3.1.9 定积分在几何与物理上的应用

更新于 2026年10月10日 版权声明
3.1.9 定积分在几何与物理上的应用

1)平面图形的面积

(1)若平面图形D是由上、下两条曲线y=f(x),y=g(x)(g(x)≤f(x))与直线x=a,x=b(a<b)围成的,则D的面积为

图示

(2)若平面图形D是由左、右两条曲线x=φ(y),x=ψ(y)(φ(y)≤ψ(y))与直线y=c,y=d(c<d)围成的,则D的面积为

图示

(3)若平面图形D是极坐标下的两条曲线ρ=ρ1(θ),ρ=ρ2(θ)(ρ1(θ)≤ρ2(θ))与射线θ=α,θ=β(α<β)围成的,则D的面积为

图示

2)特殊立体的体积

(1)设立体Ω介于两平面x=a,x=b(a<b)之间,∀x∈[a,b],过点x作平面垂直于x轴,该平面与立体Ω的截面的面积为可求的连续函数A(x),则立体Ω的体积为

图示

(2)平面图形D:{(x,y)|g(x)≤y≤f(x),a≤x≤b}绕x轴旋转一周所得旋转体的体积为

图示

(3)平面图形D:{(x,y)|g(x)≤y≤f(x),a<x<b,a≥0}绕y轴旋转一周所得旋转体的体积为(https://www.daowen.com)

图示

3)平面曲线的弧长

(1)平面曲线Γ的方程y=f(x)(a≤x≤b),若f(x)连续可导,则曲线Γ的弧长为

图示

(2)平面曲线Γ的参数方程为x=φ(t),y=ψ(t)(α≤t≤β),φ(t)与ψ(t)皆连续可导,则曲线Γ的弧长为

图示

(3)平面曲线Γ的极坐标方程为ρ=ρ(θ),α≤θ≤β,ρ(θ)连续可导,则曲线Γ的弧长为

图示

4)旋转曲面的面积

平面曲线y=f(x)(f(x)≥0,a≤x≤b)绕x轴旋转一周所得旋转曲面的面积为

图示

5)定积分在物理上可用于求变力在直线运动下所作的功、液体的压力以及引力等,这些应用可用微元法解决.

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