Luyện tập →
Câu hỏi › Lớp 12 › Nguyên hàm. Tích phân › Ứng dụng tích phân tính thể tích

Vật trang trí tròn xoay = (elipxoit do quay elip) TRỪ (mặt cầu do quay

Lớp 12 · Ứng dụng tích phân tính thể tích
Một vật trang trí có dạng một khối tròn xoay được tạo thành khi quay miền $(R)$ (phần tô đậm trong hình vẽ) quanh trục $MN$. Biết rằng $ABCD$ là hình chữ nhật với $AB = 4\,\text{cm}$, $AD = 10\,\text{cm}$ và $M$, $N$ lần lượt là trung điểm của $AB$, $CD$. Hai đường cong là đường Elip có hình chữ nhật cơ sở là $ABCD$ và đường tròn tiếp xúc với hai cạnh $AD$ và $BC$. Gắn hệ tọa độ $Oxy$ (đơn vị trên mỗi trục là $1$ cm), gốc $O$ là tâm hình chữ nhật, $MN$ trùng trục $Ox$ như hình vẽ. Xét tính đúng/sai các khẳng định sau:
A) Đường tròn tâm $O$ tiếp xúc với hai cạnh $AD$, $BC$ có phương trình $x^2 + y^2 = 4$. Đúng
B) Phương trình của đường Elip có hình chữ nhật cơ sở là $ABCD$ là $\dfrac{x^2}{5} + \dfrac{y^2}{2} = 1$. Sai
C) Diện tích phần tô đậm là $S = \int_{-5}^{5} \sqrt{4\left(1 - \dfrac{x^2}{25}\right)}\,dx - \int_{-2}^{2} \sqrt{4 - x^2}\,dx$. Sai
D) Thể tích của vật trang trí đó (kết quả làm tròn đến hàng phần chục) là $50{,}3\ \text{cm}^3$. Đúng
LỜI GIẢI

A) Đúng. Đường tròn tâm $O$ tiếp xúc $AD$, $BC$ (hai cạnh cách $O$ một khoảng $\dfrac{AB}{2} = 2$) nên bán kính $= 2$, phương trình $x^2 + y^2 = 2^2 = 4$ ⇒ ĐÚNG.

B) Sai. SAI — elip nhận $ABCD$ làm hình chữ nhật cơ sở có bán trục $a = \dfrac{AD}{2} = 5$, $b = \dfrac{AB}{2} = 2$ nên phương trình là $\dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{4} = 1$ (mẫu là $a^2=25$ và $b^2=4$), KHÔNG phải $\dfrac{x^2}{5} + \dfrac{y^2}{2} = 1$.

C) Sai. SAI — biểu thức đó chỉ tính phần NẰM TRÊN trục $Ox$ (giữa nửa elip và nửa đường tròn), bằng $\dfrac{1}{2}$ diện tích thật. Miền tô đậm đối xứng qua $Ox$ nên diện tích $= 2\left(\dfrac{1}{2}\pi a b - \dfrac{1}{2}\pi b^2\right) = \pi a b - \pi b^2$ — phải nhân $2$.

D) Đúng. Quay quanh $Ox$: vật $=$ elipxoit (quay elip) trừ mặt cầu (quay đường tròn). $V = \pi\!\int_{-5}^{5} 4\!\left(1-\dfrac{x^2}{25}\right)dx - \pi\!\int_{-2}^{2}(4-x^2)\,dx = \dfrac{4}{3}\pi 4(5-2) \approx 50{,}3\ \text{cm}^3$ ⇒ ĐÚNG.

65% trả lời đúng 496 đúng · 268 sai
← Tìm câu hỏi khác