Khóa luận Những bài toán tích phân và áp dụng tính diện tích, thể tích, và các bài toán liên quan

Chúng ta đã biết các ứng dụng của phép tính tích phân trong hình học, đại số.Chương này sẽ giới

thiệu một số ứng dụng cơ bản nhất của phép tính tích phân trong đời sống.

3.1. Một số ứng dụng của tích phân trong sinh học và kinh tế

3.1.1. Bài toán cơ chế hoạt động của trái tim con người

3.1.2. Bài toán về sinh lý tim mạch

3.1.3. Thặng dư tiêu dùng

pdf17 trang | Chia sẻ: anan10 | Ngày: 02/11/2020 | Lượt xem: 55 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Khóa luận Những bài toán tích phân và áp dụng tính diện tích, thể tích, và các bài toán liên quan, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ THỊ THÚY NHỮNG BÀI TOÁN TÍCH PHÂN VÀ ÁP DỤNG TÍNH DIỆN TÍCH, THỂ TÍCH,VÀ CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ CAO HỌC Chuyên ngành: Phương pháp toán sơ cấp Mã số: 60 46 01 13 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS.NGUYỄN MINH TUẤN Hà Nội – 2017 2 LỜI MỞ ĐẦU Bài toán tích phân, áp dụng tích phân tính diện tích hình phẳng và thể tích vật thể tròn xoay trong chương trình Giải Tích 12 là một trong những dạng toán cơ bản, thực tế và quen thuộc. Tuy nhiên các em học sinh thường chưa có sự phân tích và tư duy thực tế dẫn tới mắc sai lầm và đưa ra những lời giải sai, chưa chính xác. Việc hệ thống hoá các phương pháp giải, chỉ ra một số sai lầm khi giải toán sẽ cho phép nhìn nhận các bài toán theo một hệ thống nhất quán từ đó giúp các em học sinh có thể thấy được thuật toán chung cũng như tránh được những sai lầm khi giải các bài toán có liên quan. Khắc phục được khó khăn và sửa chữa được các sai lầm đó là rất cần thiết, giúp cho quá trình giải toán được dễ dàng, thuận lợi và đạt hiệu quả cao. Đồng thời phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của học sinh khi học tập môn toán cũng như các môn học khác. Xuất phát từ thực tế trên, tôi tổng hợp một một số phương pháp tính tích phân cơ bản, áp dụng tính diện tích hình phẳng và thể tích vật tròn xoay, và một số bài toán liên quan. Với sáng kiến “Phân loại các bài tập tích phân, ứng dụng tích phân – Chương III- Giải tích 12 nâng cao” tôi chủ yếu đi vào khai thác một số bài toán về ứng dụng của tính phân để diện tích và thể tích trong chương trình Giải tích THPT lớp 12- nâng cao và các bài toán trong các đề thi đại học trong những năm gần đây nhằm tìm ra hướng giải quyết cho bài toán một cách chính xác, lôgíc và khoa học. Mục đích nghiên cứu của đề tài là nhằm xây dựng, hệ thống lại các dạng tích phân thường gặp, áp dụng tính diện tích, thể tích cho học sinh cũng như đồng nghiệp giáo viên có cái nhìn toàn diện hơn về ứng dụng của tích phân trong hình học tránh nhầm lẫn và nhanh chóng giải quyết bài toán. Trên cơ sở đó học sinh có thể tự tìm tòi phát hiện các vướng mắc, các cách giải hay trong nhiều bài toán khác. Bố cục của luận văn bao gồm 3 chương:  Chương 1: Một số dạng toán tích phân thường gặp.  