Задание № 9
Какой объем будет у тела, полученного в результате вращения фигуры, ограниченной уравнением x² + y² = 4, вокруг оси Ох?
Алгебра11 классОбъем тел вращенияОбъём тела вращенияуравнение x² + y² = 4ось Охалгебра 11 классгеометрия вращения
Для решения задачи о нахождении объема тела, полученного в результате вращения фигуры вокруг оси OX, мы будем использовать метод дисков. Давайте разберем шаги решения подробно.
Шаг 1: Определение фигурыУравнение x² + y² = 4 описывает круг радиусом 2 с центром в начале координат (0,0). Это значит, что мы имеем дело с кругом, который будет вращаться вокруг оси OX.
Шаг 2: Выражение y через xДля того чтобы использовать метод дисков, нам нужно выразить y через x. Из уравнения круга получаем:
Круг радиусом 2 пересекает ось OX в точках x = -2 и x = 2. Эти точки будут нашими пределами интегрирования.
Шаг 4: Формула для объемаОбъем V тела вращения вокруг оси OX можно вычислить по формуле:
V = π * ∫[a, b] (f(x))² dx
где f(x) - это функция, описывающая фигуру, а a и b - пределы интегрирования.
Шаг 5: Подстановка в формулуВ нашем случае f(x) = √(4 - x²),и пределы интегрирования a = -2, b = 2. Подставляем в формулу:
V = π * ∫[-2, 2] (√(4 - x²))² dx
Это упрощается до:
V = π * ∫[-2, 2] (4 - x²) dx
Шаг 6: Вычисление интегралаТеперь вычислим интеграл:
∫(4 - x²) dx = 4x - (x³/3) + C
Теперь подставим пределы интегрирования:
Теперь подставляем в формулу для объема:
V = π * [(16/3) - (-16/3)] = π * (16/3 + 16/3) = π * (32/3)
Шаг 7: ОтветТаким образом, объем тела, полученного в результате вращения фигуры, ограниченной уравнением x² + y² = 4, вокруг оси OX, равен:
V = (32/3)π