常用旋转体体积的简捷求法
旋转体体积公式大全
旋转体体积公式大全大家好,小豆豆来为大家解答以上的问题。
旋转体体积公式大全,体积公式大全这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、不同形状的物体体积计算公式是不同的,下面是各种不同图形体积计算公式:正方体体积=a³ a为棱长。
2、2、长方体体积=长×宽×高。
3、3、圆柱体体积=πr²h 即底面积×高。
4、4、圆锥体体积=1/3πr²h 即1/3×底面积×高。
5、5、球体体积=4/3πr³。
6、扩展资料:体积的单位换算:1立方分米=1000立方厘米=1000000立方毫米=1升=1000毫升=0.061 立方英寸2、1立方厘米=1000立方毫米=1毫升=0.000061 立方英寸3、1 立方米=1000 立方分米=1000000立方厘米=立方毫米=0.353 立方英尺=1.3079 立方码4、1 立方英寸=0.016387 立方分米=16.387立方厘米=16387立方毫米5、1立方英尺=28.3立方分米=28300立方厘米=立方毫米6、1 立方码=27 立方英尺=0.7646 立方米=164.6立方分米=164600立方厘米=立方毫米7、1 立方尺 = 31.143蒲式耳(英) = 32.143 蒲式耳(美)8、1 加仑(美) =0. 立方米 =0. 加仑(英)长方体的体积 =长×宽×高正方体的体积=棱长×棱长×棱长圆柱的体积=底面积×高圆锥的体积=底面积×高÷3 常规公式(s是底面积h 是高)圆柱公式(r代表底圆半径h代表圆柱体的高)棱柱公式(底面积x高)长方体公式(a、b、c分别表示长方体的长、宽、高)正方体公式用a表示正方体的棱长,则正方体的体积公式为锥体体积常规公式(s是底面积h是高)圆锥体公式圆锥体体积=(s是底面积h是高)不同图形体积计算公式:长方体:(长方体体积=长×宽×高)/2、正方体:(正方体体积=棱长×棱长×棱长)2、圆柱(正圆):【圆柱(正圆)体积=圆周率×(底半径×底半径)×高】3、立体图形的体积都可归纳为:(底面积×高)4、圆锥(正圆):【圆锥(正圆)体积=圆周率×底半径×底半径×高/3】5、角锥:【角锥体积=底面积×高/3】6、球体:【球体体积=4/3(圆周率×半径的三次方)】7、棱台:注:v:体积;s1:上表面积;s2:下表面积;h:高。
旋转体体积绕y轴公式推导
旋转体体积绕y轴公式推导摘要:1.旋转体的概念及分类2.旋转体的体积计算方法3.推导旋转体绕y轴的体积公式4.公式应用及实例解析正文:一、旋转体的概念及分类旋转体是指在空间中围绕某一直线旋转的曲面所形成的立体。
根据旋转轴的不同,旋转体可分为三类:绕x轴旋转、绕y轴旋转和绕z轴旋转。
今天我们来探讨的是绕y轴旋转的旋转体。
二、旋转体的体积计算方法一般来说,旋转体的体积V可以通过以下公式计算:V = πrh其中,r是旋转体底面的半径,h是旋转体的高度。
但这个公式适用于一般的旋转体,对于绕y轴旋转的旋转体,我们需要推导出专门的体积公式。
三、推导旋转体绕y轴的体积公式假设我们有一个平面图形A,以y轴为中心线,将其旋转一周形成一个立体。
我们可以将这个立体沿x轴切割,得到一个薄片。
这个薄片的宽度是r (旋转体底面的半径),高度是h(旋转体的高度)。
根据薄片的面积和高度,我们可以计算出这个薄片的体积:V1 = Ah接下来,我们需要找到旋转体和薄片之间的关系。
我们可以发现,旋转体的底面是一个以y轴为中心,半径为r的圆,而这个圆与薄片的面积相等。
所以,我们可以得到:A = πr将A代入V1的公式中,得到:V = πrh这就是绕y轴旋转的旋转体的体积公式。
四、公式应用及实例解析假设我们有一个绕y轴旋转的圆柱体,其底面半径为r,高度为h。
根据刚刚推导的公式,我们可以直接计算出它的体积:V = πrh例如,当r = 2,h = 3时,圆柱体的体积为:V = π * 2 * 3 = 12π通过这个例子,我们可以看到,利用这个公式计算绕y轴旋转的旋转体体积非常方便。
总之,我们推导出了绕y轴旋转的旋转体的体积公式,并给出了实例解析。
这个公式对于理解和计算绕y轴旋转的旋转体具有重要的实用价值。
绕某一直线旋转的旋转体体积的求法
一、概述在数学和物理学中,我们经常会遇到关于旋转体积的问题。
绕某一直线旋转的旋转体是一种常见的几何体,在工程设计、建筑学和动力学等领域都有重要的应用。
了解如何求解绕某一直线旋转的旋转体体积是非常重要的。
二、旋转体积的基本概念旋转体积指的是一个平面图形绕某一条直线旋转而成的立体。
常见的旋转体包括圆锥体、圆柱体和旋转抛物面等。
在求解旋转体积时,我们通常需要根据给定的图形和旋转轴来确定积分的区间,并使用定积分的方法来求解。
三、圆柱体体积的求法圆柱体是一种常见的旋转体,其体积的求法非常简单。
设半径为r的圆绕与半径平行且与圆心距为h的直线旋转,即可得到一个圆柱体。
根据圆柱体的定义,其体积可以表示为V=πr²h。
我们可以直接使用该公式来求解圆柱体的体积。
四、圆锥体体积的求法与圆柱体类似,圆锥体的体积求解也可以通过积分的方法来进行。
设半径为r的圆绕与顶点到底面的距离为h的直线旋转,即可得到一个圆锥体。
根据圆锥体的定义,其体积可以表示为V=1/3πr²h。
我们可以通过积分来求解圆锥体的体积,即∫πr²dy,其中y的区间为0到h。
五、旋转曲面体积的求法对于其他类型的旋转体,如旋转抛物面或旋转曲线体,其体积的求法也是类似的。
我们需要先确定旋转轴以及图形的方程,然后使用定积分的方法来求解体积。
由于旋转曲面的形状多样化,其体积的求解可能会更加复杂,需要根据具体情况来确定积分的区间和方程。