Chương 2: Áp dụng tích phân để tính diện tích hình phẳng, tính thể tích vật thể.  Chương 3: Một số bài toán liên quan. Do thời gian thực hiện khóa luận không nhiều, kiến thức còn hạn chế nên khi làm luận văn không tránh khỏi những hạn chế và sai sót. Tác giả mong nhận được sự góp ý và những ý kiến phản biện của quý thầy cố và bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 17tháng 1năm 2017 Học viên Vũ Thị Thúy 3 NỘI DUNG Chương 1: Một số dạng toán tích phân thường gặp I. Cơ sở khoa học 1. Nguyên hàm - Định nghĩa: Cho hàm số f(x) xác định trên K. Hàm số F(x) được gọi là nguyên hàm của hàm số f(x) trên K nếu F’(x) =f(x) với mọi x thuộc K. Kí hiệu: ( ) ( )f x dx F x C  - Tính chất: Tính chất 1: ( ( ) ) ' ( )f x dx f x Tính chất 2: ( ) ( )kf x dx k f x dx  Tính chất 3:  ( ) ( ) ( ) ( )f x g x dx f x dx g x dx     2. Tích phân - Định nghĩa :Ta có công thức Niu tơn – Laipnitz ( ) ( ) ( ) ( ) bb a a f x dx F x F b F a   - Tính chất: Tính chất 1: ( ) ( ) b a a b f x dx f x dx   Tính chất 2: ( ) ( ) b b a a kf x dx k f x dx  ∀ 𝑘 ∈ 𝑅 Tính chất 3:  ( ) ( ) ( ) ( ) b b b a a a f x g x dx f x dx g x dx     Tính chất 4: ( ) ( ) ( ) c b c a a b f x dx f x dx f x dx    II. Các phương pháp tính nguyên hàm, tích phân 4 1. Tính tích phân bằng việc sử dụng các nguyên hàm cơ bản 1.1. Phương pháp: Chúng ta có thể sử dụng các nguyên hàm của các hàm số sơ cấp để xác định được các nguyên hàm từ đó tính được các giá trị các tích phân. 1. kdx kx C  2. 1 1 x x dx C        ( ( , 1)R    3. ln dx x C x   4. ln x x aa dx C a   5. x xe dx e C  6. 2 arctanx+C 1 dx x   ( hoặc có thế đặt x= tant/2) 7. 2 arcsinx+C 1 dx x    8. sinx dx= - cosx + C 9. cosx dx= sinx + C 1.2. Các ví dụ 2. Tính tích phân bằng phương pháp đổi biến số 2.1 . Phương pháp đổi biến số dạng 1 2. 1.1. Quy tắc :  Bước 1: Đặt x=v(t)  Bước 2: Tính vi phân hai vế và đổi cận  Bước 3: Phân tích f(x)dx=f(v(t))v'(t)dt  Bước 4: Tính ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) v bb a v a v b f x dx g t dt G t v a     Bước 5: Kết luận : I= ( ) ( ) ( ) v b G t v a 2. 1.2. Nhận dạng : - Các dấu hiệu dẫn tới việc lựa chọn ẩn phụ kiểu trên thông thường là : Dấu hiệu Cách chọn 2 2a x sin 2 2 ost 0 t x a t t x a c               2 2x a   ; sin 2 2 0; \ ost 2 a x t t a x t c                          5 2 2a x   tan ; 2 2 cot 0; x a t t x a t t                  a x a x a x a x      x=a.cos2t   x a b x  x=a+   2sinb a t - Chú ý : Trong dạng phân thức hữu tỷ : *  2 222 1 1 1 1 0 ax b a x+ 2a 2 dx dx du bx c a u k a                             Với : b x+ , , 2a 2 u k du dx a          . - áp dụng để giải bài toán tổng quát :     2 1 2 2 k dx k Z a x       . 