Вычислите объем тела, которое получается при вращении вокруг оси абсцисс фигуры, ограниченной линиями: у = x2 + 1 и y = 5 - x2.
Дам 200 баллов
Алгебра 11 класс Волновая геометрия Объём тела вращение вокруг оси алгебра 11 класс фигуры линии у = x2 + 1 y = 5 - x2 Новый
Для вычисления объема тела, получаемого при вращении фигуры вокруг оси абсцисс, мы будем использовать метод дисков. Сначала нам нужно определить границы интегрирования и найти точки пересечения кривых, которые задают фигуру.
Даны две функции:
Чтобы найти точки пересечения, приравняем эти два уравнения:
x² + 1 = 5 - x²
Теперь решим это уравнение:
Теперь мы знаем, что фигура ограничена по оси x от -√2 до √2.
Теперь найдем объем тела вращения. Объем V можно найти по формуле:
V = π ∫[a, b] (R² - r²) dx,
где R - верхняя функция, r - нижняя функция, а a и b - границы интегрирования.
В нашем случае:
Теперь подставим значение в формулу объема:
V = π ∫[-√2, √2] ((5 - x²)² - (x² + 1)²) dx.
Теперь найдем (5 - x²)² и (x² + 1)²:
Теперь подставим эти выражения в формулу для объема:
V = π ∫[-√2, √2] (25 - 10x² + x⁴ - (x⁴ + 2x² + 1)) dx.
Упростим подынтегральное выражение:
V = π ∫[-√2, √2] (25 - 10x² + x⁴ - x⁴ - 2x² - 1) dx = π ∫[-√2, √2] (24 - 12x²) dx.
Теперь вычислим интеграл:
V = π [24x - 4x³] от -√2 до √2.
Теперь подставим границы:
Теперь находим разность:
V = π [16√2 - (-16√2)] = π [16√2 + 16√2] = π [32√2].
Таким образом, объем тела, получаемого при вращении фигуры вокруг оси абсцисс, равен:
V = 32π√2.