题目
曲线 y=(1)/(2)x^2, y=0, x=2 所围成图形绕x轴旋转所得旋转体的体积为()A. (28)/(5)piB. (8)/(5)piC. 0D. (18)/(5)pi
曲线 $y=\frac{1}{2}x^2, y=0, x=2$ 所围成图形绕x轴旋转所得旋转体的体积为()
A. $\frac{28}{5}\pi$
B. $\frac{8}{5}\pi$
C. $0$
D. $\frac{18}{5}\pi$
题目解答
答案
B. $\frac{8}{5}\pi$
解析
考查要点:本题主要考查旋转体体积的计算,使用圆盘法求解绕x轴旋转的体积。
解题核心思路:
- 确定积分区间:由曲线$y=\frac{1}{2}x^2$、$y=0$(x轴)和$x=2$围成的区域,积分区间为$x=0$到$x=2$。
- 选择圆盘法公式:体积公式为$V = \pi \int_{a}^{b} [外半径]^2 \, dx$,其中外半径由曲线$y=\frac{1}{2}x^2$给出。
- 正确展开被积函数:注意平方运算的准确性,避免计算错误。
破题关键点:
- 积分区间的确定需明确图形边界。
- 被积函数需正确展开为$\left(\frac{1}{2}x^2\right)^2$,避免漏掉系数或指数。
步骤1:确定积分区间与外半径
曲线$y=\frac{1}{2}x^2$与$x=2$的交点为$(2, 2)$,与$x$轴的交点为$(0, 0)$,因此积分区间为$[0, 2]$。
外半径为曲线到x轴的距离,即$R(x) = \frac{1}{2}x^2$。
步骤2:应用圆盘法公式
体积公式为:
$V = \pi \int_{0}^{2} \left(\frac{1}{2}x^2\right)^2 \, dx$
步骤3:展开被积函数
$\left(\frac{1}{2}x^2\right)^2 = \frac{1}{4}x^4$
步骤4:计算积分
$\int_{0}^{2} \frac{1}{4}x^4 \, dx = \frac{1}{4} \cdot \frac{x^5}{5} \Big|_{0}^{2} = \frac{1}{4} \cdot \frac{32}{5} = \frac{8}{5}$
步骤5:代入体积公式
$V = \pi \cdot \frac{8}{5} = \frac{8}{5}\pi$