Tính thể tích của vật thể nằm giữa hai mặt phẳng $x =1$ và $x = 2$ , biết rằng thiết diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm có hoành độ $x , (1 ≤ x ≤ 2)$ là một hình chữ nhật có độ dài hai cạnh là \(x\) và \(\sqrt {{x^2} + 3} \).
Trả lời bởi giáo viên
Diện tích mặt cắt là: \(S\left( x \right) = x\sqrt {{x^2} + 3} \)
Thể tích của vật thể đó là: \(V = \int\limits_1^2 {S\left( x \right)} \,dx = \int\limits_1^2 {x\sqrt {{x^2} + 3} } \,dx\).
Đặt \(t = \sqrt {{x^2} + 3} \)\( \Rightarrow {t^2} = {x^2} + 3 \Rightarrow tdt = xdx\).
Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 1 \Rightarrow t = 2\\x = 2 \Rightarrow t = \sqrt 7 \end{array} \right.\).
\( \Rightarrow V = \int\limits_2^{\sqrt 7 } {t.tdt} = \left. {\dfrac{{{t^3}}}{3}} \right|_2^{\sqrt 7 } = \dfrac{{7\sqrt 7 - 8}}{3}.\)
Hướng dẫn giải:
- Sử dụng công thức tính thể tích \(V = \int\limits_a^b {S\left( x \right)} \,dx\), \(S\left( x \right)\) là diện tích mặt cắt của hình bởi mặt phẳng qua hoành độ $x$ và vuông góc $Ox$.
- Tích tích phân bằng phương pháp đổi biến số, đặt \(t = \sqrt {{x^2} + 3} \).