六、典型问题求解1. 求半径为r的圆的绕x轴旋转所得旋转体的体积。
解:根据圆绕x轴旋转所得的旋转体为圆柱体,其体积为V=πr²h,其中h为圆心到x轴的距离。
可以通过积分∫πr²dy来求解。
2. 求y=x²在x轴和直线x=2所围成的区域绕x轴旋转所得旋转体的体积。
解:首先需要确定积分的区间为x=0到x=2,然后根据给定的函数y=x²来求解面积。
然后再通过积分的方法来求解旋转体的体积。
旋转体体积公式绕x轴和绕y轴的公式
标题:旋转体体积公式绕x轴和绕y轴的公式概述旋转体体积公式是数学中的重要概念,它用于计算由曲线或曲面旋转产生的立体图形的体积。
在这篇文章中,我们将重点讨论旋转体体积公式绕x轴和绕y轴的具体公式及推导过程。
一、绕x轴旋转体积公式当曲线y=f(x)在x轴的区间[a,b]上绕x轴旋转一周时,所形成的旋转体的体积Vx可由以下公式计算:Vx = π∫[a,b] f(x)² dx其中,π为圆周率。
推导过程:为了推导该公式,我们可以将曲线y=f(x)绕x轴旋转一周后,得到不同x处的截面面积πf(x)²。
然后利用定积分的性质,将这些截面面积相加,即得到旋转体的体积公式。
举例说明:假设我们有曲线y=x²,要计算其在区间[0,1]上绕x轴旋转一周所形成的旋转体的体积。
根据公式,我们可以得到Vx = π∫[0,1] x^4 dx = π/5二、绕y轴旋转体积公式当曲线x=g(y)在y轴的区间[c,d]上绕y轴旋转一周时,所形成的旋转体的体积Vy可由以下公式计算:Vy = π∫[c,d] g(y)² d y推导过程:同样地,为了推导该公式,我们可以将曲线x=g(y)绕y轴旋转一周后,得到不同y处的截面面积πg(y)²。
然后利用定积分的性质,将这些截面面积相加,即得到旋转体的体积公式。
举例说明:假设我们有曲线x=y²,要计算其在区间[0,1]上绕y轴旋转一周所形成的旋转体的体积。
根据公式,我们可以得到Vy = π∫[0,1] y^4 dy = π/5总结通过本文的讨论,我们可以得出绕x轴和绕y轴旋转体积的计算公式,并了解到其推导过程。
这些公式在数学和工程领域有着广泛的应用,能够帮助我们计算由曲线旋转产生的立体图形的体积,具有重要的理论和实际意义。
为了更深入地理解旋转体体积公式绕x轴和绕y轴的推导过程,我们可以进一步探讨不同类型曲线的旋转体积公式,并应用这些公式解决实际问题。
旋转体的体积计算
b
左半圆弧方程为 x x2( y) b a2 y2 O A
Bx
体积微元
-a
D
dV
[ x1(
y)]2 dy
[ x2 (
y)]2 dy
[ x12 (
y)
x
2 2
(
y)]dy
环体体积为 V
a
(
a
x12
x22
)dy
a
[(b
a2 y2 )2 (b
a2 y2 )2 ]dy
a
a
2
(1
3cos t
3 cos2
t
cos3
t )dt
52a3 .
0
练习
求以抛物 线y 4 x2及y 0所围成的 图形为底而,垂
直于y轴的所有截面 均是高为2的矩形的立体 的体积.
解 设截面面积为 A( y) y
A( y) 2 4 y 2
4 4 y
V 404
4
y dy
64 3
o
x
4b
a2 y2dy 8b a a2 y2 dy 2a2b 2
a
0
2.平行截面面积为已知的立体的体积
设一立体位于 过点x=a, x=b y 且垂直于 x 轴的两平面之间,
用垂直于 x 轴的任一平面截
A( x)
此立体所得的截面积 A(x)
是 x 的已知函数,
求这个立体的体积V . 用微元法:
V b [ f ( x)]2 dx by 2dx
a
a
y
d
y
y f (x)
o
x x dx
x ( y) c
x
o
x
V d [( y)]2dy d x 2dy
初中数学立体几何的旋转体积计算知识点总结
初中数学立体几何的旋转体积计算知识点总结立体几何是数学中的一个重要分支,而旋转体积计算是立体几何的一个重要内容。
通过对不同图形的旋转,我们可以求得旋转体的体积。
本文将总结初中数学中关于旋转体积计算的知识点。
1. 旋转体的概念旋转体是由一个平面图形沿着一条旋转线旋转一周形成的立体图形。
旋转线可以是图形的边,也可以是通过图形某个顶点的直线。
2. 旋转体的表示方法旋转体可以用公式进行表示。
当图形绕横轴旋转时,旋转体的体积公式为V=π∫[a,b] f(x)^2 dx。
当图形绕纵轴旋转时,旋转体的体积公式为V=π∫[a,b] x^2 dy。
3. 旋转体积的计算方法具体计算旋转体积时需要根据图形的形状和旋转轴的位置进行分析。
(1)圆的旋转体积计算当一个圆绕横轴旋转时,形成的旋转体是一个圆柱体。
旋转体积的计算公式为V=πr^2h,其中r为圆的半径,h为圆柱的高度。
(2)正方形的旋转体积计算当一个正方形绕横轴旋转时,形成的旋转体是一个圆柱体。
旋转体积的计算公式为V=πa^2h,其中a为正方形的边长,h为圆柱的高度。
(3)矩形的旋转体积计算当一个矩形绕横轴旋转时,形成的旋转体是一个圆柱体。
旋转体积的计算公式为V=πab^2,其中a为矩形的长,b为矩形的宽。
(4)三角形的旋转体积计算当一个三角形绕横轴旋转时,形成的旋转体是一个圆锥体。
旋转体积的计算公式为V=1/3 πr^2h,其中r为三角形与旋转轴的距离,h为三角形的高。
(5)梯形的旋转体积计算当一个梯形绕横轴旋转时,形成的旋转体是一个圆锥体。
旋转体积的计算公式为V=1/3 πh(a^2+ab+b^2),其中h为梯形的高,a和b分别为上底和下底的边长。
4. 部分旋转体的体积计算有时,我们需要计算旋转体中部分的体积。
