(体积)微积分下.ppt

1,一、旋转体的体积,三、平行截面面积为已知的立体的体积,7.3 体 积,二、柱壳法,2,旋转体: 就是由一个平面图形绕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,一、旋转体的体积,3,旋转体的体积,采用微元法,如果旋转体是由连续曲线,直线,及 x 轴所围成的曲边梯形绕,x 轴旋转一周而成的立体,体积为多少?,取积分变量为x,对应的,小曲边梯形绕 x 轴旋转而,成的薄片近似为柱体，,体积微元,(1),4,解,体积微元,例,取积分变量为x,5,如果旋转体是由连续曲线,及 y 轴所围成的曲边梯形绕,y 轴旋转一周而成的立体,体积为多少?,(2),直线,体积微元,旋转体的体积,取积分变量为y,小曲边梯形,绕 y 轴旋转而成的薄片的,6,解,体积微元,求星形线,绕y轴旋转,例,构成旋转体的体积.,对称性,利用参数方程,7,8,星形线,大圆半径 Ra,小圆半径,(当小圆在圆内沿圆周滚动时, 小圆上的定点,的轨迹为星形线),9,解,求摆线,的一拱,与y=0所围成的图形绕x,y轴旋转而成的旋转体的体积.,绕 x轴旋转的旋转体体积,变量代换,练习,10,11,a,b,f (x),y,x,0,-求旋转体体积,求由y= f (x) , x=a, x=b, y=0围成曲边梯形绕 y 轴旋转,x,dx,二、柱壳法,一周生成旋转体的体积.,选取积分变量为x,12,x,a,b,y,x,0,.,dx,y=f (x),-求旋转体体积,求由y= f (x) , x=a, x=b, y=0围成曲边梯形绕 y 轴旋转,二、柱壳法,一周生成旋转体的体积.,13,b,y,x,0,a,f (x),-求旋转体体积,求由y= f (x) , x=a, x=b, y=0围成曲边梯形绕 y 轴旋转,二、柱壳法,一周生成旋转体的体积.,选取积分变量为x,14,利用柱壳法公式，可知上例中,求摆线,的一拱,与y=0所围成的图形绕x,y轴旋转而成的旋转体的体积.,练习,15,解,体积微元为,柱壳法,例 求由曲线,及,所围成的图形绕直线,旋转构成旋转体的体积.,16,解,取坐标如图所示.,圆的方程为,R ,求半径为r的圆绕同平面内圆外一条直线,旋转成的圆环体的体积,设圆心到直线的,练习,17,解,两曲线的交点为,绕y轴旋转,柱壳法,练习,18,三、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,19,解,取坐标系如图,底圆方程为,截面面积,立体体积,例,一平面经过半径为 R 的圆柱体的底圆中心,并与底面交成角,计算这平面截圆柱体所得,立体的体积.,20,作一下垂直于y轴的截面是,截面长为,宽为,矩形,截面面积,可否选择y作积分变量?,此时截面面积函数是什么?,如何用定积分表示体积?,问题：,21,例,求以半径为R的圆为底、平行且等于底圆直径 的线段为顶、高为h的正劈锥体的体积.,R,x,o,y,R,22,解,取坐标系如图,例,求以半径为R的圆为底、平行且等于底圆直径 的线段为顶、高为h的正劈锥体的体积.,R,x,o,x,A(x),R,y,y,A(x),V =,23,旋转体的体积,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,绕非轴直线旋转一周,小 结,柱壳法,24,已知曲线,的一条切线为y=ax，试确定,a的值,并求上述曲线及切线与x轴所围成图形绕x轴旋转所得旋转体的体积.,1,解,设切点坐标为,则切线斜率,切点坐标为 (e, 1),切线方程为,练习1,25,解,切点坐标为 (e, 1),切线方程为,该图形绕x轴旋转所得旋转体的体积为：,已知曲线,的一条切线为y=ax，试确定,a的值,并求上述曲线及切线与x轴所围成图形绕x轴旋转所得旋转体的体积.,练习1,26,解,柱壳法,练习2,27,解,交点,立体体积,练习3,28,所围成的平面区域;,所围成的平面区域;,其中,(1)试求D1绕x轴旋转而成的旋转体体积V1;,试求D2绕y轴旋转而成的旋转体体积V2;,(2)问当a为何值时,V1+ V2取得最大值?,