条直线x=1,x+y-2=0和x-y-2=0围成一个封闭的平面图形.求此平面图形绕直线x=1旋转一周所得旋转体的体积和表面积.考点:旋转体(圆柱、圆锥、圆台);棱柱、棱锥、棱台的体积.专题:计算题;空间位置关系与距离.分析:同一坐标系内作出三条直线,得它们的交点为A(1,1)、B(1,-1)、C(2,0),△ABC构成以C为直角顶点的等腰直角三角形.由此可得所求旋转体是两个底面半径为1,高为1的全等圆锥拼接而成,结合锥体体积公式可得本题的答案.解答:解:作出直线x=1,x+y-2=0和x-y-2=0,如图
它们的交点分别为A(1,1),B(1,-1),C(2,0),
且△ABC构成以C为直角顶点的等腰直角三角形,
以直线AB:x=1为轴旋转一周,
所得几何体为两个底面半径为1,高为1的全等的圆锥拼接而成的锥体.
∴所求几何体的体积为:V=2•
13πr2h=
2π3;表面积为S=
12l•2πr•2=2
2π.
解
图形绕y轴旋转,则该立体可看作圆柱体(即由x=1,y=e,x=0,y=0
所围成的图形绕y轴所得的立方体)
减去由曲线y=e^x,y=e,x=0所围成
的图形绕y轴所得的立体,因此体积为
v=π*1²*e-∫【1→e】[π(ln
y)²
dy]
{注:此处∫【1→e】表示上限为e,下限为1的定积分,下同}
=πe-∫【0→1】[πx²
d(e^x)]
下面对∫【0→1】[πx²
d(e^x)]用分部积分法
∫【0→1】[πx²
d(e^x)]
=π(1²*e-0)-π[∫【0→1】[e^x
dx²]
=πe-2π[∫【0→1】[e^x*x
dx]
=πe-2π[∫【0→1】[x
de^x]
=πe-2π(1*e-0)+2π[∫【0→1】[e^x
dx]
=πe-2πe+2π(e-1)
=πe-2π
于是v=πe-∫【0→1】[πx²
d(e^x)]
=πe-(πe-2π)
=2π