(1)半球的体积计算半球是一个球体的一半,当半球绕横轴旋转时,形成的旋转体是一个球冠。
半球的体积计算公式为V=2/3 πr^3。
(2)圆锥的体积计算当一个圆锥绕横轴旋转时,形成的旋转体是一个锥体。
微积分求旋转体体积
微积分求旋转体体积
微积分是一种以微分和积分为基础的数学方法,是研究函数性质、分析函数行为及求解曲线问题的数学工具。
它可以用来求解多种几何体的表面积和体积。
本文主要讨论如何用微积分方法求解旋转体的体积。
二、旋转体的定义
旋转体是以某些曲线为轮廓,将这些曲线绕轴旋转一定的角度,所形成的立体图形。
它由轴、轮廓曲线和旋转角度组成。
三、求解旋转体体积的方法
1.柱状体
旋转体可以用柱体来近似表示,这称为柱状体,柱状体的体积公式为V=πrh,其中r为柱轴上任意点到轴心的距离,h为离心点处的曲线到轴的高度。
2.旋转体体积公式
通过柱体近似,可以用积分公式确定旋转体的体积。
积分公式:V=∫rb(θ)dθ。
其中,b(θ)为某点到轴心的距离,θ为旋转角度,r为轴的半径。
四、例题讲解
例题1:以椭圆y=2x-x为轮廓,绕x轴旋转360°求旋转体的体积
解:椭圆的方程为y=2x-x,令y=0时,可得x=0或1,即椭圆的两端点为(0,0)和(1,0),则椭圆的半径为1。
将椭圆从(0,0)绕x轴旋转360°,由柱状体体积公式可得,体积V=πrh=π×1×2=2π
再用积分法求解,V=∫rb(θ)dθ=∫01(2θ-θ)dθ,即V=2π以上两种方法求得的体积均为2π,故正确。
五、结论
本文介绍了用微积分求解旋转体体积的方法,可以用柱体近似和积分公式求解旋转体体积。
在求解过程中,需要熟练掌握柱体体积公式和积分公式,准确计算出旋转体的体积。
参数方程旋转体的体积公式
参数方程旋转体的体积公式参数方程旋转体的体积公式:v=(α+β+γ)参数方程和函数很相似:它们都是由一些在指定的集的数,称为参数或自变量,以决定因变量的结果。
例如在运动学,参数通常是“时间”,而方程的结果是速度、位置等。
极坐标方程用极坐标系描述的曲线方程称作极坐标方程,通常用来表示ρ为自变量θ的函数。
极坐标方程经常会表现出不同的对称形式,如果ρ(−θ)=ρ(θ),则曲线关于极点(0°/180°)对称,如果ρ(π-θ)=ρ(θ),则曲线关于极点(90°/270°)对称,如果ρ(θ−α)=ρ(θ),则曲线相当于从极点逆时针方向旋转α°。
圆在极坐标系中,圆心在(r,φ)半径为r的圆的方程为ρ=2rcos(θ-φ)另:圆心M(ρ',θ')半径r的圆的极坐标方程为:(ρ')²+ρ²-2ρρ'cos(θ-θ')=r²根据余弦定理可推得。
直线经过极点的射线由如下方程表示θ=φ,其中φ为射线的倾斜角度,若m为直角坐标系的射线的斜率,则有φ=arctanm。
任何不经过极点的直线都会与某条射线垂直。
这些在点(r′,φ)处的直线与射线θ=φ垂直,其方程为r′(θ)=r′sec(θ-φ)。
玫瑰线极坐标的玫瑰线是数学曲线中非常著名的曲线,看上去像花瓣,它只能用极坐标方程来描述,方程如下:r(θ)=acoskθ或r(θ)=asinkθ,如果k是整数,当k是奇数时那么曲线将会是k个花瓣,当k是偶数时曲线将是2k个花瓣。
如果k为非整数,将产生圆盘(disc)状图形,且花瓣数也为非整数。
注意:该方程不可能产生4的倍数加2(如2,6,10……)个花瓣。
变量a代表玫瑰线花瓣的长度。
旋转体体积公式
旋转体体积公式介绍在几何中,旋转体是由将某个曲线围绕某条轴旋转一周形成的一种立体图形。
计算旋转体的体积是在数学和物理学中非常常见的问题,而旋转体体积公式正是用于计算这种图形体积的数学公式。
旋转体体积公式旋转体体积公式是基于计算旋转曲线面积的基础上推导出来的。
需要先确定旋转轴和旋转曲线的方程,然后通过积分计算出体积。
旋转体体积公式可以根据旋转轴的位置和旋转曲线的形状表达出不同的形式。
以下是一些常见的旋转体体积公式:1. 垂直旋转轴当旋转轴是垂直于曲线的情况下,旋转体体积公式可以简化为以下形式:V = π * ∫[a, b] f(x)² dx其中,V表示的是旋转体的体积,f(x)表示旋转曲线在x轴上的函数方程,[a, b]表示旋转曲线在x轴上所对应的区间。
2. 平行于坐标轴的旋转轴当旋转轴平行于坐标轴时,旋转体体积公式也可以具体表达为以下形式:a.平行于x轴的旋转轴:V = π * ∫[a, b] f(y)² dy其中,V表示的是旋转体的体积,f(y)表示旋转曲线在y轴上的函数方程,[a, b]表示旋转曲线在y轴上所对应的区间。
b.平行于y轴的旋转轴:V = π * ∫[c, d] f(x)² dx其中,V表示的是旋转体的体积,f(x)表示旋转曲线在x轴上的函数方程,[c, d]表示旋转曲线在x轴上所对应的区间。
应用举例圆柱体的体积一个最典型的旋转体就是圆柱体。
我们可以使用旋转体体积公式来计算圆柱体的体积。
圆柱体是由一个在x轴上变化的常量函数(例如f(x) = r,r为半径)围绕x轴旋转形成的。
根据垂直旋转轴的公式,可以得到圆柱体的体积公式为:V = π * ∫[a, b] r² dx其中,r表示圆的半径,[a, b]为圆的高度所对应的区间。
圆锥的体积圆锥也是常见的旋转体。
与圆柱体不同的是,圆锥的半径是随着高度线性变化的。
考虑一个圆锥的高度为h,它的半径在x轴上从0到h线性变化。
旋转体体积万能公式
旋转体体积万能公式旋转体是指由一个曲线绕某条轴线旋转一周所形成的立体图形。
计算旋转体的体积是数学中的基本问题之一,而旋转体体积万能公式则是用来计算各种不同形状的旋转体体积的通用公式。
