曲线 的方程为 。区域 由 、直线 、 和 围成。求 的精确面积。 曲线 的参数方程定义为 求当由 、直线 、 以及 轴所围成的区域绕 轴旋转 弧度时,所产生的旋转体的体积,结果保留两位小数。
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完整解法
4(a)
1. Express the exact area using a definite integral with respect to $x$, taking advantage of symmetry.
The curve is symmetric about the -axis because .
For , the function simplifies to .
The region is bounded above by and below by between and .
By symmetry, the total area is twice the area in the right half-plane:
2. Evaluate the integral of $\ln(2-x)$ using substitution and integration by parts.
Let .
Use the substitution , so .
When ; when .
Using integration by parts (let , and ):
3. Combine the results to calculate the final exact area.
4(b)
1. Find the limits for the parameter $t$ corresponding to the boundary lines $x=0$ and $x=1$.
Given and the domain :
When , .
When , .
Since , we reject (which gives ) and accept .
2. Differentiate the parametric equation for $x$ with respect to $t$.
3. Set up the definite integral for the volume of revolution.
The volume of the solid generated when rotated radians about the -axis is given by :
4. Evaluate the definite integral using a graphing calculator.
(Note: To safely compute this on a graphing calculator without non-real errors from negative fractional powers, one can reverse the limits and explicitly factor the negative base: , or use the equivalent Cartesian integral .)
Evaluating the integral using a graphing calculator:
1.80
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