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数学竞赛模拟题求解3

02月09日 编辑 39baobao.com

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过原点作平面曲线y=根号下(x-1)【的切线】,求该曲线和切线与x轴围成的图形绕x轴旋转一周所得的旋转体的表面积。

y=√(x-1) ===> y'=(1/2)*[1/√(x-1)]

设切点为(xo,√(xo-1))

则切线斜率为k=y'(xo)=(1/2)*[1/√(xo-1)]

所以,切线方程为:y-√(xo-1)=(1/2)*[1/√(xo-1)]*(x-xo)

该切线经过原点(0,0)

所以:-√(xo-1)=(1/2)*[1/√(xo-1)]*(-xo)

解得:xo=2

所以,切点为(2,1)

曲线y=√(x-1)与x轴的交点为(1,0)

所以,该旋转体的体积=圆锥体体积-曲面圆锥体体积

=(1/3)π*1^2*2-∫<1,2>;πy^2*dx

=(2π/3)-π*∫<1,2>(x-1)dx

=(2π/3)-π*[(1/2)x^2-x]|<1,2>

=(2π/3)-(π/2)

=π/6.

旋转体的表面积=圆锥体的侧面积+曲面圆锥体体的侧面积

=π*r*l+∫<1,2>2πf(x)*√(1+y'^2)dx

=π*1*√5+2π*∫<1,2>;√(x-1)*√[1+(1/4)*1/(x-1)]dx

=√5π+2π*∫<1,2>(1/2)*√(4x-3)dx

=√5π+(1/4)π*∫<1,2>;√(4x-3)d(4x-3)

=√5π+(1/4)π*(2/3)*(4x-3)^(3/2)|<1,2>

=√5π+(π/6)*(5√5-1).

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