2.1.3. Một số ví dụ áp dụng Ví dụ 1: Tính các tích phân sau a ) 1 2 0 1 x dx b) 1 2 2 0 1 1 2 dx x  Giải a/ Đặt x=sint với : ; 2 2 t          Ta được dx = costdt , 0 sin 0 0 1 sin 1 2 x t t x t t               Do đó f(x)dx=  2 2 2 1 1 1 sin ostdt=cos 1 os2t 2 x dx tc tdt c dt      Vậy  1 2 0 0 1 os2t 1 1 1 1 1 ( ) sin 2 2 2 2 2 2 2 2 4 0 c dt f x dx t t                        b/ Đặt x = 1 sin ; 2 22 t t          Ta được dx = x=0 sint=0 t=0 1 ostdt 1 1 1 x= sin2 22 2 2 c t t            6  Do đó : 1 1 2 2 2 2 2 2 0 0 0 02 1 1 1 1 1 1 1 1 ostdt 2 12 2 2 2 2 2 211 2 1 sin 0 22 dx dx c dt t x tx                     2.2. Đổi biến số dạng 2 Quy tắc :  Bước 1: Khéo léo chọn một hàm số u(x) và đặt nó bằng t : t=u(x) .  Bước 2: Tính vi phân hai vế và đổi cận : dt=u'(x)dx  Bước 3: Ta phân tích f(x)dx = g[u(x)]u'(x)dx = g(t)dt .  Bước 4: Tính ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) u bb a u a u b f x dx g t dt G t u a     Kết luận : I= ( ) ( ) ( ) u b G t u a 2.3. Nhận dạng : DẠNG 1 : I=   ( ) 0 ax+b P x dx a    Chú ý: ln ax+b ax+b m m dx a      . Và nếu bậc của P(x) lớn hơn hoặc bằng 2 thì ta chia tử cho mẫu dẫn đến ( ) 1 ( ) ( ) ax+b ax+b ax+b P x m dx Q x dx Q x dx m dx                DẠNG 2 : 2 ( ) ax P x dx bx c     1. Tam thức : 2( ) axf x bx c   có hai nghiệm phân biệt Chú ý: '( ) ln ( ) ( ) u x dx u x u x      2. Tam thức : 2( ) axf x bx c   có nghiệm kép Chú ý:   '( ) ln ( ) ( ) u x dx u x u x      3. Tam thức : 2( ) axf x bx c   vô nghiệm Ta viết : f(x)=  2 2 22 ( ) ( ) 2 ; 22 2 b u x P x P x a a u kb ka x aa a                        Khi đó : Đặt u= ktant Ví dụ: Tính tích phân sau : I= 2 3 2 2 0 2 4 9 4 x x x dx x     7 Giải  Ta có : 3 2 2 2 2 4 9 1 2 4 4 x x x x x x          Do đó : 2 2 23 2 2 2 2 2 0 0 0 22 4 9 1 1 2 2 6 04 4 2 4 x x x dx dx x dx x x J x x x                            (1) Tính tích phân J= 2 2 0 1 4 dx x   Đặt : x=2tant suy ra : dx = 2 0 0 2 ; 0; ost>0 os 42 4 x t dt t c c t x t                   Khi đó : 2 4 4 2 2 2 0 0 0 1 1 1 2 1 1 4 4 4 1 tan os 2 2 8 0 dx dt dt t x t c t              Thay vào (1) : 6 8 I    DẠNG 3: 3 2 ( ) ax P x dx bx cx d      1. Đa thức : f(x)=  3 2ax 0bx cx d a    có một nghiệm bội ba Công thức cần chú ý : 1 1 1 1 . 1m m dx x m x       2. Đa thức : f(x)=  3 2ax 0bx cx d a    có hai nghiệm : Có hai cách giải : Hệ số bất định và phương pháp nhẩy tầng lầu Ví dụ: Tính tích phân sau : I=    3 3 2 1 1 1 dx x x   Giải  Ta có :                  2 2 2 2 1 1 1 11 1 11 1 1 1 1 A x B x x C xA B C x xx x x x x                 Thay hai nghiệm mẫu số vào hai tử số : 1 1 4 4 1 2 1 2 A A C C            .  Khi đó (1)        2 2 2 1 1 1 1 1 1 4 2 41 1 A B x A C x A B C A B C B A C x x                        Do đó :        3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 . . 