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第八节 定积分的几何应用举例 v一、元素法 v二、平面图形的面 积 v三、体积 v四、平面曲线的弧 长 v五、总结 回顾 曲边梯形求面积的问题 a b x y o 面积表示为定积分的步骤如下 (3) 求和,得A的近似值 a b x y o (4) 求极限,得A的精确值 提示 面积元素 一、元素法的一般步骤: 这个方法通常叫做元素法 应用方向: 平面图形的面积;体积;平面曲线的弧长 ;功;水压力;引力和平均值等 曲边梯形的面积曲边梯形的面积 1、直角坐标系情形 二、平面图形的面积 解两曲线的交点 面积元素 选 为积分变量 解两曲线的交点 选 为积分变量 于是所求面积 说明:注意各积分区间上被积函数的形式 问题:积分变量只能选 吗 ? 解两曲线的交点 选 为积分变量 如果曲边梯形的曲边为参数方程 曲边梯形的面积 解椭圆的参数方程 由对称性知总面积等于4倍第一象限部分面积 面积元素 曲边扇形的面积 2、极坐标系情形 解由对称性知总面积=4倍第 一象限部分面积 解 利用对称性知 旋转体就是由一个平面图形饶这平面内 一条直线旋转一周而成的立体这直线叫做 旋转轴 圆柱圆锥圆台 1、旋转体的体积 三、体积 x y o 旋转体的体积为 解直线 方程为 例 1 连接坐标原点O及点),(rhP的直线、直线 h x = 及x轴围成一个直角三角形将它绕x轴旋 转构成一个底半径为r、高为h的圆锥体,计算 圆锥体的体积 例2 计算由椭圆 围成的图形绕x轴 旋转一周所成的旋转椭球体的体积。 解 可看作由 与x轴所围图形绕 x轴旋转一周而成的立体。所以它的体积 例3 计算正弦曲线弧y=sinx,x0,与x轴围成 的图形分别绕x轴、y轴旋转所成的旋转体的体积。 解 0 2、平行截面面积为已知的立体的体积 如果一个立体不是旋转体,但却知道该立 体上垂直于一定轴的各个截面面积,那么,这 个立体的体积也可用定积分来计算. 立体体积 解取坐标系如图 底圆方程为 截面面积 立体体积 四、平面曲线的弧长 弧长元素弧长 1、直角坐标情形 解 所求弧长为 曲线弧为 弧长 2、参数方程情形 解 星形线的参数方程为 根据对称性第一象限部分的弧长第一象限部分的弧长 例2 曲线弧为 弧长 3、极坐标情形 解 例3 1、求在直角坐标系下、参数方程形式下、极 坐标系下平面图形的面积. (注意恰当的选择积分变量有助于简化 积分运算) 五、小结 2、旋转体的体积 3、平行截面面积为已知的立体的体积 绕 轴旋转一周 绕 轴旋转一周 4、求弧长的公式 思考题题: 设设曲线线过过原点及点,且 为单调为单调 函数,并具有连续导连续导 数,今在曲线线上任取 一点作两坐标轴标轴 的平行线线

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