回転体の体積

著者:Mathcot

初版:2007.6.29

Update:2014.03.06


 
立体名
体積
半径rの球
体積 V = (4π/3) r3
表面積 S = 4πr2
半径rの球を x = r/2 で切断した x = r/2〜r までの立体
V = (5/24) r3
底面の半径 r, 高さ h の円錐
体積V=πhr2/3
表面積S=πr { r+√(r2+h2) }
底面の半径r,高さ h の円柱
体積 V = πhr2
表面積 S = 2πr (2r+h)
各軸の半径がa,b,cの楕円体:
(x/a)2 +(y/b)2 +(z/c)2 ≦1, a≧b=c>0
V = (4π/3) ab2
断面の半径r,ドーナツの中心から断面の中心までの半径a
のドーナツ状立体
V = 2ar2π2
X軸の周りの回転体体積V, y = f (x)
V =π∫[x1,x2] y2 dx
半径rの球を x = a, x = b (-r≦a≦b≦r) の平面で切断したときの
切断球の体積
V1 =π∫[-r, a] (r2-x2) dx
V2 =π∫[a, b] (r2-x2) dx
V3 =π∫[b, r] (r2-x2) dx
半径rの球を x = r/√2 (0≦r) の平面で切断したときの2つの
切断球の体積V1, V2 (V1<V2)を求めよ。
V1=π∫[r/√2, r] (r2-x2) dx
  =π[r2x - (x3/3)] |(x=r/√2→r)
  =πr3[1- (1/3)-(1/√2)+(1/6√2)]
  = ((8-5√2)/12)πr3
V2=(4/3)πr3-V1
  = ((8+5√2)/12)πr3
半径rの球をx = r/2 (0≦r)の平面で切断したときの2つの
切断球の体積V1, V2 (V1<V2)を求めよ。
V1=π∫[r/2, r] (r2-x2) dx
 = π[r2x - (x3/3)] |(x=r/2→r)
 = πr3[1- (1/3)-(1/2)+(1/24)]
 = (5/24)πr3
V2=(4/3)πr3-V1
 = (27/24)πr3
半径rの球を x =±r/2 (0≦r)の平面の間の切断球体の
体積Vを求めよ。
V=π∫[-r/2, r/2] (r2-x2) dx
 = 2π[r2x - (x3/3)] |(x=0→r/2)
 = 2πr3[(1/2)-(1/24)]
 = (11/12)πr3
y=xとy=x2で囲まれた領域をx軸の周りに回転した立 体の体積を求めよ。
V=π∫[0,1](x2-x4)dx
 =π[x3/3-x5/5]|[0,1]
=2π/15
楕円体 (x/a)2+(y/b)2+(z/b)2=1 の内部の体積V (a>0,b>0)
V=π∫[-a,a] b2{1-(x/a)2} dx
 = (4/3)πab2
楕円体(x/a)2+(y/b)2+(z/b)2=1 (0<a,b) の x = a/2 の
平面で切断したときの2つの
切断球の体積V1, V2 (V1<V2)を求めよ。
V1 =π∫[a/2, a] b2 {1-(x/a)2} dx
=π{(b/a)2} [a2x - (x3/3)]|(x=a/2→a)
=πab2[1- (1/3)-(1/2)+(1/24)]
=(5/24)πab2
V2=(4/3)πab2-V1
=(27/24)πab2
楕円体 (x/a)2+(y/b)2+(z/b)2 = 1 (0<a,b) の x =±a/2の
平面の間の切断楕体の体積Vを求めよ。
V=2π∫[0, a/2] b2 {1-(x/a)2} dx
=2π{(b/a)2} [a2x - (x3/3)] |(x=0→a/2)
=(3/4)πab2
球面円錐体
球半径r,球面x^2+y^2+z^2=r^2,0<a<r

V1:円錐部分体積
(0≦x≦a)
 V1=(1/3)πa(r^2-a^2)
V2:欠球部分体積(0<a≦x≦r)
 V2=π∫(r^2-x^2)dx
 =(1/3)π(2r+a)(r-a)^2
球面円錐体体積V
 V=V1+V2=2π(r-a)r^2
Vo:球の体積
 Vo=(4/3)πr^3
Vo-V=2π(r+a)r^2


