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
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 Ox.
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
Bài tập SGK khác
Bài tập 3.45 trang 181 SBT Toán 12
Bài tập 3.46 trang 181 SBT Toán 12
Bài tập 3.48 trang 181 SBT Toán 12
Bài tập 3.49 trang 182 SBT Toán 12
Bài tập 3.50 trang 182 SBT Toán 12
Bài tập 3.51 trang 182 SBT Toán 12
Bài tập 3.52 trang 182 SBT Toán 12
Bài tập 3.53 trang 183 SBT Toán 12
Bài tập 3.54 trang 183 SBT Toán 12
Bài tập 3.55 trang 183 SBT Toán 12
Bài tập 3.56 trang 183 SBT Toán 12
Bài tập 3.67 trang 183 SBT Toán 12
Bài tập 3.58 trang 184 SBT Toán 12
-
Cho hàm số f(x) thỏa mãn f(x) + 1/2.f'(x) = 1/e^2x, biết f(0) = 1. Tìm hàm số f(x)
bởi Đỗ Thành 20/03/2021
Giúp emTheo dõi (0) 0 Trả lời -
a) . Tính P = a - b + c
b) Biết . Tính
Theo dõi (0) 0 Trả lời -
Câu 39,40,41,42 help
Theo dõi (0) 0 Trả lời -
Tìm nguyên hàm F(x)?
bởi Trần Bảo 18/06/2020
Câu 6. Nguyên hàm f(x)=x 2018
Theo dõi (0) 0 Trả lời -
ADMICRO
Khẳng định nào sau đây sai, biết \(\int\limits_{ - 1}^0 {\left| {\frac{{x + 1}}{{x - 2}}} \right|} dx = a\ln \frac{b}{c} - 1\)?
bởi Trang Khuu 03/06/2020
Theo dõi (0) 0 Trả lời -
Tìm nguyên hàm của hàm số (f(x) = 2sin x)
bởi Mai Bảo Khánh 30/05/2020
Theo dõi (0) 1 Trả lời -
Theo dõi (0) 1 Trả lời