4 1 4 1 21 1 1 dx dx x xx x x               8      31 1 1 1 3 ln 1 1 . ln8 ln 2 24 2 1 4 4 I x x x             3. Phương pháp tích phân từng phần - Một số lưu ý: + Công thức tính tích phân từng phần :I= . .u dv uv v du          (*) + Khi tính tích phân : ( ) .I f x dx     , ta không thể sử dụng các phương pháp : Phân tích để sử dụng trực tiếp bảng nguyên hàm cơ bản , phương pháp phân tích để tính trực tiếp , thì khi đó ta phải sử dụng phương pháp tích phân từng phần để tính tích phân I. + Đối với phương pháp tính tích phân từng phần có dạng:    ( ) .I f x dx u x dv x        . Hay viết tắt : .I u dv     . Trong đó : u=u(x),v=v(x) ( là các hàm số theo x ) thì cái khó nhất là chọn hàm số u(x) và vi phân dv(x) sao cho nguyên hàm v(x) dễ tìm nhất và phải kết hợp với vi phân du sao cho tích phân .v du    có thể tính trực tiếp bằng các phương pháp đã trình bày trên. Tích phân dạng :       ax sin osaxdx I P x e dx I P x axdx I P x c                      Trong đó : P(x) là một đa thức, a là hằng số - Sử dụng phương pháp tích phân từng phần bằng cách chọn : u=P(x) suy ra du = P'(x)dx ax ax 1 1 sin osax osax 1 sin a e ae dx dv axdx v c a c ax               . Sau đó thay vào công thức (*) 3.1.2. Các ví dụ 3.2. Tích phân dạng : ( ).lnkP x xdx    3.2.1. cách giải : 9 - Đặt : 1ln .ln . , ( )k k dx u x du k x dv P x dx x      3.2.2. Cách giải * Chú ý : Lũy thừa kcủa lnx bằng số lần lấy tích phân từng phần , như vậy số lần lấy tích phân từng phần không phụ thuộc vào bậc của đa thức P(x). Ví dụ: Tính các tích phân sau : a.   3 2 1 3 ln 1 x dx x    . ( KB-2009 ) Giải a.         3 3 3 2 2 2 1 1 1 3 ln 3 ln 1 1 1 1 x x dx dx dx x x x          . - Với :   3 2 1 33 3 3 11 41 dx xx      - Với :     3 3 3 2 1 1 1 27 ln3 3ln ln 1 ln 3 1 1 ln 3 16ln 1 11 1 4 1 4 1 41 x x x dx dx dx x x x x x xx                       Thay vào (1) : 27 27 ln 3 ln 3 16 16 4 4 4 I     * Chú ý : Qua ví dụ 2 ta thấy tích phân dạng : ln ( ) x dx P x    , vẫn có thể áp dụng cách giải cho tích phân dạng : ( ) lnI P x xdx     3.3. Tích phân dạng : ax axsin osbxdxI e bxdx J e c         Cách giải  Gọi hai tích phân như trên . Sau đó ta đi tính tích phân I bằng cách : Đặt ax ax1 1; sin osbxu e du e dv bxdx v c a b        , ta sẽ có được kết quả dạng : I= A+mJ  I-mJ=A (1)  Sau đó để tính tích phân J ta làm tương tự bằng cách : Đặt ax ax1 1; os sin bxu e du e dv c bxdx v a b       , ta sẽ có được kết quả dạng : J=B+nI J-nI = B (2)  Giải hệ hai phương trình (1) và (2) ta tìm được I và J . 2. Ví dụ minh họa 10 Chương 2: Diện tích hình phẳng, thể tích vật thể 2.1. Hình phẳng giới hạn bởi một đồ thi hàm số và trục hoành 2.1.1. Diện tích của hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x) , trục hoành và hai đường thẳng x = a , x = b 2.1.1.1.Một số chú ý về tích phân chứa giá trị tuyệt đối - Để tính diện tích S ta phải tính tích phân (1) , muốn vậy ta phải “phá” dấu giá trị tuyệt đối .  