旋转体的体积公式在绕x轴和绕y轴时有所不同,具体公式如下:
### 绕x轴旋转
当平面图形绕x轴旋转形成立体时,其体积$V$可由以下公式计算:
$V = \pi \int_{a}^{b} [f(x)]^{2} \, dx$
其中,$f(x)$是描述平面图形边界的函数,$a$和$b$是积分的上下限,代表图形在x轴上的投影范围。
### 绕y轴旋转
类似地,当平面图形绕y轴旋转形成立体时,其体积$V$可由以下公式计算:
$V = \pi \int_{c}^{d} [g(y)]^{2} \, dy$
其中,$g(y)$是描述平面图形边界的另一个函数(可能与$f(x)$不同),$c$和$d$是积分的上下限,代表图形在y轴上的投影范围。
### 解释与推导
这些公式可以通过将旋转体分解为无数个薄圆盘(或圆柱壳),并计算这些圆盘的体积之和来推导。每个薄圆盘的体积可以近似为$\pi r^{2}h$,其中$r$是圆盘的半径,$h$是圆盘的高度(或厚度)。在绕x轴或y轴旋转的情况下,$r$由相应的函数$f(x)$或$g(y)$给出,而$h$则由积分的微小元素$dx$或$dy$表示。通过对整个投影范围进行积分,就可以得到旋转体的总体积。
希望这些解释能帮助你更好地理解旋转体体积的公式及其应用!