一、圆柱体的体积计算公式圆柱体是最简单的旋转体,其体积计算公式为:V = πr²h其中,V表示圆柱体的体积,r表示底面圆的半径,h表示圆柱体的高度。
二、圆锥体的体积计算公式圆锥体是由一个直角三角形绕其斜边所形成的旋转体,其体积计算公式为:V = 1/3πr²h其中,V表示圆锥体的体积,r表示底面圆的半径,h表示圆锥体的高度。
三、球体的体积计算公式球体是由一个圆绕其直径所形成的旋转体,其体积计算公式为:V = 4/3πr³其中,V表示球体的体积,r表示球的半径。
四、圆环体的体积计算公式圆环体是由两个同心圆之间的区域绕其中一个圆的直径所形成的旋转体,其体积计算公式为:V = π(R² - r²)h其中,V表示圆环体的体积,R表示外圆的半径,r表示内圆的半径,h表示圆环体的高度。
五、其他旋转体的体积计算公式除了上述常见的旋转体,还有一些其他形状的旋转体,它们的体积计算公式如下:1. 半圆球冠的体积计算公式:V = 1/6πh(3a² + h²)其中,V表示半圆球冠的体积,a表示底面圆的半径,h表示半圆球冠的高度。
2. 椭球体的体积计算公式:V = 4/3πabc其中,V表示椭球体的体积,a、b、c分别表示椭球的三个轴长。
3. 抛物体的体积计算公式:V = 1/2πa²h其中,V表示抛物体的体积,a表示抛物线的参数,h表示抛物体的高度。
总结:旋转体体积万能公式是用来计算各种不同形状的旋转体体积的通用公式。
通过应用这些公式,我们可以准确地计算出各种旋转体的体积,为解决实际问题提供了便利。
在实际应用中,我们可以根据旋转体的形状选择合适的公式进行计算,从而得到准确的结果。
旋转体体积的求法(个人用讲义)与习题
⎰=b a dxxfV2)]([π简单旋转体体积求法(个人用讲义)与习题一,旋转体体积的求法旋转体主要由两个元素构成,一个是旋转面,一个旋转轴。
解决此类题目的一般步骤如下:1建立坐标轴2画出旋转面3观察旋转面的位置:大学阶段常见的旋转面主要为曲边三角形与曲边梯形。
4看准题目中出现的旋转轴的位置:大学常见的旋转轴一般为坐标轴,极少数出现与坐标平行的直线。
考研会出现任意直线旋转,等到相应的教育程度时再讨论。
主要我们讨论以坐标轴为旋转轴与以平行于坐标轴的直线为坐标轴的情况。
5从题中找出旋转面的曲边方程6求出单个截面圆的面积方程7求定积分二具体操作:下面我们将分两类情况来求旋转体体积1旋转轴是旋转面所在直线的情况(如图):求其绕x轴旋转得到的旋转体体积看到题目后,我们先画出图,我们可以想象出来,这个旋转体绕x轴旋转后得到的是一个无直接公式的旋转体。
但是我们可以利用定积分求解。
旋转体都有一个特点,那就是用垂直于旋转轴的平面去切旋转体,得到的截面都是圆。
还记得我们圆柱的体积公式怎么来的吗,其实就是用无数个和圆柱底面圆一样大的圆堆在一起而来的。
所以我们有V=Sh其实就是V=S+S+S+S+……+S(一共有h个S相加)。
那好,我们现在来类比圆柱的公式,写出公式,积分符号,就是那个扭来扭去的符号带上上下限,就具有了加法的性质,也可以从它的名字,积分,积就是堆积可以得出定积分就是相加的意义。
那好,用平行于旋转轴的平面去截这个旋转体,得到的都是圆,每个圆的半径,其实是不是就是f(x),从图中也可以看出半径,那么这个圆的面积就是πf(x)^2(即πR^2),这就是截面圆面积的方程了。
现在是不是就是要找有多少个圆堆在一起,这是不是就是看这个区间长度,如图可知是a到b。
则如前所说可求体积公式为:2旋转轴不是旋转面所在直线的情况:(如右图)看懂了第一种情况后,再看第二种情况就不难了。
现在题目要你求的是这个曲边四边形绕x轴旋转的体积,其实,它的体积是不是就是在上面的那个函数绕x轴旋转得到的旋转体的体积减去下面那个函数关于x 轴旋转的体积。
一类旋转体体积的求法
一类旋转体体积的求法
旋转体体积的求法指的是通过计算一类平面图形形状或曲线轮廓在某一特定投影变换
下的体积,特别指通过计算旋转体在某一特定投影变换下的体积。
方法一:基于体积公式的计算法。
根据变量定义,假设图形的轮廓或曲线是以r(x)表示,那么该体积公式就可以表示为:V = 1/2*∫[a,b] 2πr(x)*(r^2 (x))dx
此外,我们还要考虑图形表示的方式,比如极坐标或直角坐标,因此,体积公式中的
r(x)和r^2 (x)将对应不同的表达方式。
在极坐标的表示下,r(x)和r^2 (x)分别表示为:r(x) = f(θ)
其中,θ表示图形的角度变化。
在直角坐标的表示下,r(x)和r^2 (x)分别表示为:其中,x表示图形横向偏移的距离。
柱面积是指将一类曲线或图形投到一个平面坐标系上,在该平面坐标系下,其轮廓用
y=f(x)表示,然后将这条曲线沿着x轴旋转,最终形成一个柱面,此时该柱面的体积称为
其柱面积。
柱面积的表达式由定义得到:
以上为柱面积的计算公式,其中a、b表示x轴上的数值,f(x)表示y轴上的函数值。
其中,有两种求解数字积分的方法:(1)梯形法,(2)辛普森法,若采用上述两种方法
求解该体积公式,得出的计算结果正是该旋转体在特定投影变换下的体积。
旋转体定积分体积公式
旋转体定积分体积公式在咱们学习数学的过程中,旋转体定积分体积公式那可是相当重要的一部分。
咱们先来说说什么是旋转体。
想象一下,你有一条曲线,然后让这条曲线绕着某条直线转一圈,就像小朋友玩转圈圈的游戏一样,转出来的这个立体图形就是旋转体。
比如说,把一个直角三角形绕着一条直角边旋转一周,就会得到一个圆锥。
那这个旋转体的体积怎么算呢?这就得靠咱们的旋转体定积分体积公式啦。
比如说,有一个函数 y = f(x) ,它在区间 [a, b] 上连续。
