旋轉體體積計算公式及範例

什麼是旋轉塊?如何計算旋轉體的體積?

旋轉體是將平面繞固定軸旋轉而形成的形狀,例如旋轉圓錐、旋轉圓柱體、旋轉球等。下面是旋轉體體積的計算公式,請參考。

目錄

旋轉體體積計算公式及範例
常見旋轉體:圓柱形旋轉體、圓錐體旋轉體、球形旋轉體。

計算繞牛軸旋轉的圓形塊的體積

若圓形塊繞Ox軸旋轉,可以套用下列公式計算旋轉圓形塊的體積:

案例 1:旋轉圓形方塊由下列物件建立:

  • 直線 y=f(x)
  • x軸y=0
  • x=a; x=b

那麼,計算體積的公式是:

情況 2:旋轉塊由以下方式建立:

  • 直線 y=f(x)
  • 直線 y=g(x)
  • x=a; x=b

那麼計算旋轉體體積的公式將是:

計算繞 Oy 軸旋轉的圓形塊的體積

若圓形塊體繞Oy軸旋轉,可應用下列公式計算旋轉圓形塊體的體積:

案例 1:旋轉塊由以下方式建立:

  • 線 x=g(y)
  • 垂直軸(x=0)
  • y=c; y=d

那麼計算旋轉體體積的公式將是:

案例 2:旋轉塊由

  • 直線 x=f(y)
  • 方程式 x=g(y)
  • y=c; y=d

那麼旋轉體的體積將是:

旋轉體體積計算公式總表:

1.區域S繞Ox旋轉產生的Vx:

食譜

旋轉體體積計算公式及範例

2.區域S繞Ox旋轉產生的Vx:

食譜

旋轉體體積計算公式及範例

計算旋轉體體積的例子

例 1: 

計算由曲線y=sinx、x軸和兩條直線x=0、x=π(畫出)所限定的平面圖形繞Ox軸旋轉得到的旋轉體的體積。

旋轉體體積計算公式及範例

解決方案

應用上述定理中的公式,我們得到

範例 2: 

計算曲線與x軸所圍成的平面圖形繞x軸旋轉所得到的旋轉體的體積。

旋轉體體積計算公式及範例

獎:

我們看到:

因此,對於所有 x,這都是以 O 為中心、半徑為 R = A 的半圓方程,位於 Ox 軸上方。當繞Ox軸旋轉時,平面形狀將形成以O為中心,半徑R=A的球體(圖)。所以我們總是

 

所以對於這一類的問題,我們不需要寫出積分公式,而是可以根據計算球體體積的公式來得出結論。

範例 3: 

計算位於兩個平面 x = 0 和 x = 1 之間的物體的體積,已知物體被垂直於 Ox 軸的平面 (P) 在橫座標為 x(0≤x≤1) 處切割的橫截面為一個矩形,其兩條邊長分別為 x 和 ln(x2+1)。

獎: 

因為橫截面是矩形,所以橫截面積為:

我們需要計算體積

例 4:給定一個由直線 y = 3x 圍成的平面圖形; y = x; x = 0; x = 1 繞 Ox 軸旋轉。計算所得旋轉體的體積。

旋轉體體積計算公式及範例

獎:

直線 x = 1 與 y = x 和 y = 3x 的交點座標分別為點 C(1;1) 和 B(3;1)。直線 y = 3x 與 y = x 的交點座標為 O(0;0)。

因此要計算的旋轉固體的體積為:

例 5:給定一個由直線 y = 2x2 圍成的平面圖形; y2 = 4x 繞牛軸旋轉。計算所得旋轉體的體積。

旋轉體體積計算公式及範例

獎:

具有等效時態。直線與 的交點座標為點 O(0;0) 與 A(1;2)。

因此要計算的旋轉固體的體積為:

對於需要計算旋轉體體積的問題,只需要針對每種情況使用正確的公式,並在確定極限時注意即可解決。祝你好運!

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