紡錘体正弦波 sin (x), x=0〜πの部分とX軸で囲まれる図形
をX軸の周りに回転してできる立体
V=(1/2)π2
放物線 y = x (x+3) と x 軸で囲まれた図形をx軸の周りに回転した
回転体の体積V

kaiten-x01.PNG
x軸との交点(0,0), (-3,0)
V=π∫[-3,0]  x2(x+3)2 dx
=(81/10)π
y=1-√x とx軸とy軸で囲まれた図形をx軸の周りに回転した
回転体の体積V

kaiten-x02.PNG
V=π∫[0,1] (1-√x)2 dx =π/6
y = tan x と x軸と x = π/4 で囲まれた図形をx軸の周りに
回転した回転体の体積V

kaiten-x03.PNG
V=π∫[0,1] (tan x)2 dx
=π{ 1-(π/4) }
Y軸の周りの回転体体積V, x=g(y) V=π∫[y1,y2] x2 dy
回転放物面体:y≧x2とy≦1と Y軸で囲まれる図形をy軸の
周りに回転してできる回転体
V=π/2

y≧x2とy≦xで囲まれる図形を y軸の
周りに回転してできる回転体体積V
V=π∫[0,1] (y-y2)dy]=π/6
相貫立体体積
直交2円柱交叉共通部の相貫立体の体積(円柱の直径D)
 
(2/3) D3
相貫立体体積
直 交3円柱交叉共通部の相貫立体の体積(円柱の直径D)
 
(2-√2) D3
z≦1-x-y , x≧0 , y≧0, z≧0の作る領域 1/6
√z≦1 -√x -√y ,x≧0 , y≧0, z≧0の作る領域
1/90
球に内接する正多面体の体積

半径aの球に内接する円柱、直円錐の体積最大時の体積
直円柱:
V=(4√3)πa3/ 9(高さ2a/√3, 底面半径a√(2/3) )
S=2(1+2√2)π(a^2)/3 (円+長方形)
直円錐:
V=(32/81)πa3 (高さ4a/3, 底面半径a√(2/3))
S=2(3+√33)π(a2)/9 (円+扇形)
 
立体名
体積
X軸の周りの回転体体積V, y=f(x) V=π∫[x1,x2] y2 dx
紡錘体正弦波sin(x), x=0〜πの部分とX軸で囲まれる図形
をX軸の周りに回転してできる立体

V=(1/2)π2
y=x(x+3)とx軸で囲まれた図形をx軸の周りに回転 した回転体の体積
kaiten-x01a.PNG

kaiten-x01.PNG
x軸との交点(0,0),(-3,0)

V=π∫[-3,0] x2(x+3)2 dx
=(81/10)π
y=1-√xとx軸とy軸で囲まれた図形をx軸の周りに回 転した回転体の体積
kaiten-x02a.PNG

kaiten-x02.PNG
V=π∫[0,1] (1-√x )2 dx
=π/6
y = tan x と x軸と x = π/4 で囲まれた図形をx軸の周りに
回転した回転体の体積

kaiten-x03a.PNG

kaiten-x03.PNG
V=π∫[0,1] (tan x)2 dx
=π{ 1-(π/4) }
Y軸の周りの回転体体積V, x=g(y)
V=π∫y1y2 x2 dy
回転放物面体:y≧x2とy≦1と Y軸で囲まれる図形をy軸の
周りに回転してできる回転体
V=π/2

相貫立体体積
直交2円柱交叉共通部の相貫立体の体積(円柱の直径D)
 
(2/3) D3
相貫立体体積
直交3円柱交叉共通部の相貫立体の 体積(円柱の直径D)
 
(2-√2) D3
z≦1-x-y , x≧0 , y≧0, z≧0の作る領域 1/6
√z≦1 -√x -√y ,x≧0 , y≧0, z≧0の作る領域
1/90
球に内接する正多面体の体積

半径aの球に内接する円柱、直円錐の体積最大時の体積
直円柱:
V=(4√3)π(a^3)/9(高さ2a/√3, 底面半径a√(2/3) )
S=2(1+2√2)π(a2)/3
(円+長方形)
直円錐:
V=(32/81)πa^3 (高さ4a/3, 底面半径a√(2/3))
S=2(3+√33)π(a^2)/9
( 円+扇形)
参考URL
[1]
[2]X軸 の周りの回転体の体積
[3]楕 円体
[4]数 学公式集の計算(高精度計算サイト)
[5]数 学公式集(高精度計算サイト)
[6]面 積・体積(高精度計算サイト)
[7]





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初版:2007.6.29
Update:2008.03.02
Update:2014.03.06

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