回転体の表面積
x軸の周りの回転
曲線y=f(x)をxの範囲[a,b]でx軸の周りに回転させた時にできる立体の表面積S
半径yの微小な厚さdxの円盤の表面積=(円周2πy)×(幅「dx」)と
曲面の微小な曲線の長さ=√(1+(dy/dx)
2の積が,回転立体の表面積になるから
[a,b]の範囲で積分すれば回転立体の表面積Sの式が得られる。
S=2π∫[a,b] y√{1+(y')^2}dx
y軸jの周りの回転
S=2π∫[a,b] x√{1+(1/y')^2}dy
直線y=xの周りの回転
参考URL
[1]
回転体の表面積
[2]
[例題1] y=sin(x), x=0〜πをx軸の周りに回転してできる立体の表面積を求めなさい。
[解答1]
y'=cos(x)
S=
[例題2] z=1-x^2-y^2 (z≦1) の曲面の表面積Sを求めなさい。
[解答2]
y=0とおいたときの放物線z=1-x^2 (z≦1)をz軸の周りに回転した立体の表面積と同じであるから
積分範囲:[0,1]で以下の積分をする。
S=2π∫x√{1+(dx/dz)^2}dz=2π∫√(1-z)√[1+1/{4(1-z)}]dz=2π∫√{(5/4)-z}dz
=
|