Как с помощью интеграла можно найти объем фигуры, полученной вращением окружности с центром в точке с координатами (3;0) и радиусом 3 единицы?
Алгебра 11 класс Объем тел вращения интеграл объем фигуры вращение окружности алгебра 11 класс координаты радиус математический анализ Новый
Чтобы найти объем фигуры, полученной вращением окружности вокруг оси, мы можем использовать метод дисков или цилиндров. В данном случае мы будем вращать окружность с центром в точке (3; 0) и радиусом 3 единицы вокруг оси Y. Давайте разберем этот процесс шаг за шагом.
1. Уравнение окружности:Сначала запишем уравнение окружности. Окружность с центром в точке (3; 0) и радиусом 3 можно записать в виде:
(x - 3)² + y² = 3²
или
(x - 3)² + y² = 9.
2. Выразим y через x:Теперь выразим y через x:
y = ±√(9 - (x - 3)²).
Здесь мы получаем две функции: верхнюю (y = √(9 - (x - 3)²)) и нижнюю (y = -√(9 - (x - 3)²)).
3. Определим пределы интегрирования:Окружность будет пересекаться с осью Y, когда x = 0 и x = 6, так как центр окружности находится в (3; 0), а радиус равен 3. Таким образом, пределы интегрирования будут от 0 до 6.
4. Используем метод дисков:Объем V фигуры, полученной вращением окружности вокруг оси Y, можно найти по формуле:
V = ∫[a, b] A(y) dy,
где A(y) - площадь поперечного сечения, а a и b - пределы интегрирования.
5. Найдем площадь поперечного сечения:Площадь поперечного сечения A(y) равна площади круга, который получается при вращении. Мы можем выразить радиус круга через y:
Радиус R(y) = x = 3 + √(9 - y²) (для верхней половины окружности) и R(y) = 3 - √(9 - y²) (для нижней половины). Однако, при вращении вокруг оси Y, нам нужна только верхняя часть.
Тогда площадь A(y) будет равна:
A(y) = π * R² = π * (3 + √(9 - y²))².
6. Интегрирование:Теперь мы можем записать интеграл для объема:
V = ∫[0, 3] π * (3 + √(9 - y²))² dy.
Теперь нужно решить этот интеграл. Это может потребовать применения подстановки и некоторых алгебраических преобразований.
7. Итог:После вычисления интеграла вы получите объем фигуры, полученной вращением окружности вокруг оси Y.
Таким образом, мы нашли объем фигуры, вращая окружность с центром в (3; 0) и радиусом 3 единицы вокруг оси Y, используя интегралы и метод дисков.