旋转体的体积.ppt
关于旋转体的体积关于旋转体的体积现在学习的是第1页，共22页 旋转体旋转体就是由一个平面图形饶这平面内一条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直线旋转一周而成的立体这直线叫做旋转轴旋转轴圆柱圆柱圆锥圆锥圆台圆台一、旋转体的体积一、旋转体的体积现在学习的是第2页，共22页一一般般地地，如如果果旋旋转转体体是是由由连连续续曲曲线线)(xfy 、直直线线ax 、bx 及及x轴轴所所围围成成的的曲曲边边梯梯形形绕绕x轴轴旋旋转转一一周周而而成成的的立立体体，体体积积为为多多少少？取取积积分分变变量量为为x，,bax 在在,ba上任取小区上任取小区间间,dxxx，取取以以dx为为底底的的窄窄边边梯梯形形绕绕x轴轴旋旋转转而而成成的的薄薄片片的的体体积积为为体体积积元元素素，dxxfdV2)(xdxx xyo旋转体的体积为旋转体的体积为dxxfVba2)()(xfy 现在学习的是第3页，共22页y例例 1 1 连接坐标原点连接坐标原点O及点及点),(rhP的直线、直线的直线、直线hx 及及x轴围成一个直角三角形将它绕轴围成一个直角三角形将它绕x轴旋轴旋转构成一个底半径为转构成一个底半径为r、高为、高为h的圆锥体，计算的圆锥体，计算圆锥体的体积圆锥体的体积r解解hPxhry 取取积积分分变变量量为为x，,0hx 在在,0h上任取小区间上任取小区间,dxxx，xo直线直线 方程为方程为OP现在学习的是第4页，共22页以以dx为底的窄边梯形绕为底的窄边梯形绕x轴旋转而成的薄片的轴旋转而成的薄片的体积为体积为dxxhrdV2 圆锥体的体积圆锥体的体积dxxhrVh20 hxhr03223 .32hr yrhPxo现在学习的是第5页，共22页a aoyx例例 2 2 求求星星形形线线323232ayx )0(a绕绕x轴轴旋旋转转构构成成旋旋转转体体的的体体积积.解解,323232xay 332322 xay,aax 旋旋转转体体的的体体积积dxxaVaa33232 .105323a 现在学习的是第6页，共22页及x轴围成的图形绕x轴旋转而成的立体旋转体(旋转椭球体)的体积体积元素为于是所求旋转椭球体的体积为abxyOdV y 2dx，例3 计算由椭圆 所成的图形绕x轴旋转而成的12222byax 解 这个旋转椭球体也可以看作是由半个椭圆22xaabyV y 2dxaa (a 2x 2)dxaa22ab a 2x x 322ab31aa a b 234ab22xaaby现在学习的是第7页，共22页 类似地，如果旋转体是由连续曲线类似地，如果旋转体是由连续曲线)(yx 、直线、直线cy 、dy 及及y轴所围轴所围成的曲边梯形绕成的曲边梯形绕y轴旋转一周而成的立体，轴旋转一周而成的立体，体积为体积为xyo)(yx cddyy2)(dcV现在学习的是第8页，共22页解解绕绕x轴轴旋旋转转的的旋旋转转体体体体积积dxxyVax)(220 2022)cos1()cos1(dttata 20323)coscos3cos31(dtttta.532a a 2a)(xy现在学习的是第9页，共22页绕绕y轴轴旋旋转转的的旋旋转转体体体体积积可看作平面图可看作平面图OABC与与OBC分别绕分别绕y轴旋转构成旋转体的体积之差轴旋转构成旋转体的体积之差.dtyxVay)(2202 dtyxa)(2201 oyxa 2ABCa2)(2yxx )(1yxx 222sin)sin(tdtatta 022sin)sin(tdtatta 2023sin)sin(tdttta.633a 现在学习的是第10页，共22页补充补充 如果旋转体是由连续曲线如果旋转体是由连续曲线)(xfy 、直线直线ax 、bx 及及x轴所围成的曲边梯形绕轴所围成的曲边梯形绕y轴旋转一周而成的立体，体积为轴旋转一周而成的立体，体积为dxxfxVbay|)(|2 利用这个公式，可知上例中利用这个公式，可知上例中dxxfxVay|)(|220 20)sin()cos1()sin(2ttadtatta 2023)cos1)(sin(2dtttta.633a 现在学习的是第11页，共22页例例 4 4 求由曲线求由曲线24xy 及及0 y所围成的图形所围成的图形绕直线绕直线3 x旋转构成旋转体的体积旋转构成旋转体的体积.