求圓錐體zx 2 y 2 1 2cosB和球體x 2 y 2 z a 2a 2所確定的立體體積,B屬於 0,pi

時間 2022-01-13 07:25:06

1樓:匿名使用者

設x=rcosu,y=rsinu,

曲面z=rcosb與r^2+(z-a)^2=a^2交於

曲線r=2acosb/(1+cos^b),z=2acos^b/(1+cos^b).

此旋轉體的下部是底面半徑為2acosb/(1+cos^b),高為2acos^b/(1+cos^b)的圓錐,上部是球半徑為a,高為2a/(1+cos^b)的球缺,

所以所求體積=(π/3)[2acosb/(1+cos^b)]^2*2acos^b/(1+cos^b)

+(π/3)*4a^2/(1+cos^b)^2*[3a-2a/(1+cos^b)]

=πa^3[8(cosb)^4+4(1+3cos^b)]/[3(1+cos^b)^3]

=πa^3[4+12cos^b+8(cosb)^4]/[3(1+cos^b)^3]

2樓:

由題可知,組成的物體分為兩部分,上部分為球蓋,下部分為圓錐z/cosb =√(x²+y²) 與x²+y²+(z-a)²=a²的交線為圓,且在圓點有一個交點

設圓錐母線與z軸夾角為θ

則tanθ=√(x²+y²) /z=1/cosb球的半徑r=a

則圓錐母線l=2rcosθ=2a cosθ圓錐底面半徑r=2rsinθcosθ=2a sinθcosθ圓錐的高h=2rcos²θ=2a cos²θv錐=πr²h/3

球蓋的高h=2rsin²θ=2a sin²θ球蓋面積s=2πrh=4a²π sin²θv球蓋=sr/3-πr²(h-r)/3

v=v錐+v球蓋=πr²h/3+sr/3-πr²(h-r)/3=sr/3+πr²r/3

=(4/3)a³π sin²θ+(4/3)a³π sin²θcos²θ

=(4/3)a³π sin²θ(1+cos²θ)因為 tanθ=1/cosb

所以1+tan²θ=1+1/cos²b=1/cos²θ所以cos²θ=cos²b/(1+cos²b),sin²θ=1/(1+cos²b)

v=(4/3)a³π sin²θ(1+cos²θ)=(4/3)a³π (1+2cos²b)/(1+cos²b)²

求曲面z x 2 y 2和z 6 2x 2 2y 2所圍成的立體的體積

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