Nếu  b ; a x , 0)( xf thì   b a b a dxxfdxxfS )()(  Nếu  b ; a x , 0)( xf thì    b a b a dxxfdxxfS )()( - Muốn “phá” dấu giá trị tuyệt đối ta phải xét dấu của biểu thức f(x) . Thường có hai cách làm như sau : Cách 1: Dùng định lí “dấu của nhị thức bật nhất” , định lí “dấu của tam thức bậc hai” để xét dấu các biểu thức f(x) ; đôi khi phải giải các bất phương trình f(x) ≥ 0 , f(x) ≤ 0 trên đoạn  b ; a Cách 2: Dựa vào đồ thị của hàm số y =f(x) trên đoạn  b ; a để suy ra dấu của f(x) trên đoạn đó .  Nếu trên đoạn [a ; b] đồ thị hàm số y = f(x) nằm phía “trên” trục hoành thì  b ; a x , 0)( xf  Nếu trên đoạn [a ; b] đồ thị hàm số y = f(x) nằm phía “dưới” trục hoành thì  b ; a x , 0)( xf Cách 3: Nếu f(x) không đổi dấu trên [a ; b] thì ta có :   b a b a dxxfdxxfS )()( 2.1.1.2 Một vài ví dụ minh hoạ cách tính tích phân có chứa dấu giá trị tuyệt đối Ví dụ 1 : Tính dxxI    0 2 42 Xét dấu nhị thức bậc nhất f(x) = 2x + 4 x -∞ -2 0 +∞ f(x)=2x + 4 - 0 + + Suy ra  2;0-x , 042 x Do đó   4)2(4)2(0 2 0 )4()42(42 22 0 2 0 2      xxdxxdxxI 2.1.2. Diện tích của hình phẳng giới hạn bởi một đồ thị hàm số với trục hoành Giả sử hàm số y = f(x) liên tục trên đoạn  b ; a . Khi đó hình thang cong giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x) , trục hoành và hai đường thẳng x = a , x = b có diện tích là S và được tính theo công thức : 11  b a dxxfS )( (1) Ví dụ 1:Tính diện tích của hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = 2x + 4 , trục hoành , các đường thẳng x = - 2 , x = 0 . Giải Diện tích S của hình phẳng trên là dxxS    0 2 42 Từ hình vẽ , suy ra  2;0-x , 042 x Do đó   4)2(4)2(0 2 0 )4()42(42 22 0 2 0 2      xxdxxdxxS (đvdt) Ví dụ 2: Tính diện tích của hình phẳng (được tô màu ) sau đây : Giải : Hình phẳng trên được giới hạn bởi bốn đường y = x ,trục hoành và hai đường thẳng x = 0 , x = 3. Diện tích S của hình phẳng trên là dxxS  3 0 Vì  0;3x , 0 x 2 9 2 0 2 3 0 3 ) 2 ( 2223 0 3 0   x dxxdxxS (đvdt) Chú ý: Nếu phương trình f(x) = 0 có k nghiệm phân biệt x1 , x2 , , xk thuộc (a ; b) thì trên mỗi khoảng (a ; x1 ) , (x1 ; x2) , , (xk ; b) biểu thức f(x) có dấu không đổi . Khi đó để tính tích phân  b a dxxfS )( ta có thể tính như sau :   b x x x x a b a k dxxfdxxfdxxfdxxfS )(...)()()( 2 1 1 12 2.1.3. Diện tích hình tròn , hình elip - Diện tích hình tròn : Trong hệ toạ độ Oxy cho đường tròn có phương x 2 + y 2 = r 2 ( r > 0) Khi đó hình tròn đó có diện tích là : 2rS  Giải :Ta có 22222 xryryx  Với y ≥ 0 ta có : 22 xry  có đồ thị là nửa đường tròn phía trên trục hoành. Và có diện tích 2 . 2 2 0 2222 1 r dxxrdxxrS rr r     Do đó 2 1 .2 rSS  - Diện tích của elip Trong hệ toạ độ Oxy cho elíp có phương trình : 12 2 2 2  b y a x , ab 0 Diện tích của elip là : baS . (đvdt) 2.2. Diện tích hình phẳng được giới hạn bởi hai đồ thị hàm số 2.2. 