Помогите пожалуйста решить y^2=4x;y=x вычислить площадь,объем тела образованого вращением вокруг оси...

Тематика Алгебра
Уровень 10 - 11 классы
площадь объем тело вращения ось Ох уравнения y^2=4x y=x вычисления интегралы математика чертеж
0

Помогите пожалуйста решить y^2=4x;y=x вычислить площадь,объем тела образованого вращением вокруг оси Ох ограничеными линиями.Сделать чертеж заранее спасибо

avatar
задан 4 месяца назад

2 Ответа

0

Чтобы решить данную задачу, необходимо сначала разобраться с графиками функций и определить область, ограниченную этими линиями.

  1. Построение графиков:

    • График первой функции ( y^2 = 4x ) представляет собой параболу, ветви которой направлены вправо с вершиной в точке (0,0).
    • График второй функции ( y = x ) представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат.
  2. Определение точек пересечения:

    Чтобы найти точки пересечения двух графиков, приравняем ( y^2 = 4x ) и ( y = x ):

    [ (y)^2 = 4(y) ] [ y^2 = 4y ] [ y^2 - 4y = 0 ] [ y(y - 4) = 0 ]

    Отсюда ( y = 0 ) или ( y = 4 ).

    Подставим значения ( y ) в уравнение ( y = x ), чтобы найти соответствующие значения ( x ):

    • При ( y = 0 ), ( x = 0 ).
    • При ( y = 4 ), ( x = 4 ).

    Таким образом, точки пересечения графиков: (0,0) и (4,4).

  3. Определение области вращения:

    Теперь у нас есть область, ограниченная параболой ( y^2 = 4x ) и прямой ( y = x ) от ( x = 0 ) до ( x = 4 ).

  4. Вычисление площади:

    Для вычисления площади между двумя кривыми используем интеграл:

    [ A = \int_{0}^{4} (x - \frac{y^2}{4}) \, dx ]

    Однако, лучше выразить ( x ) через ( y ) и интегрировать по ( y ):

    [ A = \int{0}^{4} (y - \frac{y^2}{4}) \, dy ] [ A = \int{0}^{4} (y - \frac{y^2}{4}) \, dy = \int{0}^{4} y \, dy - \int{0}^{4} \frac{y^2}{4} \, dy ] [ A = \left[ \frac{y^2}{2} \right]{0}^{4} - \left[ \frac{y^3}{12} \right]{0}^{4} ] [ A = \left( \frac{16}{2} - 0 \right) - \left( \frac{64}{12} - 0 \right) ] [ A = 8 - \frac{16}{3} ] [ A = \frac{24}{3} - \frac{16}{3} ] [ A = \frac{8}{3} ]

  5. Вычисление объема тела вращения:

    Для вычисления объема тела, образованного вращением этой области вокруг оси ( OX ), используем метод дисков (интегрирование по ( x )):

    [ V = \pi \int_{0}^{4} \left( (x)^{2} - (\frac{y^2}{4})^2 \right) dx ]

    Однако, проще выразить всё через ( y ) и интегрировать по ( y ):

    [ V = \pi \int{0}^{4} (y^2 - (\frac{y^2}{4})^2) \, dy ] [ V = \pi \int{0}^{4} (y^2 - \frac{y^4}{16}) \, dy ] [ V = \pi \left[ \frac{y^3}{3} - \frac{y^5}{80} \right]_{0}^{4} ] [ V = \pi \left( \frac{64}{3} - \frac{1024}{80} \right) ] [ V = \pi \left( \frac{64}{3} - \frac{128}{10} \right) ] [ V = \pi \left( \frac{64}{3} - \frac{384}{30} \right) ] [ V = \pi \left( \frac{64}{3} - \frac{128}{10} \right) ] [ V = \pi \left( \frac{64}{3} - \frac{64}{5} \right) ] Приведем к общему знаменателю: [ V = \pi \left( \frac{320}{15} - \frac{192}{15} \right) ] [ V = \pi \left( \frac{128}{15} \right) ] [ V = \frac{128\pi}{15} ]

  6. Чертеж:

    Чертеж можно нарисовать следующим образом:

    • Нарисуйте координатную плоскость.
    • Постройте параболу ( y^2 = 4x ).
    • Постройте прямую ( y = x ).
    • Отметьте точки пересечения (0,0) и (4,4).
    • Заштрихуйте область между этими кривыми от ( x = 0 ) до ( x = 4 ).

Таким образом, площадь области между кривыми составляет ( \frac{8}{3} ) квадратных единиц, а объем тела, образованного вращением этой области вокруг оси ( OX ), составляет ( \frac{128\pi}{15} ) кубических единиц.

avatar
ответил 4 месяца назад
0

Для решения данной задачи сначала найдем точки пересечения двух графиков y^2=4x и y=x. Подставим y=x в уравнение y^2=4x: x^2 = 4x x^2 - 4x = 0 x(x - 4) = 0 x = 0 или x = 4

Таким образом, точки пересечения графиков находятся в точках (0,0) и (4,4).

Далее, чтобы найти площадь поверхности, образованной вращением фигуры вокруг оси Ох, используем формулу для площади поверхности вращения: S = 2π ∫[a,b] y√(1 + (dy/dx)^2) dx

Где a и b - координаты точек пересечения, dy/dx - производная y по x.

Вычислим производную y по x: dy/dx = 1

Теперь можем подставить все значения в формулу и вычислить площадь поверхности вращения. Также не забудьте построить график для наглядности.

avatar
ответил 4 месяца назад

Ваш ответ

Вопросы по теме