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(8.2)James Stewart Calculus 5th

(8.2)James Stewart Calculus 5th

作者: dodo_lihao | 来源:发表于2016-12-04 11:20 被阅读18次

    Area of a Surface of Revolution 旋转曲面的面积

    先看一下简单物体的面积:



    circular cylinder圆柱的侧面表面积:
    可以直观得到:



    而对应的circular cone圆锥:


    我们可以得到对应的角弧度为:


    最后,可以得到侧面积为:



    而这样的图像:


    我们可以知道是 大圆锥 - 小圆锥:



    由相似可得:



    最后化简得:

    【圆锥可以理解为: 上面半径为 0 的 组合体】

    我们设 r = (r1 + r2) / 2, 可以得:



    我们对比 圆柱体, 组合圆锥体
    我们可以理解 对应平均半径 的一个 带 的面积

    这个时候,如果我们切分成很多细小的部分:



    对应的面积可以表示为:



    上一节, 我们证明过,对应的弧线的长,有:

    这个时候,面积可以表示为:



    所以,对应的侧面积和为:

    当 n -> ∞的是i好, 由黎曼求和 可以得到



    所以



    对应的面积为:


    莱布尼兹积分写法为:



    或者,我们按y去积分,可以写为:


    如果我们表示 ds 为:


    我们分别可以表示为:



    或者



    例子1

    我们知道是一个圆的一段弧长,围绕x轴旋转360度得到的表面积。



    根据上面的公式
    先对x求导,得到:



    带入式子,得:

    例子2

    这个抛物线,这段弧长,围绕y轴旋转得到的表面积。



    先对x求导,可以得到:



    带入公式,可以得到:

    我们设

    可以得到:



    原式可以变成(对应的范围变化就不标注了):

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