1. Công thức tính diện tích của hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị hàm số Cho hai đồ thị của hai hàm số y = f(x) , y = g(x) và hai đường thẳng x = a , x =b (a<b) Hình phẳng giới hạn bởi bốn đường y = f(x) , y = g(x) và hai đường thẳng x = a, x = b có diện tích S được tính theo công thức : dxxgxfS b a   )()( . Ví dụ 12:Tính diện tích của hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = xlnx , y = x và hai đường thẳng x = 1 , x = e Giải : 13 Phương trình hoành độ giao điểm của hai đồ thị đã cho là : 0)1(ln0lnln  xxxxxxxx Vì x > 0 nên exxxxx  1ln01ln0)1(ln Vậy hoành độ giao điểm của hai đồ thị đã cho là x = e . Trên đoạn  e; 1 phương trình xlnx – x = 0 chỉ có một nghiệm x = e Hình phẳng giới hạn bởi bốn đường y =xlnx , y = x và hai đường thẳng x = 1, x = e có diện tích S được tính theo công thức: dxxxxS e   1 ln Vì  exxxx ;1 0ln  nên   eeee xdxxxdxxxxdxxxxS 1111 ln)ln(ln 4 3 2 1 24 1 124 1 22222       eeeexe (đvdt) 2.2.2. Bài tập tự luyện 2.3.Thể tích của vật thể được tạo ra bằng cách quay một hình phẳng quanh trục hoành Ví dụ 16 Tính thể tích của vật thể tròn xoay tạo bởi khi quay hình phẳng giới hạn bởi bốn đường sau quanh trục hoành Ox. a. y = x3 – 3x , y = 0 , x = 0 , x = 1. b. xxy 22  , y = 0 , x = 0 , x = 1. c. xxy 32  , y = 0 , x = 0 , x = 1. Giải: a. 0 1 ) 3 9 5 6 7 ()96()3( 3571 0 246 1 0 23 xxxdxxxxdxxxV    35 68 0 1 )3 5 6 7 ( 3 57    x xx (đvtt) b.  15 38 0 1 ) 3 4 5 ()44(2 3 4 51 0 234 1 0 2 2   x x x dxxxxdxxxV (đvtt) c.  11 16 0 1 ) 2 3 3 ()3()3( 231 0 2 1 0 22   xx dxxxdxxxV (đvtt) Giả sử (H ) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x) , trục hoành và hai đường thẳng x = a , x = b , trong đó ( a < b) . Quay hình phẳng (H) quanh trục hoành ta được một vật thể tròn xoay . Thể tích của vật thể này được tính theo công thức :   dxxfV b a 2 )(  14 Bài tập tự luyện 2.4. Thể tích của vật thể được tạo ra bằng cách quay một hình phẳng quanh trục tung Ví dụ 18 .Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi đường cong (C ) : 44 22  yx , trục tung , hai đường thẳng x = 2 , y = 2 . Tính thể tích của vật thể tròn xoay tạo bởi khi quay hình phẳng trên quanh trục tung . Giải Ta có 0 y , 4 2 1 4444:)( 22222  xyxyyxC Gọi V1 là thể tích của vật thể tròn xoay tạo bởi khi quay hình phẳng giới hạn bởi nửa elip (E ) , trục tung và hai đường y = 0 , y = 1 quanh trục tung . 12 11 3 11 . 4 )4( 4 )4 2 1 ( 1 0 22 1 0 2 1     dxxdxxV (đvtt) Gọi V2 là thể tích của vật thể tròn xoay tạo bởi khi quay hình phẳng giới hạn bởi đường thẳng y = 2 , trục tung và hai đường y = 0 , y = 1 quanh trục tung .  842 2 0 2 0 2 2   dxdxV (đvtt) Thể tích của vật thể cần tính là : 12 85 12 11 812   VVV (đvtt) 2.5..Thể tích của khối cầu, khối trụ,khối nón, khối nón cụt 2.5.1. Thể tích của khối cầu Trong hệ tọa độ Oxy cho nửa đường tròn có phương trình (P ) : x2 + y2 = r2 với r> 0 và y ≥ 0 . (hình 22) Quay nửa hình tròn đó quanh trục hoành ta được một mặt cầu có bán hính bằng r . Thể tích của mặt cầu này là : 3. 