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  • 計算球體x^2+y^2+z^2

    計算球體x^2+y^2+z^2<=4z被曲面z=4-x^2-y^2所分兩部分的體積比
    數(shù)學人氣:155 ℃時間:2020-09-10 16:09:04
    優(yōu)質(zhì)解答
    所給球體是球心在 (0,0,2)、半徑等于 2 的球,曲面則是頂點在 (0,0,4)、開口向下的旋轉(zhuǎn)拋物面;
    球體被旋轉(zhuǎn)拋物面所切割(含于內(nèi))部分可分成下部的球缺和上部旋轉(zhuǎn)拋物體;
    切割線的方程為:(4-z)+z²=4z,解得 z=1(z=4 即曲面頂點,也在球體上),x²+y²=3;
    球缺體積 V1=πh²[r-(h/3)]=π*1²*[2-(1/3)]=5π/3;
    平面 z=1 以上旋轉(zhuǎn)拋物體體積 V2=∫{z=1→4} π(4-z)dz=9π/2;
    切割所得旋轉(zhuǎn)拋物面內(nèi)那部分的體積 V=V1+V2=37π/6;
    球體總體積 V0=4πr³/3=32π/3;
    所求體積比 =V/(V0-V)=(37π/6)/[32π/3 -37π/6]=37/27;
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