求以平面为界的实体的体积 - y=0, z=0, x+z=1 和 抛物线圆柱体 y=√x
求以平面为界的实体的体积 - y=0, z=0, x+z=1 和 抛物线圆柱体 y=√x
题目描述:
求以平面为界的实体的体积,其中平面方程为 y=0, z=0, x+z=1,抛物线圆柱体方程为 y=√x。
解题思路:
首先,我们画出这两个实体的图形:
[图形描述]
可以看到,这两个实体的交点是在 x=1 处,因此我们可以将它们分为两部分,即 x≤1 和 x>1。
对于 x≤1 的部分,它们的交点是抛物线圆柱体和平面的交点,即 (1,1,0)。因此,我们可以将它们的体积表示为:
$$ \begin{aligned} V_1 &= \int_0^1 \int_0^{\sqrt{x}} \int_0^{1-x} dydzdx \ &= \int_0^1 \int_0^{\sqrt{x}} (1-x)dydx \ &= \int_0^1 (\sqrt{x}-\frac{2}{3}x^{\frac{3}{2}})dx \ &= \frac{1}{2}-\frac{4}{9} \ &= \frac{1}{18} \end{aligned} $$
对于 x>1 的部分,它们的交点是抛物线圆柱体和平面的交点,即 (x,√x,1-x)。因此,我们可以将它们的体积表示为:
$$ \begin{aligned} V_2 &= \int_1^\infty \int_0^{\sqrt{x}} \int_0^{2\sqrt{x}-x} dydzdx \ &= \int_1^\infty \int_0^{\sqrt{x}} (2\sqrt{x}-x)dydx \ &= \int_1^\infty (\frac{4}{3}x^{\frac{3}{2}}-\frac{2}{3}x^2)dx \ &= \infty \end{aligned} $$
因此,最终的体积为:
$$ V=V_1+V_2=\frac{1}{18}+\infty=\infty $$
答案为无穷大。
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