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 củavà cho giá trị x đi từ x = a tới x = b ta thu được công thức tính thể tích của vật thể, đó là:

 

     

 

 

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, được giới hạn bởi trục Ox, x = 0 và x = 3 là 152,6814…

 

(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, được giới hạn bởi trục Ox, x = 0 và x = 3 là 4,71238…

 

 

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 đườngquanh 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.

 

Trở về GraphFunc

 

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.