Skip to main content

Tính thể tích khối nón bằng tích phân

Đề bài:

Xét hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(f(x) = \dfrac{1}{2}x\), trục hoành và hai đường thẳng \(x = 0\), \(x = 4\). Khi quay hình phẳng này xung quanh trục hoành Ox ta được khối nón có đỉnh là gốc O, trục là Ox và đáy là hình tròn bán kính bằng 2 (H.4.25). a) Tính thể tích \(V\) của khối nón. b) Khi cắt khối nón bởi mặt phẳng vuông góc với trục hoành tại điểm có hoành độ bằng \(x\) \(\left(0 \le x \le 4\right)\) thì mặt cắt thu được là một hình tròn có bán kính là \(f(x)\), do đó diện tích mặt cắt là \(S(x) = \pi f^2(x)\). Tính \(\pi \displaystyle\int_0^4 f^2(x)\,dx\) và so sánh với \(V\).

Phân tích bài toán

Tóm tắt đề bài
Cho khối nón tạo thành khi quay hình phẳng giới hạn bởi \(f(x) = \frac{1}{2}x\), trục hoành, \(x=0\), \(x=4\) quanh Ox. Phần (a) yêu cầu tính thể tích khối nón bằng công thức hình học. Phần (
Kiến thức cần dùng
yêu cầu tính tích phân \(\pi\int_0^4 f^2(x)\,dx\) rồi so sánh với \(V\). b) KIẾN THỨC CẦN DÙNG: Công thức thể tích khối nón: \(V = \dfrac{1}{3}\pi R^2 h\) với \(R\) là bán kính đáy, \(h\) là chiều cao. Công thức tích phân của hàm số mũ: \(\int x^n\,dx = \dfrac{x^{n+1}}{n+1} + C\). Đọc bán kính mặt cắt tại \(x\) từ hàm \(f(x)\).
Phương pháp giải
Phần (a): Xác định \(R = f(4) = 2\), chiều cao \(h = 4\), thay vào công thức \(V = \dfrac{1}{3}\pi R^2 h\). Phần (b): Thay \(f(x) = \dfrac{1}{2}x\) vào \(\pi\int_0^4 f^2(x)\,dx\), tính tích phân rồi đối chiếu kết quả với \(V\) ở phần (a).
Ứng dụng thực tế
Một chiếc phễu lọc nước có dạng khối nón, chiều cao 12 cm và bán kính miệng 6 cm. Nếu nước đã lấp đầy đến độ cao \(x\) cm, diện tích mặt thoáng của nước tính như thế nào?

Gợi ý (0/3)

Lời giải chi tiết

Góp ý về bài tập

Bạn thấy nội dung có gì chưa ổn? Góp ý của bạn giúp chúng tôi cải thiện.

...