y轴旋转形成的旋转体体积公式,可以通过以下步骤推导得出:
1. 设定初始条件:假设有一个曲线方程 \( y = f(x) \),其中 \( x \) 的取值范围是从 \( a \) 到 \( b \)。
2. 微小元素体积:当曲线绕y轴旋转时,在 \( y \) 轴上距离 \( y \) 为 \( y \) 的微小元素,其体积 \( dV \) 可以近似为一个圆柱体的体积,其底面半径为 \( x \),高为 \( dy \)。因此,\( dV \) 可以表示为 \( \pi x^2 dy \)。
3. 积分求体积:整个旋转体的体积 \( V \) 是所有微小体积元素 \( dV \) 的总和,即对 \( x \) 从 \( a \) 到 \( b \) 的积分。因此,旋转体的体积公式为:
\[
V = \int_{a}^{b} \pi x^2 dy
\]
4. 变量替换:由于 \( y = f(x) \),所以 \( dy = f'(x) dx \)。将 \( dy \) 替换为 \( f'(x) dx \),得到:
\[
V = \int_{a}^{b} \pi x^2 f'(x) dx
\]
这就是y轴旋转形成的旋转体的体积公式。它适用于任何给定的曲线方程 \( y = f(x) \) 在 \( x \) 轴上从 \( a \) 到 \( b \) 的范围内绕y轴旋转所形成的旋转体。
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