Cho nửa đường tròn đường kính (\(AB=4\sqrt5\) ). Trên đó người ta vẽ một parabol có đỉnh trùng với tâm của nửa hình tròn, trục đối xứng là đường kính vuông góc với AB. Parabol cắt nửa đường tròn tại hai điểm cách nhau 4cm và khoảng cách từ hai điểm đó đến AB bằng nhau và bằng 4cm. Sau đó người ta cắt bỏ phần hình phẳng giới hạn bởi đường tròn và parabol (phần gạch chéo trong hình vẽ). Đem phần còn lại quay xung quanh trục AB. Thể tích của khối tròn xoay thu được bằng:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGắn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ:
Ta có:
Phương trình đường tròn: \( {x^2} + {y^2} = 20 \Rightarrow y = \sqrt {20 - {x^2}} \)
Phương trình parabol: \( y = {x^2}\)
Thể tích khối cầu \( V = \frac{4}{3}\pi {\left( {2\sqrt 5 } \right)^3} = \frac{{160\sqrt 5 }}{3}\pi \)
Thể tích khi quay phần gạch chéo quanh trục Ox là:
\( V' = \pi \mathop \smallint \limits_{ - 2}^2 \left( {20 - {x^2} - {x^4}} \right)dx = \frac{{928}}{{15}}\pi \)
⇒ Thể tích cần tính
\( {V_1} = V - V' = \frac{{160\sqrt 5 }}{3}\pi - \frac{{928}}{{15}}\pi = \frac{\pi }{{15}}\left( {800\sqrt 5 - 928} \right)\)