如果我们把这个函数对应的曲线绕着 x 轴旋转一周,那么所形成的旋转体的体积V 就可以用定积分来表示:V = π∫[a,b] f(x)² dx 。
我记得之前给学生们讲这个知识点的时候,有个小家伙一脸迷茫地看着我,说:“老师,这也太抽象了,完全搞不懂啊!”我就给他举了个例子。
咱们就拿一个简单的抛物线 y = x²来说,假设我们要计算它在区间[0, 1] 上绕 x 轴旋转一周形成的旋转体的体积。
按照公式,V = π∫[0,1] x⁴ dx 。
接下来就是计算定积分啦,算出来是π/5 。
这时候,我让那个迷茫的小家伙闭上眼睛,想象一下,有一个像冰淇淋甜筒一样的东西,从底面到尖顶,粗细均匀变化,这就是我们刚刚算出来的旋转体。
然后再想想,如果没有这个公式,我们要怎么去算这个体积呢?是不是感觉脑袋都要大啦!所以说,这个旋转体定积分体积公式可真是个好帮手,能让咱们轻松解决很多看似复杂的问题。
在实际生活中,这旋转体定积分体积公式也有大用处呢。
比如说,工程师在设计一个圆柱形的储油罐,想要知道能装多少油,就得用到这个公式来计算体积。
还有,咱们平时吃的冰淇淋,工厂在生产的时候,也得通过计算旋转体的体积来确定模具的大小和形状,才能做出咱们喜欢的各种口味的冰淇淋。
总之,旋转体定积分体积公式虽然看起来有点复杂,但只要咱们多琢磨琢磨,多做几道题,就能熟练掌握,让它成为我们解决问题的有力武器。
浅析微积分中求旋转体体积的技巧
浅析微积分中求旋转体体积的技巧
微积分中求解旋转体体积是一个重要的应用题目,主要涉及到积分和几何。
求解旋转体体积的方法有多种,常见的包括切割法、截面法和柱坐标法。
首先我们来看切割法。
切割法的基本思想是将旋转体沿着某个轴切割成无限个薄片,
然后计算每个薄片的体积,将所有薄片的体积累加起来得到旋转体的体积。
这种方法需要
求解每个薄片的体积,通常可以通过对薄片进行积分来实现。
对于一个平面图形旋转一周
形成的旋转体,如果已知平面图形在每个点的横截面积函数为f(x),那么旋转体的体积可以表示为积分∫[a,b] π*f(x)^2 dx,其中a和b是平面图形在x轴上的两个交点。
最后是柱坐标法。
柱坐标法适用于旋转轴与平面图形的方程有关的函数。
在柱坐标系下,平面图形旋转一周形成的旋转体可以用柱坐标方程来表示。
如果已知平面图形在极坐
标系下的方程为r=f(θ),那么旋转体的体积可以表示为积分∫[α,β] π*f(θ)^2 dθ,其中α和β是平面图形在极坐标系下的两个交点。
求解旋转体体积是微积分中的一个重要应用,可以通过切割法、截面法和柱坐标法来
求解。
在实际应用中需要根据问题的具体情况选择合适的方法,并注意进行变量代换、确
定积分区间和处理边界条件等步骤,以确保正确求解旋转体的体积。
旋转体体积的两个公式的证明及应用
旋转体体积的两个公式的证明及应用
旋转体体积公式是求解各种异形物体体积的重要方法。
旋转体体积公式有两种:轴对称体积公式和非轴对称体积公式。
轴对称体积公式:在一条直线围绕转动,其轮廓加以延伸或缩小形成一个旋转体,其定义公式为:V=∫2πrdz,其中r为轮廓函数,z 为转动轴的转动距离。
非轴对称体积公式:在空间某个特定轴上围绕转动,对应物体轮廓线不能参数化直线或曲线时,它的定义公式可表示为:V=∫∫SdA,其中S是轮廓,dA是断面积元。
轴对称体积公式和非轴对称体积公式的证明:设f(x)为体积的函数,它的定义域为全实数,根据Stoke定理,原函数f(x)的体积等于積分區域的积分值,可得上述两个公式,这就是轴对称体积公式和非轴对称体积公式的证明。
应用:轴对称体积公式和非轴对称体积公式可用来求解各种异形物体的体积,如圆柱体和圆锥体之类。
此外,也可以用来计算机构体积、飞行器体积、水体中不同空间体积等。
浅析微积分中求旋转体体积的技巧
浅析微积分中求旋转体体积的技巧微积分中求旋转体体积是一个常见的问题,也是微积分的一个基础应用。
这个问题的解决思路是把旋转体看成无数个薄片,并使这些薄片绕着某个轴旋转。
通过对薄片的微积分的处理,可求得整个旋转体的体积。
下面我们将详细介绍如何求旋转体的体积。
1. 选择正确的坐标系求解旋转体的体积首先要确定所选择的坐标系,通常我们选择直角坐标系和极坐标系。
直角坐标系的优点在于适用于各种形状的物体和轴的位置不定,但当形状不规则或轴位置复杂时,常常需要采用极坐标系。
极坐标系的优势是简化了旋转问题,只需转动角度而不必考虑坐标轴,更适用于轴对称或部分对称的图形。
2. 确定旋转轴任意选择某个轴作为旋转轴,就是我们绕这个轴旋转求体积。
通常情况下,选择基础形体的重心(质心)作为旋转轴,因为旋转体的对称轴经过这一点,旋转体绕该轴的体积更容易求解。
3. 选择薄片。
旋转体的体积可以看成无数个薄片组成。
选择这些薄片是求解旋转体体积的关键步骤。
在直角坐标系中,可取垂直于旋转轴的平行截面为薄片;在极坐标系中,一般选择把图形分为无数个等分的角度幅度,并将其延长成弧长宽度相等的异向同性薄片。
要注意每个薄片的面积、位置和厚度是不一样的。
4. 求解小的体积贡献小的薄片体积是旋转体的构成基础。
这些薄片的体积贡献可以相加得到整个旋转体的体积。
在直角坐标系中,每个薄片的横截面积可以用平面图形的面积公式求得;在极坐标系中,每个薄片的面积可以用扇形面积公式求得。
最后,将所有薄片的体积贡献相加即可得到旋转体的体积。
5. 积分求解。
当薄片足够小时,可以用微积分的方法求解旋转体体积,利用定积分对薄片面积或体积进行求和。
总结:求解旋转体体积是微积分中的一个基础应用,需要注意的是:选择正确的坐标系、确定旋转轴、选择合适的薄片、求解小的体积贡献、积分求解。
