01第6章定积分的应用[几何上应用].pptVIP

第六章 定积分的应用 回顾 曲边梯形求面积的问题 一、问题的提出 定积分的微元法 求曲边梯形面积的步骤： 元素法的一般步骤： 这个方法通常叫做元素法． 应用方向： 平面图形的面积；体积；平面曲线的弧长；功；水压力；引力和平均值等． 1、直角坐标系情形 曲边梯形的面积 曲边梯形的面积 如果图形是由两条曲线围成 一般地 设两条连续曲线 与直线 所围平面图形面积为 A ,则 解 两曲线的交点 解 两曲线的交点 于是所求面积 说明：注意各积分区间上被积函数的形式． 问题： 解 两曲线的交点 如果曲边梯形的曲边为参数方程 曲边梯形的面积 解 椭圆的参数方程 由对称性知总面积等于4倍第一象限部分面积． 例5. 求由摆线 的一拱与 x 轴所围平面图形的面积 . 解: 2、极坐标系情形 曲边扇形的面积 2)、极坐标系下求面积 解 由对称性知总面积=4倍第一象限部分面积 解 利用对称性知 第二节 平面曲线弧长 弧长元素 弧长 1、直角坐标情形 解 所求弧长为 解 曲线弧为 弧长 2、参数方程情形 解 星形线的参数方程为 根据对称性 第一象限部分的弧长 证 根据椭圆的对称性知 故原结论成立. 曲线弧为 弧长 3、极坐标情形 解 解 旋转体就是由一个平面图形饶这平面内一条直线旋转一周而成的立体．这直线叫做旋转轴． 圆柱 圆锥 圆台 1、旋转体的体积 旋转体的体积为 解 解 解 解 体积元素为 2、平行截面面积为已知的立体的体积 解 取坐标系如图 底圆方程为 截面面积 立体体积 解 取坐标系如图 底圆方程为 截面面积 立体体积  垂直 轴的截面是椭圆 例10. 计算椭球面 所围立体(椭球) 的体积 . 解: 它的面积为 因此椭球体体积为 特别当 a = b = c 时就是球体体积 . 3、旋转体的侧面积 对于旋转体的侧面积，在小区间 上用圆周长 与弧长微元 的乘积作为部分量 的近似值 侧面积的微元 于是，旋转体的侧面积 若光滑曲线由参数方程 给出, 则它绕 x 轴旋转一周所得旋转体的 侧面积为 例1. 计算圆 x 轴旋转一周所得的球台的侧面积 S . 解: 对曲线弧 应用公式得 当球台高 h＝2R 时, 得球的表面积公式 例2. 求由星形线 一周所得的旋转体的表面积 S . 解: 利用对称性 绕 x 轴旋转 星形线 目录 上页 下页 返回 结束 求在直角坐标系下、参数方程形式下、极坐标系下平面图形的面积. （注意恰当的选择积分变量有助于简化积分运算） 四、小结 旋转体的体积 绕非轴直线旋转一周 平行截面面积为已知的立体的体积 1(单数),2,4,5(1)(3),8,9, 10,12,15,16,17, 20,21,22,24,25 直角坐标系下 参数方程情形下 极坐标系下 弧微分的概念 求弧长的公式 平面曲线弧长的概念 思考题 思考题解答 不一定．仅仅有曲线连续还不够，必须保证曲线光滑才可求长． 练 习 题 练习题答案 思考题 思考题解答 交点 立体体积 练 习 题 练习题答案 思考题 思考题解答 积分得 所以所求曲线为 练 习 题 练习题答案