为什么定积分求体积V=π∫(b,a)f(x)2dx

1个回答

  • 题意没讲清,立体是由曲边梯形{(x,y)|a≤x≤b,0≤y≤f(x)}区域绕x轴旋转一周所得的旋转体.

    关键是你对【元素法(微元法)】的理解,或者说对【dx】的理解.

    注意【dx】是平面截面薄片的厚度.

    【体积元素】就是平行截面切成的薄片,这是意大利数学家卡瓦列利﹝BonaventuraCavalieri﹞的思想.

    垂直于旋转轴x的截面积为πR^2,而这个R与x有关,即R=f(x),所以【厚度为dx】的薄片体积(即【体积元素】)就是dv={π[f(x)]^2}dx.

    于是体积为V=π∫[f(x)]^2}dx.

    在意大利数学家卡瓦列利﹝BonaventuraCavalieri﹞表述这个思想之前1100年,祖暅(祖冲之之子)也明确说过“夫叠基成积,幂势既同,则积不容异”一个立体的体积(积)可以看作一片片薄饼子(基)叠(叠)成,只要薄饼子底面积(幂势)S(x)一样的,不同的立体体积(积)都不会(不容)有差别(异).都是

    ∫S(x)dx

    简单一点的想像:πR²是圆的面积,圆柱体积就是圆面积乘以高.

    对于曲线f(x)绕轴旋转,你可以想像把它切割成一层一层的圆(半径R相当于f(X)) 高就是定积分上下限的差.V=π∫(b,a)f(x)^2dx 这样想就记牢这个公式了.

    在区间[b,a]内,f(x)旋转一周所得旋转体的体积,在x (b < x < a)处,该旋转体的截面半径为f(x),截面积为πf²(x),体积=π∫(b,a)f²(x)dx