只有在以上关键步骤中细心核对,才能求解出准确的旋转体体积。
2πy求旋转体体积方法数学家
2πy求旋转体体积方法数学家
求旋转体的体积,最常用的方法是使用体积元素的求积分方法。
设要求解的旋转体绕x轴旋转,对于一个y的取值范围区间[a, b],可以将旋转体划分为无数个宽度无限小的薄片,每个薄片
的体积元素可以视为一个圆柱体。
对于每个圆柱体,其体积可以表示为:
dV = πf(y)^2 dy
其中,f(y)为函数y关于x的表达式。
每个薄片的体积元素可
以视为无限细长的,所以可以视为点,即其起始点和终止点是重合的。
然后将所有的体积元素进行求和,即将上述体积元素从a到b
进行积分:
V = ∫[a, b] dV = ∫[a, b] πf(y)^2 dy
所以,通过对函数f(y)的表达式进行积分,就可以求解旋转体
的体积。
旋转体体积计算的一般公式
旋转体体积计算的一般公式
旋转体的体积公式:v=(α+β+γ)。
一条平面曲线绕着它所在的平面内的一条定直线旋转所形成的曲面叫作旋转面;该定直线叫做旋转体的轴;封闭的旋转面围成的几何体叫作旋转体。
1,绕x轴旋转体体积公式是V=π∫[a,b]f(x)^2dx。
2、绕y轴旋转体积公式同理,将x,y互换即可,V=π∫[a,b]φ(y)^2dy。
^因为π∫f(x)^2dx 等于∫πf(x)^2dx,这里面πf(x)^2是面积元素,
设一点(x0,y0) πf(x)^2也就是πr^2,表示f(x0)在围绕x轴旋转一周后所形成的圆的面积,πf(x0)^2再乘以dx也就是πf(x)^2dx则表示体积元素,表示在以f(x0)为半径以一个很小的dx为高的的一个很小的圆柱的体积,然后再积分即∫πf(x)^2dx,即表示旋转体(绕x轴)的体积。
将a到b的数轴等分成n分,每份宽△x;
则函数绕y轴旋转,每一份的体积为一个圆环柱,
该圆环柱的底面圆的周长为2πx,所以底面面积约为2πx*△x;
该圆环柱的高为f(x);
所以当n趋向无穷大时,Vy=∫(2πx*f(x)*dx)=2π∫xf(x)dx。
将a到b的数轴等分成n分,每份宽△x则函数绕y轴旋转,围成一个个圆柱环,圆柱环切开可以看成一个个宽为△x,长为2πx,高为y 的长方体,所以旋转体积等于一个个长方体体积之和,
Vy=∫(2πx*f(x)*dx)。
体积,几何学专业术语。
当物体占据的空间是三维空间时,所占空间的大小叫做该物体的体积。
体积的国际单位制是立方米。
一维空间物件(如线)及二维空间物件(如正方形)都是零体积的。
微积分旋转体体积公式绕x轴
微积分旋转体体积公式绕x轴微积分中,旋转体体积公式是非常重要的一部分,它可以帮助我们计算旋转体的体积。
特别是在三维空间中,绕x轴旋转体积公式是最基本的一种计算方法。
下面我们来详细了解一下。
一、绕x轴旋转体积公式的基本概念和原理绕x轴旋转体积公式是指在三维空间中,绕x轴旋转一条曲线所形成的旋转体积的计算公式。
其基本概念和原理可以简单归纳如下:1. 当我们将一条曲线(或一部分线段)绕x轴旋转一周后,就可以形成一个旋转体;2. 在计算旋转体积时,可以将旋转体分成无穷多个薄片,每个薄片的厚度非常小;3. 每个薄片可以看成是一个圆柱体,其体积可以用数学公式V=πr²h 计算。
其中 r 表示圆柱体的半径,h 表示圆柱体的高度;4. 当细分的薄片数量非常多时,可以将每个薄片的体积加和,就可以得到整个旋转体的体积。
二、绕x轴旋转体积公式的具体应用方法在具体计算中,绕x轴旋转体积公式的应用方法可以分为以下三个步骤:1. 求出需要旋转的曲线的函数表达式 y=f(x)。
该函数表达式需要满足 x ∈ [a,b],且y ≥ 0;2. 将该曲线绕x轴旋转一周,形成一个旋转体;3. 对该旋转体进行分割,取其任意一薄片(也就是一个圆柱体),可得到该圆柱体的体积公式:V = π(r² - y²) dx,其中 r 表示曲线到x轴的距离,即 r = f(x),y 表示圆柱体在x轴上的位置,dx 表示薄片的宽度。
4. 当薄片数量无限趋近于无穷大时,将每个圆柱体的体积加总,得到旋转体总体积公式为:V = π∫a^b (r² - y²) dx。
三、绕x轴旋转体积公式的实例应用以下是一个绕x轴旋转体积公式的实例应用,以便更好地理解该公式的应用方法:问题:求 y=x²+2x+3 在区间 [0,1] 上绕x轴旋转所形成旋转体的体积。
解题方法:1. 首先需要确定旋转体的函数表达式:在平面直角坐标系中,y=x²+2x+3 可以表示成 y=f(x) 的形式;当该曲线绕x轴旋转一周后,每个圆柱体的半径为 r = f(x) = x²+2x+3,圆柱体的高度为 y = x。
浅析微积分中求旋转体体积的技巧
浅析微积分中求旋转体体积的技巧微积分是数学中的一个重要分支,它包含了求导、积分和微分方程等内容,同时也涉及到了一些几何问题。
在微积分中,求解旋转体的体积是一个常见的问题,这个问题不仅涉及到了求解积分,还需要一定的几何直觉和技巧。
下面我们就来浅析一下微积分中求旋转体体积的技巧。
我们来看一个简单的例子:求解半径为r的圆柱体的体积。
我们知道圆柱体的体积可以用V=πr^2h来表示,其中r为圆柱体的半径,h为圆柱体的高。
那么,如果我们要求解一个半径为r的圆柱体的体积,我们只需要将r代入公式V=πr^2h中即可得到结果。
接着,我们来考虑一个更加复杂的问题:求解由函数y=f(x)、x轴以及直线x=a和x=b 所围成的旋转体的体积。
我们知道如果要求解这样一个旋转体的体积,我们需要使用定积分来进行求解。
根据定积分的定义,我们可以将这个旋转体的体积表示为V=∫A(x)dx,其中A(x)表示在x处的面积。
