Nội dung text Bài 03_Dạng 02. Ứng dụng tích phân tính thể tích khối tròn xoay_GV.docx
Chương 1. ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐTHS TOÁN 11 - CHƯƠNG TRÌNH MỚI Chương 4. NGUYÊN HÀM VÀ TÍCH PHÂN TOÁN 12 - CHƯƠNG TRÌNH MỚI Dạng 2: Ứng dụng tích phân để tính thể tích khối tròn xoay Phương pháp: Thể tích vật thể tính theo mặt cắt vuông góc trục hoành Gọi B là phần vật thể giới hạn bởi hai mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại các điểm a và ,b Sx là diện tích thiết diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm ,x axb Giả sử Sx là hàm số liên tục trên đoạn ;ab Khi đó, thể tích của vật thể B được xác định: db a VSxx . Thể tích khối tròn xoay Xoay miền hình phẳng giới hạn: ;; yfx Oxxaxb quanh trục Ox . Bước 1: Giải 0;;fxxccab . Bước 2: Tính 2db a Vfxx Bài tập 1: Tính thể tích khối tròn xoay tạo thành: a) Khi quay hình phẳng D giới hạn bởi đồ thì hàm số 1yx , trục hoành và hai đường thẳng 2x và 5x quanh trục Ox . b) Khi quay hình phẳng D giới hạn bởi đường cong 2cosyx , trục hoành và các đường BÀI TẬP TỰ LUẬN
Chương 1. ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐTHS TOÁN 11 - CHƯƠNG TRÌNH MỚI Chương 4. NGUYÊN HÀM VÀ TÍCH PHÂN TOÁN 12 - CHƯƠNG TRÌNH MỚI thẳng π 0, 2xx quanh trục hoành. c) Khi quay hình phẳng giới hạn bởi đồ thị của hàm số xye , trục Ox và hai đường thẳng 0;1xx quanh trục Ox . d) Khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đường tanx,0,0, 4yyxx quay xung quanh trục Ox . e) Khi quay hình phẳng xác định bởi các đường 321 3yxx , 0y , 0x và 3x quanh trục Ox . f) Khi quay hình phẳng D giới hạn bởi đồ thị hàm số 5,5yxx , trục tung, trục hoành quay quanh trục hoành. Lời giải a) Thể tích khối tròn xoay khi quay hình phẳng D quanh trục Ox ta có: 52 2 π1dVxx b) Thể tích của khối tròn xoay tạo thành khi quay D quanh trục hoành được tính theo công thức: ππ 22π 2 2 0 00 π2cosdπ2cosdπ2sinππ1Vxxxxxx . c) Ta có thể tích cần tìm là 1112222 000 dd1 22 xxx Vexexee . d) Thể tích vật thể tròn xoay được sinh ra là: 44442 0000 dcossin tan.dtan.d.d coscos xx Vxxxxx xx 4 0 1ln2 lncosln 22x . e) Thể tích khối tròn xoay sinh ra khi quay hình phẳng H quanh trục Ox là : 233 32654 00 11281 dd 39335Vxxxxxxx . Vậy thể tích khối tròn xoay cần tính là : 81 35V . f) Xét phương trình hoành độ giao điểm hai hàm số là: 50505xxx
Chương 1. ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐTHS TOÁN 11 - CHƯƠNG TRÌNH MỚI Chương 4. NGUYÊN HÀM VÀ TÍCH PHÂN TOÁN 12 - CHƯƠNG TRÌNH MỚI Khi đó D là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị 5 0 0;5 yfxx y xx Thể tích khối tròn xoay khi quay D quanh Ox là: 55522 00 0 25 5d5d5 22 x Vxxxxx . Bài tập 2: Một bình chứa nước có hình dạng như hình sau. Biết rằng khi nước trong bình có chiều cao x (dm) ( 04x ) thì mặt nước là hình vuông có cạnh 2 2 4 x (dm). Tính dung tích của bình. Lời giải Mặt nước là hình vuông có cạnh 2 2 4 x (dm) nên có diện tích là 2 22 2 22dm 44 xx Thể tích của bình chứa nước là: 423 0 40 2ddm 43 x Vx Bài tập 3: Sử dụng tích phân, tính thể tích khối cầu có bán kính R . Lời giải Khối cầu có bán kính R thì phương trình mặt cầu trong không gian là 2222xyzR
Chương 1. ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐTHS TOÁN 11 - CHƯƠNG TRÌNH MỚI Chương 4. NGUYÊN HÀM VÀ TÍCH PHÂN TOÁN 12 - CHƯƠNG TRÌNH MỚI Xét mặt cát ngang của khối cầu qua trục x ta có 2222yzRx Diện tích mặt cắt ngang khi đó là 22Rx Khi đó thể tích khối cầu là 2234d 3 R R VRxxR Bài tập 4: Sử dụng tích phân, tính thể tích khối nón có bán kính đáy r và chiều cao h . Lời giải Khối nón có bán kính đáy là r và chiều cao là h . Phương trình đường sinh của khối nón trong mặt phẳng là r yx h Khi đó thể tích của khối nón là 2 2 0 1 d 3 h r Vxxrh h . Bài tập 5: Sử dụng tích phân, tính thể tích khối trụ có bán kính đáy r và chiều cao h . Lời giải Để tính thể tích hình trụ bằng tích phân, ta có thể xem khối trụ như một tập hợp các đĩa tròn có độ dày vô cùng nhỏ x xếp chồng lên nhau từ đáy đến đỉnh. Mỗi đĩa có diện tích là 2r . Khi đó thể tích của một đĩa nhỏ là 2Vrx Tổng thể tích của khối trụ là tổng của tất cả các đĩa từ 0x đến xh nghĩa là 2 0 d h Vrx Khi đó 22 0 d h Vrxrh