《微积分》习题6(8)

2019-01-07 11:28

33.求曲线y?x2?2x,y?0,x?1,x?3所围成的平面图形的面积S,并求该平面图形绕y轴旋转一周所得旋转体体积.

解:s?s1?s2 ??21?(x2?2x)dx??(x232?2x)dx

?(x2?x3)?(x3?x2 ?? ?2

v?(v4?v3)?(v2?v1)

v4是半径为3,以y轴为中心,以

2343132113323为高的圆柱体的体积。 4为高的圆柱体的体积。

y1是半径为1,以y轴为中心,以

v3是y?x2?2x(2?x?3)绕y轴(x轴的下方)所得旋转体体积。 v2是y?x2?2x(1?x?2)绕y轴(x轴的下方)所得旋转体体积。

v4??32?3 v1??

?27?

v3???313xdy 同理得:v2??(1?1?y)2dy2?0?1x2dy

???03 ?17?6

???(y?21?y?2)dy

0令1?y?t则y?t2?1 当y?3时,时,t?2

y?0时

t?1

119?6所以原式?

v?(v4?v3)?(v2?v1)?9?

34.已知一抛物线过x轴上两点A(1,0),B(3,0).

(1)求证:两坐标轴与该抛物线所围图形的面积等于x轴与该抛物线所围图形的面积. (2)计算上述两个平面图形绕x轴旋转一周产生的两个旋转体体积之比.

解:如右图所示,即要证S1?S2

y A

0 S2 1

S1 2

B 3

x

抛物线方程可表示为:y?a(x?1)(x?3)从而只需满足下式

??0?a(x?1)(x?3)?dx??a(x?1)(x?3)dx

0113左边??ax2?4ax?3dx

?1011??ax3?2ax2?3ax

03??14a?2a?3a??a 333右边???1(ax2?4ax?3)dx

313ax?2ax2?3ax

13271a?18a?9a?a?2a?3a 334a3???

证毕 (2)旋转后

V1?2??V2?x?a(x?1)(x?3)?dx ?2??x?a(x?1)(x?3)?dx??103则:可求得

V119 ?V2835.过原点作曲线y?lnx的切线,求由切线,曲线及x轴所围平面图形,分别绕x轴和

y轴旋转所得旋转体的体积.

解:所图图形如右所图所示:

y y=lnx

1

1

e

y=

1x ex 0

绕x轴旋转所得的体积为Vx,则

Vx?? ??(2?2e) 3?101(x)2dx??e?e11(x?lnx)2dx e绕y轴旋转所得的体积为V2则

Vy?2??1????(e1?)62021x?xdx?2?e?e11x?(x?lnx)dxxe

从而Vx??(2?e),Vy??(e?1)

62232

36.设直线y?ax(0?a?1)与抛物线y?x2所围图形的面积为S1,它们与直线x?1所围成的图形面积为S2.

(1)试确定a的值,使S1?S2达到最小,并求出最小值;

(2)求该最小值所对应的平面图形绕x轴旋转一周所得旋转体的体积. 解:

S1?S2?(ax?x)dx ?(x?ax)dx?201a2a?S1?S2????a0(ax?x)dx?2?1a(x2?ax)dx1213a13121ax?x?x?ax03a232

13131111a?a??a?a3?a3233232111?a3??3231对S1?S2求得可的:a2?可知当a?2时导数为0,此时取最小值,此时

2(S1?S2)min?222?26

122V????0(ax?x2)2dx??(x2?ax)2dx

???10(ax?x2)2dx

2?1?30

y y=x2

y=ax

0 a

1

x

37.某公司投资2000万元建成一条生产线,投产后,在t时刻的追加成本和增加收益分别为c(t)?5?2t(百万元/年),R(t)232?17?t3(百万元/年),试确定该生产线在何时

停产可获得最大利润?最大利润是多少?

解:由极值存在的必要条件

R ' (t)-c' (t)?0???3t23

?0可解得t?8

2?R ' (t)-C ' (t)?-3?t3?0

31故而t?8是最佳终止时间,此利润

???????80?(12?3t)dt??100?2000

??23?1840万元

38.现购买一栋别墅价值380万元,若首付50万元,以后分期付款,每年付款数目相同,10年付清,年利率为6%,按连续复利计算,问每年应付款是多少?

(e0.6?0.5448)

解:总计利息为(380?e0.6?50)?10?64.75万元=80


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