曲线 是一个半径为 2、圆心在原点的圆,其方程为 。直线 的方程为 。下图显示了由 和 所围成的阴影区域 。

- (a)
利用换元法 证明区域 的面积可以表示为 ,其中 、 和 是待确定的确切常数。由此求出该面积的精确值。
- (b)
区域 由曲线 、直线 以及直线 围成。求区域 绕 y 轴旋转 弧度所产生的旋转体体积。保留两位小数。
它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的
完整解法
7(a)
1. Set up the area of region $A$ as the difference between the integral of the curve $C$ and the line $L$.
From the circle equation , the upper semicircle is .
From the line , .
Area
2. Apply the substitution $x = 2\sin\theta$ to the first integral and find the new limits.
Let . Then .
Find the new limits for :
When , .
When , .
3. Transform the first integral completely into terms of $\theta$.
4. Evaluate the second integral (the area under the line) to determine the exact constants $a, b,$ and $c$.
Hence, Area , where , , and .
5. Integrate $4\cos^2\theta$ using the double angle identity.
Using , we have .
6. Evaluate the limits to find the exact area of region $A$.
Exact Area
\frac{4\pi}{3} - \sqrt{3}
7(b)
1. Express the equations of curve $C$ and line $L$ with $x$ as the subject.
For curve : (taking the positive root as the region is in the first quadrant where ).
For line : .
2. Determine the $y$-coordinates of the intersections that bound Region $B$.
Region is bounded on the right by .
- Line intersects curve () at .
- Line intersects line () at .
- As given from earlier parts, and intersect at .
Thus, the region spans from to .
3. Set up the integral for the volume generated by rotating Region $B$ about the $y$-axis.
When rotating about the -axis, the volume is .
The outer boundary is consistently .
The inner boundary changes at the intersection .
- For , the inner boundary is the curve .
- For , the inner boundary is the line .
Hence, the volume splits into two parts: .
4. Evaluate the first volume integral, $V_1$.
5. Evaluate the second volume integral, $V_2$.
Substitute the upper limit ():
Substitute the lower limit ():
6. Sum the volumes and compute the final numerical answer to two decimal places.
Rounding to 2 decimal places gives .
8.46
AI 分析,可能出错
用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。
同一知识点的其他题
- 1[剑桥/9709/2010] 图中显示了曲线 和 的部分图像以及它们的交点 和 。 和 的 坐标分别为 和 。 证…
- 2已知 展开式的前三项为 ,求 、 和 的值。 利用第 (i) 小题的答案,求由曲线 …
- 3曲线 C 的参数方程为 ,其中 为正常数。 曲线上的点 P 的参数为 ,曲线在点 P 处的切线与 轴交于点 S,与 轴交于点 T。点 M 是 ST 的中点。求当 …
- 4将方程为 的曲线先关于 y 轴进行反射,接着沿 x 轴负方向平移 1 个单位,最后在平行于 y 轴的方向上进行拉伸(缩放因子为 2)。所得曲线的方程由 给出,其中 …
- 5曲线 的方程为 ,其中 。 求 与 轴相交的点 处的切线方程。 画出 的草图,并用含 的式子给出渐近线方程、极值点…