那么如何求解A(x)呢?这就需要一些几何技巧和微积分知识了。
我们需要将这个旋转体进行分割,分割的方式可以是垂直于x轴或者y轴的方式,具体分割的大小可以根据具体的问题来确定。
然后,我们将每一个小分割区域进行旋转,得到一个小的旋转体,然后将这些小的旋转体的体积进行累加,就可以得到整个旋转体的体积了。
在进行这个过程的时候,我们需要注意以下几点:确定好分割的方式和分割的大小;确定好每一个小分割区域的面积,这个需要一些几何技巧和对函数图像的理解;将这些小的旋转体的体积进行累加,得到整个旋转体的体积。
通过上面的例子,我们可以看到,在微积分中求解旋转体的体积需要一定的几何直觉和技巧。
在实际的问题中,我们可能遇到更加复杂的情况,这就需要我们在理解问题的基础上灵活运用微积分知识和几何技巧来进行求解。
希望通过本文的介绍,读者可以对微积分中求解旋转体的体积有一个初步的了解,同时也希望读者能在实际问题中灵活运用所学的知识进行求解。
【浅析微积分中求旋转体体积的技巧】。
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9第28卷 第9期 湖南科技学院学报 V ol.28 No.9 2007年9月 Journal of Hunan University of Science and Engineering Sep.2007常用旋转体体积的简捷求法刘新文(湖南工业科技职工大学,湖南 衡阳 421008)摘 要:本文利用定积分系统研究求旋转体体积的四种基本模式及其体积公式,并在此基础上探索出了一套关于常用旋转体体积的简捷求法。
关键词:旋转体;体积;求法中图分类号:O172.2 文献标识码:A 文章编号:1673-2219(2007)09-0009-03旋转体体积的求法是高等数学教学中的重点和难点,但令人遗憾的是,笔者在长期的数学教学过程中发现:不少教材只简单地列出了圆柱、圆锥、圆台和球体这些最常见的旋转体的体积公式,鲜有提及诸如椭球体、球缺、圆筒和抛物旋转体等稍为复杂的旋转体的体积公式,也没有系统地给出这些旋转体体积的一般求法,更不必说揭示它们之间的规律性。
为了弥补高等数学教材在这方面的缺陷,充分满足广大学生强烈的求知欲望,帮助他们更好地学习高等数学,笔者在概括出旋转体统一定义的基础上,系统提出求旋转体体积的四种基本模式及其体积公式,并在此基础上探索出了一套常用旋转体体积的简捷求法。
1 概念旋转体就是由一个平面图形绕着一条与它同在一个平面内、且不通过该平面图形内部的定直线旋转一周所形成的封闭的几何体。
这条定直线就叫做旋转体的轴,即旋转轴。
常用的旋转体有圆柱、圆锥、圆台、圆筒、椭球、球、球缺、球台、抛物旋转体等。
圆柱、圆锥、圆台、球体可以分别看成是由矩形绕它的一条边、直角三角形绕它的直角边、直角梯形绕它的直角腰、半圆绕它的直径旋转一周而形成的封闭的几何体。
其他旋转体与此相似。
2 定理定理1. 由连续曲线y=f(x),直线x=a ,x=b (a<b )及x 轴所围成的曲边梯形绕x 轴旋转一周而形成的旋转体的体积为:2[()]bx aV f x dx π=∫定理2. 由连续曲线()x y ϕ=,直线y=c ,y=d (c<d )及y 轴所围成的曲边梯形绕y 轴旋转一周而形成的旋转体的体积公式为:2[()]dy cV y dy πϕ=∫定理3. 由平面图形0≤a ≤x ≤b ,0≤y ≤f (x )绕y 轴旋转一周所形成的旋转体的体积公式为:2()bx aV xf x dx π=∫定理4. 由平面图形0≤c ≤y ≤d ,0≤x ≤()y ϕ绕x 轴旋转一周所形成的旋转体的体积公式为:2()dy cV y y dy πϕ=∫3 常用旋转体的体积下面我们利用上述定理来求常用的旋转体的体积。
[例1] 计算由矩形0≤x ≤a ,0≤y ≤b 绕x 轴和y 轴旋转一周而形成的圆柱体的体积。
解:由定理1知,由矩形0≤x ≤a ,0≤y ≤b 绕x 轴旋转一周而形成的圆柱体的体积为:2220[()]a ax V f x dx b dx ab πππ===∫∫由定理2知,由矩形0≤x ≤a ,0≤y ≤b 绕y 轴旋转一周而形成的圆柱体的体积为:收稿日期:2007-03-21作者简介:刘新文(1970-),湖南祁东人,湖南工学院讲师,研究方向为高等数学与数理统计。
102220[()]bby V y dy a dy a b πϕππ===∫∫[例2] 计算由矩形a ≤x ≤b ,c ≤y ≤d 绕x 轴和y 轴旋转一周而形成的圆筒的体积。
解:由定理3知,由矩形a ≤x ≤b ,c ≤y ≤d 绕x 轴旋转一周而形成的圆筒的体积为:222()2()()()d dx ccV y y dy y b a dy b a d c πϕππ==−=−−∫∫由定理4知,由矩形a ≤x ≤b ,c ≤y ≤d 绕y 轴旋转一周而形成的圆筒的体积为:222()2()()()b by aaV xf x dx x d c dx b a d c πππ==−=−−∫∫[例3]计算由直线y=kx (x=k1y )、直线x=0即y 轴(直线y=0即x 轴)及直线x=b (直线y=d )所围成的直角三角形绕x 轴(y 轴)旋转一周构成的圆锥体的体积。
