【问题思考总结】旋转体的体积和函数在直线上下有关吗?【几何+微元】

问题

在一道题里面,函数在直线的上下是不确定的,只能确定x的范围,然而,在我之前的理解中,必须要都高于或者低于这个转轴才行,然而导数还求不出来,不能够判断这个曲线到底在函数的上面还是下面,因此有了下面的思考。

思考

首先,看一下微元法的体积公式。
【问题思考总结】旋转体的体积和函数在直线上下有关吗?【几何+微元】_第1张图片
这个公式的实际含义是,
【问题思考总结】旋转体的体积和函数在直线上下有关吗?【几何+微元】_第2张图片
将无数个小圆盘的体积微元累加到了一起(圆盘底面半径是yx,圆盘高度是dx)。
回到最开始的问题,这个公式和在转轴上下有关系吗
不妨找一个更一般的情况方便看一些:
【问题思考总结】旋转体的体积和函数在直线上下有关吗?【几何+微元】_第3张图片
可以看到,我们V1和V2的公式是不同的,但是平方后,是相同的,因此可以整合到一个式子里面
【问题思考总结】旋转体的体积和函数在直线上下有关吗?【几何+微元】_第4张图片
根本原因是这个微元法实际上用的就是距离,虽然距离本身带绝对值,可能在转轴的上下两侧方程不一样,但是平方将他们两个的区别给抹平了

总结

在求旋转体的体积过程中,曲线在转轴的上下两侧或者是单侧都可以用一个统一的公式,即与函数和转轴的位置关系无关。

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