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  • 兩個(gè)底半徑相等的圓柱體 正交后 公共部分的體積

    兩個(gè)底半徑相等的圓柱體 正交后 公共部分的體積
    請(qǐng)問(wèn)應(yīng)該用二重積分 還是三重積分
    按理說(shuō) 體積應(yīng)該用三重積分 但是又不涉及不勻密度
    我主要想知道思路 有結(jié)果更好
    我會(huì)計(jì)算 并且知道對(duì)稱性
    復(fù)制黨 糊弄黨 自重
    數(shù)學(xué)人氣:384 ℃時(shí)間:2020-04-20 07:16:56
    優(yōu)質(zhì)解答
    因?yàn)槊芏仁蔷鶆虻?不用三重積分,
    設(shè)兩個(gè)圓柱面,其一x^2+y^2=R^2,母線和Z軸平行,其二x^2+z^2=R^2,母線和y軸平行,
    考慮對(duì)稱性,只計(jì)算第一卦限,再乘以8即可,
    在第一卦限上,在XOY平面投影D為1/4圓,x^2+y^2=R^2,在XOZ平面也是1/4圓,而在YOZ平面投影是正方形,
    V=8∫[D]∫√(R^2-x^2)dxdy
    =8∫[0,R]dx∫[0,√(R^2-x^2)]   dy
    =8∫[0,R] [0,√(R^2-x^2)] √(R^2-x^2)  y dx
    =8∫[0,R](R^2-x^2)dx
    =8(R^2x-x^3/3[0,R]
    =8(R^3-R^3/3)
    =16R^3/3. 
     

     
    也可用一元函數(shù)積分作,設(shè)圓柱面x^2+y^2=R^2和圓柱面x^2+z^2=R^2垂直相交,
    在第一卦限內(nèi),公共體部分在YOZ平面上投影是正方形,在平行于YOZ平面上可以切出無(wú)數(shù)正方形“薄片”,邊長(zhǎng)分別為φ(x)=√(R^2-x^2),ψ(x)=√(R^2-x^2)
    面積S(x)=φ(x)*ψ(x)=R^2-x^2,
    ∴V=8∫[0,R](R^2-x^2)dx
    =8(R^2x-x^3/3)[0,R]
    =8(R^3-R^3/3)
    =16R^3/3. 
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