解解取取积积分分变变量量为为y,4,0 y体积元素为体积元素为dyQMPMdV22 dyyy)43()43(22 ,412dyy dyyV 40412.64 3dyPQM现在学习的是第12页，共22页xoab二、平行截面面积为已知的立体的体积二、平行截面面积为已知的立体的体积xdxx 如果一个立体不是旋转体，但却知道该立体上垂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也可用定积分来计算.)(xA表表示示过过点点x且且垂垂直直于于x轴轴的的截截面面面面积积，)(xA为为x的已知连续函数的已知连续函数,)(dxxAdV .)(badxxAV立体体积立体体积现在学习的是第13页，共22页例例 5 5 一一平平面面经经过过半半径径为为R的的圆圆柱柱体体的的底底圆圆中中心心，并并与与底底面面交交成成角角，计计算算这这平平面面截截圆圆柱柱体体所所得得立立体体的的体体积积.RR xyo解解 取坐标系如图取坐标系如图底圆方程为底圆方程为222Ryx 垂垂直直于于x轴轴的的截截面面为为直直角角三三角角形形x截面面积截面面积,tan)(21)(22 xRxA 立体体积立体体积dxxRVRR tan)(2122 .tan323 R 现在学习的是第14页，共22页例例 6 6 求求以以半半径径为为R的的圆圆为为底底、平平行行且且等等于于底底圆圆半半径径的的线线段段为为顶顶、高高为为h的的正正劈劈锥锥体体的的体体积积.解解取坐标系如图取坐标系如图底圆方程为底圆方程为,222Ryx xyoRx垂垂直直于于x轴轴的的截截面面为为等等腰腰三三角角形形截面面积截面面积22)(xRhyhxA 立体体积立体体积dxxRhVRR 22.212hR 现在学习的是第15页，共22页旋转体的体积旋转体的体积平行截面面积为已知的立体的体积平行截面面积为已知的立体的体积 绕绕 轴旋转一周轴旋转一周x绕绕 轴旋转一周轴旋转一周y绕非轴直线旋转一周绕非轴直线旋转一周三、小结三、小结现在学习的是第16页，共22页思考题思考题 求曲线求曲线4 xy，1 y，0 x所围成所围成的图形绕的图形绕y轴旋转构成旋转体的体积轴旋转构成旋转体的体积.现在学习的是第17页，共22页思考题解答思考题解答xyo 14yxy交点交点),1,4(立体体积立体体积dyxVy 12dyy 1216 116y.16 1 y现在学习的是第18页，共22页一、一、填空题：填空题：1 1、连续曲线连续曲线,)(xfy 直线直线ax ，bx 轴轴及及 x所所围图形围图形轴轴绕绕 x旋 转 一周 而成的 立体的体 积旋 转 一周 而成的 立体的体 积 v_，轴轴绕绕 y旋转一周而成的立体的旋转一周而成的立体的体体 v积积_；2 2、badxxfv)(常用来表示常用来表示_立立体的体积；体的体积；3 3、抛物线抛物线axy42 及直线及直线)0(00 xxx所围成的图所围成的图形形轴轴绕绕 x旋转而成的立体的体积旋转而成的立体的体积_；4 4、0,0,cosh yaxxaxay所围成的图所围成的图x形绕形绕轴旋转而成的立体的轴旋转而成的立体的 v体积体积_；练练 习习 题题现在学习的是第19页，共22页二二、有有一一铁铁铸铸件件，它它是是由由抛抛物物线线、2101xy 11012 xy与与直直线线10 y围围成成的的图图形形，轴轴绕绕 y旋旋转转而而成成的的旋旋转转体体，算算出出它它的的质质量量（长长度度单单位位是是厘厘米米，铁铁的的密密度度是是38.7厘厘米米克克）.三三、把把星星形形线线323232ayx 轴轴绕绕 x旋旋转转，计计算算所所得得旋旋转转体体的的体体积积 .四四、求求摆摆线线)sin(ttax ，)cos1(tay 的的一一拱拱，0 y，绕绕直直线线ay2 旋旋转转所所成成旋旋转转体体的的体体积积.现在学习的是第20页，共22页五、五、求求222ayx 绕绕)0(abbx旋转所成旋转旋转所成旋转体的体积体的体积.六、六、设有一截锥体，其上，下底均为椭圆，椭圆的轴设有一截锥体，其上，下底均为椭圆，椭圆的轴长分别为长分别为和和BA 2,2ba 2,2,h高为高为，求这截锥体，求这截锥体的体积的体积.七、七、设直线设直线baxy 与直线与直线0 x，1 x及及0 y所围所围成梯形面积等于成梯形面积等于A，试求，试求ba,使这个梯形使这个梯形轴轴绕绕 y旋转所得体积最小旋转所得体积最小.现在学习的是第21页，共22页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第22页，共22页
