OPTADS360
ATNETWORK
ATNETWORK
YOMEDIA
Banner-Video
IN_IMAGE

Bài tập 3.47 trang 181 SBT Toán 12

Bài tập 3.47 trang 181 SBT Toán 12

Tính thể tích các khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng xác định bởi

a) \(y = {x^{\frac{2}{3}}},x = 0\) và tiếp tuyến với đường \(y = {x^{\frac{2}{3}}}\) tại điểm có hoành độ x = 1, quanh trục Oy;

b) \(y = \frac{1}{x} - 1,y = 0,y = 2x\), quanh trục Ox.

c) \(y = \left| {2x - {x^2}} \right|,y = 0\) và x = 3, quanh :

* Trục Ox

* Trục Oy

ADMICRO/lession_isads=0

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Ta có: \(y' = \frac{2}{3}{x^{ - \frac{1}{3}}}\)

Với x = 1 thì y = 1 và \(y'\left( 1 \right) = \frac{2}{3}\).

Tiếp tuyến \(y = \frac{2}{3}\left( {x - 1} \right) + 1 = \frac{2}{3}x + \frac{1}{3}\)

Có \(y = {x^{\frac{2}{3}}} \Rightarrow x = {y^{\frac{3}{2}}}\) và

\(y = \frac{2}{3}x + \frac{1}{3} \Rightarrow x = \frac{3}{2}y - \frac{1}{2}\)

Khi đó \({y^{\frac{3}{2}}} = \frac{3}{2}y - \frac{1}{2} \Rightarrow y = 1\).

Ta có: \(\frac{3}{2}y - \frac{1}{2} = 0 \Leftrightarrow y = \frac{1}{3}\)

\(\begin{array}{l}
V = \pi \int \limits_0^1 {\left( {{y^{\frac{3}{2}}}} \right)^2}dy - \pi \int \limits_{\frac{1}{3}}^1 {\left( {\frac{3}{2}y - \frac{1}{2}} \right)^2}dy\\
 = \pi \int \limits_0^1 {y^3}dy - \pi \int \limits_{\frac{1}{3}}^1 {\left( {\frac{3}{2}y - \frac{1}{2}} \right)^2}dy\\
 = \pi .\left. {\frac{{{y^4}}}{4}} \right|_0^1 - \pi \int\limits_{\frac{1}{3}}^1 {\left( {\frac{9}{4}{y^2} - \frac{3}{2}y + \frac{1}{4}} \right)dy} \\
 = \frac{\pi }{4} - \pi .\left. {\left( {\frac{3}{4}{y^3} - \frac{3}{4}{y^3} + \frac{1}{4}y} \right)} \right|_{\frac{1}{3}}^1\\
 = \frac{\pi }{4} - \frac{{2\pi }}{9} = \frac{\pi }{{36}}
\end{array}\)

b) Ta có: 

\(\begin{array}{l}
\frac{1}{x} - 1 = 2x \Rightarrow x = \frac{1}{2}\\
\frac{1}{x} - 1 = 0 \Leftrightarrow x = 1\\
2x = 0 \Leftrightarrow x = 0
\end{array}\)

Do đó 

\(\begin{array}{l}
V = \pi \int \limits_0^{\frac{1}{2}} {\left( {2x} \right)^2}dx + \pi \int \limits_{\frac{1}{2}}^1 {\left( {\frac{1}{x} - 1} \right)^2}dx\\
 = \pi .\int \limits_0^{\frac{1}{2}} 4{x^2}dx + \pi .\int \limits_{\frac{1}{2}}^1 \left( {\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{2}{x} + 1} \right)dx\\
 = \pi .\left. {\frac{{4{x^3}}}{3}} \right|_0^{\frac{1}{2}} + \pi \left. {\left( { - \frac{1}{x} - 2\ln x + x} \right)} \right|_{\frac{1}{2}}^1\\
 = \frac{\pi }{6} + \pi \left( {0 + 2 + 2\ln \frac{1}{2} - \frac{1}{2}} \right)\\
 = \frac{\pi }{6} + \frac{{3\pi }}{2} - 2\pi \ln 2\\
 = \frac{{5\pi }}{3} - 2\pi \ln 2
\end{array}\)

c) +) Quay quanh OxOx.

Ta có: \(\left| {2x - {x^2}} \right| = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
x = 0\\
x = 2.
\end{array} \right.\)

Khi đó

\(\begin{array}{l}
V = \pi \int \limits_0^3 {\left( {2x - {x^2}} \right)^2}dx\\
 = \pi \int \limits_0^3 \left( {4{x^2} - 4{x^3} + {x^4}} \right)dx\\
 = \pi \left. {\left( {\frac{{4{x^3}}}{3} - {x^4} + \frac{{{x^5}}}{5}} \right)} \right|_0^3\\
 = \pi \left( {\frac{{4.27}}{3} - {3^4} + \frac{{{3^5}}}{5}} \right) = \frac{{18\pi }}{5}
\end{array}\)

+) Quay quanh Oy.