3 4 rV  (đvtt) Giả sử (H ) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số x = g(y) , trục tung và hai đường thẳng y = m , y = n , trong đó ( m < n) . Quay hình phẳng (H) quanh trục hoành ta được một vật thể tròn xoay . Thể tích của vật thể này được tính theo công thức :   dyygV n m 2 )(  15 Giải :Ta có 22222 xryryx  Với y ≥ 0 ta có : 22 xry  có đồ thị là nửa đường tròn phía trên trục hoành. Và có diện tích 0 ) 3 (2)(2)( 3 2 0 22222 rx xrdxxrdxxrV rr r     3 .4 ) 3 (2 33 3 rrr    (đvtt) 2.5.2. Thể tích của khối trụ Cho hình phẳng ( hình chữ nhật )giới hạn bởi đường thẳng y = r ( r > 0) ; trục hoành và các đường thẳng x = 0 ; x = h ( h > 0) . Quay hình phẳng trên quanh trục hoành ta được một khối trụ có bán kính đáy bằng r và chiều cao h . Thể tích của vật thể tròn xoay (khối trụ )này là : hrrhr h xrdxrV h ..0.... 0 )..( 222 0 22    (đvtt) . 2.5.3. Thể tích khối nón tròn xoay Cho hình phẳng (H) (tam giác vuông) giới hạn bởi đồ thị hàm số 0) h , 0(r  x h r y ; trục hoành và hai đường thẳng x = 0; x = h. (hình 23). Quay hình phẳng (H ) quanh trục hoành ta được một khối nón có bán kính đáy bằng r và chiều cao bằng h . Khi đó thể tích của khối nón đó là : 3 .. .3 .. 0 ) 3 .()( 2 2 323 2 2 0 2 2 2 2 0 hr h hrhx h r x h r dxx h r V hh     (đvtt) 2.5.4. Thể tích của khối nón cụt 16 Cho hình thang vuông giới hạn bởi đồ thị hàm số x a r y  , trục hoành và hai đường thẳng x = a ; x = b (b >a > 0; R > r > 0 ) . Quay hình thang vuông trên quanh trục hoành ta được một khối nón cụt có bán kính đáy lớn bằng R , bán kính đáy nhỏ bằng r và chiều cao bằng h = b – a . Thể tích của khối nón cụt tạo thành là : ).( 33 .. 3 .. 22 22 arbR arbR V   Chương 3: Các bài toán liên quan Chúng ta đã biết các ứng dụng của phép tính tích phân trong hình học, đại số.Chương này sẽ giới thiệu một số ứng dụng cơ bản nhất của phép tính tích phân trong đời sống. 3.1. Một số ứng dụng của tích phân trong sinh học và kinh tế 3.1.1. Bài toán cơ chế hoạt động của trái tim con người 3.1.2. Bài toán về sinh lý tim mạch 3.1.3. Thặng dư tiêu dùng 3.1. Một số ứng dụng của tích phân trong vật lý 1. Công 2. Lực thủy tĩnh TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Văn Mậu, Đặng Huy Ruận, Nguyễn Thủy Thanh (2000), Phép tính vi phân và tích phân hàm một biến, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội. 2. Nguyễn Văn Mậu (2004), Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Toán Trung Học Phổ Thông: Một số vấn đề chọn lọc về tích phân, Nhà xuất bản Giáo dục. 3. Nguyễn Thủy Thanh (2001), Bài tập giải tích, Tập 1, 2, Nhà xuất bản Giáo dục. 4. Lê Hồng Đức, Lê Bích Ngọc, Lê Hữu Trí (2003), Học và ôn tập Toán Đại số, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội. 17

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf01050003271_5563_2006679.pdf
Tài liệu liên quan