解:由定理1知,由直线y=kx 、直线x=0及直线x=b 所围成的直角三角形绕x 轴旋转一周构成的圆锥体的体积为:322232001[()]()33bbx d V f x dx kx dx k b kππππ====∫∫若令h=b ,r=kb ,则为通常意义上的高为h ,底面圆半径为r 的圆锥体的体积公式:V=31πr 2h 由定理2知,由直线x=k1y 、直线y=0及y=d 所围成的直角三角形绕y=轴旋转一周构成的圆锥体的体积为:2220011[()]()()3d d y dV y dy y dy d k kπϕππ===∫∫若令h=d ,r=kd ,则是常见的高为h ,底面圆半径为r 的圆锥体的体积公式为:V=31πr 2h[例4] 设圆台的上、下底面圆的半径分别是r 1、r 2,面积为s 1、s 2,高为h ,求该圆台的体积V (其中r 2≥r 1≥0)。
解:以下底面圆的圆心O 2为原点0,以两底面圆心O 1O 2所在的直线为y 轴正方向,过原心0在下底面圆O 2内做X 轴交圆O 2于A 点,建立直角坐标系。
过上底面圆的圆心O 1做直线O 1B 交圆O 于B 点,连接线段AB ,易知O 1、O 2、A 、B 四点的坐标分别为O 1(0,h )、O 2(0,0)、A (r 2,0)、B (r 1,h ),线段AB 所在的直线方程为y=21r r h −(x-x 2),即x=12r r h −y+ r 2。
该圆台可以看作是直角梯形O 1O 2AB 绕y 轴旋转一周而成的旋转体,那么由定理2知,该圆台的体积为:222221212122220002()[()]()[()]h hh r r r r r r rV y dy y r dy y y r dyh h h πϕππ−−−==+=++∫∫∫23222212122211222()()11[]()33r r r r r h h r h r r r r h h h ππ−−=++=++ 又因为该圆台上、下底面圆的面积分别为221122S r S r ππ==,,所以该圆的体积也可表示为:222112211111()((333V r r r r h r h s h ππ=++==若令r 1=r 2=r ,则该圆台的体积公式变为圆柱的体积公式V=πr 2h若令r 1=0,r 2=r ,则圆台的体积公式变为圆锥的体积公式V=31πr 2h[例5] 计算由椭圆12222=+by ax 所围成的图形绕X 轴和Y 轴旋转一周而形成的旋转椭球体的体积。
解:(1)这个椭球体如果看作是由半个椭圆X 轴所围成的平面图形绕x 轴旋转而成的几何体,那么由定理1可求得该椭球体的体积为:222232214[()]()33aaaaa ab V f x dx dx a x x ab a ππππ−−−===−=∫∫ (2)这个椭球体如果看作是由半个椭圆x=22y b ba −及Y 轴所围成的平面图形绕Y 轴旋转而成的几何体,那么由定理2知可求得该椭球体的体积为: V=π∫bb −[()y ϕ]2dy=π∫bb −(22y b b a −)2dy=π22b a (b 2y-31y 3)|b b−=34πa 2b 若令a=b=r ,则该旋转椭球体就变成半径为r 的球体,其体积为:V=343r π11[例6] 设半径为R 的球被距球心分别为a ,b (0<a<b )的两平行平面所截,求由所截得的球带与上、下底面围成的球台的体积。
解:(1)若两平行截面位于球心异侧,由定理2易知球台的体积为:22223311[()]()()()3b b a a V y dy R y dy a b R a b πϕπππ−−==−=+−+∫∫(2)若两平行截面位于球心同侧,由定理2易知球台的体积为:22223321[()]()()()3b b a a V y dy R y dy b a R b a πϕπππ==−=−−−∫∫若令a=R-H ,b=R ,则得到一个半径为R 的球被一个平面所截、截得高为H 的球缺的体积公式为:21()3V H R H π=− [例7] 计算由抛物线y 2=2Px (0≤ x ≤ h )绕X 轴旋转一周所得到的抛物旋转体的体积(其中P>0,h>0) 解:由定理1易知该抛物旋转体的体积为:220[()](2)h hV f x dx Px dx Ph πππ===∫∫注:抛物y 2=-2Px (-h ≤ x ≤0)绕X 轴、x 2=2Py (-h ≤ y ≤ 0)绕Y 轴、x 2=-2Py (-h ≤ y ≤ 0)绕y 轴旋转一周所得到的抛物旋转体的体积都是:2V Ph π=参考文献:[1] 刘巍.高等数学[M].北京:北京理工大学出版社,2006. [2] 陈纪修.数学分析[M].北京:高等教育出版社,2004.[3] 同济大学数学教研室.高等数学[M].北京:高等教育出版社,1996.(责任编校:何俊华)The simple and direct finding method on the cubature ofcommon solid of rotationLIU Xin-wen(Hunan Institute of Technology,Hengyang,421008)Abstract: Making use of definit integal , this paper does a systematic study of four basic mathematic models to find the volume for the solids of rotations . On the foundation of the theorom , We have determined the simple and direct finding method on the cubature formula of common solid of rotation.Key words :Solid of rotation ;Cubature ;Finding-method。