Thể Tích Của Vật Thể
Cho một diện tích phẳng nào đó,
giới hạn bởi đường cong f(x), y = 0 (hay trục Ox), x = a và x = b, được dặt
trong tọa độ đềcat vuông góc xy.
Một vật thể (trong không gian ba chiều) được tao ra khi ta xoay diện
tích phẳng này quanh trục x hay truc y.
Trong phần này chúng ta tìm công thức tính thể tích của vật thể được tạo
thành do xoay diện tích hình phẳng đó.
Sau đó ta xét một số thí dụ và dùng phần mềm GraphFunc để kiểm chứng.
(Lưu ý: phần mềm GraphFunc thuộc phiên bản cũ không có hỗ trợ
chức năng tính thể tích xoay. Phiên bản tiếng Việt có hỗ trợ tính thể tích
xoay. Bạn nên xem phần hướng dẫn cho biết thêm thông tin cách dùng GraphFunc)
|
Hình
1 mô tả
một diện tích phẳng được giới hạn bởi đường cong f(x), các đường thẳng y = 0,
x = a và x = b, và xoay quanh trục Ox.
Trên đoạn [a; b], ta chia thể tích vật thể thành những thiết diện tròn
nhỏ có bề dầy là dx. Vì dx rất
nhỏ ta xem mỗi thiết diện tròn này như là hình trụ có chiều cao là dx và bán
kính là f(x) (lý do xoay quanh trục Ox nên có bán kính là f(x)). Như vậy thể tích của một hình trụ nhỏ
này là: |
Hình 1. |
|
Cộng
tất cả các thể tích của thiết diện nhỏ này dọc theo đoạn [a; b] ta thu được
thể tích của vật thể. Nghĩa là
ta lấy tích phân hai vế của |
|
Thí dụ 1. Tính thể
tích của các hình tròn xoay do các hình phẳng được giới hạn bởi các đường sau
đây quanh trục Ox trong [0; 3]:
(a) y = x, (b)
, (c)
.
Giải:
|
(a) y = x
(chú ý: Dùng GraphFunc để vẽ đồ thị y = x như
sau: ·
Bấm vào đường dẫn tiếng
Việt: ·
Chọn nút 3 chiều: ·
Điền hàm số f(x) = x: ·
Bấm nút Vẽ Hàm!. ·
Chọn nút xoay quanh trục
x-axis: ·
Cho giá trị x = 0, x = 3,
rồi bấm nút Thể Tích cho kết quả hiện thị như Hình 2. Vậy GraphFunc tính Thể Tích =
28,27433…, kết quả đúng với cách tính theo lý thuyết ở trên. |
Hình 2 - Thể tích của hình tròn xoay từ hình phẳng y = x, được
giới hạn bởi trục Ox, x = 0 và x = 3 là 28,274… |
|
(b)
(chú ý: Dùng GraphFunc và làm theo các thao
tác nêu ở Thí dụ 1a, ta có kết quả thu được như Hình 3. |
Hình 3 - Thể tích của hình tròn xoay từ hình phẳng |
|
(c)
(chú ý: Dùng GraphFunc và làm
theo các thao tác nêu ở Thí dụ 1a, ta có kết quả thu được như Hình 4. |
Hình 4 - Thể tích của hình tròn xoay từ hình phẳng |
Dưới đây là một thí dụ thuộc
dạng khó.
Thí dụ 2. Tính thể
tích của các hình tròn xoay do các hình phẳng được giới hạn bởi đường
quanh
trục Ox trong [0; 4].
(Hãy sử dụng tích phân
)
Giải:


![]()
(Chú ý giá trị chính xác của
)
Dùng GraphFunc để kiểm
chứng, ta thấy kết quả trên đúng.
Xem Hình 5 dưới đây.

Hình 5.
Mọi ý kiến xây dựng
và bài vở xin liên lạc dothi@seriesmathstudy.com.
Copyright
2005- http://toantructuyen.seriesmathstudy.com. All rights
reserved. Contact us.
Ghi rõ nguồn "http://toantructuyen.seriesmathstudy.com" khi bạn đăng
lại thông tin từ website này.