Ta có: 

\(\begin{array}{l}
y = \left| {2x - {x^2}} \right| \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}
y = 2x - {x^2}\\
y =  - 2x + {x^2}
\end{array} \right.\\
 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
{x^2} - 2x + y = 0\\
{x^2} - 2x - y = 0
\end{array} \right.\\
 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
x = 1 \pm \sqrt {1 - y} \\
x = 1 \pm \sqrt {1 + y} 
\end{array} \right.
\end{array}\)

Ta có: 

\(\begin{array}{l}
{V_y} = \pi \int \limits_0^1 \left[ {{{\left( {1 + \sqrt {1 - y} } \right)}^2} - {{\left( {1 - \sqrt {1 - y} } \right)}^2}} \right]dy\\
 + \pi \int \limits_0^3 \left[ {{3^2} - {{\left( {1 + \sqrt {1 + y} } \right)}^2}} \right]dy\\
 = \pi \int \limits_0^1 \left( {1 + 2\sqrt {1 - y}  + 1 - y - 1 + 2\sqrt {1 - y}  - 1 + y} \right)dy\\
 + \pi \int\limits_0^3 {\left( {9 - 1 - 2\sqrt {1 + y}  - 1 - y} \right)dy} \\
 = \pi \int \limits_0^1 4\sqrt {1 - y} dy + \pi \int \limits_0^3 \left( {7 - y - 2\sqrt {1 + y} } \right)dy\\
 = 4\pi \int \limits_0^1 \sqrt {1 - y} dy + \pi \left[ {\left. {\left( {7y - \frac{{{y^2}}}{2}} \right)} \right|_0^3 - 2\int\limits_0^3 {\sqrt {1 + y} dy} } \right]\\
 = 4\pi I + \pi (\frac{{33}}{2} - 2J)
\end{array}\)

Tính \(I = \int \limits_0^1 \sqrt {1 - y} dy\) ta có:

Đặt \(\sqrt {1 - y}  = t \Rightarrow 1 - y = {t^2}\)

\(\begin{array}{l}
 \Rightarrow  - dy = 2tdt \Rightarrow dy =  - 2tdt\\
 \Rightarrow I = \int \limits_1^0 t.\left( { - 2tdt} \right) = \int\limits_0^1 {2{t^2}dt} \\
 = \left. {\frac{2}{3}{t^3}} \right|_0^1 = \frac{2}{3}
\end{array}\)

Tính \(J = \int \limits_0^3 \sqrt {1 + y} dy\) ta có:

Đặt \(t = \sqrt {1 + y}  \Rightarrow {t^2} = 1 + y\)

\(\Rightarrow 2tdt = dy\)

\( \Rightarrow J = \int\limits_1^2 {t.2tdt}  = \left. {\frac{{2{t^3}}}{3}} \right|_1^2 = \frac{{14}}{3}\)

Vậy \(V = 4\pi .\frac{2}{3} + \pi \left( {\frac{{33}}{2} - 2.\frac{{14}}{3}} \right) = \frac{{59\pi }}{6}\).

-- Mod Toán 12 HỌC247

Nếu bạn thấy hướng dẫn giải Bài tập 3.47 trang 181 SBT Toán 12 HAY thì click chia sẻ 
 
 

Bài tập SGK khác

  • Đỗ Thành
    Giúp em

    Theo dõi (0) 0 Trả lời
  • Tính tích phân

    bởi 31/01/2021

    a) I = \int_{0}^{1} \frac{3x+4}{2x^2-3x-5} dx = \frac{23}{14}ln\frac{a}{b} - \frac{1}{7}ln c. Tính P = a - b + c 

    b) Biết \int_{0}^{3} f (x)dx =5 . Tính \int_{0}^{3} (x^2 -2f (x))dx

     

    Theo dõi (0) 0 Trả lời
  • VIDEO
    YOMEDIA
    Trắc nghiệm hay với App HOC247
    YOMEDIA
    Hồng Oanh

    Câu 39,40,41,42 help

    Theo dõi (0) 0 Trả lời
  • Trần Bảo

    Câu 6. Nguyên hàm f(x)=x 2018

    Theo dõi (0) 0 Trả lời
  • ADMICRO
    Trang Khuu

     

    Theo dõi (0) 0 Trả lời
  • Mai Bảo Khánh
    Theo dõi (0) 1 Trả lời
  • Trần Bảo Việt
    Theo dõi (0) 1 Trả lời
NONE
OFF