdx,???如果是圆筒的话底面不是一个圆吗??那应该是πr^2啊r=x的话应该是πx^2怎么你写的是底面积为2πxdx?? 再答: 是啊,底面本来是个圆环,但因为是薄圆筒,故底面面积可按拉长了计算,拉长后相当于一个很窄的矩形,长为周长2πx,宽为dx。 如果还不明白,根据圆环面积算:内径为x,外径为x+dx的圆环面积为 π(x+dx)^2-πx^2=π(x^2+2xdx+(dx)^2-x^2)=2πxdx+π(dx)^2,(dx)^2为比dx更高阶的无穷小,故可略去,因此就有微圆环面积为2πxdx

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  • 光亮的战斗机
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    2026-04-01 08:41:55

    你还是说绕哪个轴旋转的体积怎么算?如果是绕Y轴旋转,你可以先画出图形,是一个中心凹陷、中间凸起、边缘光滑过度的一个东东,它的体积有两种算法:一种是微薄片圆筒法求积,沿半径方向从0积到π,就是你写出来的这种解法,薄片圆筒的体积为底面积乘高,底面积为2πxdx,高为y=sinx,因此其微元体积为dV=2πxdx*sinx,然后将x从0积到π就行了。还有一种办法是截面法,就是用平行于xoz面(曲线为xoy面,设垂直于xoy面的方向为z轴方向)的相邻很近的两个平面来截该物体(也就是说用垂直于纸面即xoy面且平行于x轴的平面来截该物体),则得到一个薄圆环,横截面为一个圆环,圆环内径为x=arcsiny,外径为π-x=π-arcsiny,于是截面法得到的薄圆环的微体积为dV=π[(π-arcsiny)^2-(arcsiny)^2]dy,故其体积V=∫dV=∫(0,1)π[(π-arcsiny)^2-(arcsiny)^2]dy=∫(0,1)π(π^2-2πarcsiny)dy=π^3-2π^2∫(0,1)arcsinydy=π^3-2π^2*[yarcsiny|(0,1)-∫(0,1)y*1/√(1-y^2)dy]=π^3-2π^2*[π/2+∫(0,1)1/2*1/√(1-y^2)d(1-y^2)]=π^3-2π^2*[π/2+√(1-y^2)|(0,1)=π^3-2π^2*(π/2-1)=2π^2如果是绕X轴旋转,你可以先画出图形,是一个中心轴在x=π/2上的一个近似椭球体形状的东东。其体积计算也可以按照微薄片圆筒法和从0积到π,也可按截面法从-1积到1。在此不予赘述。有问题请Hi我 再问: 底面积为2πxdx,???如果是圆筒的话底面不是一个圆吗??那应该是πr^2啊r=x的话应该是πx^2怎么你写的是底面积为2πxdx?? 再答: 是啊,底面本来是个圆环,但因为是薄圆筒,故底面面积可按拉长了计算,拉长后相当于一个很窄的矩形,长为周长2πx,宽为dx。 如果还不明白,根据圆环面积算:内径为x,外径为x+dx的圆环面积为 π(x+dx)^2-πx^2=π(x^2+2xdx+(dx)^2-x^2)=2πxdx+π(dx)^2,(dx)^2为比dx更高阶的无穷小,故可略去,因此就有微圆环面积为2πxdx

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