Найти объем тела, полученного при вращении вокруг ОХ области, ограниченной графиками заданных функций
y=x^3, x=y С решением!!))

24 Мар в 19:40
25 +1
0
Ответы
1

Чтобы найти объем тела, полученного при вращении области, ограниченной графиками y=x3 y = x^3 y=x3 и x=y x = y x=y вокруг оси OX OX OX, воспользуемся методом дисков.

Сначала найдем точки пересечения кривых y=x3 y = x^3 y=x3 и x=y x = y x=y. Подставим y=x y = x y=x в уравнение y=x3 y = x^3 y=x3:

x=x3. x = x^3.
x=x3.

Переносим все в одну сторону:

x3−x=0. x^3 - x = 0.
x3x=0.

Факторизуем:

x(x2−1)=0. x(x^2 - 1) = 0.
x(x21)=0.

Решения:

x=0,x2−1=0⇒x=−1 и x=1. x = 0, \quad x^2 - 1 = 0 \Rightarrow x = -1 \text{ и } x = 1.
x=0,x21=0x=1 и x=1.

Таким образом, точки пересечения — это (−1,−1) (-1, -1) (1,1), (0,0) (0, 0) (0,0) и (1,1) (1, 1) (1,1).

Возьмем для вычисления объема область, ограниченную графиками от x=−1 x = -1 x=1 до x=1 x = 1 x=1.

Формула для объема тела вращения вокруг оси OX OX OX:

V=π∫ab(f(x)2−g(x)2) dx, V = \pi \int_{a}^{b} (f(x)^2 - g(x)^2) \, dx,
V=πab (f(x)2g(x)2)dx,

где f(x) f(x) f(x) — верхняя функция, а g(x) g(x) g(x) — нижняя функция. В нашем случае:

Для x x x от −1 -1 1 до 0 0 0: верхняя функция f(x)=x f(x) = x f(x)=x, нижняя функция g(x)=x3 g(x) = x^3 g(x)=x3.Для x x x от 0 0 0 до 1 1 1: верхняя функция f(x)=x f(x) = x f(x)=x, нижняя функция g(x)=x3 g(x) = x^3 g(x)=x3.

Теперь вычислим интеграл по частям.

1) Для x x x от −1-11 до 000:

V<em>1=π∫</em>−10(x2−(x3)2)dx=π∫−10(x2−x6)dx. V<em>1 = \pi \int</em>{-1}^{0} \left( x^2 - (x^3)^2 \right) dx = \pi \int_{-1}^{0} \left( x^2 - x^6 \right) dx.
V<em>1=π</em>10(x2(x3)2)dx=π10 (x2x6)dx.

2) Для x x x от 000 до 111:

V<em>2=π∫</em>01(x2−(x3)2)dx=π∫01(x2−x6)dx. V<em>2 = \pi \int</em>{0}^{1} \left( x^2 - (x^3)^2 \right) dx = \pi \int_{0}^{1} \left( x^2 - x^6 \right) dx.
V<em>2=π</em>01(x2(x3)2)dx=π01 (x2x6)dx.

Теперь вычислим оба интеграла.

Сначала вычислим V1 V_1 V1 :

V<em>1=π∫</em>−10(x2−x6) dx=π[x33−x77]−10. V<em>1 = \pi \int</em>{-1}^{0} (x^2 - x^6) \, dx = \pi \left[ \frac{x^3}{3} - \frac{x^7}{7} \right]_{-1}^{0}.
V<em>1=π</em>10(x2x6)dx=π[3x3 7x7 ]10 .

Подставляем пределы:

V1=π((0)−((−1)33−(−1)77))=π(0−(−13+17)). V_1 = \pi \left( \left(0\right) - \left( \frac{(-1)^3}{3} - \frac{(-1)^7}{7} \right) \right) = \pi \left( 0 - \left(-\frac{1}{3} + \frac{1}{7}\right) \right).
V1 =π((0)(3(1)3 7(1)7 ))=π(0(31 +71 )).

Считаем:

−13+17=−721+321=−421. -\frac{1}{3} + \frac{1}{7} = -\frac{7}{21} + \frac{3}{21} = -\frac{4}{21}.
31 +71 =217 +213 =214 .

Таким образом:

V1=π(421)=4π21. V_1 = \pi \left( \frac{4}{21} \right) = \frac{4\pi}{21}.
V1 =π(214 )=214π .

Теперь вычислим V2 V_2 V2 :

V<em>2=π∫</em>01(x2−x6) dx=π[x33−x77]01. V<em>2 = \pi \int</em>{0}^{1} (x^2 - x^6) \, dx = \pi \left[ \frac{x^3}{3} - \frac{x^7}{7} \right]_{0}^{1}.
V<em>2=π</em>01(x2x6)dx=π[3x3 7x7 ]01 .

Подставляем пределы:

V2=π((133−177)−(0))=π(13−17). V_2 = \pi \left( \left(\frac{1^3}{3} - \frac{1^7}{7}\right) - (0) \right) = \pi \left( \frac{1}{3} - \frac{1}{7} \right).
V2 =π((313 717 )(0))=π(31 71 ).

Считаем:

13−17=721−321=421. \frac{1}{3} - \frac{1}{7} = \frac{7}{21} - \frac{3}{21} = \frac{4}{21}.
31 71 =217 213 =214 .

Таким образом:

V2=π(421)=4π21. V_2 = \pi \left( \frac{4}{21} \right) = \frac{4\pi}{21}.
V2 =π(214 )=214π .

Общий объем:

V=V1+V2=4π21+4π21=8π21. V = V_1 + V_2 = \frac{4\pi}{21} + \frac{4\pi}{21} = \frac{8\pi}{21}.
V=V1 +V2 =214π +214π =218π .

Итак, объем тела, полученного при вращении области вокруг оси OX OX OX, равен:

8π21. \boxed{\frac{8\pi}{21}}.
218π .

24 Мар в 19:40
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир