欧美高考作为基础知识,但是中国高考考生根本做不出的大题 -- 体积积分

November 20, 2017



欧美高考作为基础知识,但是中国高考考生根本做不出的大题 -- 体积积分

有一种题,德国高考,不论文理,都当成基础知识,而且平时也有练习题。但是中国高考不要求。
这就是体积积分。

下面这个图,表面看起来很简单:一个抛物线,Y轴对称,经过了 ( 0 | 3,5 ) 这一点,也经过了 ( 4 | 0 )这个点,问,这个抛物线绕X轴旋转,得到多大空间体积。

知识点跨越了中国初二知识,大学高等数学第一年积分知识,高等物理第一年的体积积分知识。理解起来,其实对于考生是很难的。





要理解这个题,先要求出确定抛物线方程。
因为y轴对称 , f(x) = f (-x) , 所以 b = 0  ---> 这个如果不懂,可以另外找时间专门解释,这是基础知识。

因为经过了  ( 0 | 3,5 ) 这一点,所以 c = 3,5  ---> 这个如果不懂,可以另外找时间专门解释,这是基础知识。

另外,通过了  ( 4 | 0 ) 这一点,所以 a = - 3,5/16 = - 7/32

方程一下子变成了  


抛物线方程得到了,中学二年级知识就此结束了。


---- 我没有底线    只有快乐的分割线 ----


下面来说说中国大学知识,但是在欧洲是中学基础要求
我把这个题再画的立体一些,就是下面这个结果: 
曲线绕x轴一圈,成了个橄榄球形状。体积需要由面积积分来得到。先对这个橄榄球切片,就是我图中画的那些横截面,理论上,可以切无数个。这里为了方便,我简化了,画了三个。

随着x值的变化,这些切片的 半径 R是 一直在变化的,所有这些切片扫过的空间,组成的体积,就是我们要求得的体积了。

开始了:
第一步,切片的面积,有了面积,你才能对面积进行积分


半径 R 其实就是 对应的 f (x) 的值,所以下面的结果

体积 V (x) 需要对面积 从 -4 到 4 这个区间进行积分运算
把面积的方程代入到以上的体积方程里面,得到了下面这个结果


上面这个积分如何得到结果,是积分运算的基础知识,不涉及到逻辑思维和解题方案,我就不用再罗嗦了。不懂的,留言

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