Câu hỏi:
2 năm trước

Thể tích khối tròn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đồ thị $y =  - \,\sqrt {4 - {x^2}} ,\,\,{x^2} + 3y = 0$ quay quanh trục $Ox$ là $V = \dfrac{{a\pi \sqrt 3 }}{b},$ với $a,\,\,b > 0$ và $\dfrac{a}{b}$ là phân số tối giản. Tính tổng $T = a + b.$

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: a

\({x^2} + 3y = 0 \Leftrightarrow y =  - \dfrac{{{x^2}}}{3}\)

Hoành độ giao điểm là nghiệm của phương trình

$ - \,\sqrt {4 - {x^2}}  =  - \dfrac{{{x^2}}}{3} \Leftrightarrow 3\sqrt {4 - {x^2}}  = {x^2} \Leftrightarrow\left\{ \begin{array}{l}0 \le {x^2} \le 4\\{x^4} + 9{x^2} - 36 = 0\end{array} \right. $

$\Leftrightarrow {x^2} = 3 \Leftrightarrow x =  \pm \,\sqrt 3 .$

Khi đó, thể tích khối tròn xoay cần tính là $V = \pi \int\limits_{ - \,\sqrt 3 }^{\sqrt 3 } {\left| {{{\left( { - \,\sqrt {4 - {x^2}} } \right)}^2} - {{\left( { - \,\dfrac{{{x^2}}}{3}} \right)}^2}} \right|\,{\rm{d}}x.} $

$ = \pi \int\limits_{ - \,\sqrt 3 }^{\sqrt 3 } {\left| {\left( {4 - {x^2}} \right) - \dfrac{{{x^4}}}{9}} \right|{\rm{d}}x}  = \left| {\pi \left. {\left( {4x - \dfrac{{{x^3}}}{3} - \dfrac{{{x^5}}}{{45}}} \right)} \right|_{ - \sqrt 3 }^{\sqrt 3 }} \right| $

$= 2\pi \left( {4\sqrt 3  - \sqrt 3  - \dfrac{{\sqrt 3 }}{5}} \right) = \dfrac{{28\pi \sqrt 3 }}{5}$

Vậy $V = \dfrac{{28\pi \sqrt 3 }}{5} = \dfrac{{a\pi \sqrt 3 }}{b} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 28\\b = 5\end{array} \right. \Rightarrow T = a + b = 28 + 5 = 33.$ 

Hướng dẫn giải:

Giải phương trình hoành độ giao điểm tìm các đường giới hạn.

Thể tích khối tròn xoay khi xoay hình phẳng giới hạn bởi các đường \(y = f\left( x \right),x = a,x = b\) quanh trục $Ox$ là: $V = \pi .\int\limits_a^b {{f^2}\left( x \right){\rm{d}}x} .$

Câu hỏi khác