高数微积分求体积Let R be the region {(x,y): 0

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/27 04:43:11
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高数微积分求体积
Let R be the region {(x,y): 0

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曲线y=3^x-x-1上的任意一点(x,y)到直线y=x的距离为:|3^x-x-1-x|/√2,
直线y=x在[0,1]区间的长度为√2,也就是说是水平距离的√2倍,
因此旋转体的体积为:
∫π(|3^x-x-1-x|/√2)^2 *√2 dx (x从0积到1)
=π/√2 ∫ (4x^2+4x+1 + 9^x-2*3^x-4x*3^x) dx (x从0积到1)
=π/√2 * [ (4x^3)/3+2x^2+x + 9^x/ln9-2*3^x/ln(3) -4x*3^x/ln3 + 4*3^x/(ln3)^2] (x从0积到1)
=π/√2 *(13/3 + 8/(ln3)^2 + 8/ln9-16/ln3)
=π/√2 *(13/3 + 8/(ln3)^2-12/ln3)
≈ 0.08607244

这个积分是可积的,不过超级麻烦,你自己来吧。。。。

tmduser的回答已经很出色了(还是选tmduser的回答最优吧,因为我自己也学到很多知识),但在积分公式中,错误了一项:dS=d((3^x - 1)/√2) = (log3  ·  3^x)/√2)dx   虽然tmduser把这一项误当作√2

但是巧合的是,最后的结果居然是一样的,世界真的是很奇妙啊:

 

tmduser的回答:       ∫π(|3^x-x-1-x|/√2)^2 *√2 dx     (x从0积到1)  

 严格来说,应该是: ∫π(|3^x-x-1-x|/√2)^2   d((3^x - 1)/√2)     (x从0积到1) 

回复tmduser的评论:  可以认为是由无数个图中薄片HP旋转得到的,每个薄片旋转一周后的微元体积为 2πr*HP/2*dx=πr^2*√2dx          ——→ 你这个1/2 系数是哪来的?

               如果你的切片是 竖直HP  旋转中心取的是:竖直切片HP的中心,那么2πr就不严格了

              不过可以这样理

              唉,没有图片不好说啊,不管怎么样,结果确实是一样的,公式也没错,世界真奇妙!

 

我图片中是这样切片的,取切片是 斜的CP方向薄片,所以微元体积dV=πr²dS

 而不是dV=πr²dx

由此看来似乎分歧的主要地方在于:dS是否等于√2dx  其实不然,应该是切片的微元取法

再次谢谢tmduser的讨论,我很愿意同这样的人做朋友的@! 

直接看图吧: