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任你翻转千百遍,我总能求出你旋转体的体积。。。

1月5日 辞凤阙投稿
  考研数学大纲中,在一元积分学的应用里,主要是计算旋转体的侧面积、体积(绕x轴、绕y轴)。有同学在后台咨询了这类问题应怎么计算,问的比较多的是:绕y轴的旋转体的体积计算上。对于这类题,其实不难,难的是两点:
  一是空间想象;
  二是计算。
  关于积分的计算,读者可以根据你自己的做题经验,再结合宝刀君之前写的文章,总结出一套行之有效的积分套路,之前的文章链接如下:
  一网打尽常用的不定积分法!
  天啦撸!学会分部积分这两招竟然这么有用!!!
  今日答疑:一个定积分的有用性质!
  空间想象,你可以拿几个实物,自己尝试着进行比对,转着试上几次就明白了,而计算的话,其实就是考的定积分那些常用的几个公式。考试时,就怕你啥都能想出来,可在计算上没过关。因此,大家在复习过程中,要注意加强积分计算能力的训练!
  1:
  侧面积
  侧面积的计算,把握住微元法中面积微元的思想,这里取一个小段绕一圈即形成了小矩形,它的长就是圆的周长,宽就是ds,应该不难理解。然后由于曲线有各种方程形式:参数方程、极坐标方程,但无论哪个,都是根据直角坐标下那个方程推演过来的。比如你看它的代表y(x)位置的量都没变,对应位置的量对应替换即可。
  2:
  旋转体的体积
  旋转体的体积这一块,绕x轴旋转时,大部分同学都能理解,就是一个“圆形的小薄片”在区间a到b上做积分计算。但在绕y轴旋转时,这里大部分同学就开始有分歧看不懂了,尤其是对第一种绕y轴计算体积的公式不怎么理解。其实就是一个小竖条绕y轴旋转后,你再用剪刀将其剪断,此时就变成了一个长方体,这时候你就要考虑这个长方体的长、宽、高各自对应哪些了?长就是绕y轴旋转一周形成的圆的周长,宽就是那个dx,而高呢,就是这个小竖条的高度,即它的函数值f(x),然后再在这个区间a到b上做小竖条的累加即可。
  张宇高等数学18讲这本书里,将这种方法称为“柱壳法”,附图如下,大家可以对照下看看:
  当然,绕y轴旋转体的体积也可以借鉴绕x轴旋转体“小薄片面积”来计算,就是上上个图中的法二,不过用这种方法计算时,你需要将原来的函数法y(x)函数改写一下,写成xx(y)的形式,然后在y的方向上做积分。
  那么,绕y轴的旋转体体积计算上这两种方法谁优谁劣呢?这个就要看你题目的条件了,需要各位同学自行做题总结经验计算了,如果你的xx(y)函数比较难写出来,那么此时不妨用第一种方法计算。以如下的这道题为例,大家可以做做看感觉下:
  上面这个题是用第二个方法计算的,如果我们用第一个方法计算,那么就是这样:
  各位考研学子们,你们觉得用哪个计算起来更快一些呢?
  END

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