(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells


Volumes by Cylindrical Shells 柱体壳的体积

如果,我们要求一个曲线,围绕y轴旋转,形成的体积
也就是图像类似


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第1张图片

这个时候,我们求出一个高度,对应的体积
例如:


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第2张图片

简单计算,有


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第3张图片

如果,我们用 Δr表示


用 r 表示 r1 和 r2 的平均值


则,可以化简为:


大体理解为:


也就是,周长 x 高 x 厚度


我们再整体看一下图像,例如


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第4张图片

对应的平面理解为:


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第5张图片

对应的体积,也可以切分成n段:


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第6张图片

对应的体积,为每片的和


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第7张图片

这个时候


对应的体积,简单可以理解为:


这里的


最后,可以简单得到


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第8张图片

简单理解:
中间的是被切的圆圈的面积, f(x)是高


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第9张图片

或者可以展开理解:


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第10张图片

例子:

根据公式,有:


(6.3)James Stewart Calculus 5th Edition:Volumes by Cylindrical Shells_第11张图片

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